RÖNTGEN CİHAZLARI ve FİZİK PRENSİPLERİ 10

Dr. Erol Akgül

Ç. Ü. SHMYO 1. Sınıf

X-IŞINININ RADYODİAGNOSTİKTE

KULLANILMASINI SAĞLAYAN ÖZELLİKLERİ

Penetrasyon Özelliği

• X-ışını, bu özelliği sayesinde vücudu geçer (transmisyon).

• Vücut dokularını geçen ışınlar, değişik görüntü alıcılar üzerine düşürülerek görüntü oluşturulur.

Fotografik emülsiyona olan etkileri

• Radyografi işleminde fotoğraf plağının emülsiyon tabakasındaki gümüş bromür bağlarında gevşemeye neden olarak fotografik görüntü oluşturur.

• X-ışınının bu özelliği sayesinde röntgen filmlerinde görüntü elde edilebilmektedir.

Floresan maddelerle etkileşimi

• X-ışını, fluoroskopi ekranı ya da ranforsatörlerden görülebilir ışık salınmasına yol açar.

• Bu özelliğinden, hem fluoroskopi hem de radyografi işlemlerinde yararlanılır.

X-IŞINININ KANTİTESİ

• X-ışını miktarı, bir röntgen tüpünden çıkan ve ekspojur birimiyle (Röntgen = R) belirlen çıkış yoğunluğudur.

• Radyasyon ekspojuru ya da x-ışını intensitesi olarak da adlandırılır.

• X-ışınının kantitesi, ayrıca radyasyon dozu birimi (RAD) ve eşdeğer doz birimiyle de (REM) belirlenmektedir.

EKSPOJUR BİRİMİ (R)

• X-ışını tüpünde salınan x-ışını, havadan geçerken iyonizasyona neden olur.

• Buna ekspojur adı verilir. • Ekspojur birimi Röntgendir (R). • 1 R’lik bir ekspojur, 1 cm3 havada, standart ısı ve

basınçta 2.08x109 iyonizasyon oluşturur. • İnternasyonal sisteme göre röntgen, bir kilogram

havada, 2,58x10-4 coulomb (C) yük birimi oluşturan x-ışını dozudur.

• Birimi C/kg dir.

RADYASYON DOZU BİRİMİ (RAD)

• X-ışınının enerjisi, oluşan iyonizasyon sonucu vücuda aktarlır.

• Radyasyon ekspojuruna bağlı olan bu enerji depolanmasına, radyasyon absorbsiyon dozu adı verilir.

• Birimi RAD’dır. • Işınlanan objenin bir gramının absorbe ettiği enerji

100 erg ise absorbsiyon dozu bir RAD’dır. • İnternasyonal sisteme göre, radyasyon doz birimi

Gray (Gy) dir. (1 Gy = 1 joule/kg = 100 RAD)

EŞDEĞER DOZ BİRİMİ (REM)

• Radyasyona maruz kalan kişi, radyoloji teknisyeni ya da herhangi bir radyasyon çalışanı ise mesleki radyasyon ekspojuru, eşdeğer doz birimiyle (REM) belirlenir.

• 1 REM = 100 erg/gr’dır. • İnternasyonal sisteme göre, Seivert (Sv)

olarak adlandırılır. • (1 Sv = 1 joule/kg)

• Röntgen, RAD ve REM arasında önemli bir fark yoktur.

• REM yalnızca mesleki ekspojuru ifade eder.

• Tanısal radyolojide üç birim de eşit kabul edilmektedir.

X-IŞINI KANTİTESİNİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER

MİLİAMPERSANİYE (mAs)

• X-ışınının miktarı mAs ile doğru orantılıdır.

• mAs iki kat arttırıldığında, hızlandırılan elektron sayısı da iki katına çıkacağından, tüpten çıkan x-ışını miktarı da iki kat artmış olacaktır.

KİLOVOLTAJ 1

• X-ışınının miktarındaki değişiklik, yaklaşık olarak kVp’deki değişiklik oranının karesiyle orantılıdır.

• • I1/I2= (kVp1/kVp2)

2

• Örneğin 110 kVp ve 20 mAs kullanıldığında, x-ışını intensitesi 32 mR ise, mAs sabitken kVp 125’e çıkarılırsa intensite; (125x110)2x32=41.3 mR olacaktır.

KİLOVOLTAJ 2

• Radyoloji pratiğinde daha farklı bir durum sözkonusudur.

• Değişiklik, ancak filmde görülebildiğinden kVp’nin etkisi, hastayı geçen ışınlar üzerinde izlenecektir.

• Düşük kVp’de absorbsiyon fazla iken, kVp’nin arttırılması sonucu absorbsiyon hızla azalacak ve hastayı fazlaca geçen x-ışınları da filmle etkileşime girecektir.

• Bu nedenle absorbsiyon faktörü gözönüne alınarak kVp fazla arttırlamalıdır.

• Pratikte kVp nin % 15’lik bir artışı, film dansitesini, iki kat arttırır. KVp’nin %15’lik azalması, film dansitesini yarıya indirir.

UZAKLIK

• Tüpte üretilen ışının intensitesi, ışının nokta kaynaktan salınması nedeniyle, uzaklığın karesiyle orantılı olarak azalır.

• Örneğin bir akciğer grafisinde 100 cm’lik mesafede film üzerindeki doz 12,5 mR ölçülerse, 75 cm’de bu miktar 22,2 mR iken, 125 cm de ise 8 mR olacaktır.

FİLTRASYON

• Filtrasyon, x ışınının hem kantitesini hem de kalitesini etkileyen bir faktördür.

• Filtrelemeye bağlı olarak x-ışınının intensitesi düşerken, düşük enerjili ışınların daha fazla absorbe edilmesine bağlı olarak, enerji değerlerinin ortalamasında artış olur.

X-IŞINININ KALİTESİ

• Kalite x-ışını demetinin penetre olabilme gücüdür. • X-ışınının enerjisi arttıkça penetrasyonu da

artmaktadır. • 100 keV enerjili x-ışını, yumuşak dokunun bir

santimetresinde yaklaşık % 3 zayıflamaya uğrarken 10 keV enerjili ışın, yaklaşık % 15 oranında zayıflar.

• Penetrasyonu yüksek olan ışın, sert ışın ya da yüksek kaliteli ışın olarak adlandırılır.

• Düşük penetrasyonlu ışın ise yumuşak ışın ya da düşük kaliteli ışın olarak adlandırılır.

• X ışınının kalitesi yarı değer kalınlığı ile belirlenir.

YARI DEĞER KALINLIĞI 1

• Bir maddenin, bir x-ışını demetinin enerjisini, yarıya indirebilmek için gereken kalınlığıdır.

• Yarı değer kalınlığı tanımlanırken maddenin adı da belirtilmektedir.

(mmAl ya da cm yumuşak doku gibi)• Tanısal amaçlı x-ışınının yarı değer kalınlığı

3-5 mmAl ya da 4-8 cm yumuşak dokudur.

YARI DEĞER KALINLIĞI 2

• Yarı değer kalınlığı, deneysel olarak belirlenmektedir. • Bu işlemde x-ışını tüpü, radyasyon dedektörü ve

araya konulan standart kalınlıktaki maddeler kullanılmaktadır.

• X-ışını enerjisi sabit tutularak araya konulan maddenin kalınlığı değiştirilir.

• Her aşamada, madde kalınlığı değiştirilerek dedektördeki veriler toplanır.

• Elde edilen verilerden oluşturulan grafik üzerinden kullanılan madde için yarı değer kalınlığı, hesaplanır.

X-IŞINI KALİTESİNİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER

KİLOVOLTAJ

• kVp arttırıldığında ışın kalitesi ve yarı değer kalınlığı artar.

• Işının enerjisi arttığından penetrasyonu da artacaktır.

• KVp Yarı değer kalınlığı (mmAl)50 1,9075 2,80150 5,45

FİLTRASYON 1

• Filtrasyonun amacı, bir radyografi tetkikinde, x-ışını demeti içindeki tanı değeri olmayan ve hasta ile teknisyenin aldığı dozu arttıran düşük enerjili ışınları azaltmaktadır.

• İdeal filtrasyonda amaç düşük enerjili ışınların tümünün tutulmasıdır.

• Fakat pratikte bu mümkün değildir.

FİLTRASYON 2

• Diagnostik radyolojide filtreleme iki türlüdür.

 

1. Kaçınılmaz (inherent) filtrasyon

2. Eklenen (added) filtrasyon - Kompansatuar Filtreler

Kaçınılmaz Filtrasyon 1

• Tüpün camı ya da kollimatör aynası gibi x-ışını demetinin önünde bulunması zorunlu olan maddelere bağlı oluşan filtrasyondur.

• Kaçınılmaz filtrasyonu azaltmak için tüpün camının x-ışını salınım alanına uyan kesiminde tüp penceresi adı verilen ince bir alan mevcuttur.

Kaçınılmaz Filtrasyon 2

• Genel radyoloji pratiğinde kaçınılmaz fitrasyon, yaklaşık 0,5 mmAl değerindedir.

• Mammografi tüpü gibi bazı özel tüplerin pencere kısmı cam yerine berilyumdan yapılmıştır ve yaklaşık 0,1 mmAl filtrasyonu vardır.

• Tüp eskidikçe, tungstenin buharlaşması ve tüpün camının iç yüzeyinde birikmesi, kaçınılmaz filtrasyonu arttırır.

Eklenen Filtrasyon

• Radyolojik inceleme sırasında değişik amaçlarla ve genellikle radyolojik kaliteyi arttırmak için yapılan filtrasyondur.

• Birçok madde filtrasyon için kullanılabilir. • Filtrasyon için ideal madde, düşük enerjili ışınları

seçici olarak tutan, ucuz ve kolay elde edilebilir olmalıdır.

• Pratikte bu özelliklere en uygun olan alüminyum ve plastik malzemeler, filtre yapımında kullanılmaktadır.

Kompansatuar Filtreler 1

• Radyoloji teknisyeni için farklı yoğunluk ve kalınlıktaki dokuları tek bir grafide görüntüleyebilmek zordur.

• Örneğin; bir akciğer grafisinde doz akciğerlere göre verildiğinde, mediastinal yapılar radyoopak görülecektir.

• Mediastinal yapıları göstermek amacıyla verilen yüksek dozla ise akciğerler radyolüsent görülecek ve yeterince değerlendirilemiyecektir.

Kompansatuar Filtreler 2

• Bu durumda akciğerlere gidecek olan ışınların enerjilerini önceden azaltmak için bu kesimlere filtrasyon uygulanarak ışınlar dokulara göre kompanse edilir.

• Sonuçta elde edilen radyogramda hem akciğerler, hem de kalp ve mediastinum iyi görülür.

• Bu filtreler, yalnız akciğer çalışmaları için üretilmiş olan röntgen cihazlarında devamlı takılıdır.

Kompansatuar Filtreler 3

• Ekstremitelerin distal kesimlerinin ince olması nedeniyle bu kalınlık farkını kompanse etmek için kesiti kama şeklinde olan kompansatuar filtreler kullanılır.

• Kama filtrenin ince kısmı, dokunun kalın kesimine getirilir.

• Kompansatuar filtreler bu iki örneğin dışında benzer amaçlarla değişik bölgeler için kullanılabilir.

Kaynaklar

• Bushong SC. Radiologic Science for Technologist: Physics, Biology and Protection. 3rd ed. St. Louis, The C. V. Mosby Company, 1984.

• Oğuz M. Röntgen Fiziğine Giriş: Diagnostik I. Adana, ÇÜ Basımevi, 1992.

• Kaya T. Temel Radyoloji Tekniği. Bursa, Güneş & Nobel, 1997.