Catedra de Radiologie Imagistica MedicalaCURS 1 Conf. dr.Stelian Petcu

Radiologie i imagistic medical Radiologie

clasic Computer Tomografie Imagistica prin Rezonant Magnetic Ecografie Medicina Nuclear

FIZICA RADIATIILOR

Radiaiile X Au fost descoperite de W.K. Rontgen n

1895

Radiatiile XSunt radiaii electromagnetice Au lungimea de und cuprins ntre 0,07-1,5 n biologie se folosesc cele cu energia cuprins ntre 40-150 keV Sunt radiatii ionizante

Radiaii X Mecanisme

de producere

A. radiaia X de frnare - interaciunea electronilor cu nucleele de Tungsten B. radiaia X caracteristica - interaciunea electronilor rapizi cu electronii din atomul materialului int

Mecanisme de producere Radiaia X de frnare

Este generat la frnarea brusc a electronilor n cmpul electrostatic al nucleului

Mecanisme de producere Radiaia X caracteristic

un electron accelerat extrage alt electron de pe nivelul K => rmne un loc vacant locul este imediat ocupat de un electron de pe nivelul energetic superior L fenomenul este nsoit de emisia unei radiaii electromagnetice

Proprietatile radiaiilor X radiaii electromagnetice cu masa de repaus nul,

neutre viteza de propagare (3108 m/s) caracter dual - und i corpuscul nu pot fi detectate de simturile omului ionizeaz materia traversat produc fluorescena unor substane efect folosit n radioscopie impresioneaz emulsia fotografic efect folosit n radiografie

Proprietile radiaiilor X penetreaz corpurile care se interpun n cale sunt atenuate de materialul strbtut intensitatea lor scade proporional cu ptratul

distanei sunt absorbite

A=absorbtia, Z=numar atomic,=lungimea de unda , =densitatea,d=distanta,k=constanta

A = Z4 3 d k

nu pot fi focalizate cu sisteme optice determin apariia radiaiilor secundare i a

radiaiilor difuzate

Interactiunea radiaiilor X cu materia St

la baza formarii imaginii radiologice Radiaile X produc modificari la traversarea materiei La traversarea materiei radiaiile X sunt

atenuate absorbite parial difuzate

Interactiunea radiaiilor X cu materia

Difuzia (mprtierea) elastic la energii mici ale radiaiei X (aproximativ 10 keV) Radiaia incident determin vibraia electronului din atom i excitarea acestuia. Prin dezexcitare atomul elibereaz surplusul de energie prin emisia de radiaii X Radiaia final se propag pe aceeai direcie dar cu sens opus fata de cea incident fenomen de retromprtiere

Reprezint mai puin de 5% din interaciunea

radiaiei ionizante cu materia

Interactiunea radiaiilor X cu materia Efectul fotoelectric

= extracia de electroni din atom ca urmare aabsorbiei unui foton energia radiaiei X incidente trebuie s fie cel putin egala cu energia de legtur a electronului n atom (> 125 KeV)

Influeneaz contrastul n imaginea radiologic Este mecanismul principal de atenuare n diagnosticul radiologic

Efectul fotoelectric Fotonul

incident disloca un electron de pe stratul K Un electron din straturile superioare i ia locul pe stratul K.Energia necesar pentru a gravita pe aceast orbit este mai mic, iar surplusul se elimina sub forma unui foton X caracteristic Rezultatul : radiaie X caracteristic, Fotoelectron Ion pozitiv

Efectul fotoelectric Avantaje

:

nu produce radiaie de imprtiere crete contrastul natural

Dezavantaje

:

doza de iradiere este mareProbabilitatea de aparitie a Efectului Fotoelectric este proportionala cu Z3 si invers proportionala cu Energia 3 EF=Z3 / E3

Interactiunea radiaiilor X cu materia Efectul Compton

=> absorbia parial a radiaiilor X cu energiimoderate de ctre electronii materialului int electronul de pe stratul superficial este extras din atom, iar direcia radiaiei incidente se modific E rad X emergenta < E rad X incidente => lungimea de und unghiul de deviatie al rad X este proporional cu energia cedat i cu unghiul de inclinaie al anodului

Efectul Compton retrodifuzia determin ceaa (voalarea) n imaginea final i mrete nnegrirea filmului Crete iradierea pacientului

Compararea interaciunilor In

diagnosticul radiologic dou interaciuni sunt importante : efectul fotoelectric i efectul Compton

Efectul

Compton reprezint interaciunea dominant

Interaciunea radiaiilor X cu materia Radiaiile

X folosite n diagnosticul medical au energii cuprinse ntre 40-150 KeV Radiaiile X cu energii: -mari traverseaz corpul uman fr s produc efecte majore - medii sunt mprtiate prin difuzie -mici sunt absorbite aproape integral

Aparatul RNTGEN Tubul de radiaii X

Catod (filamentul) electrod negativ - emite electroni prin nclzire (efect termoelectronic) Anod electrod pozitiv - genereaz radiaiile X Staionar (mamografie, Rontgen dentar) Rotativ

Generatorul de nalt tensiune Masa de comand

Tubul de radiaii X

Tubul de radiaii X n

interiorul tubului exist vid care previne dispersia electronilor i ionizarea care ar putea distruge filamentul Aria focal este o zon mic de pe anod unde se produc razele X; dimensiunea sa este determinat de seciunea (grosimea) fasciculului de electroni i angulaia anodului.

Cantitatea de radiaii X Este

controlat de mA , kV i timpul de expunere Cantitatea de radiaii X crete liniar cu mA, Z (numrul de protoni al anodului) i ptratul kV

Miliamperajul (mA) mA este direct proporional cu numrul de electroni i cu cantitatea de raze X Aria focal mic limiteaz valoarea mAs Selectarea mA:mA

mic -- imagine detaliat; mA mare -- reduce timpul de expunere mA mare + kV mic imagine cu contrast mare

Kilovoltajul (kV) Expunerea

filmului este mai sensibil la schimbrile kV dect ale mA sau timpului de expunere Creterea kV determin: Creterea

frecvenei i scderea lungimii de und ale fotonului Creterea puterii de penetrare a fasciculului de radiaii X Creterea cldurii produse la anod Scderea dozei la nivelul pielii Scderea contrastului

Timpul de expunere Timpul

de expunere scurt scade artefactele de micare Timpul de expunere lung reduce mA sau kV Se selecteaz manual de ctre operator sau automat n funie de zona expus

Factorii care determin expunerea la radiaii X tensiunea curentului kVp

determin de puterea de penetraie, care este direct proporional cu nalta tensiune intensitatea curentului mA determin

cantitatea de radiaii X durata expunerii mAs distana dintre tub i pacient

distana focar-film, focar-pacient

Imaginea radiologic

Imaginea radiologic Este

un complex de opaciti i transparene datorate absorbiei inomogene a radiaiilor X de ctre corpul uman. Pe radiografie prin convenie zonele albe sunt denumite opaciti iar cele negre transparene.

Detectorii de imagine

Filmul

radiografic sau un sistem electronic

Imaginea radiologica Imagine

latenta Imagine vizibila

Filmul radiologic Componente

Dou straturi- baza (suportul) - emulsia radiosensibil Baza - poliester Emulsia radiosensibil - matrice gelatinoas care conine cristale de halogenur de argint, n special bromur Caseta Folii intensificatoare de imagine

Caseta Protejeaz

filmul de lumin Favorizeaz contactul filmului cu folia Protejeaz filmul i folia de alte efecte nedorite (ptare,lovire etc.)

Folii intensificatoare de imagine Transforma

fotonii de radiatii X in lumina Reduc timpul de expunere Reduc doza de iradiere

Prelucrarea filmelor radiologice Imaginea latent Developarea Fixarea Splarea Uscarea Imaginea vizibila

Imaginea radiografic Radiografia = tehnica radiologic prin care

informaia coninut n fasciculul de radiaii care strbate corpul uman este obiectivat pe un film radiologic

inspir

Radiografie

expir

Radiografie subexpus supraexpus

Particularitile imaginii radiologice

Radiografie toracic

Sumaia : pe imaginea radiologic apar toate obiectele situate ntre tubul de radiaii i filmul radiografic. Substracia :prezena unui corp care conine aer n interiorul unor corpuri solide va apare pe imaginea radiologic transparent(negru)

Imaginea radiologic este deformat n funcie de poziia spaial a obiectului

Imaginea

radiologic este mrit.Cu ct distana pacient film este mai mare cu att imaginea radiografic este mai mare Legea incidenelor tangeniale.Atunci cnd fasciculul de radiaii este tangent la conturul unui segment acesta apare net pe radiografie. Fenomenul de paralax.n radioscopie micarea n sens invers a imaginii radiologice fa de micarea ecranului

Dimensiunea i conturul

Intensitatea fasciculului de radiaii este maxim n centrul fasciculului i scade spre anod i spre catod.Scderea este mai pronunat spre anod. Pentru protecia gonadelor craniul se poziioneaz spre catod Segmentele voluminoase se poziioneaz spre catod Efectul heel este mai puin pronunat n cazul n care segmentul examinat este poziionat n centrul fascicululi i se folosete diafragmare adecvat care elimin periferia

Efectul Heel

Planul de examinare a unei imagini radiologice 1.

Anamneza i examen obiectiv efectuat de medicul radiolog 2. Aprecierea tehnicii de examinare identificarea regiunii examinate pozionarea filmului pe negatoscop recunoaterea poziiei i proieciei aprecierea corectitudinii pregtirii bolnavului, poziiei pe masa de examinare, proprietilor fotografice ale filmului

Planul de examinare a unei imagini radiologice 3. Examinarea imaginii

inspecia regiunii n ansamblu examinarea amnunit a fiecrui element normal sau patologic dup criteriile: natura (opacitate, transparen, imagine mixt), sediul, numr, form, dimensiuni, contur, structur, intensitate, raporturi cu elementele anatomice de vecintate, aspecte particulare 4. Diagnosticul radiologic

Buletinul radiologic

antetul cu informaii preliminare denumirea i adresa unitaii, data examinarii, date personale ale pacientului, numr de nregistrare, informaii tehnice

scurt anamnez i date clinice descrierea modificrilor radiologice concluzii eventuale recomandri

Surse de eroare n interpretarea radiografiei formularea rezultatului Tehnic

inadecvat n realizarea i prelucrarea radiografiei Tehnic inadecvat n examinarea radiografiei Erori de interpretare a semnelor radiologice Erori n formularea diagnosticului

Substane de contrastSubstanele utilizate sunt cu

contrast negativ - apar transparente (negre) pe radiografie aerul

contrast

pozitiv radiografie

-

apar

opace

(albe)

pe

substane pe baz de iod solubile sulfatul de bariu insolubil dublu

contrast - asociere ntre bariu i aer pentru examinarea mucoasei tractului digestiv

Substane cu contrast negativ Aerul Odat cu apariia CT i IRM examinrile precum retropneumoperitoneul, pneumomediastinul, ventriculografia au doar un interes istoric

Substane cu contrast pozitiv a. Substane baritate

Sulfatul de bariu este o sare insolubil nu este degradat n mediile cu pH diferit ale tubului digestiv nu se resoarbe este substana de contrast de elecie n examinarea organelor cavitare abdominale

Substane cu contrast pozitiv b. Substane iodate

cele mai folosite substane de contrast hidrosolubile, ionice sau nonionice au eliminare electiv urinarSubstanele cu eliminare biliar nu se mai folosesc astzi, examinarea cilor biliare se face ecografic

Substane de contrast cu eliminare urinar1. Substane de contrast ionice a. Monomeri ionici derivai triiodai ai srurilor acidului benzoic produsul cel mai cunoscut - Odiston 75% b. Dimeri ionici

conin dou nuclee benzenice, deci ase atomi de iod cationul, ca i n cazul monomerilor este sodiul sau meglumina produsul cel mai cunoscut - Hexabrix

Substane de contrast cu eliminare urinar2. Substane de contrast nonionice a. Monomerii nonionici un nucleu aromatic ce conine trei atomi de iod, un grup de cuplare i un grup polihidroxilic prin nlocuirea grupului carboxil COO- a sczut neurotoxicitatea, iar prin adugarea grupului hidroxil OH s-a redus chemotoxicitatea, a crescut solubilitatea n ap Ultravist, Omnipaque, Iopamiro b. Dimerii nonionici - folosii n mielografie

Reacii sistemice acute neprevzute a. Reacii minore

- greuri, gust metalic, senzaii de cldur, roeaa feei, urticarie, erupii cutanate, strnut, cefalee, ameeli, etc - apar la aproximativ la 10% din pacieni - nu necesit alt tratament n afara opririi injectrii timp de aproximativ 20-30 secunde

Reacii sistemice acute neprevzute b. Reacii moderate

Reacii de tip alergoid - urticarie, edem facial, spasme laringiene, spasme bronice, erupii cutanate, strnuturi repetate, lcrimare. n cazurile mai grave apare diaree, dureri abdominale, vrsturi, cefalee - tratament: administrare de oxigen, adrenalin 0,5 mg de sol 1 mg/ml subcutanat; antihistaminice: inhibitori de H1 (difenilhidramin) sau inhibitori de H2 (cimetidin)

Reacii sistemice acute neprevzute b. Reacii moderate

Reacii de tip anafilactic - hipotensiune arterial, tahicardie, paloare, care se adaug peste cele de tip alergoid - se aplic acelai tratament c. Reacii severe (grave)

- semnele i simptomele ocului anafilactic: cardiovasculare, respiratorii, neurologice - tratamentul este cel specific ocului anafilactic

Profilaxia accidentelor severe identificarea pacienilor cu risc: alergici, tarati, cu

boli cardiovasculare, diabet zaharat cutarea unor alternative la diagnosticul imagistic cu substan de contrast sau utilizarea unor substane de contrast nonionice hipoosmolare

Premedicaie Prednison 50 mg (10 tablete) per os, n dou prize cu 12 i respectiv 2 ore naintea administrrii substanelor de contrast antihistaminice - Romergan - 1 fiol cu o or naintea examinrii

Radioscopia=> n investigarea afeciunilor pulmonare i gastrointestinale

Pri componente generator de radiaii X intensificator de imagine sistem de recepie a semnalului - ecran sau un sistem electronic Imaginea poate fi vizualizata direct pe ecran amplificator de imagine (efectul fotoelectric)

Radiografia digital Prile componente ale receptorilor digitali

detector de scintilaie sistem de conversie a energiei luminoase n energie electric calculator Avantajele imaginii digitale

mai bun vizualizare a zonelor cu densitai mici, chiar dac rezoluia geometric este mai redus fa de radiografia clasic, rezoluia de densitate este mult mai mic posibilitatea unei prelucrri ulterioare a imaginii