Analogna i Digitalna Radiografija

Sadržaj 1.

Sažetak............................................................................................................................................. 2

2.

Ključne riječi .................................................................................................................................... 2

3. Obrada teme........................................................................................................................................ 3 3.1. Uvod ................................................................................................................................................. 3 3.1.1. Fizikalna svojstva rendgenskih zraka ............................................................................................. 3 3.2. Razrada teme.................................................................................................................................... 4 3.2.1. Analogna radiografija .................................................................................................................... 4 3.2.2. Kompjuterizirana radiografija........................................................................................................ 7 3.2.3. Digitalna radiografija ..................................................................................................................... 9 3.3. Zaključak ......................................................................................................................................... 10 4. Popis literature .................................................................................................................................. 11

1

1. Sažetak Medicinska radiologija je grana medicine koja se bavi primjenom rendgenskog ili x zračenja u dijagnostičke ili terapijske svrhe. Rendgenske zrake imaju valove vrlo kratkih valnih duljina (10-6 do 10–10 cm), ali visoke frekvencije (1016 do 1018 Hz). Imaju veliku energiju koja im omoguduje prolazak kroz tkiva. Razlikujemo analognu, kompjuteriziranu i digitalnu radiografiju. Analogna ili konvencionalna radiografija je specifična po tome što koristi rendgenski film kao receptor slike. Nakon snimanja rendgenski film je potrebno razviti u određenim kemikalijama. Kompjuterizirana radiografija umjesto rendgenskog filma koristi fosforne ploče. Eksponirana fosforna ploča se zatim očitava u digitalizatoru. Digitalna radiografija kao receptor slike koristi digitalni detektor. Velika prednost digitalne radiografije je u brzom nastanku slike, što rezultira bržim i vedim protokom bolesnika.

2. Ključne riječi Rendgensko ili x zračenje; receptor slike; analogna radiografija; kompjuterizirana radiografija; digitalna radiografija;

2

3. Obrada teme

3.1. Uvod Medicinska radiologija je grana medicine koja se bavi primjenom rendgenskog ili x zračenja u dijagnostičke ili terapijske svrhe. Najčešde se upotrebljavaju elektromagnetni valovi (rendgenske i gama zrake) te korpuskularne zrake (alfa, beta i neutronske zrake). Dijagnostička radiologija koristi ionizirajude zračenje u dijagnostičke svrhe. Zahvaljujudi brzom razvoju radioloških uređaja i sve vedem znanju radiologa, radiodijagnostika je postala centralna dijagnostička disciplina u humanoj medicini omogudivši interpretaciju patoloških promjena in vivo bez otvaranja pacijenta. Terapijska radiologija je grana medicinske radiologije koja ionizirajude zračenje koristi u terapijske svrhe. Terapijska radiologija se naziva još i radioterapija, a intenzivno se razvila u posljednja tri desetljeda konstrukcijom snažnih visokovoltažnih aparata koji emitiraju zračenje visokih energija i velike prodornosti (linearni akceleratori).

3.1.1. Fizikalna svojstva rendgenskih zraka Njemački fizičar W.C. Röntgen smatra se začetnikom radiologije. On je 8. studenog 1985. godine otkrio nove, do tada nepoznate zrake. S obzirom da tada nije znao njihova fizikalna svojstva, otkriveno zračenje odlučio je nazvati X zračenjem. Kasnije se na prijedlog mnogih njegovih kolega X zračenje počelo nazivati rendgenskim zračenjem. Rendgenske ili x zrake su dio spektra elektromagnetnih valova koji se međusobno razlikuju po valnim duljinama i frekveciji. Elektromagnetni val predstavlja širenje energije neizmjerno male mase u nekom prostoru. U elektromagnetne valove se ubrajaju eletrični, radio valovi, infracrvene zrake, vidljiva svjetlost, ultraljubičaste zrake, rendgenske zrake, te gama i kozmičke zrake. Rendgenske zrake imaju valove vrlo kratkih valnih duljina (10-6 do 10–10 cm), ali visoke frekvencije (1016 do 1018 Hz). Zbog navedenih osobina imaju veliku energiju koja im omoguduje prolazak kroz tkiva.

3

U dijagnostičkoj radiologiji rendgenske zrake nastaju u rendgenskoj cijevi. Prilikom ekspozicije x zračenje izlazi iz rendgenske cijevi i prolazi kroz određeni dio pacijentova tijela. Prolaskom kroz tijelo x zračenje slabi i pada na receptor slike. Receptor slike može biti rendgenski film, kazeta sa fosfornom pločom ili digitalni detektor. Ukoliko je receptor slike rendgenski film, govorimo o analognoj ili konvencionalnoj radiografiji.

3.2. Razrada teme 3.2.1. Analogna radiografija Analogna radiografija kao receptor slike koristi radiološki film. Film je fotomaterijal osjetljiv na djelovanje rendgenskog zračenja, a služi za dobivanje radiograma. Svaki fotomaterijal se sastoji od dva osnovna sloja: -Podloge- koja služi samo kao potpora fotosloju; -Fotosloja-ili fotonanosa koji se nalazi na jednoj ili objema stranama podloge, a osjetljiv je na djelovanje svjetla i x zračenja; Rendgenski fotomaterijal upotrebljava fotosloj sa srebrnim bromidom (AgBr) jer je spoj srebra s bromom oko 30 % osjetljiviji na djelovanje x zračenja. Drugi sastavni sloj fotosloja je čista želatina u kojoj su raspršeni srebrni halogenidi (spojevi joda, broma ili klora sa srebrom).

Način rada sa radiografskim filmom

Fotonanos radiografskog filma je vrlo osjetljiv na djelovanje svjetlosti. Zbog toga je potrebno pažljivo rukovati filmom kako ga ne bi osvjetlili. Ukoliko osvjetlimo neeksponirani (nekorišteni) radiografski film on postaje neupotrebljiv. Da bi spriječili dopiranje svjetlosti do fotosloja filma, u analognoj radiografiji se koriste radiografske kazete. Radiografske kazete su plosnate kutije koje služe za zaštitu filma od neželjenog osvjetljenja i mehaničkog oštečenja. Kazeta omoguduje upotrebu filma tijekom snimanja. Ona mora biti čvrsta i otporna na savijanje, lagana za nošenje i pravilno oblikovana. Poželjno je da se prednja i stražnja strana kazete oboje različitim bojama kako bi se vizualno razlikovale. Prednja strana kazete je najčešde crne boje, građena je od materijala niskog atomskog broja koji lako i bez stvaranja sjena propušta rendgenske zrake do filma. Stražnja strana kazete ima sasvim drukčiju ulogu od prednje. U nju je ugrađena olovna lamela koja sprečava prolazak x zraka izvan kazete u okolinu. Stražnja strana kazete je najčešde obojena crvenom ili plavom bojom.

4

Prilikom ekspozicije (snimanja) radiografski film se nalazi unutar kazete. Kazeta se najčešde postavlja ispod snimanog dijela tijela. Eksponiranjem, rendgenske zrake izlaze iz rendgenske cijevi, prolaze kroz snimani dio tijela i padaju na kazetu s filmom. Prednja (crna) strana kazete propušta x zračenje koje djeluje na fotosloj rendgenskog filma. Olovna lamela na stražnjoj strani kazete sprečava prolazak x zraka iz kazete u okolinu. Djelovanjem rendgenskog zračenja u fotosloju rendgenskog filma se stvorila latentna slika. Film na koji je djelovala ekspozicija nazivamo eksponirani film. Nakon ekspozicije kazeta s eksponiranim filmom se odnosi na razvijanje u tamnu komoru.

Tamna komora

Tamna komora je prostorija u kojoj se vrši fotografska obrada filma. Ona je u potpunosti zamračena i kao takva omoguduje potpunu zaštitu od neželjenog osvjetljavanja filma za vrijeme kemijske obrade. Svi otvori i procjepi (poput ključanice) su zatvoreni i nepropusni za svjetlo. Razlikujemo suhi i mokri dio tamne komore. U suhom dijelu se nalazi radni stol na kojem su dobro zatvorene kutije sa neeksponiranim filmovima. Mokri dio komore sadrži spremnike za otopinu razvijača, prekidnu kupku, fiksir i vodu za ispiranje. Tamna komora je osvjetljena radnim ili sigurnosnim svjetlom pod kojim se razvijaju filmovi. Fotoslojevi rendgenskih filmova su slabije osjetljivi na duže valove svjetla. Zbog toga se kao sigurnosno svjetlo koristi crveno, smeđe ili zeleno svjetlo slabog intenziteta. Nakon ekspozicije, kazeta s filmom se iz snimaone donosi u tamnu komoru. Kazeta se stavlja na radni stol i otvara se pod radnim svjetlom. Iz kazete se izvadi eksponirani rendgenski film koji je spreman za razvijanje. Film se odnosi u mokri dio komore u kojem se odvija razvijanje.

Razvijanje filma

Razvijanje je postupak pri kojem se nastavlja izlučivanje elementarnog srebra iz svih kristala srebrnog bromida koji su bili izloženi djelovanju rendgenskog zračenja. Postupkom razvijanja latentna slika postaje vidljiva (razvijena). 1. Faza (Razvijanje) Eksponirani rendgenski film se potapa u razvijač. Otopina razvijača prodire u fotosloj koji odeblja i nabubri. Izlučuje se elementarno srebro iz kristala srebrnog bromida u fotosloju filma. Dijelovi fotomaterijala na koje je rendgensko zračenje jače djelovalo izgledati de potpuno crno, a mjesta na koje rendgensko zračenje uopde nije djelovalo izgledati de bijela nakon razvijanja. Vrijeme razvijanja ne smije biti ni prekratko ni predugo. Ako je prekratko, elementarno srebro se ne de izlučiti iz kristala srebrnog bromida koji su bili izloženi rendgenskim zrakama. Predugim razvijanjem počinje se taložiti srebro iz kristala koji nisu apsorbirali rendgensko zračenje i kao rezultat se pojavljuje siva mrena filma (siva boja čitavog filma). 5

2. Faza (Prekidna kupka) Razvijanje se prekida uranjanjem filma u vodu. Postupak razvijanja se mora naglo prekinuti da ne dođe do taloženja srebra iz kristala u neeksponiranim dijelovima filma. Ovom fazom se sprečava pojava sive mrene filma. 3. Faza (Fiksiranje) Fiksir se sastoji od natrijeva ili amonijeva tiosulfata. Oni se vežu u kristalu s ionima srebra pri čemu nastaju srebrni tiosulfati. Uranjanjem filma u fiksir iz fotonanosa se uklanjaju svi preostali kristali srebrnog bromida koji nisu izlučeni u procesu razvijanja. Svrha fiksiranja jest da kristali srebrnog bromida koje nije zahvatio proces razvijanja postanu neosjetljivi na svjetlo (fotorezistentni). 4. Faza (Ispiranje fotomaterijala) Nakon fiksiranja film se ispire vodom kako bi se iz fotosloja uklonile preostale kemijske supstance topive u vodi. Ispiranje se vrši u sporetekudoj vodi čime se uklanjaju ostaci otopine fiksira, srebrnih soli i njihovih spojeva. 5. Faza (Sušenje) Film se izvadi iz vode, ocijedi i osuši. Proces razvijanja je završen. Latentna slika iz fotosloja filma je postala vidljiva, što znači da je film razvijen. U praznu kazetu se stavlja novi, neeksponirani (nekorišteni) film, ona se dobro zatvara i stavlja na policu sa napunjenim kazetama koje su spremne za daljnje korištenje.

6

3.2.2. Kompjuterizirana radiografija Kompjuterizirana radiografija je uvedena dijagnostiku prije otprilike 2 desetljeda i čini pionirski korak u digitalnoj radiografiji. Umjesto rendgenskog filma, u kompjuteriziranoj radiografiji koristimo fosforne ploče. Fosforne ploče su ploče premazane fosforescentnim materijalom. Fosforna ploča se sastoji od: -podloge- koja služi kao potpora aktivnom sloju i omoguduje nošenje i rukovanje fosforescentnim zaslonom; -aktivnog sloja- koji je nanesen na podlogu, a služi za stvaranje radiograma; U aktivnom sloju se apsorbiraju x zrake i stvara se latentna slika.

Način rada sa fosfornim pločama

Način rada je vrlo sličan analognoj radiografiji. Koriste se jednaki rendgenski uređaji, način snimanja i formati kazeta isti. Glavna razlika je u tome što analogna radiografija koristi kazete sa rendgenskim filmom koji se nakon snimanja razvija u tamnoj komori, dok se u kompjutoriziranoj tomografiji kao receptor slike koriste kazete sa fosfornom pločom, a tamnu komoru zamjenjuje digitalni čitač. Prilikom ekspozicije (snimanja) ploča sa fosforescentnim materijalom se nalazi unutar kazete. Eksponiranjem, rendgenske zrake izlaze iz rendgenske cijevi, prolaze kroz snimani dio tijela i padaju na kazetu. Prednja strana kazete propušta x zračenje koje djeluje na aktivni sloj fosforne ploče. Olovna lamela na stražnjoj strani kazete sprečava prolazak x zraka iz kazete u okolinu. Aktivni sloj apsorbira x zrake. Djelovanje x zračenja dovodi do zarobljavanja elektrona u pojedinim dijelovima materijala. Međusobni raspored zarobljenih elektrona čini latentnu sliku. Nakon ekspozicije kazeta se unosi u digitalni čitač.

7

Digitalni čitač

Digitalni čitač ili digitalizator je uređaj koji latentnu sliku s aktivnog sloja fosforne ploče prenosi na monitor radne stanice. Eksponirana kazeta se postavlja u digitalni čitač. Digitalizator koristi pokretnu lasersku zraku za očitavanje latentne slike. Laserska zraka stimulira fosfornu ploču točku po točku što dovodi do oslobađanja zarobljenih elektrona. Elektroni se iz višeg energijskog stanja vradaju u niže energijsko stanje pri čemu oslobađaju višak energije u obilku svjetlosti koja se detektira fotodetektorom i pretvara u električni signal. Na zaslonu monitora, pojavljuje se vidljiva slika u digitalnom obliku. Nakon što je očitana, fosforna ploča ostaje nekoliko sekundi u digitalizatoru kako bi se obrisao ostatni signal u aktivnom sloju. Brisanje se vrši nizom lampi visokog intenziteta koje emitiraju mnogo jaču svjetlost od laserske zrake. Fosforna ploča sa obrisanim signalom se vadi iz digitalizatora i može se koristiti za novu ekspoziciju.

8

3.2.3. Digitalna radiografija U digitalnoj radiografiji kao receptor slike koristimo digitalni detektor. Ovakvom načinu rada nisu potrebni rendgenski filmovi ni tamna komora.

Matrični detektori x zračenja

Ravni detektor (flat panel detector) je plosnata ploča veličine 35x43 koja može biti fiksna ili mobilna, a služi kao receptor slike. Matrični detektor ima nekoliko dijelova:

-upadni sloj- sastavljen je materijala osjetljivog na rendgensko zračenje; -analogno-digitalni pretvornici- drugim nazivom konverteri, nalaze se ispod upadnog sloja, svaki detektor predstavlja jedan piksel na radiogramu; -podloga- staklena je i vrlo tanka, služi kao nosač ostalih dijelova detektora;

Upadni sloj je sastavljen od fluorescentnog materijala, najčešde Cezijeva jodida koji je osjetljiv na djelovanje x zračenja. Ispod upadnog sloja nalazi se polje pretvornika od amorfnog silicija. Matrica pretvornika se očitava red po red dok se ne očita čitava latentna slika. Nakon očitanja latentna slika postaje vidljiva na monitoru radne stanice. Prilikom ekspozicije digitalni detektor se nalazi iza ili ispod snimanog dijela tijela. X zračenje prolazi kroz pacijenta i pada na digitalni detektor. Digitalni detektor pretvara upadno x zračenje u analogni signal, koji se zatim digitalizira preko analogno-digitalnog pretvarača. Dobiveni numerički podaci se obrađuju računalom. Nekoliko sekundi nakon ekspozicije na monitoru radne stanice se pojavljuje snimka snimanog dijela tijela. Dobivena snimka na monitoru je odmah raspoloživa za eventualnu naknadnu obradu i služi u dijagnostičke svrhe.Možemo ju arhivirati, razmijeniti sa drugim računalima u mreži ili printati na posebnom printeru.

9

Prednosti digitalne radiografije Digitalna radiografija ima mnogo prednosti u odnosu na analognu ili kompjuteriziranu radiografiju. Primjenom digitalnog detektora slike se pojavljuju na monitoru gotovo istovremeno sa ekspozicijom. Brži je protok bolesnika jer ne moramo odnositi receptor na razvijanje u tamnu komoru. Nema kemikalija poput fiksira i razvijača, nema skladištenja filmova- slike su pohranjene u računalnom sustavu. Nakon ekspozicije imamo mogudnost naknadne obrade slike bez ponavljanja snimanja. Detektor je visoko osjetljiv na x zračenje što rezultira manjom dozom za pacijenta. Pacijent na pregled kod liječnika ne mora nositi slike, liječnik pronalazi sliku u sustavu i otvara ju na zaslonu svog računala.

3.3. Zaključak Rendgenske ili x zrake su dio spektra elektromagnetnih valova koji se međusobno razlikuju po valnim duljinama i frekveciji. Elektromagnetni val predstavlja širenje energije neizmjerno male mase u nekom prostoru. U dijagnostičkoj radiologiji rendgenske zrake nastaju u rendgenskoj cijevi. Prilikom ekspozicije x zračenje izlazi iz rendgenske cijevi i prolazi kroz određeni dio pacijentova tijela. Prolaskom kroz tijelo x zračenje slabi i pada na receptor slike. Receptor slike može biti rendgenski film, kazeta sa fosfornom pločom ili digitalni detektor. Ukoliko je receptor slike rendgenski film, govorimo o analognoj ili konvencionalnoj radiografiji. Rendgenski film se razvija u tamnoj komori uranjanjem u kemikalije. Kompjuterizirana radiografija umjesto rendgenskog filma koristi fosforne ploče. Fosforna ploča se očitava i prebrisuje u digitalizatoru. Fosfornu ploču kao receptor slike možemo koristiti za više ekspozicija. Nastala slika se prikazuje na monitoru, može se pohraniti u sustavu ili isprintati na posebnom printeru. Digitalna radiografija kao receptor slike koristi digitalni detektor. Nakon ekspozicije, latentna slika gotovo odmah postaje vidljiva na monitoru radne stanice. Primjena ravnih detektora omoguduje naknadnu obradu slike bez ponovnog snimanja.

10

4. Popis literature http://en.wikipedia.org/wiki/Digital_radiography Klanfar,Z. Teorija i praksa radiološke tehnologije, Zagreb; Zdravstveno Veleučilište, 2013. Miletid, D. Skeletna radiografija, Rijeka; Glosa, 2008.

11