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ELEMENTI DI FISICA IN RADIODIAGNOSTICA IN RADIODIAGNOSTICA RADIOGRAFIA CONVENZIONALE RADIOSCOPIA TOMOGRAFIA COMPUTERIZZATA Tecniche diagnostiche che utilizzano.

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Presentazione sul tema: "ELEMENTI DI FISICA IN RADIODIAGNOSTICA IN RADIODIAGNOSTICA RADIOGRAFIA CONVENZIONALE RADIOSCOPIA TOMOGRAFIA COMPUTERIZZATA Tecniche diagnostiche che utilizzano."— Transcript della presentazione:

1 ELEMENTI DI FISICA IN RADIODIAGNOSTICA IN RADIODIAGNOSTICA RADIOGRAFIA CONVENZIONALE RADIOSCOPIA TOMOGRAFIA COMPUTERIZZATA Tecniche diagnostiche che utilizzano sorgenti esterne di RAGGI X In che modo si creano le immagini ?

2 SPESSORE CORPO ATTRAVERSATO X N.FOTONI N= N 0 e - x : coefficiente di attenuazione lineare

3 N= N 0 e - x : coefficiente di attenuazione lineare ASSORBIMENTO DIFFERENZIATO del fascio di fotoni X allorchè esso attraversa strati di materiale disomogeneo Tessuti e organi di differente densità hanno diversi Tessuti e organi di differente densità hanno diversi

4 INTERAZIONE CON IL PAZIENTE Elementi chimici presenti nellorganismo idrogeno carbonio azoto ossigeno componenti organiche basso numero atomico basso potere di assorbimento dei raggi X fosforo calcio cloro componenti inorganiche elevato numero atomico alto potere di assorbimento dei raggi X

5 aria osso tessuto molle RAGGI X N. FOTONI TRASMESSI FORMAZIONE dell IMMAGINE RADIOLOGICA PRIMARIA PAZIENTE

6 FORMAZIONE dell IMMAGINE RADIOLOGICA PRIMARIA IMMAGINE VISIBILE INTENSIFICATORE DI BRILLANZA PELLICOLA RADIOGRAFICA Sistema computerizzato che crea IMMAGINI CT

7 TUBO A RAGGI X CATODO (-) COLLIMATORE O DIAFRAMMA FASCIO DI RAGGI X elettroni ANODO (+)

8 Effetto termoionico 2000 °C corrente riscaldamento emissione di elettroni TUBO A RAGGI X Intensità corrente di riscaldamento, numero e- emessi dal filamento intensità raggi X (quantità fotoni)

9 TUBO A RAGGI X PENSILE LETTINO

10 PENSILE PORTA PELLICOLE per RADIOGRAFIE fatte in piedi

11 MAMMOGRAFO TUBO A RAGGI X SCHERMATURA IN VETRO PIOMBATO

12 LE CARATTERISTICHE DEL FASCIO DI RAGGI X sono determinate da TENSIONE tra gli elettrodi qualità radiazione CORRENTE degli elettroni nel tubo quantità della radiazione TEMPO DI ESPOSIZIONE selezionabili dalloperatore

13 ENERGIA (keV) ELETTRONI ACCELERATI L energia MEDIA DEI FOTONI è 1/3 DELL ENERGIA MAX TENSIONE (kV) APPLICATA AL TUBO ENERGIA MASSIMA FOTONI PRODOTTI

14 ENERGIA ELETTRONI ACCELERATI 1 % SI TRASFORMA IN RADIAZIONE X 99 % SI TRASFORMA IN CALORE NECESSITA DI ANODI INCLINATI o ANODI ROTANTI (9000 GIRI /minuto)

15 SCELTA DELLENERGIA (TENSIONE) coefficiente di assorbimento lineare energia osso tessuto molle assorbimento EFFETTO FOTOELETTRICO: assorbimento attenuazione EFFETTO COMPTON: attenuazione Regione di energia in cui si ha un contrasto maggiore

16 TENSIONI UTILIZZATE TENSIONI UTILIZZATE : kV mammografia <20 kV dentali 70 kV torace 90 kV CT 120 kV la scelta della tensione dipende dal segmento corporeo: 40 kV dita 95 kV colonna vertebrale

17 La scelta dei parametri è effettuata in base a ciò che si vuole vedere Osso su tessuto Effetto fotoelettrico Basse energie (tensioni)

18 CORRENTI UTILIZZATE: CORRENTI UTILIZZATE: mA CORRENTE degli elettroni: I= Q/ t NUMERO di FOTONI

19 SPETTRO DI RAGGI X Spettro continuo di fotoni di frenamento Fotoni di bassa energia eliminati Raggi X caratteristici

20 SPETTRO DI RAGGI X RAGGI X DI BASSA ENERGIA ASSORBITI NEL PAZIENTE: DOSE AL PAZIENTE NESSUNA INFORMAZIONE DIAGNOSTICA devono essere eliminati, aggiungendo nel tubo FILTRI DI RAME e ALLUMINIO

21 SPETTRO DI RAGGI X RAGGI X CARATTERISTICI del materiale di cui è costituito lanodo (tungsteno/molibdeno) con energie (picchi) caratteristiche degli orbitali atomici dellelemento di cui è costituito lanodo

22 PELLICOLA RADIOGRAFICA RAGGI X elettrone + IONE ARGENTO ATOMO DARGENTO RADIODIAGNOSTICA CONVENZIONALE

23 PELLICOLA RADIOGRAFICA GRADI DI ANNERIMENTO DELLA PELLICOLA DIFFERENTI per N. FOTONI TRASMESSI DIVERSI PROCESSO CHIMICO (SVILUPPO) ANNERIMENTO PELLICOLA ATOMO DARGENTO per TESSUTI/ ORGANI DIFFERENTI

24 Relazione dose-annerimento: curva sensitometrica annerimento DOSE REGIONE di linearità Sigmoide PELLICOLA RADIOGRAFICA sottoesposizione sovraesposizione o 1

25 Relazione dose-densità ottica annerimento DOSE Regione di linearità o 1 bisogna scegliere i parametri in modo da impressionare la pellicola in questa zona

26 RADIAZIONE PRIMARIA E DIFFUSA Utilizzo di una GRIGLIA ANTIDIFFUSIONE La radiazione diffusa è arrestata dalle lamelle della griglia PELLICOLA RAGGI X RADIAZIONE DIFFUSA dal PAZIENTE PELLICOLA RADIOGRAFICA

27 RADIOSCOPIA FOSFORO FOTOCATODO 1-raggi X 2-luce3-elettroni ANODO FOSFORO 4-luce tele camera 5-segnale elettrico monitor 6- immagine Utilizzata: in camera operatoria, per angiografie INTENSIFICATORE DI BRILLANZA

28 In radiografia convenzionale: quello che otteniamo non fa conoscere la reciproca posizione degli oggetti attraversati….....che si può conoscere invece se si indagassero i distretti corporei sezionandoli

29 ab Sorgente di raggi X Io rivelatore I (x,y) I=Io*e - (x,y) l Strato sottile (tomos) del paziente TOMOGRAFIA COMPUTERIZZATA (CT)

30 TOMOGRAFIA COMPUTERIZZATA Sorgente di raggi X rivelatore Io I Sorgente di raggi X rivelatore I Sorgente di raggi X rivelatore Io I

31 TOMOGRAFIA COMPUTERIZZATA N. FOTONI TRASMESSI o INTENSITA TRASMESSA I Cavità a basso numero atomico

32 TOMOGRAFIA COMPUTERIZZATA ab I (x,y) I=Io*e - (x,y) l Il rivelatore misura I Io è nota per ogni punto dello strato numeri CT Io

33 TOMOGRAFIA COMPUTERIZZATA numeri CT osso livelli di grigio muscolo polmone Ogni tessuto ha un suo n. CT CT diverso: anomalia

34 TOMOGRAFIA COMPUTERIZZATA Ricostruzione 3 D Immagini 2 D

35 Rotazione sistema sorgente-rivelatore e …... CT dell ultima generazione: ELICOIDALE

36 ….e spostamento del lettino

37 SISTEMA DI RIVELAZIONE IODURO DI SODIO: RIVELATORE A SCINTILLAZIONE NaI(Tl) 1-Radiazione incidente 2-Emissione di luce fotocatodo 3-Impulso luminoso convertito in elettroni FOTOMOLTIPLICATORE 4-moltiplicazione degli elettroni 5-segnale elettrico AMPIEZZA SEGNALE INTENSITA DEI RAGGI X anodo

38 IMMAGINI CT osso tessuto molle

39 CARATTERISTICHE dellIMMAGINE RADIOLOGICA RISOLUZIONE SPAZIALE CONTRASTO RUMORE

40 RISOLUZIONE SPAZIALE E la minima distanza tra 2 oggetti che possono essere visualizzati come separati ( 1/2 mm) Perché: la sorgente (macchia focale) non è puntiforme, ma ha una lunghezza e larghezza (sfumatura geometrica) diffusione del fascio primario (penombra) movimento di: sorgente, rivelatore e paziente Oggetti reali Immagini degli oggetti

41 CONTRASTO Si riferisce a quanto più è annerito o chiaro loggetto da indagare rispetto alla zona circostante alto contrasto basso contrasto

42 RUMORE Incertezza con cui viene registrato un segnale (Dipende da: n fotoni che colpiscono il rivelatore n grani dargento presenti nella pellicola rumore dellelettronica di misura) gatto reale gatto rumoroso


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