Semnificația clinică a procedurilor de testare: radiografie

2.1. Introducere

Wilhelm Conrad, fizician și inginer mecanic cu raze X, a descoperit raze X în mod aleatoriu în 1895 în timpul experimentelor sale cu un tub catodic. Prin urmare, în 1901, a fost primul care a primit Premiul Nobel pentru fizică pentru descoperirea sa. El a numit-o radiografie.

Tehnica de examinare cu raze X poate fi în conformitate cu metoda de detectare:

analogic
- tehnică de înregistrare (combinație de film intensificator de raze X)
- screening
digital
- digital indirect
- digital direct

Muzeul din biblioteca Clinicii de Radiologie și Oncoterapie.:

2.2. Bazele fizice ale imaginii

Principiile de bază ale sistemului de detectare în sine se aplică tuturor imaginilor analogice, indirecte digitale și digitale ale bazei fizice.

Conceptul de raze X:

Razele X sunt o formă de propagare a energiei aparținând familiei vibrațiilor electromagnetice.
Caracteristici fizice:

μ = frecvență
λ = lungimea de undă
C = viteza de propagare, care este constantă

Lungimea de undă și frecvența sunt invers proporționale între ele.
Razele X se caracterizează prin lungimi de undă.
Cu cât lungimea de undă este mai mică, cu atât radiația este mai puternică și cu atât mai pătrunzătoare.

Conform teoriei cuantice, la fel ca toate vibrațiile electromagnetice, razele X constau și din pachete de energie, fotoni. Fenomenele valurilor și ascultarea de legile mecanicii clasice arată, de asemenea, fenomene de coliziune cu raze X.
Razele X au intensitate. Energia transmisă de radiație poate fi caracterizată prin densitatea și intensitatea energiei care trece printr-o zonă unitară perpendiculară pe direcția de deplasare.

Producția de raze X se realizează cu raza de raze X, adică cu tubul de raze X.
Razele X sunt generate de electronii de impact accelerați într-un tub de vid de înaltă tensiune, curent continuu, câmp electric, cu o țintă de metal greu folosind un tub de raze X Electronii accelerați la viteză mare afectează anodul și își eliberează energia în mai mulți pași.

Structura tubului cu raze X:

Catod: Tungsten
Anod: wolfram, molibden-reniu
Alimentare: 10-20 kilovolți
Tensiunea de accelerație: 6-600 kilovolți

Generarea de raze X:

Distingem două tipuri de raze X în funcție de generarea lor
-raze X caracteristice
-frânarea razelor X

Radiații caracteristice:

Electronul accelerat rupe un electron înveliș interior, golul este umplut de un electron exterior.
Orbitalii electronilor reprezintă un nivel specific de energie de legare, deci diferența este întotdeauna o valoare discretă. Există întotdeauna o cuantică de o anumită lungime de undă.

Razele X de frânare:

Electronul accelerat pătrunde în cochilii electronilor, decelerează în apropierea nucleului și se generează un foton cu raze X de dimensiunea corespunzătoare pierderii de energie cinetică. Acolo unde își pierde complet energia cinetică, se numește lungimea de undă la limită.

Spectrul de raze X:

Poate fi caracterizat prin vârfuri caracteristice suprapuse pe o curbă continuă, care este caracteristică materialului anodic.
În cazul molibdenului, vârful apare la o tensiune de accelerare de 35 kilovolți (mamografie).
La tungsten la 60-70 kilovolți. Aceste materiale au devenit anodi, deoarece vârfurile se formează la valorile utilizate în diagnosticare (diagnostic medical cu raze X).

Pierderea de energie este mare, deoarece 99% din energia cinetică este convertită în căldură și lumină vizibilă.
Excitația are loc în principal pe învelișul exterior de electroni, repulsia unui electron are loc în principal.
Cantitatea de fascicul depinde de curentul din tub. Compoziția spectrală poate fi modificată prin creșterea tensiunii și filtrarea.

Filtrare

Razele X generate constau din fotoni cu raze X de diferite lungimi de undă. Fotonii care nu sunt implicați în imagini care degradează calitatea imaginii trebuie să fie filtrate. Acest lucru se face cu plăci de aluminiu și cupru. Filtrarea reduce, de asemenea, expunerea la radiații.

Legea pierderii radiațiilor pătrate

Intensitatea razelor X scade odată cu pătratul distanței de la sursa de radiație.
Cantitatea de radiație incidentă pe un pătrat de 1x 1 m este distribuită pe un pătrat de 4 x 4 m la 1 m de sursa de radiație.

Absorbţie

Razele X spațiale își pierd intensitatea atunci când intră în contact cu materialul care umple spațiul.
Modifică starea substanței (fizică biologică, chimică!)

Capacitatea de a atenua radiațiile depinde de grosimea, densitatea și plăcuța de înmatriculare a materialului. De la a patra putere a plăcuței de înmatriculare.
Există cinci tipuri de fenomene fizice care pot apărea în timpul trecerii razelor X printr-un material. Aceasta se numește absorbție cu raze X.
pătrunde fără a elibera energie

Rayleight împrăștiat
Abaterea standard Compton
efecte foto
formarea cuplului

Împrăștierea lui Compton este responsabilă în principal de deteriorarea calității imaginii.

Proiecție centrală

Distorsionează imaginea și o mărește.
Razele X împrăștiate dintr-o sursă punctuală creează imaginea. Acest lucru are ca rezultat mărirea și distorsiunea. Obiectele apropiate de film sunt mărite (și mai clare) într-o măsură mai mică decât obiectele mai îndepărtate de film. Acest lucru determină distorsiunea imaginii, deoarece partea corpului mai aproape de film va fi mai mică decât partea îndepărtată de aceeași dimensiune.

2.3. Formarea imaginii cu raze X

Un fascicul omogen este emis prin corp, care se împrăștie și pătrunde într-o manieră caracteristică, absorbția modifică distribuția cuantică a razelor X, slăbește inegal în planul imaginii și înnegrește filmul sau detectorul în grade diferite (digital). Se creează o așa-numită imagine cu raze, un relief neomogen de raze, care depinde de calitatea materialului.

Această reliefare a fasciculului trebuie detectată de un sistem de transmisie a imaginii, care se face în sistemul analogic de transmitere a imaginii printr-o combinație de folie de film de format mare. Acesta este cel mai simplu sistem de detectare.

Detectorul este filmul care conține halogenuri de argint.
Ecranul de întărire, folia conține tungstat de calciu și sulfură de zinc (folii albastre).
Foliile de pământ rar conțin titan, gadolinium (folii verzi).
Utilizarea cuantică este mai bună și se fac mai puține raze X. De asemenea, este important din punct de vedere al igienei radiațiilor. Iar timpul de expunere mai scurt permite reducerea neclarității de deplasare. Particulele din filme fluoresc sub influența fotonilor cu raze X, emițând fotoni de lumină. În cazul filmelor albastre, un foton cu raze X generează 2-3 fotoni luminoși, în timp ce în cazul filmelor verzi 8-10 fotoni luminoși. Calitatea imaginii este determinată de granularitatea filmului. Cu cât bobul este mai grosier, cu atât rezoluția imaginii este mai proastă, dar sensibilitatea este mai mare.
Calitatea și rezoluția sistemului de transmisie a imaginii sunt măsurate în perechi de linie/mm.
Dacă filmul ar fi filmat direct, rezoluția ar fi de 50 de perechi de linie/mm, dar ar trebui să fie administrată o doză uriașă de radiații. Aceasta se reduce la 5-10 perechi de linie/mm folosind folii. Reduce semnificativ doza de radiații.

2.4. Factori care afectează calitatea imaginii

Radiația împrăștiată degradează calitatea imaginii. Reduce claritatea imaginii, acoperă imaginea, reduce contrastul.

(Filtrare, Tub, Grile, Bucky-Potter-Akerlund)

Îmbunătățește calitatea imaginii:

cu cât este mai mică distanța planului de imagine al subiectului
cu cât distanța obiectului de focalizare este mai mare
cu cât dimensiunea focalizării este mai mică
cea mai bună calitate a imaginii poate fi obținută cu înregistrarea la distanță, aceasta fiind limitată doar de performanța generatoarelor.
(vezi pierderea radiației pătrate)

Cu cât este mai bună calitatea imaginii cu raze X, cu atât conține mai multe informații, în funcție de calitatea sistemului de detectare. În funcție de fizicul pacientului, pacienții obezi vor avea radiații mai dispersate.

Fluoroscopie/screening

În timpul screening-ului, radiația este continuă. Acest lucru este posibil datorită tuburilor cu raze X anodice rotative moderne,
Imaginea este afișată pe un ecran care conține sulfură primară de zinc cadmiu sau iodură de cesiu. Această imagine este amplificată optic și afișată de mii de ori de către electronul intensificator de imagine de pe ecranul secundar, care este afișat pe un monitor de către o cameră.

Tehnologie digitală indirectă

Tehnica de înregistrare pe o placă de imagine digitală (de ex. Placă de fosfor). Placa de fosfor este citită după înregistrare, apoi imaginea poate fi postprocesată și afișată pe biroul medical după ce apare pe monitor.

Electronii de fluorobromină de bariu ai unei plăci de stocare a fosforului încorporate în cristale de fosfor ating niveluri de energie mai mari proporțional cu intensitatea fotonilor cu raze X. Când este iluminată cu un fascicul laser, placa arată fenomenul de luminescență al electronii fluorobrominei de bariu. De obicei, în starea lor fundamentală, se întorc la nivelul lor de energie, iar fotonii de lumină sunt detectați. Când este aprinsă, caseta devine reutilizabilă. (Este recomandat să efectuați scanarea în decurs de 15 minute, deoarece datele benzii se vor pierde în timp (2-3 ore).)

2.5. Tehnologie digitală directă

În zilele noastre, pacienții sunt îngrijiți într-o secție dotată cu echipamente moderne de înregistrare digitală.
Esența tehnicii este că înregistrările sunt realizate pe o placă de detecție, numită planel plan.

Placa detector este un panou de tranzistor cu peliculă subțire acoperit cu un strat amorf de seleniu care detectează semnalul electric. În stratul de seleniu, raza X induce o diferență de tensiune și se formează găuri de electroni în funcție de intensitatea radiației. Acest semnal electric este preluat de panoul tranzistorului cu film subțire. Semnalele electrice sunt citite rând cu rând și coloană cu coloană. Panoul detector comunică printr-un router fără fir cu sistemul computerizat corespunzător (RIS - Radiology Information System), care este conectat la Sistemul de informații al spitalului (HIS). Datele pacientului stocate aici pot fi alocate examinării cu raze X, astfel încât datele pacientului și informațiile imagistice digitale să poată fi legate.
Post-procesarea este posibilă și pe înregistrările digitale (de exemplu, post-luminozitate, reglarea contrastului). Înregistrările anterioare ale pacientului pot fi recuperate cu ușurință pe servere și în arhive digitale, astfel încât testele comparative pot fi efectuate mai ușor. Înregistrările pot fi etichetate digital, sortate, grupate, ceea ce este foarte util pentru predare și cercetare.

Avantajele tehnologiei digitale:

Milioane de economii pe lună, fără film și fără costuri chimice.

Modern
Extensibil
Oferă un nivel ridicat de profesionalism
Rapid, sigur
Înregistrările sunt disponibile prin Internet
Prietenos cu mediul
Nu există o reînregistrare, ceea ce reduce expunerea la radiații a pacienților.
În cele din urmă, calitatea imaginii extrem de bună nu este neglijabilă.

2.6. Agenți de contrast

Descoperirea agenților de contrast a făcut posibilă examinarea organelor goale care nu sunt separate de țesuturile moi la absorbția nativă. Au fost descoperiți mai târziu agenți de contrast pentru examinarea căilor biliare și a vasculaturii.
Descoperirea lor a început încă din anii 1800.

Agenții de contrast utilizați în raze X pot fi împărțiți în două grupuri majore pe baza conținutului lor.

bariu
iod

În cazul studiilor cu dublu contrast:

negativ
pozitiv

agenții de contrast sunt izolați.
Agenții de contrast pozitivi conțin bariu și iod.
Agenții de contrast negativi sunt aerul și dioxidul de carbon. Dioxidul de carbon este utilizat pentru examinarea cu dublu contrast a stomacului. O pulbere care conține bicarbonat de sodiu este înghițită împreună cu pacientul, din care dioxidul de carbon este eliberat în stomac sub acțiunea acidului clorhidric. Și aer pentru examinări irigoscopice.

Sulfatul de bariu este de fapt o sare în care bariul este puternic legat. Ionul bariu este foarte toxic.
Prin urmare, este incorect să dizolvați agentul de contrast care conține bariu în apă, ca să spunem așa, să amestecați sulfatul de bariu cu apă și să faceți o suspensie în care dimensiunea particulelor este diferită și de ordinul angstromilor. Semnificația acestui lucru este că particulele mai mici stau pe suprafața mucoasei, în timp ce cele mai mari stau în pliurile adânci, asigurând astfel un model fin al morfologiei mucoasei.
Sulfatul de bariu este un agent de contrast ieftin și de încredere. Poate provoca chiar și o complicație fatală dacă intră în mediastin sau dacă iese din lumenul intestinal în cavitatea abdominală. Prin urmare, există contraindicații stricte pentru administrarea unui agent de contrast care conține bariu.

perforare
aspiraţie
fistula

Distribuția substanțelor de contrast solubile în apă:

ioni
nu ionice
monomer
dimer

Agenții de contrast solubili în apă constau dintr-o moleculă de acid triiodobenzoic. Acestea se caracterizează prin faptul că iodul este legat stabil de inelul benzenic într-o legătură organică. Toxicitatea sa este scăzută. Un alt mare avantaj este că capacitatea sa de a absorbi radiațiile este puternică.
De asemenea, conțin lanțuri laterale (R1, R2). Lanțurile laterale modifică proprietățile fizice și chimice ale agenților de contrast. În esență, diferența dintre agenții de contrast solubili în apă este determinată de natura și cantitatea lanțurilor laterale.

În soluție apoasă, molecula agentului de contrast se disociază în anion -COOH și cation, crește numărul de particule osmotice active din sânge, crește osmolalitatea sângelui, ca urmare a durerii, a deteriorării endoteliale aritmie, pot apărea convulsii . La osmolații mari, legarea de proteinele plasmatice circulante este, de asemenea, mai puternică, reducând în continuare tolerabilitatea.
Cu cât osmolalitatea este mai aproape de sânge, cu atât este mai bună tolerabilitatea sistemului nervos, cu atât mai puține complicații cauzate de agentul de contrast. Astăzi, agenții moderni de contrast solubili în apă sunt izoosmolari. Agenții de contrast cu vâscozitate ridicată sunt depășiți deoarece încetinesc drenajul, afectează microcirculația și pot duce la formarea trombului.

Acesta este efectul general al agentului de contrast asupra sistemelor biologice ale corpului, mecanismele de acțiune care pot apărea:

eliberarea histaminei
activitate de complement
influențând sistemele enzimatice

Gradul în care agentul de contrast este solubil în apă afectează capacitatea sa de a se lega mai puțin de lipidele membranei celulare. Prin urmare, hidrofilia ridicată reduce toxicitatea.

Pe scurt, criteriile pe care un agent de contrast modern trebuie să le îndeplinească pentru a fi cel mai puțin toxic și pentru a provoca cele mai puține complicații sunt cel mai bine tolerate:

osmolalitate scăzută
lipsa sarcinii electrice
a exprimat hidrofilia
legarea de proteine este scăzută
chimiotoxicitate minimă
vâscozitate scăzută

Agenții de contrast intravenosi pot fi împărțiți în alte două grupuri majore:

nefrotrop
hepatotrop

Agenții de contrast nefrotropici se leagă de proteine într-o mică măsură, intră în spațiul extracelular prin difuzie și sunt eliminați prin filtrare glumerulară.

Agenții de contrast hepatotropi acizii benzoici dimerici ionici sunt puternic legați de proteinele plasmatice, în special de albumină. Odată ajuns în celulele ficatului, secretă ficatul în bilă prin transport activ.
Ca o consecință a ratei ridicate de transport hepatocelular, apare în concentrații mari în căile biliare.

2.7. Aplicarea clinică a examenelor cu raze X:

Examinările cu raze X au multe avantaje până în prezent. În multe cazuri, și-a păstrat prioritatea față de alte proceduri de investigație. În majoritatea cazurilor, prima modalitate care trebuie aleasă în algoritmul de examinare a pacientului este examinarea cu raze X. În testele de screening toracic, de exemplu, dacă constatarea este negativă, este suficientă.
Regula aplicabilă tuturor examinărilor cu raze X este aceea că trebuie pregătite documentația vizuală și o descriere scrisă a examinării.

Avantajele examinării cu raze X:

ieftin
ușor accesibil
poate fi specific pentru unele boli
prin configurarea diagnosticului direcțional, puteți alege modalitatea cu care puteți obține diagnosticul cel mai ușor și mai rapid. Acest lucru este deosebit de important în cazurile acute.

În bolile abdominale acute, traumatologie și detectarea complicațiilor postoperatorii.

Dezavantaje ale examinării cu raze X:

în multe cazuri nespecifice
boala nu are simptome cu raze X
leziunea nu este prezentată pe raze X (calculi biliari care nu radiază, calculi renali)

Cele mai frecvente metode de examinare cu raze X:

împușcat în piept
împușcare abdominală nativă
studii de contrast
focuri de os
examene radiologice intervenționale
special (otorinolaringologie)

2.8. Metode de examinare radiografică toracică:

Înregistrările Zeiss și Odelka la stațiile de filtrare, aceasta se numește tehnica filmului de rulare, înregistrările sunt realizate de la 2 metri. Au 10 x 10 cm și 6 x 6 cm în diametru. Au o rezoluție foarte bună în ciuda dimensiunilor lor. A fost folosit pentru testele de screening al populației și nu mai este utilizat astăzi.
1: 1 lovitură toracică postero-anterioară de format mare
împușcare laterală
screening, care este întotdeauna o examinare suplimentară dacă diagnosticul pe piept este discutabil. Numai scanările toracice nu sunt efectuate deoarece expunerea la radiații este mare, rezoluția spațială este slabă și judecata lor este subiectivă, nu este suficient documentată.
Friemann-Dahl

tract gastrointestinal
examinarea căilor biliare
umplerea fistulelor, fistulografie
umplerea sondei de alimentare
poziționarea canulelor
intervenţie
controlul post-intervenție

2.9. Mesaj din acest capitol:

Înțelegerea elementelor de bază fizice este esențială pentru evaluarea corectă a razelor X.