RÖNTGEN FİZİĞİ Röntgende Görüntü Oluşumu

Doç. Dr. Zafer KOÇBaşkent Üniversitesi Tıp Fak

Görüntü kaydı ve röntgen filmi Röntgen filminin

kalitesi, saklanması, taşınması

Röntgende Görüntü Oluşumu

Görüntü kaydı

Röntgen görüntüsü, X-ışınlarının dokulardaki tutulum farklılıklarının bir röntgen filminde gösterilmesinden ibarettir Röntgenogramlarda

hastaya ait üç boyutlu

yapıların film üzerinde iki boyutlu bir izdüşümü şeklinde (projeksiyon) görüntü oluşur

Filmde oluşan görüntüde obje yapılarının üst üste gelmesine süperpozisyon

denir

Bu nedenle bazı durumlarda görüntülerin değerlendirilmesinde birbirine dik iki projeksiyonda

grafi

alınması gerekebilir

Görüntü kaydı ve röntgen filmi X-ışınlarının tanıda kullanılmasını sağlayan en önemli özelliği penetrasyondurGörüntüyü dokular arasındaki penetrasyon

veya

absorbsiyon

farkı

oluştururGörüntü oluşturan x-ışınları hastayı geçer ve güçlendirici ekrandan ışık salınmasına neden olurSalınan ışık güçlendirici ekranlar arasına yerleştirilmiş filmde pozlanmayı

sağlar

Penetrasyon

özelliği görüntü kaydında zorluk yaratırBu nedenle x-ışını absorbsiyonu için görüntü kaydedici sistemlerde yüksek atom numaralı

elementler kullanılır

GÖRÜNTÜ ALICILARX-ışını demetini izlenebilir görüntüye çeviren

ortama görüntü alıcı

(imaj reseptör) denir 1.

Röntgen filmi: x-ışını-gümüş halid kristalleri etkileşimi söz konusudur

2.

Floresan maddeler: Floroskopide floresan ekranlar

ve fluoroskopik görüntü

yükselticiler, radyografide kullanılan ranforsatörlerde x-ışını görülebilir ışığa çevrilir

3.

BT’de X-ışını

ile karşılaşan xenon içeren dedektörlerde

(iyonizasyon odaları),

ve solid

state dedektörlerde

elektrik sinyali oluşumu söz konusudur

Fluoroskopik görüntü yükselticilerin yapısı

Fluoroskopik görüntü yükselticilerin yapısı

GÖRÜNTÜ ALICILAR4. Selenyum plaklar: Kseroradyografide5.

Baryum halid kristalleri: Dijital luminesans radyografide

6. Fosfor plaklar: Dijital röntgende (CR)7. Flat

panel dedektörler: Doğrudan dijital

röntgende, e-

ve elektrik şarjı oluştururSadece röntgen filmleri hem enerjiyi alır hem de görüntüyü taşır BT, MRG, US, Dijital röntgen ve RG gibi dijital sistemlerde TV

monitöründe

görüntü

izlenir, özel kameralarla, lazer görüntüleme sistemleri ile filme veya kağıda aktarılır

KASETKaset, içindeki ekran ve filmle birlikte kayıt gerecidirRadyografi işlemi sırasında filmin ışık almasını önleyen

ve ranforsatör-film temasını sağlayan

aletlerdirÖzel kilitli kapakları vardırRöntgen tüpüne bakan ön yüzü düşük atom numaralı ince ve sağlam bir maddeden yapılmıştır (alüminyum veya karbon fiber)Arka kapağı yüksek atom numaralı elementten yapılmıştır. X-ışını geçişine izin vermezHalasyon: Yüksek kVp

değerlerinde arka

kapaktaki metalik yapılardan x-ışını yansıyarak filmde

görüntü oluşturmasıdır

KASET TABAKALARI

RANFORSATÖR (Screen, Ekran)

Röntgen görüntüleri film üzerine düşen x- ışınlarının fotografik

emülsiyona

yaptıkları

etkilerle oluşmaktadırX-ışınlarını saptamak ve anatomik yapıları belirlemek için tek başına film kullanımı etkin değildir X-ışınlarının %1’den azı filmle etkileşerek

latent

imaj oluşumuna katkıda bulunur Bu nedenle görüntü oluşumu film-ranforsatör

kombinasyonu

ile yapılırBu etkileşim dolaylıdır. Işınlar önce kaset

içindeki ranforsatör

(yükseltici ekran) adı verilen fluoresan

madde içeren yapraklar üzerine düşer

RANFORSATÖR (Screen, Ekran)

Üzerine x-ışını düştüğünde görülebilir ışık yayan maddelere genel olarak fosfor

ismi verilir

Yükseltici ekran, üzerine düşen x-ışını enerjisini görülebilir ışığa çevirir. Ekran yaprakları kasetlerin iç yüzeylerine yapıştırılmıştırÜrettiği görünür ışık filmi etkileyerek latent

görüntü oluşumuna katkı sağlar Bu etkileşim (lüminesans) fazla miktarda ışık fotonu oluşturur. Dolayısıyla;Ekran gelen x-ışınını amplifiye

eder (güçlendirir)

Yükseltici ekranın kesit görüntüsü: 4 temel tabakadan

oluşur.

Polyester bir taban üzerine homojen olarak sürümüş fosfor (fluoresan

madde) tabakadan oluşur

RANFORSATÖR (Screen, Ekran)

Ekranda oluşan görülebilir ışık şeklindeki parlamalar film üzerine düşerek görüntü oluştururRadyografi işleminde film üzerine düşen ışın miktarı ile orantılı

olarak filmde siyahlaşma

oluşurFilmdeki kararmanın çok azı (%5) doğrudan x-

ışını

etkisiyle, büyük bölümü (%95) ise dolaylı olarak bu ışıkla oluşur

Ekranlar gerekli mAs

değerini düşürerek hastanın aldığı dozu yaklaşık 50-100 kat azaltırlar

RANFORSATÖR (Screen, Ekran)Kısalan ekspojur

zamanı tüpün yükünü azaltır ve

hareketten kaynaklanan kenar bulanıklığını engellerBuna karşın ekran kullanımı ile uzaysal çözümleme düşerEkranlar üzerine düşen x-ışınını önce soğurur, daha sonra ışığa çevirir. Soğurulma etkinliği (quantum

tutma etkinliği) bir ekranın soğurma yüzdesidir ve max

değeri %30 dur (x-ışını %30’u ekranla etkileşir)

Bu değer ekran kalınlığı ile artar. Ancak kalınlığın artması

ışığın katedeceği

mesafenin de artmasına,

dolayısıyla dağılmasına neden olur. Işığın bu şekilde dağılması görüntüde bulanıklığa

neden olur görüntü

netliğini azaltır

Ekran kalınlığın artması

uzaysal rezolüsyonun

azalmasına neden olur. Ekran hızı artar, hasta dozu azalır.

Kristal boyutunun

artması

uzaysal rezolüsyonun

azalmasına, ekran hızının artmasına ve hasta dozunun azalmasına neden olur

LÜMİNESANSDış uyaranla elektrik akımı, biyokimyasal reaksiyon, ışık veya x-

ışını oluşabilirDış uyaranla ışık veren maddelere luminesan

madde, olaya da

luminesans

denir Luminesans, x-ışını oluşumuna benzer

Uyarılan dış yörünge e-ları

yüksek enerjili konuma geçer, yani nükleustan

biraz uzaklaşır

Uyarılan e-

normal konumuna dönerken görünür ışık şeklinde EM radyasyon açığa çıkar

Işığın dalga boyu luminesan

madde için karakteristiktir. Ayrıca uyarılma düzeyi ile de ilişkilidir

LÜMİNESANSİki tip lüminesans

vardır

Görünür ışık sadece fosforun uyarılması esnasında salınıyorsa buna floresans, uyarılmadan sonra da ışık salınmaya devam ediyorsa fosforesans

denir

X-ışını ekranları esas olarak floresans

gösterir Fosforesansa

ekran sarkması

veya geç ışıması

denilir ve istenmeyen olaydırPratikte floresan

veya fosforesan

özellikteki tüm

maddelere fosfor denilmektedir

Radyografi Filmleri

Röntgen filmi, üzerindeki emülsiyon tabakasında gümüş bileşiği

(AgBr, AgI) kristalleri bulunan

şeffaf plastik bir yapraktırFotoğraf filminde olduğu gibi ışığa ve X-ışınlarına duyarlıdır. Bu nedenle kaset adı verilen ışık geçirmez gereçler içinde taşınırRöntgenogram, radyogram;

a. Fotoğrafçılıktaki

negatif film radyografide röntgen filmine karşılık gelir

b. Vücudu geçen x-ışınları, üzerinde fotografik emülsiyon tabakası bulunan röntgen filmine düşürülür

c. Film kalınlığı yaklaşık 1/3 mm’dir

Gümüş halid kristalleri

Radyografi filminin yapısıEsnek plastik yaprak şeklindedirFarklı boyutları bulunur Temel 4 tabakadan oluşur:

1. Koruyucu tabaka2. Emülsiyon3. Yapıştırıcı tabaka: Baz ile emülsiyon tabakasını yapıştırır

4. Baz

Jelatin ve gümüş halid

kristallerinin (AgBr, AgI) karışımını içerir: %98 AgBr

, %2 AgI

Jelatin homojenizasyonu sağlarHer iki yüzde de bulunurKristallerin genişliği 1 µm, kalınlığı 0.1 µm dirDalga boyu 500 nm olan mavi ışığı ve ultraviyole ışığı absorbe ederlerFilmin hız, kontrast ve rezolüsyonu

kristallerin

boyutu ve miktarına göre değişir

Emülsiyon

Gümüş halid kristalleri

Röntgende Görüntü Oluşumu

Röntgen filminde görüntü oluşumu özet olarak:Röntgen filmi üzerine düşen X-ışınları emülsiyon tabakasında karşılaştıkları AgBr

moleküllerindeki

bağları gevşetir, diğer moleküllerde bir değişiklik olmaz. Bu etkileşim banyo işleminden sonra gözle görülür hale gelirX-ışınları ile karşılaşan bu röntgen filmi, bağları gevşemiş moleküllerdeki bromu gümüşten ayırıp

alacak

bir kimyasal solüsyon içine sokulur. Brom sıvıya geçer, serbest gümüş

film üzerinde kalır ve

okside olur

(I. Röntgen Banyosu)X-ışını düşmemiş AgBr

moleküllerinin bir işlevi

yoktur; başka bir kimyasal solüsyonla film üzerinden alınır (II. Röntgen Banyosu)

Röntgende görüntü oluşumu aşamaları

A: X-ışını demeti hastayı, masayı ve gridi

geçiyor, görüntü alıcı düzeneklere

düşüyor. B: Görüntü alıcı düzenekler

(kaset, çift emülsiyonlu film, ranforsatörler) C: Filmin emülsiyon tabakasında banyo işleminde

ortaya çıkan değişimler

Bir röntgenogramda

görüntüyü oluşturan, röntgen filminin şeffaf plastik tabanı üzerinde okside gümüş atomlarının

siyahlığıdırOkside gümüş miktarı fazla ise koyu gri, az ise açık gri

tonlar oluşur

Röntgenogram

üzerindekisiyah yerler X-ışınını göreceli olarak az tutanyani çok geçirgen, beyaz yerler ise tersine çok tutan, az geçirgen bölgelerin karşılığıdır

Röntgende Görüntü Oluşumu

Röntgende Görüntü Oluşumu

Röntgenogram

üzerinde oluşan bu gri tonların anlamı nedir?

Örneğin;Göğüs röntgenogramında

en beyaz bölgeler kalp

ve sağ diyafragma

altı bölgesi, yani karaciğerdirAynı ölçüde olmamakla birlikte kemik yapılar da beyaza yakın tonlardaAçık gri alanlar, X-ışınlarını

koyu kesimlerden

daha çok tutan bölgeler

dirX-ışınlarının penetrasyon

kurallarına göre, bu

bölgelerin ya

atom numarası

ya

da kalınlık

ve/ya yoğunluklarının daha fazla olması gerekir

Röntgende Görüntü OluşumuVücudumuzdaki yumuşak dokuların

büyük bölümü

sudur. Hidrojen, oksijen, karbon, azot ve bazı nadir elementlerden oluşur ve ortalama atom numarası yüksek değildirKemik

ise kalsiyum fosfat (CaPO4)

kristallerinden oluşur. Ca

atom numarası yumuşak dokulara göre oldukça yüksektirKaburgaların ince olmalarına rağmen açık tonda oluşu (fazla X-ışını tutması) Ca

atom no

yani e-

sayısının

yüksek

olmasına bağlıdırAkciğerler, hava

dolu yani yoğunluğu düşük

olduğu için, aynı kalınlıkta olan karaciğere göre koyu gri tondadır

Röntgende Görüntü Oluşumu

Röntgenogramda

hastanın sağ tarafını işaret eden R (right) harfi en beyaz yapıdırKurşun plaktan yapılan R harfinin ince olmasına rağmen kemikten beyaz görünmesinin nedeni, kurşun atom numarasının

büyük

ve buna bağlı

olarak e-

sayısının çok fazla

olmasıdırAynı nedenle radyoloji çalışanlarını X-

ışınlarından korumak amacıyla yapılan önlüklerin içine 0.25-0.5 mm kalınlığında kurşun tabakalar

yerleştirilir. Röntgen odalarının duvarları ince kurşun levhalarla kaplanır

Röntgen filminin kalitesi

Film kalitesini belirleyen faktörler:1. Filmin hızı2. Filmin kontrastı3. Crossover

etkisi

4. Spektral eşleşme5. Güvenlik ışığı

FİLMİN HIZIFilmde belirli bir dansitedeki

görüntünün

oluşabilmesi için gerekli ışın miktarı ile belirlenirHızlı film aynı dansiteyi

daha az ekspojurda

oluştururFilm hızı emülsiyon kalınlığı ile orantılıdırEmülsiyon içindeki gümüş halid

kristallerinin

boyu, şekli

ve kalınlığı

ile ilgilidir. Büyük boyutlu olan kristaller küçük boyutlu olanlara kıyasla daha duyarlıdır (hızlıdır)Total

hız

her iki ranforsatör

ve emülsiyon

tabakası tarafından belirlenirBu nedenle çift emülsiyonlu olanlar

tek

emülsiyonlulara göre daha hızlıdır

FİLMİN KONTRASTISiyahtan beyaza olan ton sayısının belinginleşmesi

ile ilgilidir

Yüksek kontrastlı filmlerde ton farkı daha belirginleşirEmülsiyon içindeki gümüş halid

kristallerinin boyu, şekli

ve kalınlığı

filmin kontrastını etkiler

Uniform ve küçük boyutlu kristaller yüksek kontrast sağlarbüyük boyutlu ve uniform olmayan kristaller düşük kontrastlı filmleri oluşturur

CROSSOVER ETKİSİ

Bir emülsiyon tabakasının karşı ranforsatörün yaydığı ışıktan

etkilenmesi sonucu oluşur

Görüntüde bulanıklaşma

oluşturur Bu istenmeyen etkiyi azaltmak için;

düz yapıda gümüş halid kristalleri (emülsiyon tabakasını tamamen kaplayıp karşı tarafa ışığın geçmesini engellemek için) ve kısa dalga boyu ışıma yapan ekranlar (ranforsatörler) kullanılırCrossover kontrol tabakası ışığı absorbe eder, geçişine engel oluşturur, banyo esnasında çözünür

SPEKTRAL EŞLEŞMERanforsatörün yaydığı ışığın dalga boyuna duyarlı filmler seçilmelidirÖrneğin;

Kalsiyum tungstatlı ranforsatörler mavi ışıma yapar. Gümüş halid kristalleri içeren filmler mavi ışığa duyarlıdırNadir toprak elementleri yeşil, sarı, yada kırmızı ışıma yapar. Gümüş halid kristalleri boyalar kullanılarak bu ışımalara karşı da duyarlı hale getirilebilirYeşil ışıma yapan ranforsatörle yeşile duyarlı film kullanılır

SPEKTRAL EŞLEŞME

MONOKROMATİK

filmler: Tek renge (mavi veya yeşile) duyarlı filmlerdirORTOKROMATİK filmler: Hem mavi hem de yeşil ışığa duyarlı filmlerdirPANKROMATİK

filmler: Tüm

ışıklara duyarlıdır. Renkli görüntüler için kullanılır

GÜVENLİK IŞIĞI

Güvenlik ışığında kullanılan kırmızı filtre dalga boyu 600 nm den küçük ışığın

geçişine izin vermeyeceği için mavi ve yeşil ışığa (<600 nm) duyarlı

filmleri

etkilemez.Güvenlik ışığı

15 watt tan güçlü olmamalı vefilmlere en az 150 cm mesafede bulunmalıdır

FİLMİN CEVABI

Röntgen filmleri x-ışını

ve görülebilir ışığa duyarlıdır

Ekspojür ile

emülsiyon etkilenerek gözle görülmeyen latent görüntü

oluşur (Latent dönem)

Görüntü banyo işlemi ile görülebilir

hale gelir (Manifest görüntü dönemi)Işık alan kesimler siyah, almayanlar

beyaz görülür

Değişik ekspojür değerlerinde farklı

dansite oluşurEkspojüre verdiği yanıta

bakarak, filmin kontrast

ve hızını belirleyebilirizDansitometre ile ölçülür, işleme sensitometri

denir

Röntgen filminin saklanması, taşınması

Radyografi filmleriIşığa, RadyasyonaSıcaklığaNeme ve Basınca duyarlıdır

Dikkat edilmeyen durumlarda artefaktlar oluşabilir

Röntgen filminin saklanması, taşınması

Radyografi filmleri ışığa

ve radyasyona

maruz kaldıkları zaman filmde sislenme

olur

IşıkFilmler karanlıkta depolanmalıdırKaranlık oda mutlaka ışık sızdırmaz olmalıdır

RadyasyonKontrastı azaltır ve sislenmeyi artırırFilmler radyasyona hastadan daha hassas olup filmi korumak için daha fazla kurşun gerekirFilm radyoaktif maddelerden uzak tutulmalıdır

Röntgen filminin saklanması, taşınması

SıcaklıkUzun süre yüksek sıcaklıkta depolama kontrastı azaltır ve filmde sislenme yaparFilmler 20oC altında saklanmalı, 10ºC’de 1 yıl süre ile saklanabilir 20ºC üzerinde depolama uzadıkça kontrast kaybı ve sislenme artar

Nem

oranı %60’ın ise kontrastta azalma ve sislenmegörülebilir%40’ın (kuru ortam) statik elektriklenme artefaktına neden olabilir

Röntgen filminin saklanması, taşınması

Temiz elle

tutulmalı, kirli el ve ekranlar leke yapar Filme basınç

uygulanmamalı, banyo öncesi

kaba kullanım, eğme, kırıştırma, film katlanması

çizgi veya tırnak şeklinde

artefakt

yapar Otomatik banyoda kirli rulolar

artefakt

yapabilirRaf Ömrü: Filmler 100 yapraklı kutuya konulur. Bazen filmler arasında koruyucu kağıt konulur

Röntgen filminin saklanması, taşınması

Her kutuda son kullanma tarihi

verilir. Film bundan uzun depolanmamalıdırFilm yaşlanması hızının kaybına, kontrastın azalmasına ve sisin artmasına yol açar Kutu filmler dik

tutulmalıdır

Önce en eski film kullanılmalıdır Açılmış filmin kullanımı 45 günü geçmemelidir

Kaynaklar

1.

Bushong SC. Radiologic Science for Technologist: Physics, Biology and Protection. 9th

ed. St. Louis,

Mosby Elsevier, 2008.2.

Tuncel

E. Klinik Radyoloji. Bursa, Nobel

& Güneş,

2008.3.

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