Rendgenski zraci

Iz Vikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na: navigaciju, pretragu
Verovatno prva slika rendgenskih zraka iz 1896. godine na kojoj je fotografisana ruka Rendgenovog prijatelja Alberta fon Kilikera

Rendgenski zraci ili X-zraci (iks zraci) su deo elektromagnetskog spektra sa frekvencijama od 3×1016 do 3×1019 herca, odnosno talasnih dužina im je reda 0,1 do 10 nanometra (0,1×10-9 do 1×10-8 m). Zraci su jonizujući i zbog velike energije koriste se u radiologiji (u medicini), kao i u kristalografiji za određivanje strukture kristala. Rendgenski zraci su dobili ime po svom pronalazaču Vilhemu Konradu Rendgenu, koji ih je otkrio. Danas se često koristi i naziv iks zraci, kako ih je Rendgen nazvao.[1]

Rendgenski zraci spadaju u jonizujuće zračenje, što znači da su naelektrisani i elektromagnetski aktivni. Koriste se u raznim oblastima za ispitivanje struktura. Poznata je njihova primena u medicini za dobijanje slike kostiju i zuba, jer prolaze kroz tkiva ne apsorbujući se u njima. Zbog svoje velike energije zraci su prodorni i uz veću dozu mogu da oštete tkiva.

Nastajanje X-zraka[uredi]

X-zračenje se dobija u vakuumskim cevima za električno pražnjenje kada snop visokoenergetskih elektrona proizvedenih na katodi interaguje sa anodom. Elektroni su ubrzani naponima od 10.000 do 100.000 volti, a kočenjem na anodi elektroni kao naelektrisane čestice emituju elektromagnetno zračenje visokih energija poznato kao X-zračenje.[2]

Cevi u kojima se proizvode X-zraci nazivaju se rendgenske cevi. Rendgenska cev je najčešće dužine oko 20-25 cm i prečnika oko 15 cm. Ona je ključni deo aparata za rendgensko zračenje. Iz cevi je uklonjen vazduh i pritisak je 510 milibara. Katoda je negativna elektroda, pravi se od materijala sa visokom tačkom topljenja. Da bi površina sa koje se elektroni emituju bila što veća — katode se modifikuju u spiralu. Noviji uređaji imaju dve spirale. Postavljena je unutar čeličnog okvira koji je na negativnom naponu. Anoda je pozitivna i nalazi se nasuprot katode. Najčešće je napravljena u obliku je diska koji se rotira. Oklop cevi sastavljen je iz 2 sloja koji čine izolacioni materijali i olovo. Olovo je tu zbog zaštite pacijenta i lekara i zbog zaštite samog uređaja od mehaničkih oštećenja. Za dobijanje zadovoljavajuće slike bitna su tri parametra: anodni napon, anodna struja i vreme ekspozicije. Fokus može biti električni, realni ili optički, tj. projekcija realnog.

U visokovakumskoj diodi, katoda se indirektno greje pa postoji termoelektronska emisija. Elektroni se iz katode jednosmernim pulsirajućim naponom usmeravaju ka anodi, udaraju u anodu, dolazi do interakcije upadnih elektrona sa elektronima elektronskog omotača, čiji je rezultat emisija elektromagnetnih talasa. Mesto na anodi u koje udaraju elektroni naziva se „fokus“ i veoma je malih dimenzija, a od njegovih dimenzija zavisi oštrina rendgenskog snimka. Zbog oslobađanja toplote u sudarnom procesu dolazi do grejanja anode kojoj je stalno potrebno hlađenje te se u tom cilju koriste obrtne anode ugaone brzine oko 8500 obr/min.

Interakcije[uredi]

Pri prolasku X-zraka kroz neku supstancu, dolazi do više tipova interakcija između zraka i medijuma. Interakcije se mogu ogledati u sledećim efektima:

  • Komptonov efekat

Do njega dolazi ako je energija upadnih elektrona mnogo veća od energije koja je potrebna za elektrone da kruže po istoj putanji. Zavisi od ukupnog broja elektrona u atomu materije na koju zrak nailazi. Menja se talasna dužina i oslobađa se kvant energije.

  • Koherentno ili Rejlijevo rasejanje

Talasna dužina se ne menja, ali se putanja malo menja, zavisi od vrste tkiva na koje pada zračenje.

  • Fotoelektrični efekat

Upadni zraci interaktuju sa elektronima atoma anode i predaju im toplotnu energiju. Fotoefektom se objašnjava apsorpcija X-zraka (iks zraka). Posledice su nastanak karakterističnih zračenja, stvaranje pozitivnog i negativnog jona.

  • Stvaranje elektronskog para

Dešava se kada se fotoni ogromnih energija nađu u blizini jezgra.

  • Fotodezintegracija

Suprotan proces od stvaranja elektronskog para, dolazi do promene strukture atoma. Za ovaj vid interakcije elektromagnetnog zračenja i materije neophodno je da energija fotona X-zraka bude veća od energije nuklearnih sila koje deluju na čestice tako da se one zadržavaju u jezgru. U zavisnosti od čestica koje su izbačene iz jezgra, mogu nastati joni, nestabilna jezgra ili potpuno novi elementi.

Rendgenska slika i projekcioni efekti[uredi]

Rendgenska slika je vizuelna, crno-bela manifestacija na rendgenskom filmu konusne projekcije tela na jednoj ravni, nastala sumacijom svih slojeva kroz koje su prošli rendgenski zraci.[3] Rendgenski film sa rendgenskom slikom nazivamo rendgenogram.

Sa fotografskog aspekta, rendgenska slika na rendgenogramu predstavlja negativne slike kakva se vidi na ekranu. Ono što se na rendgenogramu vidi kao belo, na ekranu se vidi kao crno i obratno. U tom smislu razlikujemo svetlinu i rasvetljenje i senku i zasencenje.

Pod pojmom svetlina podrazumeva se vizuelna manifestacija na ekranu izvesne prirode rendgentransparentne sredine (npr. traheja, pluća i sl.) dok pod izrazom rasvetljenje podrazumevamo vizuelnu manifestaciju na ekranu kakve patološke rendgentransparentne sredine. Slično vazi i za izraze senka i zasenčenje pri čemu za se pod izrazom zasenčenje podrazumeva vizuelna manifestacija na ekranu kakvog patološkog supstrata koi pojačano apsorbuje X-zrake pa se manifestuje u vidu senke.

Prema intenzitetu raspoznajemo: senke intenziteta mekih tkiva-najslabijih intenziteta[3] (mišići, parenhimatozni organi i dr.)

Rendgengeometrija i projekcioni efekti[uredi]

Nastanak rendgenske slike podložan je zakonima optike odn. centralne ili konusne projekcije i zakonima apsorcije. Naime, rendgenski zračni snop po izlasku iz cevi kroz okrugli otvor tubusa ili četvrtasti otvor vizir-tubusa ima u prostoru aspekt kupe ili piramide sa vrhom na tubusu. Središna linija zračnog snopa od vrha kupe ili piramide naziva se centralnim znakkom (CZ). Rendgenski zraci se prostiru radijarno i pravolinijski. Sa tog aspekta rendgenska slika bi trebalo da bude analogna svetlosnoj slici. Međitim, pri interpretaciji rendgenske slike moraju se imati u vidu tri bitna svojstva po kojima se razlikuju od svetlosne slike:

Rendgenska slika je fenomen slojeva.[4] Rendgenska slika nastaje fenomenom apsorpcije po pravilimaprojekcije svih slojeva ozračenog objekta koji su bili na putu snopa X-zrakova. Rendgensi zračni snop koji se koristi u dijagnostici sačinjavaju X-zraci heterogenih talasnih dužina. Čovečije telo je nehomogenog sastava. Nekoliko je bitnih faktora koji određuju projekciju rendgenografiranog objekta, tj. veličinu, oblik, položaj, konturu i tamninu slike. To su:

  • odstojanje fokus-film (F-Fi)
  • odstojanje objekat-film (O-Fi)
  • upadni ugao CZ prema objektu i filmu
  • oblik i položaj objekta u prostoru odnosno prema projekcionoj ravni.

Iznećemo pojedine odluke rendgenske slike sa aspekta rendgengeometrije uključujući i pravila projekcije.

a) Kongurencija slike. Pod pojmom kongurencije podrazumevamon da slika odgovara stvarnom obliku rendgenografiranog tela. Kada to nije slučaj, govorimo o inkongruenciji slike. Inkongruetalna slika je deformisana, iskrivljena, tako da svojim oblikom ne odgovara obliku rendgengrafiranog tela i skoro uvek netačno prikazuje njegovu stvarnu veličinu.
b) Veličina slike. Poželjno je da slika na rendgenogramu veličinom odgovara veličini rendgenografiranog objekta. Međutim, slika se na rendgenogramu formira prema zakonima geometrijske centralne projekcije pa divergentni snop X-zrakova uvek dovodi do toga da slika bude nešto veća od realne slike objekta. Najviše su uvećani slojevi ili delovi objekta koji su bliži fokusu a dalji od filma a to ujedno dovodi i do inkongruencije slike. Delovi objekta koji su ozračeni iskošenijim zracima biće projekciono više uvećani, uglavnom zavisi od odstojanja. Rendgenska slika približno odgovara veličini rendgenografiranog objekta ako je rastojanje F-O što veće, a odstojanje O-Fi što manje.

Na veličinu slike utiče i veličina fokusa cevi.

Tamnina slike (opacitet). Slika treba da ima optimalnu tamninu. Tamnina će biti jača ako je objekat bliži ravni projekcije (tj. filmu ili ekranu) ako je vrednost mAs veća, ako je gustina objekta veća, ako je atomski sastav rendgenografiranog objekta više prosečne vrednosti atomskih brojeva i, najzad, ako je debljina rendgenografiranog objekta veća.

Oštrina slike. Pod oštrinom slike podrazumevamo prikaz kvaliteta periferne konture senke. Senka može da ima jasno o oštro ocrtane periferne konture,pa kažemo da je slika oštra, ili pak da su joj konture neoštre, kada govorimo o neoštrini.Slika je kvalitetnija ukoliko je oštra. Za sliku kažemo da je oštra kada se na osvetljenom razvijenom rendgenogramu linija vidi kao linija, a ne kao pruga ili s tačka vidi kao tačka a ne kao mrlja.

A - geometrijska neoštrina (polusenka), B - projekcija iz tačkastog izvora (polusenke nema, slika je oštra), F - fokus, O - objekat, S - senka, Ps - polusenka

Različitu mogućnost da da ralikuje sitne, diskretne detalje, koja se naziva razdvojna moć. Razdvojna moć rendgenograma (to isto važi i za druge sisteme)izražava se debljinom crte koja se jasno vidi ili, preciznije, brojem parnih linija na jednom santimetru dužinu (pl/cm). Jedinica za razdvojnu moć rendgenograma naziva se linija oštrine. Na oštrinu slike utiče još i niz faktora:

  • veličina fokusa cevi
  • F-O i O-Fi odstojanje
  • upadni ugao CZ na projekcionu ravan
  • ravan objekat prema projekcionoj ravni
  • građa rendgenografskog objekta
  • mirovanje ili kretanje objekta za vreme ekspozicije
  • niz rendgenografskih elemenata koji nam služe za dobijanje rendgenske slike (kvalitet fotoemulzije filma,folija, kaseta, hemikalije i dr.)

Kada slika nije oštra govorimo o neoštrinama. Neoštrine mogu biti uslovljene različitim uzrocima.

  • Geometrijske, uslovljene su fokusom rendgenske cevi. Geometrijska neoština je direktno srazmerna veličina fokusa cevi i dostojanja O-Fi, a obrnuto srazmerna odstojanju F-O.
  • Neoštrine zbog pokreta nastaju ako se u momentu ekspozicije kreće bar jedna od tri bitna faktora: fokus, objekat ili film. Obično su u praksi fokus i film fiksirani pa se za vreme ekspozicije ne kreću. ali to nije slučaj i sa objektom. Bezvoljne pokrete organa (srca, peristaltike želuca, creva i sl.) ili pokrete male dece i nekih pacijenata nije moguće izbeći osim ako se skrati vreme ekspozicije.
  • Fotografske neoštrine čine grupu neoštrina uslovljene folijom, kasetom ili filmom.
a) Zbog folija - neoština je uslovljena fluroscentnom materijom i krupnoćom zrna.
b) Zbog kaseta - kada stranice kasete, zato sto su iskrivljene ili zato što im se mehanizam za zatvaranje rasklimao, ne pritiskuju folije da nalegnu na film, pa se javljaju neoštrine iz istih razloga kao i one zbog folija.
c) Zbog filma -zanemarljivo je mala i uslovljena je debljinom fotografskog sloja na filmu.
d) Neoštrine zbog rasutih zrakova. Rasuti traci kvare i oštrinu i kontrast rendgenske slike.
e) Kontrast slike - Osd kontrasta zavisi vidljivost slike a naročito uočavanje detalja.

Razlika između maksimalne svetline i maksimalne tamnine na jednom rendgenogramu čini kontrasnu širinu. Na kontrast rendgenske slike utiču:napon struje cevi, zračni produkt (mAs), debljina i gustina rendgenografiranog objekta. Kontrast rendgenske slike direktno je srazmeran proizvodu trećeg stepena talasne dužine X-zrakova, prvog stepena zračnog produkta (mAs. prvog stepena debljine i prvog stepena gustine rendgenografiranog objekta. Da bi se na rendenogramu uočio kontrast, uslov je da u dva susedna tkiva ili organa postoji razlika u stepenu apsorpcije. Razlikujemo pozitivna rendgenska kontrasna sredstva (jod, barijum) koja povećanom apsorpcijom na rendgenogramu daju senku, i negativna rendgenska kontrast na sredstva (vazduh, CO2, O2), koja kao gas zbog manje gustine ai relativno niskih atomskih brojeva na rendgenogramu daju transparenciju. I jedna i druga na rendgenogramu znatno ističu kontrast. Rendgenografirani objekat na filmu ili ekranu uvek se prikazuje projekciono uvećanim[3] (divergentni tok snopa X-zrakova).

Projekcioni efekti[uredi]

Pod projekcionim efektom podrazumevamo projektovanje delova tela ili organa na filmu ili ekranu pri ekspoziciji X-zracima u određenim uslovima. Lako ih je razumeti ako imamo u vidu sledeće tri činjenice: 1) da je rendgenska slika pojedinih delova našeg tela slika nehomogenog tela. 2) da je rendgenska slika konusna projekcija tela iz jedne tačke i nazad. 3) da je rendgenska slika na konvencionalnom rendgenogramu sumacija svih senki i rasvetljanja nastalih pri prolasku snopa X-zrakova koroz sve rendgenografirane slojeve objekta. Postoji efekat sumacije, efekat pokrivanja, efekat blještanja, i tangencijalni efekat.

  1. Efekat simulacije - javlja se u slučaju kada se dve senke slabijeg intenziteta nađu jedna ispred druge na putu snopa X-zrakova. Tada će dati zbirnu senku većeg intenziteta.
  2. Efekat superpozicije - ili pokrivanja javlja se kada se dve senke nejednakog intenziteta nađu u istoj projekciji; senka većeg intenziteta pokreće, maskiraće senku slabijeg intenziteta.
  3. Efekat blještanja ili brisanja je fenomen pri kome transparencija gasa u nekom šupljem organu briše senku nekog drugog tkiva koje se našlo u projekciji transparencije.
  4. tangencijalni efekat javlja s kada X-zraci pri prolasku krivinom kružnog, polukružnog ili valjkastog tela budu jače apsorbovani nego u ostalim partijama tog tela.[3]

Interpretacija rendgenske slike[uredi]

Pri interpretaciji rendgenske slike donose se zaključak i mišljenje i postavlja dijagnoza. Saopštava se pisanim dokumentom-izveštajem, pisaćom mašinom. To treba da čine kvalifikovane osobe. Rendgenogram pored brojnih vrednosti, ima i dokumentarnu vrednost. Pri pristupanju interpretaciji rendgenograma u principu treba ispoštovati tri stvari:

  • ne interpretirati razvijen a neosušen, vlažan rendgenogram. jer su moguće ozbiljne greške
  • interpretirati samo rendgenograme zadovoljavajućeg kvaliteta, jer iz rendgenograma lošeg kvaliteta može da proizađe samo loša ili netačna dijagnoza.
  • pri interpretaciji rendgenograma strogo voditi računa o oznakam na filmu.[3]

Oznake na filmu[uredi]

Strana filma obeležava se oznakom odnosno slovima D ili R što znači desno od reči droite (franc.) ili necht (nem.), odnosno right (eng.) ili za levu stranu pacijenta veliko slovo L što znači levo od reči left (eng.), links (nem.) Vlasništvo filma, vreme kada je film učinjen i institucija u kojoj je film sačinjen, odnosno u kojoj je pacijent pregledan podaci su koji se po pravilu moraju naći signirani na filmu tušem, flomasterom ili najbolje da su preslikani.

Vreme ekspozicije filma posle datog kontrasta u minutima ili/i časovima, npr. pri urografiji, kako bi se pratili vrme izlučivanje kontrasta urotraktom, redosled učinjenih rendgenograma[3] i dr.

Interpretacija rendgenograma[uredi]

Interpretacija rendgenograma, kao interpretacija rendgenske slike sa ekrana, sadrži tri dela:

  1. zaglavlje.
  2. nalaz(sakupljanje podataka i analiza uočenog).
  3. iskazivanje mišljenja, zaključka odnosno dijagnoze.
    1. Zaglavlje (naslov) ističe o čemu je reč, na pr. rendgenogram pluća PA (posteroanteriorne projekcije)
    2. Nalaz (sadržaj) obuhvata sakupljanje podataka sa rendgenograma i analizu uočenog. To je najsadržanijij i najbitniji deo interpretacije svakog rendgenograma. Utvrditi prisustvo ili odsustvi senki i/ili transparencija,uslovljeno nekim patološkim pšrocesom. Ukoliko je prisutan kakav patološki proces koji se manifestuje senkom, odmah se izjašnjavamo o karakteristikama senke.[3]

Karakteristika senki[uredi]

  1. Lokalizacija senke: npr. u plućima-senka može biti lokalizovana u jednom plućnom polju, režnju, segmentu, interlobijumu, perihilarno, bazalno, subpleuralno, u plućnom vrhu, jednostrano ili obostrano i tome slično. U slučaju da je reč o senci u nekoj kosti-ona može biti lokalizovana u proksimalnom okrajku, subperiostalno, paroslano, intermedularno i tome slično. Isto važi i za transparencije.
  2. Veličina senke ili senki: izražava se jedinicama dužine izmerene lenjirom. Ranije se izražavala i aproksimativnim veličinama, npr. prosa, sočiva, badema, lešnika, oraha i sl. ali to danas nije dopušteno. Isto važi i za rasvetljenja.
  3. Homogenost slike: senka je homogena kao je po celoj svojoj površini istog inteziteta ili je nehomogena-kada je mestimično jačeg a mestimično slabijeg inteziteta ili je pak prošarana transparencijama. Nehomogena obični je sačinjena od malih mrljastih senki, koje podsećaju na kap mastila na hartiji i označavaju eksudativni karakter promene, ili od pegastih senki, sa fibroznim tračicama oko intezivnijeg središnjeg dela senke i znak su oživljavanja, fibroziranja.
  4. Kontura senke: senka može biti jasno ograničena. Oštro limitirana ili pak neoštre konture, tj. da je prema susedstvu nejasno ograničena.
  5. Oblik senke: u obzir dolaze svi geometrijski oblici projektovani prema pravilima projekcije (kružni, ovoidni, trouglasti sa vrhom levo, desno, medijalno, bazalno i sl., trakasti, prugasti, linearni, prstenasti, polukružni, oblik lopte, kupe, piramide, čvorast oblik i sl.)
  6. Intenzitet slike: senka može inati intezitet mekog tkiva, kosti ili kalcijuma i intezitet metala. Naše oko dobro prepoznaje ove tri gradacije senki.
  7. Broj senkiu pretraživanom području može da postoji samo jedna (solitarna) senka, a može ih biti dve, tri ili mnogo, bezbroj senki ili slično. Treba se decidirano izjasniti o broju senki, ukoliko je to moguće.
  8. Veza senke sa okolinom: npr. veza senke pluća sa hilosom, prisutna ili nije.
  9. Stanje okolnog tkiva: npr. stanje okolnog plućnog parenhimaoko okrugle senke u plućima(može biti promenjeno ili nepromenjeno)
  10. Odnos senki prema susedstvu:npr. odnos senke pluća prema medijastinalnim organima (medijastinumu) Masivna senka pluća može da dislocira medijastinum ili da ga ne dislocira. Ako ga dislocira postoje dve mogućnosti: da ga potiskuje na suprotnu stranu od patološkog procesa ili da ga privlači k sebi, ka strani patološkog procesa.

Mišljenje, zaključak, odnosno dijagnoza. To je treći i poslednji deo pri intepretaciji rendgenograma.Zaključak predstavlja kratak rezime svega učinjenog i registrovanog u nalazu. Istovremeno, poželjno je navesti i predlog za eventualno poželjno i moguće dalje pretraživanje posebno ako je reč o kojem rendgenskom ili radijološkom pregledu.[3]

Vidi još[uredi]

Reference[uredi]

  1. Novelline, Robert. Squire's Fundamentals of Radiology. Harvard University Press. 5th edition. 1997. ISBN 0-674-83339-2.
  2. Fizika atoma, J. Purić, I. Dojčinović, Zavod za udžbenike, Beograd, 2013. ISBN 978-86-17-17991-3.
  3. 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 3,7 Babić, Radomir (2002). Radiologija. Medicinska knjiga. str. 41—47. 
  4. X-ray (Radiography)

Literatura[uredi]

  • Babić, Radomir (2002). Radiologija. Medicinska knjiga. str. Glava 3 stranica 41. 
  • Babić, Radomir (2002). Radiologija. Medicinska knjiga. 

Spoljašnje veze[uredi]