RADYODİAGNOSTİK BİLİMİNİN TANIMI, KAPSAMI VE AMACI Dr G ülçin DİLMEN

1. RADYODİAGNOSTİK BİLİMİNİN TANIMI, KAPSAMI VE AMACIDr Gülçin DİLMEN

2. RADYODİAGNOSTİK BİLİMİNİN TANIMI, KAPSAMI VE AMACI 1 • Radyodiagnostik, radyasyon ve diagnostik kelimelerinden oluşmuştur. • Radyasyon; maddelerin enerji salması veya transferine verilen addır. • Diagnostik, tanı anlamını taşır. • Radyodiagnostik (Tıbbi görüntüleme), dokularda oluşturulan enerji salımı veya transferi yardımıyla hastalıkların tanınması olarak tanımlanabilir.

3. RADYODİAGNOSTİK BİLİMİNİN TANIMI, KAPSAMI VE AMACI 2 • Enerji etkileşimlerinde; insan vücudunda enerjinin geçişi, yansıması veya salımı yoluyla vücudun intrensek özellikleri ortaya konulur. • Radyografi ve bilgisayarlı tomografide x-ışını geçişi (transmisyon), ultrasonografide ses dalgalarının yansıması (refleksiyon), manyetik rezonans görüntülemede radyo dalgaları salımı (emisyon), nükleer tıpta gamma ışınları salımı (emisyon) söz konusudur. • Farklı enerji etkileşimleri dokuların farklı özelliklerini ortaya koyarak görüntü oluştururlar.

6. RADYODİAGNOSTİK BİLİMİNİN TANIMI, KAPSAMI VE AMACI 3 • Görüntüleme yöntemlerinin ortak özellikleri; enerji kaynağı, hasta ve görüntü kaydedicidir. • Ancak hepsinin ortak amacı hastaya en az zarar ve sıkıntı vererek en kısa sürede en doğru tanının elde olunmasıdır.

7. RADYOLOJİ TARİHİ

8. RADYOLOJİ TARİHİ 1 8 Kasım 1895 Wilhelm Conrad Röntgen

9. RADYOLOJİ TARİHİ 2 • 1870-1880: İngiliz fizikçi William Crook’un geliştirdiği yarı vakumlanmış Crook tüpleri ile deneyler yapılmakta • Modern floresan ve neon lambalarının öncüsü olan bu tüplerde yüksek voltaj farkı ile katoddan anoda elektron akımı oluşturulmaktaydı. • 8 Kasım 1895’de Almanya’da Würzburg Üniversitesinde Wilhelm Conrad Roentgen benzer deneyler yapıyordu.

11. RADYOLOJİ TARİHİ 3 • Tüpü siyah kartonla kapattığı halde floresan bir kağıtta parlama fark etti. • Bilinmeyen bir ışın olduğunu düşünerek x-ışını adını verdi. • Tüple floresan ekran arasına elini koyduğunda iskeletinin şekillendiğini fark etti. • 1896’dan itibaren x-ışınları tıpta kullanılmaya başlandı. • İlk kullanılan kaydediciler bir yüzüne fotografik emülsiyon sürülmüş cam plaklardı.

12. RADYOLOJİ TARİHİ 4 • Aralık 1895: X-ışınlarını ilk kez tıbbi amaçla kullanıldı. • 1896: X-ışınları ilk kez tedavi amacıyla kullanıldı. Thomas Edison, kalsiyum tungstatlı ranforsatörlerin kullanımındaki fizik prensipleri ileri sürdü. • 1901: W.C. Röntgen, ilk fizik Nobel ödülünü aldı. X-ışınları ilk kez meme kanseri tedavisi amacıyla kullanıldı.

14. RÖNTGEN CİHAZLARI ve FİZİK PRENSİPLERİ 3 Dr Gülçin Dilmen

15. X-IŞINI CİHAZLARININ TEMEL YAPISI

16. X-IŞINI CİHAZININ TEMEL KISIMLARI 1. X-ışını tüpü 2. Kontrol konsolü 3. Yüksek voltaj jeneratörü

17. X-IŞINI TÜPÜ • X-ışını tüpü, televizyon tüpleri gibi, elektron iletimini sağlayan bir vakum tüpüdür. • X-ışını tüpünün temel görevi hızlı hareketi sağlanan elektronların kinetik enerjisinin bir kısmını elektromanyetik enerji çeşidi olan x-ışınına dönüştürmektir.

18. X-IŞINI TÜPÜ ÖZELLİKLERİ • Tüpün camı yüksek ısıya dayanıklıdır. • 20-35 cm uzunlukta ve 15 cm çapındadır. • Vakumlu olması uzun ömür ve etkili x-ışını üretilebilmesi için gereklidir. • Tüpün negatif tarafını katot, pozitif tarafını ise anot oluşturur. • Yaklaşık 5 cm2’lik bir tüp penceresi vardır. • Çevreye gereksiz x-ışını yayılımını önlemek için tüp kurşun koruyucu (haube) içine yerleştirilmiştir.

20. KORUYUCU METALİK MUHAFAZA 1 • Röntgen tüpünün en dışında yer alan metalik kılıftır. • Belli başlı görevleri; • fazla radyasyonu absorbe etmek, • elektrik şokunu engellemek, • yüksek ısıyı absorbe ederek çevre ortama yaymak • cam tüpe mekanik koruma sağlamaktır.

21. KORUYUCU METALİK MUHAFAZA 2 • Anodda oluşan x-ışınları isotopik olarak yani her yöne dağılırlar. • Kullanılmak istenen ışın, cam tüp ve metalik muhafazanın penceresinden geçen ışın demetidir. • Diğer yönlere dağılan primer ve sekonder radyasyon metalik muhafaza tarafından absorbe edilerek kullanıcı ve hasta fazla radyasyondan korunur.

22. KORUYUCU METALİK MUHAFAZA 3 • Uygun üretilmiş muhafazada, röntgen tüpü maksimal akım ve potansiyel ile çalıştırıldığında bir metre mesafedeki sızıntı radyasyon 100 mR/saat’ten az olmalıdır. • Metalik muhafazada yüksek gerilim kablolarının topraklanmasını sağlayan bağlantılar mevcut olup kullanıcıyı elektrik şokundan korur. • Cam tüpe mekanik destek sağlayarak tüpün darbe ile zarar görme tehlikesini azaltır.

23. KORUYUCU METALİK MUHAFAZA 4 • Metalik muhafaza ve cam tüp arasında elektrik yalıtıcı ve termal yastık olarak ince yağ tabakası bulunur. • Anodda oluşarak cam tüpe iletilen ısı, yağ aracılığı ile metalik muhafazaya oradan da dış ortama yayılır. • Bazı tüplerde metalik muhafazaya fan yerleştirilerek soğuma hızlandırılmıştır.

24. X-IŞINI TÜPÜ PARÇALARI • 1. Koruyucu Metalik Muhafaza • 2. Cam Tüp • 3. Katod • 4. Anod

25. KORUYUCU METALİK MUHAFAZA 5 • İncelemeler sırasında metalik muhafaza ellenmemeli ve tüpe pozizyon vermek için yüksek voltaj kablolarından çekilmemelidir.

26. CAM TÜP 1 • 20-25 cm uzunlukta, 15 cm çapta, vakumlanmış ve ısıya dayanıklı Pyrex camından yapılmıştır. • Yaklaşık 5 cm2 büyüklükte ve daha ince camdan yapılı pencere kısmı bulunur. • Pencereden hastaya yöneltilen x-ışını demeti geçer.

27. CAM TÜP 2 • Cam tüpün her iki yanına karşılıklı olarak anod ve katod yerleştirilmiştir. • Katod ve anodun bağlantıları ile camın ısıyla genleşmesi birbirine yakın olup cam içinde vakumun ısınıp genleşme sonucu bozulmaması sağlanır.

29. KATOD • X-ışını tüpünün negatif terminalidir. • Katoda filaman adı da verilir. • Gerçekte katodda filamanın yanısıra fokuslayıcı fincan ve bağlantı kabloları yer alır. • Filaman 2 mm çapta, 1-2 cm uzunlukta tungsten bileşiğinden yapılı tel sargıdır.

30. TERMİONİK EMİSYON • Filamandan yeterli miktarda akım geçirilirse tungsten atomlarının dış yörünge elektronları ısıya absorbe ederek metal yüzeyinden adeta kaynayarak hafifçe ayrılır. • Bu olaya “termionik emisyon” adı verilir. • Emisyon için filamanın en az 2200 oC’a ısıtılması gerekir. • Tungstenin thorium bileşiği 3410 0C’da erir ve kolay buharlaşmaz.

31. ALAN YÜKÜ • Filaman yüzeyinden ayrılan elektronlar yüzeyin hemen üstünde elektron bulutu oluştururlar. • Negatif yüklü bu buluta “alan yükü” adı verilir. • Alan yükünün negatif etkisi yeni elektronların filamandan ayrılmasını engeller. • Bir süre sonra filamandan ayrılan elektronlarla dönen elektronlar arasında denge oluşur.

32. TÜP AKIMI • Katoddan ayrılan elektronlar oluşturulan potansiyel farkı ile anoda doğru hızlandırılır. • Anoda akan eletronlar x-ışını tüp akımını oluştururlar ve bu akımın birimi miliamperdir. • 1 Amper, 1 sn’de 1 Coulomb yani 6.25x1018 elektron yükünün akımıdır.

33. FOKUSLAMA FİNCANI 1 • Katoddan anoda hızlandırılan elektronlar negatif yükleri nedeniyle birbirlerini iterek saçılırlar. • Bu saçılmayı engellemek ve elektronları anodda belirli bir alana yöneltmek için filaman fokuslama fincanı denilen metalik bir yuvaya yerleştirilmiştir

34. FOKUSLAMA FİNCANI 2 • Molibdenden yapılı fokuslama fincanının negatif potansiyeli filamanla eşit tutularak elektronların ince bir demet şeklinde targete fokuslanması sağlanır. • X-ışını cihazı açıldığı zaman filamandan düşük bir akım geçirilerek filaman ısıtılır ve filaman yüksek ısı şokuna hazırlanır. • Şutlama anında akım yükseltilerek termionik emisyon arttırılır ve istenilen tüp akımı sağlanır.

36. FİLAMAN • Birçok x-ışını tüpünde yanyana yerleşitrilmiş çift filaman mevcuttur. • Daha yüksek tüp akımları için büyük filaman kullanılır.

40. Ders 3

41. X-IŞINI TÜPÜ PARÇALARI • 1. Koruyucu Metalik Muhafaza • 2. Cam Tüp • 3. Katod • 4. Anod

42. ANOD 1 • X-ışını tüpünün pozitif elektrodudur. • Anod x-ışınlarının oluşturduğu target denilen tungsten plak ve onun yerleştirildiği metalik destekten oluşur. • Sabit ve döner tipleri mevcuttur. • Sabit anod diş üniteleri ve portatif cihazlar gibi yüksek tüp akımı gerektirmeyen cihazlarda kullanılır.

43. ANOD 2 • Anodun elektrik iletken, ısı iletken ve mekanik destek fonksiyonları mevcuttur. • Katoddan çıkan elektronlar anod tarafından tekrar yüksek voltaj tankına iletilir. • Tüp akımını oluşturan elektronların kinetik enerjilerinin %99’u anodda ısıya, %’1 veya daha azı ise X-ışını enerjisine dönüştürülür.

44. SABİT ANOD 1 • Bakır kütlesi içinde yerleştirilmiş 2-3 mm kalınlıkta tungsten plağıdır. • Boyutları 1 cm civarında dikdörtgen veya kare şeklindedir. • Target denilen bu plak elektronların çarptığı alandır.

45. SABİT ANOD 2 • Tungstenin target olarak seçilmesinin 3 nedeni mevcuttur: 1. Atomik numarasının yüksek oluşu (74): Yüksek atomik numara yüksek enerjili x- ışını oluşumunu sağlar. 2. Yüksek erime derecesi: Bakırın erime derecesi 1083 iken tungsten 3410 dereceye kadar dayanabilir. X-ışını oluşumunda anod ısısı 2000 oC’a kadar yükselmektedir. 3- İyi ısı iletkeni olması: Tungstenin ısı iletkenliği bakıra yakındır.

46. SABİT ANOD 3 • Tungsten plağın gömülü olduğu bakır kütle anodun termal kapasitenini arttırır ve ısıyı hızla cam tüpe ve onun aracılığı ile çevresindeki yağ ve metalik muhafazaya iletir.

48. DÖNER ANOD 1 • X-ışını enerjisinin ve miktarının arttırılabilmesi için anodun ısı kapasitesinin arttırılması gerekmektedir. • Bunun için döner anodda target alanı büyütülerek disk haline getirilmiş ve yüzeyi genişletilmiştir. • Ortalama 75-100 mm çaptaki diskin çevresine yerleştirilen target alanına ısı yayılarak ısı kapasitesi birkaç yüz misli arttırılabilmektedir.

49. DÖNER ANOD 2 • Diskler ortalama dakikada 3600 devir dönerek disk yüzeyindeki her nokta 1/60 sn’de bir bombardıman edilmekte kalan zaman ısının dağıtılmasında kullanılmaktadır. • Yüksek kapasiteli tüplerde dönüş hızı dakikada 10.000 devire kadar çıkmaktadır.