Alina Adriana Feiler Ana-Maria Ungureanu

Alina Adriana Feiler Ana-Maria Ungureanu

MANUAL DE RADIOLOGIE ŞI IMAGISTICĂ MEDICALĂ

VOLUMUL

I

T O R A C E L E

Sub coordonarea Prof. univ. dr. Păscuţ Magda

În colaborare cu:

Maria Mogoşeanu Florin Bârsășteanu Ana-Maria Vesa Cristian Socoliuc Sorin Moțoi Dan Malița Daniela Cipu

Editura VICTOR BABEŞ

Piaţa Eftimie Murgu 2, cam. 316, 300041 Timişoara Tel./ Fax 0256 495 210

e-mail: [email protected], [email protected] www.evb.umft.ro

Director general: Prof. univ. dr. Dan V. Poenaru Director: Prof. univ. dr. Andrei Motoc

Referent ştiinţific: Prof. univ. univ. Andrei Motoc Coordonator colecţie: Prof. univ. dr. Eugen Sorin Boia Colecţia: MANUALE

Indicativ CNCSIS: 324

© 2012

Toate drepturile asupra acestei ediţii sunt rezervate autorilor. Reproducerea parţială sau integrală a textului sau imaginilor, pe orice suport, fără acordul scris al autorilor, este interzisă şi se va sancţiona conform legilor în vigoare.

ISBN general 978-606-8054-83-4 ISBN vol. 1 978-606-8054-84-1

C U P R I N S

O scurtă istorie a descoperirii razelor X ... 6

CAPITOLUL 1 RAZELE X, IMAGINEA RADIOLOGICĂ ȘI PROTECŢIA ÎN RADIOLOGIE ... 8

Ungureanu Ana-Maria, Feiler Alina Adriana, Vesa Ana-Maria 1.1 Razele Röntgen... 8

1.1.1 Radiaţiile ... 8

1.1.2 Aparatul Röntgen ... 8

1.1.3 Producerea razelor X ... 8

1.1.4 Funcţionarea aparatului de Röntgen ... 14

1.1.5 Propietăţile fizice, chimice și biologice ale razelor X ... 14

1.2 Imaginea radiologică şi formarea ei ... 18

1.2.1 Legile opticii radiologice ... 18

1.2.2 Fenomenul proiecţiei conice ... 18

1.2.3 Fenomenul sumaţiei şi substracţiei planurilor ... 20

1.2.4 Fenomenul de paralaxă ... 20

1.2.5 Legea incidenţelor tangenţiale... 21

1.3 Protecţia în radiodiagnostic şi radioterapie ... 21

1.3.1 Dozimetrie ... 21

1.3.2 Protecţia în radiologie ... 22

CAPITOLUL 2 INVESTIGAŢII RADIOIMAGISTICE ... 24

Ungureanu Ana-Maria, Feiler Alin a Adriana, Mogoşeanu Maria 2.1 Metode de explorare radioimagistică ... 24

2.1.1 Metode clasice, radioscopia ... 24

2.1.2 Radioscopia cu amplificator de imagine şi televiziune ... 24

2.1.3 Radiografia ... 26

2.1.4 Tomografia ... 28

2.1.5 Ultrasonografia... 30

2.1.6 Imagistica prin rezonanţă magnetică ... 33

2.1.7 Tomografia prin emisie de pozitroni ... 33

2.1.8 Explorările digitale ... 33

2.1.9 Metode de explorare radiologică cu substanţe de contrast ... 34

CAPITOLUL 3 DIAGNOSTICUL RADIOIMAGISTIC AL AFECŢIUNILOR APARATULUI RESPIRATOR... 36

Bîrsășteanu Florin, Moțoi Sorin, Ungureanu Ana-Maria, Feiler Alina Adriana 3.1 Metode de investigaţie ale aparatului respirator ... 36

3.1.1 Radioscopia toracică ... 36

3.1.2 Radiografia toracică ... 37

3.1.3 Angiografia ... 38

3.1.4 Bronhografia ... 38

3.1.5 Digrafia... 38

3.1.6 Tomografia liniară ... 38

3.1.7 Computer tomografia ... 38

3.1.8 Imagistica prin rezonanță magnetică ... 39

3.1.9 Scintigrafia ... 39

3.2 Imaginea radiologică normală a toracelui ... 39

3.3 Semiologia radiologică a bolilor toracelui şi plămânului ... 44

3.4 Modificări radioimagistice în afecţiunile toraco-pulmonare ... 47

3.4.1 Malformaţii toraco-pulmonare ... 47

3.4.2 Modificări radioimagistice în afecţiunile traheei şi bronhiilor ... 52

3.4.3 Modificări radioimagistice în pneumopatiile acute ... 55

3.4.3.1 Pneumonia acută tipică ... 55

3.4.3.2 Bronhopneumonia sau pneumonia în focare ... 59

3.4.3.3 Pneumonia interstiţială ... 61

3.4.3.4 Supuraţiile bronho-pulmonare... 64

3.4.3.4.1 Abcesul pulmonar ... 64

3.4.3.4.2 Gangrena pulmonară ... 67

3.4.3.4.3 Supuraţiile pulmonare difuze ... 68

3.4.4 Tuberculoza pulmonară ... 68

3.4.4.1 Tuberculoza pulmonară primară ... 68

3.4.4.2 Tuberculoza de diseminare... 72

3.4.4.3 Tuberculoza secundară (Ftizia) ... 73

3.4.4.4 Plamânul operat post TBC ... 81

3.4.5 Micozele pulmonare ... 82

3.4.6 Parazitozele pulmonare... 84

3.4.7 Pneumoconiozele ... 88

3.4.7.1 Silicoza ... 89

3.4.8 Tumorile bronho-pulmonare ... 92

3.4.8.1 Tumorile benigne bronho-pulmonare ... 92

3.4.8.2 Tumori maligne bronho-pulmonare ... 94

3.4.9 Bolile pleurei ... 103

CAPITOLUL 4 DIAGNOSTICUL RADIOIMAGISTIC AL AFECŢIUNILOR MEDIASTINALE ... 114

Feiler Alina Adriana, Ungureanu Ana-Maria, Mogoşeanu Maria 4.1 Anatomia radiologică a mediastinului ... 114

4.2 Modificari radioimagistice in afectiunile mediastinului ... 114

4.2.1 Timusul normal şi patologic... 118

4.2.2 Hipertrofia glandei tiroide ... 119

4.2.3 Chistele mediastinale ... 121

4.2.4 Afecţiuni ale ganglionilor mediastinali ... 122

4.2.5 Afecţiunile mediastinului posterior ... 126

CAPITOLUL 5 DIAGNOSTICUL RADIOIMAGISTIC AL AFECŢIUNILOR DIAFRAGMULUI ... 129

Ungureanu Ana-Maria, Feiler Alina Adriana, Mogoşeanu Maria 5.1 Malformaţiile congenitale ale diafragmului ... 129

5.2 Modificari ale pozitiei diafragmului ... 129

5.3 Herniile diafragmatice ... 131

CAPITOLUL 6 DIAGNOSTICUL RADIOIMAGISTIC AL AFECŢIUNILOR CORDULUI ŞI VASELOR ... 135

Feiler Alina Adriana, Ungureanu Ana-Maria, Socoliuc Cristian, Malița Dan, Cipu Dana 6.1 Metodele de examinare radioimagistică a cordului şi vaselor ... 135

6.2 Poziţiile de examinare ale cordului şi vaselor de la bază ... 142

6.3 Anatomia radiologică a inimii şi vaselor mari ... 143

6.4 Semiologia radioimgistică a bolilor cardiovasculare ... 147

6.5 Valvulopatii ... 149

6.6 Afecţiunile miocardului ... 156

6.7 Afecţiunile pericardului ... 157

6.8 Afecţiuni cardiace congenitale ... 159

6.9 Afecţiunile vaselor ... 164

Bibliografie ... 169

Abrevieri ... 169

O scurtă istorie a descoperirii razelor X

Descoperirea razelor X în anul 1895 a reprezentat începutul unor schimbări revoluţionare în modul nostru de a înţelege lumea fizică.

În iarna în care împlinea 50 de ani, în timp ce era rector la Universitatea Wurtsburg, Wilhelm Conrad Röntgen efectua o serie de experimente cu radiaţiile catodice, folosind un tub Crookes, când a observat că un ecran acoperit cu un strat de sare de bariu care se afla în apropiere devenea strălucitor ori de câte ori în tub se producea o descărcare. Când a pus mâna în dreptul petei fluorescente de pe peretele tubului Crookes, pe ecran a apărut conturul slab al mâinii şi al oaselor palmei, iar când a aşezat o geantă s-a putut vedea clar conturul acesteia. Lăsând la o parte îndatoririle ce le avea faţă de universitate şi de studenţi, Röntgen îşi petrece următoarele şase săptămâni în laborator, fără să împartă nimic din noua sa descoperire cu colegii săi.

Cu trei zile înainte de Crăciun, şi-a chemat soţia în laborator, unde cu ajutorul unei plăci fotografice învelite în hârtie neagră obţine „prima fotografie a mâinii fără carne”, o fotografie a oaselor mâinii soţiei sale cu tot cu inelul ei pe deget. Era emisă o nouă radiaţie care putea să străbată cu uşurinţă materialele care erau opace pentru lumina obişnuită. A denumit-o „radiaţie X” datorită naturii sale enigmatice.

Röntgen a anunţat descoperirea pe data de 28 decembrie 1895. Medicii au înţeles imediat imensul folos pe care pe care îl poate trage medicina de pe urma proprietăţilor radiaţiilor X de a străbate diferite corpuri. Toţi cunoaştem azi termenii de radioscopie şi radiografie.

Aplicaţiile acestor radiaţii sunt folosite astăzi în mai multe domenii, nu numai în medicină.

Atelierul lui Conrad Röntgen

CAPITOLUL

1

RAZELE X, IMAGINEA RADIOLOGICĂ ŞI PROTECŢIA ÎN RADIOLOGIE

Ungureanu Ana-Maria, Feiler Alina, Vesa Ana-Maria

1.1 RAZELE RÖNTGEN

Radiaţiile sunt un mod special de mişcare a materiei.

În funcţie de modul propagării şi proprietăţile lor, distingem:

- radiaţii ondulatorii sau electromagnetice;

- radiaţii corpusculare.

Ondulaţiile electromagnetice – razele X, gamma, razele cosmice, radiaţiile ultraviolete, radiaţiile luminoase, radiaţiile infraroşii, microundele, undele hertziene (folosite în telefonie, radar, televiziune şi radiofonie).

Se deosebesc între ele prin lungimea lor de undă şi prin frecvenţă. Cu cât lungimea lor de undă este mai scurtă, cu atât energia radiaţiilor (duritatea lor) este mai mare.

Radiaţiile corpusculare – particule (încărcate electric) direct ionizante, ca razele alfa şi beta ale radiului şi corpilor radioactivi; electronii, mezonii, protonii, deutronii şi alte particule.

Razele X = ondulaţii electromagnetice cu lungimi de undă care se măsoară în angstromi.

Un angstrom (1Å) este a 10000 parte dintr-un micron, deci este egal cu 1/10000000 dintr-un milimetru.

Razele X utilizate în scopuri medicale au lungimea de undă cuprinsă 0,06-8 angstromi, ceea ce le conferă o penetrabilitate mare. Penetrabilitatea este cea mai importantă proprietate a razelor X, care le face deosebit de utile în practica medicală.

1.1.2 APARATUL RÖNTGEN

Aparatul este compus din părţi principale şi secundare.

- părţile principale sunt: tubul emiţător de raze X, transformatoarele, kenotroanele, ecranul.

- părţile secundare: masa de comandă, stativul, cablurile etc.

1.1.3 PRODUCEREA RAZELOR X

 TUBUL EMIŢĂTOR DE RAZE X

Razele X sunt produse când un fascicul de electroni în mişcare foarte rapidă este frânat brusc, energia lor cinetică transformându-se în energie radiantă.

Pentru producerea razelor X este nevoie de un tub de raze X care este alimentat de circuite electrice adecvate prin intermediul transformatorilor şi în care se produc electronii, cărora li se imprimă energii foarte mari, apoi sunt frânaţi brusc.

Tubul de raze X, care se întrebuinţează în prezent, este tubul Coolidge cu vid, în care electronii se produc la catod prin încălzirea unui filament.

Tubul de raze X are pereţii constituiţi din sticlă, de formă sferică, elipsoidală sau cilindrică. La extremităţile sale se găsesc două prelungiri tubulare în care sunt montaţi cei doi electrozi, care poartă numele de catod şi anod. Electrozii sunt conectaţi la bornele unui transformator de înaltă tensiune.

În tub există vid. Sticla tubului şi ceramica utilizată ca izolator, are particularitatea că rezistă la presiunea atmosferică exterioară, ca şi la încărcări electrice mari şi permite trecerea razelor X.

Figura 1. Tubul emiţător de raze X

CATODUL este constituit dintr-o spirală metalică de tungsten, liniară sau sub formă de arc, de 200-220 microni grosime.

Filamentul, liniar (unic sau filament dublu) sau circular, este înconjurat de o piesă metalică cilindrică în formă de degetar, care este numită piesă de concentraţie şi focalizare.

Filamentul este încălzit pănă la incandescenţa tungstenului (2500° CELSIUS) cu ajutorul unui curent de încălzire (6-12 V), produs de transformatorul de joasă tensiune (trasformator de încălzire).

Prin efect termoionic, electronii atomilor filamentului de tungsten de pe orbitele periferice se rotesc din ce în ce mai repede în jurul axului lor şi se desprind de pe orbite, formând un nor de electroni liberi. Numărul de electroni desprinşi este cu atât mai mare, cu cât filamentul este mai puternic încălzit.

Piesa de concentrare, atât prin forma şi înclinarea pereţilor săi, cât şi prin sarcina electrică negativă cu care este încărcată în circuitul de înaltă tensiune, organizează electronii într-un fascicol conic, orientat cu vârful spre anod. În acest mod se produce focalizarea fasciculului de electroni.

Utilizând transformatorul de înaltă tensiune, electronii se vor deplasa cu viteză foarte mare spre anod.

Anodul poartă numele şi de anticatod, având rol de frânare a electronilor catodici.

ANODUL este constituit dintr-un bloc cilindric masiv de cupru, în care este încorporată o pastilă de tungsten, care are formă ovoidă sau dreptunghiulară.

Pastila, care se numeşte focus sau focarul tubului, trebuie să aibă duritate mai mare, pentru a nu se pulveriza şi crateriza sub efectul bombardării cu electroni catodici şi o temperatură de topire ridicată (peste 3500°C).

În momentul când se stabileşte circuitul electric de înaltă tensiune, polul pozitiv al transformatorului de înaltă tensiune este reunit la anodul tubului, iar polul negativ la catod.

Între aceste două piese există o diferenţă de potenţial mare (între 10 kV şi 400 kV, variabilă după tipul aparatului şi necesitatea de moment), care face ca electronii catodici să fie atraşi şi să izbească cu putere anodul. Din frânarea bruscă rezultă un proces complex: 97% din energia cinetică, 1% se transformă în căldură, 1% în raze X, 1% se pierde.

Pe lângă rolul de focar termic, pastila anodului înmagazinează căldura degajată în timpul funcţionării tubului.

Pentru a realiza o imagine radiologică de calitate, focarul optic trebuie să fie foarte mic. Pentru aceasta, planul anodului trebuie să prezinte o înclinare de 45º, pentru că în acest mod suprafaţa lui de proiecţie (focarul optic) este de 6 ori mai mică decât a focarului termic. În acest scop se pot utiliza două sau trei filamente catodice (corespunzând focarului mare, mijlociu, mic).

Figura 2. Schema electrică a aparatului de raze X

Tuburile moderne au discul anodic constituit dintr-un bloc de grafit (capabil să înmagazineze cantităţi mari de căldură). Blocul de grafit este acoperit cu o placă de Molibden şi cu un strat subţire de 1-2 mm de Wolfram şi Rhenium.

Alte tuburi, conform dezideratului focar termic mare, focar optic mic, utilizează anode rotative, care au forma unui disc înclinat, cuplat la rotorul unui motor al cărui stator este situat în afara tubului; acesta roteşte anodul cu viteze variabile (3000/min-6000/min).

Figura 3. Desen schematic – anoda rotativă

Rotaţia talerului anodic permite o încărcare a tubului de 6-10 ori mai mare decât la tubul echivalent cu anod fix, ceea ce are drept consecinţă, micşorarea de tot atâtea ori a focarului tubului.

Focarul optic al tubului, la instalaţiile ce funcţionează în serviciul nostru, sunt între 2 mm şi 1,2 mm-focar mare şi 0,3 mm – focarul mic (ambele în acelaşi tub – cu filamente catodice aparte).

De asemenea, tuburile cu izolator de ceramică şi tuburile cu dispozitiv electronic de protecţie permit examene laborioase ca: angiocardiografia, cinefluorografia, mărirea imaginii, tomografiile.

Sisteme de răcire a anodului

Anodul se încălzeşte puternic şi pentru a obţine o funcţionalitate îndelungată a tubului fără ca acesta să se deterioreze, trebuie luate măsuri de răcire a acestuia.

Răcirea anodului se poate face în mai multe moduri:

- cu lichide (apă, ulei special);

- cu aer;

- la unele tuburi, anodul este prelungit până la exteriorul tubului de raze X printr-o piesă metalică, care se continuă cu un radiator cu aripioare ce oferă o suprafaţă mare de difuziune a căldurii (răcire prin convecţie);

- în alte cazuri, anodul este gol şi se prelungeşte în afară cu un tub care comunică cu un recipient cu apă. Apa din recipient ajută la difuziunea căldurii şi răcirea tubului.

- la tuburile pentru radioterapie, care trebuie să funcţioneze continuu, timp îndelungat, prin anod, care este scobit, circulă un curent de ulei sau apă, care captează căldura anodului şi o difuzează la distanţă.

MECANISMUL PRODUCERII RAZELOR X

Razele X iau naştere în tubul emiţător, prin frânarea bruscă a electronilor catodici, la nivelul anodului.

Electronii catodici, cu energie corespunzătoare curentului de înaltă tensiune din tub, lovind pastila anodică produc în atomii metalici ai acesteia, fenomene de ionizare şi deci punerea în libertate de electroni.

Fiecare electron catodic se comportă ca un proiectil în stare să smulgă atomilor anodici electroni de pe o orbită mai periferică sau mai centrală a acestora, cu preţul cedării energiei lui.

Electronul smuls din anod poartă numele de fotoelectron şi se comportă la rândul său faţă de atomii anodici din jur ca un nou proiectil.

Radiaţiile X iau naştere ca urmare a interacţiunii dintre electronii animaţi de viteze mari, plecaţi de la nivelul catodului şi atomii anodului. Aceste acţiuni îmbracă aspectul de coliziune şi de frânare astfel încât fasciculul de raze X este format din radiaţii caracteristice şi radiaţii de frânare.

Radiaţiile caracteristice se produc ca urmare a interacţiunii colizionale dintre electroni.

Astfel, electronii catodici având energii mari produc dislocări ale electronului de pe straturile centrale. Pentru refacerea echilibrului atomic, electronii periferici se deplasează pe straturile centrale; în acest fel, se eliberează o cantitate de energie egală cu diferenţa de nivel energetic. Valoarea acestei energii este proprie atomului ionizat şi învelişului electronic în care a avut loc interacţiunea colizională, fotonii de raze X fiind caracteristici acesteia.

Radiaţiile de frânare

Frânarea constituie o formă de interacţiune între electroni şi particulele materialului anodului.

Electronul care se deplasează în vecinătatea unui nucleu atomic este influenţat de sarcina pozitivă a acestuia fiind supus forţei de atracţie electrostatică, care îl frânează şi îi schimbă direcţia. Astfel, se produce o deviere a traiectoriei electronului şi o reducere a energiei sale cinetice. Energia pe care o cedează electronul în cursul frânării se manifestă sub formă de fotoni de raze X.

Astfel, fasciculul de raze X este format din radiaţii caracteristice şi radiaţii de frânare.

TRANSFORMATORII

Aparatul de raze X este dotat cu un transformator de înaltă tensiune şi un transformator de încălzire a filamentului.

Transformatorii electrici se bazează pe principiul inducţiei electromagnetice şi au drept scop transformarea curentului electric alternativ, cu o anumită diferenţă de potenţial şi intensitate (tensiune mică şi intensitate mare), într-un curent electric cu diferenţă de potenţial adecvată scopului nostru.

Transformatorul de înaltă tensiune are bobina primară constituită din circa 300 spire, iar cea secundară din 90000-300000 spire, coeficientul de transformare K fiind de 300-1000.

Transformatorul de încălzire al filamentului catodic are bobina primară cu 300 de spire şi este alimentat cu 220 sau 380 V, iar bobina secundară cu 10-20 spire, eliberând la bornele sale un curent cu o tensiune de 7-14 V şi cu o intensitate de 3-5 A pentru focarul de radioscopie şi 5-9 A pentru focarul de radiografie.

Autotransformatorul sau transformatorul cu trepte serveşte la reglarea durităţii razelor X şi este un transformator cu mai multe prize, conectat la pupitrul de la care, printr-un comutator, se pot lua mai multe tensiuni diferite cu care se alimentează primarul transformatorului de înaltă tensiune.

Reglarea intensităţii fasciculului de raze X (bogăţia lui în raze X), se face prin reglarea curentului de încălzire a filamentului prin intermediul unui reostat, care modifică tensiunea din primarul transformatorului de încălzire.

CHENOTROANELE (SUPAPE, VENTILE)

Curentul electric din bobina secundară şi transformatorul de înaltă tensiune este un curent alternativ. Prin tubul de raze X, circuitul de înaltă tensiune nu se stabileşte decât dinspre catod-A spre anod +B, alternanţă în care se produc razele X. În alternanţa următoare, când sensul curentului de la reţea se schimbă, curentul electric de înaltă tensiune ar trece dinspre borna B a transformatorului devenit pol negativ spre anodul tubului; aici din cauză că anodul este rece şi în jurul lui nu se găsesc electroni, circuitul se întrerupe şi în tub nu se produc raze X.

Dacă anodul tubului a devenit incandescent şi este înroşit prin funcţionare îndelungată, atunci alternanţa inversă a curentului de înaltă tensiune găseşte în jurul anodului suficienţi electroni cu ajutorul cărora se stabileşte circuitul de înaltă tensiune în tub în sens invers; electronii anodului pot bombarda filamentul fragil al catodului (care se poate vaporiza) şi scot tubul din uz.

Pentru a preveni trecerea curentului electric în sens invers, deci arderea filamentului catodic, pentru a asigura permanent negativ la catod şi pozitiv la anod deci pentru a se utiliza întreaga valoare a curentului alternativ, se întrebuinţează chenotroane (supape sau ventile), iar în prezent dispozitive cu seleniu.

CUPOLA TUBULUI DE RAZE X

Tubul emitent de raze X este învelit la exterior de o cupolă metalică, de formă cilindrică, construită din oţel sau alamă şi căptuşită în interior cu un strat de plumb; spaţiul dintre tub şi pereţii cupolei este umplut cu ulei, ce joacă rol de izolator pentru înalta tensiune şi contribuie la răcirea tubului prin difuziunea căldurii de la tub la cupolă. Cupola permite trecerea într-o singură direcţie a fasciculului util pentru examinare sau pentru tratament, loc unde se găseşte o fereastră prevăzută cu un diafragm şi un filtru din aluminiu precum şi un vizor luminos necesar pentru delimitarea fasciculului.

Diafragmul este format din 4 plăci de plumb, două orizontale şi două verticale care pot fi activate cu ajutorul unui buton sau manete de la nivelul ecranului.

Rolul cupolei mai constă în:

- protejarea personalului contra înaltei tensiuni,

- împiedicarea difuziunii în camera de radiologie a radiaţiilor extrafocale nocive şi a luminii ce se produce în tub în timpul funcţionării,

- protejarea de lovituri a sticlei tubului.

CALITATEA ŞI CANTITATEA RAZELOR X

Fasciculul de raze produs în tubul de raze se caracterizează prin:

- duritatea razelor, care reprezintă calitatea razelor X de a pătrunde prin diferite corpuri şi - intensitatea razelor X, care corespunde cantităţii de raze X emisă în unitatea de timp.

Pentru întrebuinţarea razelor X în practică trebuie să existe posibilitatea de a varia duritatea lor (penetrabilitatea, calitatea) şi intensitatea fasciculului (cantitatea lor).

DURITATEA RAZELOR X depinde de diferenţa de potenţial dintre catod şi anod, dată de transformatorul de înaltă tensiune, diferenţă de potenţial care imprimă fasciculului catodic de electroni o anumită viteză (energie cinetică).

Cu cât energia electronilor ce se lovesc pe anod este mai mare, cu atât razele X care iau naştere au

Cu cât viteza electronilor din fasciculul catodic este mai mică, razele X care iau naştere pe anod au lungime de undă mai mare, sunt mai puţin penetrante şi se spune că sunt RAZE MOI.

Între 45-60 kV, razele produse sunt raze moi întrebuinţate pentru diagnostic.

Între 60-70 kV razele X sunt de duritate mijlocie.

Între 75-135 kV sunt radiaţii dure.

În fasciculul de raze X care pleacă de la tub, radiaţia nu este omogenă (nu are aceeaşi lungime de undă). Cu ajutorul filtrelor ce se pun în calea fasciculului de raze X la tub, radiaţiile moi sunt oprite şi absorbite, radiaţiile care ajung la corpul omenesc sunt de lungime de undă mai uniformă şi de penetrabilitate mai mare.

INTENSITATEA FASCICULULUI DE RAZE X este în funcţie de numărul de electroni care se izbesc de anod, deci de gradul de încălzire a filamentului catodic, respectiv de intensitatea curentului de încălzire şi de diferenţa de potenţial dintre bornele bobinei secundare de la transformatorul de încălzire.

Dacă este nevoie de un fascicul mai bogat în raze se încălzeşte mai puternic spirala catodică şi invers.

ECRANUL APARATULUI RÖNTGEN

Ecranul reprezintă partea aparatului pe care se formează imaginea radiologică. El este prevăzut cu o folie de 35/35cm impregnată cu săruri fluorescente (platinocianura de bariu, sulfură de zinc, tungstatul de calciu), care au proprietatea de a lumina atâta timp, cât asupra lor acţionează razele X. Fasciculul heterogen rezultat din absorbţia razelor X care străbat corpul, produc grade diferite de luminozitate a ecranului.

În faţa foliei se găseşte un geam impregnat cu săruri de plumb, care au rol de protecţie.

Imaginile radiologice obţinute pe ecran pot fi radiografiate pe film, ecranul fiind prevăzut cu un sistem special de efectuare a unor radiografii de ansamblu sau seriate.

Pentru eliminarea radiaţiilor secundare atunci când examinăm regiuni anatomice cu diametru antero-posterior mare, între bolnav şi ecran se interpune diafragmul Potter-Bucky sau grila antidifuzoare.

Compresiunea regiunilor anatomice moi se efectuează cu ajutorul unui dispozitiv de compresie dreptunghiular sau rotund, care permite disocierea elementelor anatomice suprapuse şi fixarea leziunilor în vederea efectuării de radiografii. Ecranul este prevăzut cu o serie de butoane cu roluri diferite; pun în funcţie şi întrerup aparatul, mobilizează diafragmele, coboară şi ridică stativul etc.

ACCESORIILE APARATULUI de RAZE X (PĂRŢILE SECUNDARE) MASA DE COMANDĂ

Serveşte la reglarea intensităţii şi durităţii razelor X şi la punerea în funcţie a aparatului.

Instrumentul de măsură a tensiunii se numeste voltmetru, este intercalat pe circuitul primar al transformatorului de înaltă tensiune şi este încorporat în masa de comandă. El este gradat convenţional şi măsoară în volţi (V) tensiunea din bobina primară şi în kilovolţi (kV) tensiunea din bobina secundară.

În masa de comandă se mai află un ampermetru, necesar pentru măsurarea intensităţii curentului de joasă tensiune şi miliampermetru, necesar pentru măsurarea intensităţii curentului de înaltă tensiune.

Practic, este necesar ca kilovoltajul şi miliamperajul să fie modulate de la masa de comandă în aşa fel încât să corespundă cerinţelor noastre.

De exemplu, pentru o radioscopie pulmonară este nevoie de 55 kV şi 3 mA, pentru o radioscopie gastrică sunt necesari 70 kV şi 4 mA, pentru radiografii osoase este nevoie de 40-50 mA, pentru radiografii pulmonare este nevoie 200-300 mA.

Aparatele moderne cu ecran întăritor de imagine pot funcţiona în regim de radioscopie numai cu 1,5 mA.

La aparatele moderne curentul de încălzire al filamentului, care este reglabil, este redat prin produsul cu timpul de expunere în valori miliamperi secunde [mA/s].

În masa de comandă mai sunt încorporate butoane şi comutatoare, care stabilesc circuitele electrice pentru punerea în funcţiune şi oprirea motoarelor de la ventilator, de la masa basculantă şi diafragm, lumina albă şi roşie.

STATIVUL este o masă verticală care poate fi înclinată până la poziţia Trendelenburg.

La stativ sunt anexate: ecranul radiologic, diferite piese ajutătoare (mânerele pentru diafragm, grila pentru radioscopie, conul compresor pentru stomac, dispozitivul Albrecht pentru radiografii ţintite, rame pentru casete).

În locul ecranului convenţional, la aparatele moderne se poate adapta şi scoate ecranul întăritor de imagine cu posibilităţi multiple de transmitere şi înregistrare, camera de luat vederi pentru transmiterea imaginii la monitorul de televiziune, aparat pentru executat fotografii de la ecran (amplifotografii).

CABLURILE DE ÎNALTĂ TENSIUNE unesc transformatorul cu tubul radiologic.

1.1.4 FUNCŢIONAREA APARATULUI RÖNTGEN

Se pune în funcţie transformatorul de încălzire şi se stabileşte circuitul filamentului catodic, ce devine incandescent şi eliberează electronii care constitue proiectile cu ajutorul cărora se vor produce raze X la nivelul anodului, care îi frânează brusc.

După aceea se stabileşte circuitul de înaltă tensiune sau circuitul anodic. În acest moment catodul tubului se încarcă cu electricitate negativă, iar anodul cu electricitate pozitivă; în acest mod se stabileşte o diferenţă mare de potenţial între cei doi poli ai tubului.

Electronii care au şi ei o sarcină negativă sunt respinşi de către piesa de concentraţie legată de catod (având aceeaşi sarcină electrică) şi sunt atraşi cu o viteză mare de către piesa anodică încărcată cu electricitate pozitivă; prin intermediul fasciculului de electroni se închide circuitul de înaltă tensiune prin focalizarea fasciculului de electroni spre anodul tubului.

În momentul în care torentul de electroni catodici loveşte cu putere piesa anodică, iau naştere razele X, se produce căldură şi lumină.

1.1.5 PROPRIETĂŢILE FIZICE, CHIMICE şi BIOLOGICE ale RAZELOR X Razele X au proprietăţi fizice, chimice şi biologice.

 Pe PROPRIETĂŢILE FIZICE se bazează utilizarea lor în medicină.

Se consideră că razele X se propagă în vid cu o viteză de 300 000 Km pe secundă.

Razele X se produc la nivelul anodului şi se propagă în mod sferic şi în linie dreaptă în jurul lui.

Parte din radiaţii sunt oprite de metalul anodului înclinat faţă de axul tubului şi practic, este utilizat un singur fascicul conic care trece prin deschizătura cupolei şi care este reglat mai mic sau mai mare, cu ajutorul diafragmelor.

În cazul examenului radiologic, baza conului este reprezentată de ecranul radiologic sau de clişeul radiografic, iar vârful conului-punctiform este reprezentat de focarul tubului.

Razele X produc fenomene de luminescenţă atunci când ele cad şi se absorb în anumite substanţe cristaline, semicristaline sau fluide, de exemplu ecrane sau folii care conţin anumite săruri ca tungstat de calciu, sulfură de zinc şi cadmiu, platinocianură de bariu, de calciu, titan sau pământuri rare-godolinium, care emit în zonele albastru şi verde ale spectrului. Absorbţia razelor X care cad pe aceste substanţe schimbă poziţia electronilor pe orbite şi fac ca atomul să treacă în stare de excitaţie.

Revenirea lui la starea fundamentală se face prin emisia energiei absorbite de la fotonii de raze X

Fenomenele de luminescenţă pe care le produc se caracterizează în general prin întârzierea emisiei luminoase faţă de absorbţia de raze X şi sunt de două feluri: de fluorescenţă şi de fosforescenţă şi ele stau la baza fabricaţiei ecranului radioscopic şi foliilor întăritoare din casetele pentru radiografii precum şi a utilizării cristalelor de scintilaţie din detectoarele de izotopi.

Fluorescenţa foliei ecranului radioscopic nu are remanenţă şi durează numai atât timp cât razele X cad pe ecranul sensibil, în timp ce fosforescenţa foliilor întăritoare din caseta de radiografie, persistă şi după întreruperea fasciculului de raze X; foliile întăritoare au remanenţă şi impresionează filmul şi după expunerea la razele X.

EFECTUL FOTOCHIMIC

Razele X pot produce anumite reacţii chimice: impresionează emulsia fotografică, acţionând asupra sărurilor de argint şi permit astfel obţinerea de radiografii.

În practică, energia razelor X este utilizată pentru producerea luminescenţei foliilor între care se găsesc filmele radiologice în timpul expunerii.

LEGEA DIVERGENŢEI

Intensitatea fasciculului de raze X scade progresiv cu cât se depărtează de focarul tubului, proporţional cu pătratul distanţei (legea lui LAMBERT) şi acest fapt este important de ştiut atât pentru calcularea timpului de expunere la radiografii, dar mai ales în radioterapie, unde distanţa focus-piele joacă un rol mare în stabilirea dozei.

PENETRABILITATEA (duritatea) RAZELOR X

Este proprietatea fundamentală pe care se bazează utilizarea lor în medicină şi este o calitate definită prin lungimea de undă, determinată de diferenţa de potenţial dintre anod şi catod.

Mărind diferenţa de potenţial, prin sporirea kilovoltajului la bornele transformatorului, se obţin raze X din ce în ce mai dure, cu lungime de undă din ce în ce mai mică şi cu putere de pătrundere din ce în ce mai mare.

ABSORBŢIA RAZELOR X

Fasciculul de raze X întâlnind în calea sa corpul omenesc sau diferite alte obiecte este absorbit în parte, intensitatea lui scade, iar energia lui se transformă în radiaţii secundare, lumină, căldură şi fenomene fotochimice, o parte din fascicul rămâne neabsorbit şi trece mai departe de corpul întâlnit sub forma unui fascicul atenuat.

Absorbţia razelor X comportă două aspecte: aspectul calitativ şi cantitativ.

1. Absorbţia calitativă – constă în formarea radiaţiilor secundare, care alterează calitatea imaginii radiologice.

Razele secundare care rezultă din efectul Compton, efectul Thomson, formarea de perechi de electroni şi efectul fotoelectric, sunt nocive în diagnostic pentru că fac penumbră cu imagine imprecisă, fluu, dar sunt utile în radioterapie pentru că îmbogăţesc fasciculul principal şi sporesc doza.

În diagnostic, razele secundare se îndepărtează cu grila antidifuzoare LYSHOLN în radioscopie sau grila POTTER-BUCKY în radiografie, cu ajutorul unui localizator cilindric sau tronconic adaptat la deschiderea cupolei şi prin diafragmarea strânsă a fasciculului incident la plecarea lui din tub cu diafragmul cu 4 sau 8 volete; de asemenea prin compresiunea regiunii cu care se subţiază părţile moi prin care trece fasciculul de raze X şi se reduce în acest mod difuziunea secundară.

GRILA de tip LYSHOLN sau POTTER-BUCKY este constituită din lamele de plumb paralele între ele şi separate prin lamele de lemn sau de aluminiu.

Lamelele de plumb sunt astfel orientate faţă de focarul tubului încât permit trecerea numai pentru fotonii perpendiculari pe clişeu (focalizarea grilei sau a potter-ului).

Radiaţiile secundare care sunt orientate în alte sensuri decât radiaţiile primare directe sunt oprite de lamelele de plumb ale grilei. În timpul expunerii radiografiei, grila cu lamele de plumb se mişcă pentru a evita ca lamelele opace să se vadă pe clişeu.

Figura 4. Grila Potter Bucky

2. Absorbţia cantitativă a razelor X în corpul omenesc depinde de numărul atomic al elementelor din tabloul lui MENDELEEV (notat cu Z), de lungimea de undă, de densitatea ţesuturilor prin care trece fasciculul de raze X şi de grosimea regiunii iradiate.

Conform legii elaborate de Bragg şi Pierce, absorbţia este proporţională cu puterea a patra a numărului atomic. Iată de ce diferitele părţi moi ale corpului omenesc compuse din carbon, hidrogen, oxigen, azot sunt mai transparente la raze X şi absorb mai puţine raze X decât oasele compuse din calciu şi fosfor, elemente care au număr atomic mare A=40 pentru Ca şi A=32 pentru fosfor şi despre care se spune că sunt opace la razele X. În acest mod se crează contraste între două ţesuturi diferite, între două medii cu structură diferită.

Tot datorită acestei modalităţi de absorbţie, rezultă că atomii de iod cu Z=53 sau de bariu cu Z=56 care se găsesc în compoziţia chimică a substanţelor de contrast întrebuinţate în radiologie absorb foarte multe raze X constituind un contrast pozitiv; oxigenul şi aerul sunt întrebuinţate pentru contrast negativ. Plumbul cu Z=82 în foiţe de anumite grosimi opreşte complet razele X, încât este întrebuinţat pentru confecţionarea dispozitivelor, ecranelor, paravanelor, şorţurilor de protecţie în radiologie.

Absorbţia este proporţională cu puterea a 3-a a lungimii de undă, cu cât se sporeşte kilovoltajul, razele X vor fi de lungime de undă mai mică, deci şi absorbţia va fi mai mică; razele X, fiind dure, sunt mai penetrante nu se absorb şi aproape tot fasciculul va străbate organismul ceea ce explică de ce nu vom avea contraste radiologice.

Absorbţia razelor X depinde de densitatea corpului străbătut (cu numărul de atomi dintr-un volum dat). Osul, masa hepatică, sunt mai dense şi absorb mai multe raze X.

Absorbţia este direct proporţională cu grosimea regiunii de examinat.

Efectul de ionizare şi efectul biologic vor fi studiate odată cu problemele de radiobiologie şi cele de radioterapie.

Cunoscând proprietăţile fizice ale razelor X, ne explicăm mai uşor fenomenele optice şi biologice care se produc în diagnostic sau în radioterapie:

- formarea imaginii radiologice şi diferitele ei particularităţi, - efectele terapeutice sau nocive ale razelor X.

 PROPRIETĂŢILE CHIMICE

Razele X modifică culoarea platinicianurii de bariu, din verde în galben, apoi brun şi această proprietate era folosită în trecut pentru dozarea razelor X.

Razele X impresionează placa fotografică care conţine în structura ei bromura de argint, transformând-o într-o subhalogenură.

Ele modifică conductibilitatea unor metale cum ar fi seleniu – proprietate care este şi ea folosită în dozimetrie.

 PROPRIETĂŢILE BIOLOGICE

Sub influenţa razelor X toate ţesuturile biologice suferă o serie de modificări în funcţie de doza de radiaţii absorbite care pot merge până la moartea celulei.

Efectele biologice au la bază proprietatea de ionizare a razelor X. În doze mici radiaţiile au acţiune de biostimulare.

Primele modificări apar în nucleul celulelor care se fragmentează, iar armătura nucleară se dispersează în citoplasmă şi celula se distruge.

Modificările biologice sunt dependente şi de tipul de celule care a fost iradiat. Din acest punct de vedere există celule radiosensibile şi celule radiorezistente. Sensibilitatea celulelor la radiaţii este cu atât mai mare cu cât:

- activitatea reproducătoare este mai mare,

- perioada şi evoluţia cariochinetică este mai lungă, - morfologia şi funcţiile sunt mai puţin fixate.

Razele X, chiar dacă sunt aplicate local, au şi o acţiune generală asupra organismului.

Diferitele cantităţi de raze pe care le primeşte organismul, la diferite intervale de timp se însumează constituind acţiunea cumulativă a radiaţiei ionizante.

În cazul iradierii multiple, între iradieri ţesuturile se refac parţial şi pentru a obţine acelaşi efect biologic este necesar să aplicăm o doză totală mai mare, ca în cazul unei iradieri unice.

Ţesuturile cele mai radiosensibile sunt ţesuturile hematopoetice. Ţesutul limfoid, splina, ganglionii limfatici, limfocitele sunt distruse repede de doze relativ mici. La fel în măduva osoasă limfocitele sunt primele elemente care sunt distruse de razele ionizante.

Dacă doza nu a fost mare, ele încep să se refacă după o săptămână. Radiosensibilitatea ţesutului mieloid este mai mică ca a ţesutului limfoid.

Celulele eritrocitare sunt şi mai puţin radiosensibile. Cu cât celula este mai matură cu atât este mai radiorezistentă. Globulele roşii sunt radiorezistente. Măduva osoasă poate fi distrusă de doze mari de radiaţii. Dozele mai mici permit refacerea ei din celulele rămase.

Acţiunea radiaţiilor asupra testiculului şi ovarului este diferită cu faza în care se găsesc celulele germinative.

Spermatogoniile şi foliculii în creştere sunt foarte radiosensibili.

Cu ajutorul razelor X se poate obţine castrarea.

Radiaţiile X produc mutaţii atât în celulele germinative cât şi în celulele somatice.

După iradierea ovarului şi testiculului cu doze mici se produc modificări ale cromozomilor şi genelor (mutaţii). Astfel se obţin anomalii de formă ale cromozomilor, transpoziţii (schimbări de fragmente între cromozomi), modificări ale mecanismului kariokinetic.

Mutaţiile legate de gene pot fi:

- dominante care apar la prima generaţie născută după iradierea glandelor sexuale;

- mutaţii recesive care apar după mai multe generaţii.

Consecinţele mutaţiilor sunt: sterilitatea la prima generaţie, malformaţii congenitale, moarte fetală intrauterină sau postpartum.

Dozele de radiaţii se însumează şi se transmit generaţiilor următoare, producând în afara leziunilor genetice, leucoze.

Necunoscându-se precis doza de radiaţii care poate induce aceste modificări, este de recomandat evitarea iradierii gonadelor la femeile tinere şi a produsului de concepţie în primele 3 luni.

Radioterapia şi efectuarea de numeroase radiografii ale aceleaşi regiuni sunt contraindicate la tinerii de ambele sexe până la vârsta de 40 de ani.

1.2 IMAGINEA RADIOLOGICĂ ŞI FORMAREA EI

Imaginea radiologică se formează având la bază proprietăţile razelor X de a se propaga în linie dreaptă, de a pătrunde şi a fi absorbite de organe şi ţesuturi, de a produce luminescenţa ecranului fluorescent sau fosforescent, de a impresiona filmul radiografic.

Dacă fasciculul de raze X străbate toracele, constituit din organe şi ţesuturi cu compoziţie chimică, densitate şi grosimi variate, absorbţia va fi inegală, iar imaginea rezultată pe ecranul fluoroscopic va consta din zone mai luminose sau mai întunecate.

Pe filmul radiografic reprezentarea este inversă celei de pe ecranul fluorescent, zonele luminoase vor apărea negre (radiotransparente), iar zonele întunecate albe (radioopace).

Coastele şi claviculele au o structură densă şi absorb o cantitate mai mare de raze X astfel gradul de luminozitate a ecranului va fi mai mic.

Muşchii toracici, tendoanele şi aponevrozele absorb o cantitate mai mică de raze X decât oasele;

organele parenchimatoase pline (cordul şi vasele, ficatul, rinichii, splina) ori lichidele, lasă să treacă prin ele o parte din fascicul şi de aceea, în dreptul lor, ecranul se va lumina discret, iar filmul radiografic se va înnegri nuanţat, în raport cu grosimea şi densitatea lor.

Ţesutul adipos absoarbe de 10 ori mai puţin razele X decât muşchii şi organele din jurul cărora se găseşte, pe care le scoate în evidenţă.

Aerul şi gazele, care au densitate de 1000 ori mai mică decât a părţilor moi, absorb o cantitate mai mică de raze X şi contribuie la contrastarea organelor pe care le mărginesc.

Ţesutul pulmonar cu structură spongioasă şi conţinut aeric ca şi camera cu aer a stomacului, nu absorb aproape deloc razele X din fasciculul incident şi, la ieşirea din torace, ajung în cantitate mare şi luminează ecranul sau înnegresc puternic filmul.

În regiunea mediastinală, radiaţiile fiind absorbite aproape în întregime, atât de schelet, cât şi de organele din mediastin, ecranul rămâne complet întunecat, iar sărurile de argint din filmul radiografic rămân nemodificate.

Absorbţia inegală determină „relieful radiologic” constituit din nuanţe de umbră şi nuanţe de lumină (grade de opacitate şi grade de transparenţă), care creează contrastul natural între diferite organe şi ţesuturi având ca rezultat imaginea radiologică care redă forma acestor organe şi, de multe ori, structura ţesuturilor.

1.2.1 LEGILE OPTICII RADIOLOGICE

Particularităţile imaginii radiologice care decurg din proprietăţile fizice ale razelor X, menţionate mai sus sunt generate de anumite legi ale opticii radiologice cum sunt:

- legea proiecţiei conice, - legea tentelor,

- legea sumaţiei şi substracţiei planurilor,

- legea incidenţelor tangenţiale şi a celor ortograde (apariţia liniilor nete şi a contururilor).

1.2.2 FENOMENUL PROIECŢIEI CONICE

Imaginea pe care o realizează un obiect interpus între sursa de raze şi ecran sau film prezintă caracteristicile proiecţiei unui corp tridimensional într-un plan bidimensional, precum şi defectele proiecţiei conice, adică ea apare mărită şi deformată.

 MĂRIREA IMAGINII RADIOLOGICE

Imaginea rezultantă a unui obiect pe ecranul sau filmul radiografic este mai mare decât cea reală, mărirea este dependentă de situaţia obiectului faţă de sursa de raze X şi faţă de ecran.

Figura 5. Mărirea imaginii radiografice

Dacă dorim ca imaginea obiectului să aibă dimensiuni cât mai apropiate de cele reale, trebuie să apropiem obiectul cât mai mult de ecran sau să îndepărtăm tubul cât mai mult de obiect; de exemplu:

pentru a nu mări şi deforma imaginea organelor toracice (cord, desen pulmonar) se utilizează proiecţia paralelă (ortodiagrama), care se obţine la distanţă de 1,8-2 m (teleradiografia).

Uneori în practica medicală este nevoie să mărim imaginea pentru a obţine mai multe detalii de structură. Pentru aceasta apropiem tubul de regiunea de examinat şi îndepărtăm filmul la distanţă de 40 cm (macroradiografia).

 DEFORMAREA IMAGINII OBIECTELOR

O sferă în calea fasciculului de raze X realizează o imagine mărită, dar cu aceeaşi formă dacă fasciculul conic este perpendicular pe obiect. Dacă fasciculul este oblic, imaginea sferei apare ca un oval, cu atât mai alungit, cu cât fasciculul conic de raze este mai departe de normala perpendiculară pe film.

Figura 6. Deformarea imaginii radiologice

De acest fapt trebuie să ţinem seama în practică. Pentru a evita deformările obiectelor se cere ca raza centrală să cadă perpendicular pe planul de proiecţie. De exemplu, capul femural sau capul humeral care anatomic sunt rotunde, pe radiografia cu fascicul oblic de raze X pot fi deformate optic şi apar ovale.

Un obiect metalic lung (glonte de armă, ac de cusut, sau un cui metalic) dacă este orientat în sensul fasciculului de raze X se proiectează pe ecran ca un punct opac şi este cel mai tipic exemplu de proiecţie axială directă sau ortorontgenogradă.

Dacă se schimbă poziţia obiectului sau dacă se mobilizează focarul tubului, lăsând obiectul pe loc, acul de exemplu, va fi proiectat cu forma sa, imaginea fiind orientată diferit în raport cu locul unde se află focarul emiţător, iar dimensiunile vor fi mai mici sau mai mari în raport cu depărtarea de ecran.

De aici rezultă că pentru a obţine date cât mai apropiate de realitate, în ce priveşte forma şi poziţia unor constituente normale şi patologice din organism este nevoie să se efectueze două radiografii în incidenţe perpendiculare una pe alta (faţă şi profil).

1.2.3 FENOMENUL SUMAŢIEI ŞI SUBSTRACŢIEI PLANURILOR

Imaginea radiologică a oricărui segment al corpului omenesc reprezintă suma imaginilor diferitelor organe şi ţesuturi, care caracterizează din punct de vedere anatomic acel segment, care sunt străbătute de razele X, plan cu plan aşa cum sunt ele aşezate în spaţiu şi reţin din fasciculul de raze X cantităţi diferite, în raport cu densitatea şi structura lor, conform legilor absorbţiei ale lui Bragg şi Pierce.

Opacitatea mediastinului este o imagine complexă care rezultă din suma imaginilor tuturor organelor ce sunt surprinse în calea fasciculului de raze X pe linia mijlocie a toracelui în poziţia P.A., în proiecţie centrală directă. Din această cauză, nu putem aprecia starea fiecărui organ din mediastin.

În regiunea în care, în calea fasciculului de raze X, se află organe opace şi corpuri transparente, acestea din urmă micşorează intensitatea umbrei cauzate de primele prin efectul substracţiei. De exemplu, traheea se observă prin umbra coloanei vertebrale graţie acestui fenomen. Substracţia joacă un rol important şi la nivelul regiunilor şi segmentelor cu structură anatomică mai simplă.

Efectul sumaţiei intervine în toate imaginile radiologice şi din cauza ei, uneori, sunt mascate detalii, ceea ce constituie un dezavantaj. Aşa se explică de ce leziuni de anumite dimensiuni nu se văd pe radiografie, fiind mascate de imaginea ţesutului normal din jur.

1.2.4 FENOMENUL de PARALAXĂ

Paralaxa reprezintă fenomenul de disociere a elementelor unei imagini sumate.

Imaginea radiologică a mediastinului rezultă din sumaţia imaginilor tuturor organelor situate în calea fasciculului de raze X.

Disocierea acestor organe, care anatomic se găsesc în planuri diferite, se face pe baza proiecţiei oblice.

Dacă se roteşte bolnavul sau se deplasează tubul, obiectele situate în planuri diferite, deci la distanţe de ecran sau de focarul tubului, îşi schimbă poziţia între ele şi are loc fenomenul denumit PARALAXĂ.

Obiectul care se deplasează cel mai puţin, când încercăm disocierea planurilor, este cel situat mai aproape de ecran.

ROLUL DIMENSIUNILOR FOCARULUI ANODIC

Imaginea radiologică este cu atât mai clară, conturul cu atât mai net, detaliile desenului cu atât mai precise, cu cât focarul tubului este mai fin. Pentru acelaşi obiect, imaginea are caractere precise în cazul tubului cu focar fin punctiform şi prezintă fenomenul de penumbră în cazul tubului cu focarul mare.

1.2.5 LEGEA INCIDENŢELOR TANGENŢIALE

O lege optică particulară imaginilor radiologice este legea incidenţelor tangenţiale, care ne explică de ce pe imaginea radiografică pot apărea linii opace nete – dungi sau contururi precise – în cazul în care raza incidentă atinge tangenţial suprafaţa unui obiect opac la razele X sau când fasciculul incident atinge suprafaţa, care separă obiecte de opacitate diferită.

Astfel, scizura orizontală dreaptă se vede pe radiografia în incidență de față atunci când raza incidentă este tangentă la planul scizural.

1.3 PROTECŢIA în RADIODIAGNOSTIC şi RADIOTERAPIE

Dozimetria este un factor fundamental în studiul fenomenelor biologice produse de radiaţii.

Deoarece fotonii X produc în orice organism viu efecte biologice de diferite grade sau diferite tipuri în raport cu cantitatea energiei cedate, apare ca absolut necesară cunoaşterea cu precizie a dozei absorbite de indivizi sau de diferitele ţesuturi expuse radiaţiilor. Acest lucru constituie o premisă indispensabilă pentru orice problemă de protecţie, pentru a evita ca într-o populaţie în general sau la indivizi expuşi profesional să se producă leziuni datorită unei utilizări necorespunzătoare a unor surse radiante. În afara acestora, evaluările dozimetrice sunt necesare în radiodiagnostic pentru cunoaşterea unui bilanţ între riscul pe care îl pot produce bolnavului investigaţiile radiologice şi beneficiul obţinut prin aceste investigaţii.

În sfârşit, măsurătorile dozimetrice permit concepţia planurilor radioterapeutice cu care se vor iradia focarele patologice, de obicei de natură neoplazică, cu doze suficiente pentru a se obţine scopul urmărit, cruţând în acelaşi timp pe cât este posibil toate ţesuturile sănătoase din jur. Pentru scopuri medicale interesează deci în primul rând cunoaşterea dozelor în ce priveşte energia absorbită de ţesuturi:

cantitatea energiei absorbite depinde de calitatea şi cantitatea fotonilor X incidenţi.

Există metode şi unităţi de măsură ale calităţii şi cantităţii fotonilor X.

1. Calitatea fotonilor X este caracterizată de energia lor. Fasciculul de raze X emis de un punct este policromatic, pentru că el este constituit din fotoni de diverse energii.

Având în vedere că fotonii de energie minoră sunt opriţi de sticla tubului sau de o filtrare suplimentară din aluminiu la tuburile utilizate în radiodiagnostic sau din cupru, zinc, la tuburile utilizate în radioterapie profundă, calitatea unui fasciculul de fotoni X este definită de energia maximă a fotonilor exprimată în keV, coresponzând tensiunii aplicate la polii tubului care este exprimată în kVp adică tensiunea maximă sau tensiunea de vârf.

Fotonii X de energie mai mare, mai penetranţi, corespund razelor dure în timp ce razele moi sunt acelea dotate cu energie mai mică fiind mai puţin penetrante.

Aprecierea exactă a calităţii unui fascicul de fotoni X se poate face prin spectrometrie. În practică se utilizează aprecierea cu ajutorul aşa zisului strat semivalent, adică grosimea exprimată în mm a unui anumit material care poate să înjumătăţească intensitatea unui fascicul de fotoni X, aceasta constituind

o metodă de evaluare a calităţii fasciculului de radiaţii mai precisă decât simpla indicare a valorilor tensiunii maxime. În radiologia medicală pentru calitatea unui fascicul se indică în mod curent energia maximă a fotonilor exprimată în keV sau în MeV.

2. Măsurătorile cantitative ale radiaţiilor ionizante.

Dozimetria cantitativă are trei aspecte distincte: doza de iradiere, doza absorbită, doza echivalentă.

Doza de emisie este cantitatea de radiaţii emise; ea este exprimată în R (rem), unitate care în prezent tinde să fie schimbată prin utilizarea unei noi unităţi de măsură a sistemului internaţional, SI, prin unitatea de Coulomb/kg (C/kg aer). Această unitate de măsură reprezintă numărul de ionizări produse de fotonii X în aer.

Doza absorbită corespunde cantităţii de energie absorbită de un corp expus la radiaţii şi este exprimată în rad sau după SI în Gy (gray). Un Gy este egal cu 100 razi.

Doza echivalentă este o unitate de măsură care reprezintă aprecierea efectelor biologice secundare unor iradieri în raport cu energia fotonilor incidenţi şi mai ales cu tipul de iradiere (fotonii X şi gama, particule elementare). De exemplu, la aceleaşi cantităţi de energii absorbite, efectele biologice produse de fotonii X de 1MeV sunt mai mici decât cele produse de particulele grele de aceeaşi energie.

Înmulţind doza absorbită cu un factor de calitate, care ţine cont de acest fenomen se obţine doza echivalentă care este exprimată în rem sau după SI în Sv (sievert). Un Sv este egal cu 100 rem.

Metodele de măsurători cantitative ale radiaţiilor ionizante se bazează pe diferite fenomene fizice sau chimice cum ar fi: ionizarea gazelor (contoare Geiger-Muller), ionizarea şi excitarea unor corpuri solide (contoare cu scintilaţii), modificarea conductibilităţii electrice a unor substanţe (dozimetria cu semiconductori), înnegrirea peliculelor fotografice (dozimetre fotografice).

1.3.2 PROTECŢIA în RADIOLOGIE

Au fost fixate doze limită ce pot fi suportate de organism fără pericol, nivelul lor pentru întreg corpul fiind de maximum:

- 100 mR pe săptămână - 5 rem pe an

- 50 rem până la vărsta de 30 ani - 200 rem pentru viaţa întreagă.

Aceste valori au fost stabilite de Comisia Internaţională de Protecţie în radiologie care le recomandă ca doze de toleranţă pentru cei care muncesc în mediu cu radiaţii.

Pentru populaţia expusă nu se va depăşi doza de 150 mrem pe an. Efectele radiaţiilor sunt considerate somatice şi genetice. Efectele somatice pot fi locale sau generale. Leziunile locale pot fi evitate prin efectuarea corectă a radiografiilor şi radioscopiilor. În practica radiologică sunt puţine cazuri de modificări generale ale organismului uman rezultate în urma expunerii pentru radiodiagnostic, totuşi unii autori menţionează un număr mai mare de cazuri de leucemie la copii a căror mame au fost supuse în timpul sarcinii la examene radiologice cum ar fi pelvimetria radiografică şi care astfel au primit doze mari de radiaţii a întregului corp al fătului. Totodată este evident faptul că incidenţa leucemiei este mai mare la radiologi decât la alţi medici care nu au fost expuşi la doze importante de radiaţii. La fel, se notează o creştere a frecvenţei cancerului tiroidian la bolnavii care au fost iradiaţi pentru timus în copilărie.

Experienţele pe animale au arătat că iradierea întregului corp poate scurta mult viaţa acestora, dar dozele aplicate în acest caz trebuie să fie destul de mari.

Riscurile genetice trebuie considerate mai mult prin evaluarea întregii populaţii decât pe baza unor cazuri individuale. Efectul genetic se bazează pe producerea de mutaţii al căror număr este direct proporţional cu doza gonadală, indiferent de intensitatea sau de intervalul de timp dintre expuneri.

În indicarea examenelor radiologice, trebuie avute în vedere avantajele acestora, cu evitarea unor expuneri inutile. De asemenea, ele nu trebuie repetate la intervale scurte de timp. De aceea, orice medic care utilizează o aparatură radiologică sau apelează la serviciile ei, trebuie să cunoască riscurile, avantajele şi limitele examenului radiologic pe care îl efectuează sau îl solicită pentru evaluarea corectă a procentajului risc, beneficiu. Pentru scăderea iradierii şi a efectelor ei există o serie de măsuri ce trebuie riguros respectate, cum ar fi:

- Filtrarea. Orice tub de raze trebuie să fie prevăzut cu un filtru de 2 mm al atât în radioscopie cât şi în radiografie. Această măsură duce la o scădere apreciabilă a procentajului de raze de lungime mai mare cu protejarea pielii.

- Localizatoarele, sub formă de conuri sau diafragme au rolul de a delimita suprafaţa şi deci volumul corpului supus iradierii.

- Tehnica voltajelor înalte reduce considerabil doza totală de iradiere.

- Distanţa. Doza de iradiere este invers proporţională cu pătratul distanţei de la sursă, de aceea este foarte importantă păstrarea unei distanţe maxime în radiografie, iar în radioscopie tubul trebuie să aibă o distanţă minimă pănă la bolnav de 60-70 cm.

- Dispozitive de protecţie. Există diferite dispozitive pentru acoperirea acelor părţi din corp care nu interesează examenul, ca şorţul de cauciuc plumbat, benzi speciale care acoperă pelvisul şi gonadele.

- Filmele şi ecranele, de maximă sensibilitate sunt elemente importante care contribuie la reducerea dozei de iradiere.

- Întăritoarele de imagine, contribuie în mod semnificativ atât la reducerea iradierii bolnavului cât şi a personalului medical.

- Radioscopia. Din cauza dozelor mari primite de bolnavi în timpul radioscopiilor, acestea trebuie reduse la minim şi înlocuite pe cât posibil cu radiografia. De asemenea, este indicat ca aparatul de raze să fie dotat cu un ceas de cronometrare a duratei radioscopiei pentru deconectarea automată în cazul depăşirii unei anumite durate. Orice examen radiologic trebuie făcut cu o protecţie adecvată a bolnavilor, posibilă când se iau precauţiile indicate. Această protecţie este mai importantă la persoanele tinere sub 30 de ani. Femeile gravide trebuie protejate în mod deosebit cu evitarea completă sau reducerea la minimum a iradierii fătului în uter.

CAPITOLUL

2

INVESTIGAŢII RADIOIMAGISTICE

Ungureanu Ana-Maria, Feiler Alina, Mogoşeanu Maria

2.1 METODE de EXPLORARE RADIOIMAGISTICĂ

Dispunem astăzi de o mare varietate de metode de explorare radioimagistice, pe care este necesar să le selectăm şi să le ierarhizăm după anumite criterii.

Orice examinare radio-imagistică trebuie precedată de un examen clinic competent, care să stabilească diagnosticul prezumtiv. În funcţie de boală şi de bolnav, radiologul alege metoda de explorare radio-imagistică adecvată.

2.1.1 METODE CLASICE, RADIOSCOPIA

Radioscopia este metoda radiologică cea mai simplă, rapidă şi ieftină. Ea constă în examinarea la ecranul aparatului Röentgen a imaginilor pe care le formează fasciculul de raze X, după ce a traversat o anumită regiune anatomică şi se bazează pe următoarele proprietăţi ale razelor X: propagare în linie dreaptă, penetrabilitate, absorbţie inegală şi fluorescenţă.

Radioscopia ne furnizează date importante asupra aspectului morfologic (de ansamblu, raporturile, mobilitatea, punctele dureroase ale organelor) şi funcţional; disociază imaginile.

Radioscopia trebuie efectuată sistematic, după un anumit plan începând cu examenul de ansamblu, continuând cu examenul pe regiuni, succesiv şi simetric în diferite incidenţe. Ea trebuie să aibă o durată scurtă pentru a iradia cât mai puţin bolnavul şi examinatorul.

Avantaje:

- metodă ieftină;

- permite examinarea aspectului morfologic şi funcţional al organelor;

- permite disocierea imaginilor, prin posibilitatea examinării bolnavului în mai multe incidenţe.

Dezavantaje:

- nu identifică leziunile mici (sub 5-6 mm);

- metodă subiectivă;

- nu se obţine un document pentru controlul ulterior;

- iradiază mult bolnavul.

2.1.2 RADIOSCOPIA cu AMPLIFICATOR de IMAGINE şi TELEVIZIUNE

Progresele realizate în domeniul electronicii au dus la creşterea calităţii acestei metode de examinare, atât prin aportul informaţional, cât şi printr-o serie de alte avantaje:

- reduce doza de radiaţii cu aproape 50%, asigurând protecţia ideală a bolnavului şi medicului;

- măreşte gradul de luminozitate a ecranului de 3.000 până la 6.000 de ori faţă de radioscopia obişnuită;

-

- evidenţiază leziuni mici;

- imaginea poate fi transmisă la distanţă de ecran pe aparate de televiziune aflate în alte încăperi;

- imaginea poate fi înregistrată pe film radiografic sau bandă magnetică cu posibilitatea redării ei ulterioare.

Amplificatorul de imagine este format dintr-un tub electronic care prezintă vid în interior şi este dotat cu două ecrane: ecranul primar situat la intrarea în tub – este format dintr-un ecran fluorescent care transformă fotonii X în fotoni luminoşi şi un strat fotoelectric care transformă fotonii luminoşi în electroni.

Figura 8. Amplificatorul de imagine

Aceştia sunt acceleraţi într-un câmp electric de 15-25 KV şi focalizaţi spre ecranul secundar care are dimensiuni mai mici, dar un efect luminos cu mult mai mare. Ecranul anodic fosforescent formează o imagine mai mică decât secţiunea regiunii examinate, care apoi este reflectată pe o oglindă de unde va fi transmisă pe ecranul de televiziune, la o cameră fotografică (ampliofotografie) sau înregistrată pe film.

Dezvoltarea electronicii a dus la electromecanizarea manoperelor de examinare cu telecomandă, care permite o examinare la distanţă, în afara încăperii în care se află bolnavul.

2.1.3 RADIOGRAFIA

Radiografia este metoda de explorare radiologică care se bazează pe proprietatea razelor X de a impresiona emulsia filmelor radiografice, pe care le face capabile, după developare, să redea imaginea obiectului străbătut de fasciculul de raze X.

Imaginea radiografică

Emulsia fotografică expusă la fotoni X este impresionată şi, prin developare, se înnegreşte. În acest fel filmul radiografic poate evidenţia imaginea latentă conţinută de fasiculul de electroni emergent din corpul traversat, înnegrindu-se în zonele în care radiaţiile ajung fără să fie absorbite şi rămânând mai transparentă în acele părţi în care se proiectează formaţii, care au absorbit în întregime sau în măsură mai mare fotonii incidenţi. Deci emulsia fotografică se impresionează şi prin developare devine cu atât mai întunecată cu cât sunt mai radiotransparente elementele materiale traversate de fasciculul de radiaţii.

Imaginea radiografică este negativul imaginii radioscopice, deoarece elementele opace pentru razele X apar luminoase (albe) pe radiografii în timp ce elementele transparente dau o imagine întunecată. Astfel,