Imagistica cu raze rentgen: rntgendiagnostic - natura si producerea razelor x

Imagistica cu raze rentgen: rntgendiagnostic

Natura si producerea razelor X

Radiatia descoperita in 1895 la Universitatea Wrzburg de catre fizicianul Rntgen si denumita de el radiatia X, este o radiatie electromagnetica,cu lungime de unda extrem de mica, in medie de 10000 de ori mai mica decat cea a luminii.

Se produc raze X ori de cate ori electroni aflati in miscare foarte rapida,se lovesc de corpuri materiale, unde produc dislocari de electroni de pe orbitele energetice ale atomilor acestor corpuri. Pentru a se mentine echil 525g69f ibrul, electronii de pe orbitele mai periferice, ale corpului izbit,vor lua locul electronilor dislocati de pe orbitele mai centrale. Din acest salt de pe un nivel energetic pe altul , in sensul mentionat mai sus, rezulta un plus de energie, care constitue razelele X.

Modificarile suferite de energia radianta la diverse nivele in corpul omenesc alcatuiesc in ansamblul lor elemente utile, pe care fascicolul de raze X le poate transmite examinatorului sub forma de imagini radiologice, produse datorita modificarilor care au loc in fascicolul de raze X la nivelul tesuturilor si organelor de examinat.

Cele mai importante manifestari ale acestor interrelatii sunt, efectul Comptom, efectul Tomson, efectul fotoelectric si efectul de materializare, care duce la formarea de pererchi de electroni.

Efectul Compton (. 1):ori de cate ori un foton incident cu energie mare intra in coliziune cu un electron slab fixat pe unul din invelisurile periferice ale atomului, caruia ii transmite o parte din energia lui initiala sub forma de energie cinetica

datorita acestei interactiuni electronul paraseste atomul si capata o directie diferita de cea a fotonului incident - electron de recul. La fel ca si electronul de recul in urma coliziunii cu fotonul incident va avea si el o traiectorie deviata astfel se explica difuzia radiatiei, fotonul incident devenind foton difuzat.

Fig.1

Efectul Tomson - in urma interactiunii foton-electron fotonul incident este abatut de la directia lui initiala, fara ca sa se cedeze energie atomului energia nu este transferata ea este conservata.

Efectul fotoelectric (. 2) are loc in toate cazurile in care un foton incident expulzeaza un electron din invelisurile atomului caruia ii cedeaza intreaga lui energie.

.2

Producerea de perechi (.3) consta in transformarea energiei fotonilor incidenti in materie, fiind un efect de materializare a electronilor sub forma de perechi de particule. Producerea de particule creste o data cu cresterea energiei razelor X si cu numarul atomic ridicat al elementelor materiale care au fost strabatute. In cazul energiilor mari surplusul de energie de care dispune fotonul incident este cedat perechii sub forma de energie cinetica reprezentand un efect de atenuare.

.3

Coeficientul de absorbtie este proportional cu numarul atomic la puterea a patra din corpul traversat structurile cu numar atomic mare vor atenua mai mult fascicolul de razeX, iar din punct de vedere radiologic vor fi mai opace exemplu segment scheletic.

In functie de energia fascicolului de raze X in regiunea examinata va precumpani un efect de absorbtie sau altul propriu efectului fotoelectric sau efectului Compton - la energii mici va fi preponderent efectul fotoelectric/ iar la energii medii efectul Compton.

Producerea radiatiei X se face in tubul de raze-tubul Coolidge (.4) - un tub de sticla in care se afla un vid foarte avansat unde electronii emisi de catod (un filament de wolfram ce a fost adus la incadescenta) sunt accelerati la diferente de potential de zeci de mii de volti, se ciocnesc cu materialul anodic (are in componenta metale greu fuzabile ca reniu, molibden, wolfram) unde cea mai mare parte din energia lor se pierde prin ionizari si excitari in straturile superioare ale materialului anodic, iar o parte produce radiatie Rntgen de franare si caracteristica.

. 4

.

Proprietatile radiatiei X sunt comune cu ale radiatiilor electromagnetice, intensitatea lor scade invers proportional cu patratul distantei.

Proprietatile speciale constau in :

penetrabilitate invers proportionala cu lungimea de unda

sunt absorbite de corpurile prin care trec, absorbtia fiind direct proportionala cu numarul atomic la puterea 3, densitatea si grosimea obstacolului.

determina fenomenul de luminiscenta

determina efect de fotosensibilitate (reduce emulsia de argint la argint metalic)

produc ionizare, are loc ionzarea gazelor prin care trec

au efecte biologice asupra tesuturilor vii prin ionizari si prin excitatii care produc alteratii in material vie.

Efectele celulare ale radiatiei; Sunt precoci si cumulative in timp.

Mecanismul de actiune este direct si indirect

- actiunea directa este sub forma rupturii arhitecturii moleculare si in special la nivelul unor structuri ca genele, cromozomii sau enzime- doza este fara importanta.

- actiunea indirecta este data de substantele nascute din reactiile directe.

b) Natura leziunilor A.D.N ul este tinta preferata a radiatiilor deci tinta princicipala este materialul genetic.

c) Efectele somatice - sunt asupra individului in totalitate si pot apare la interval de ore pana la ani.

La nivel somatic actioneaza legea ( Bergonier si Tribondeau) conform careia cu cat un tesut este mai tanar cu atat el este mai sensibil si vulnerabil.

d) Manifestarile clinice - ale leziunilor radice apar numai exceptional in cadrul iradierii diagnostice. Ele pot fi vazute la medicii radiologi sub forma de boala profesionala.

- Leziunile pielii apar in formele cronice la radiologi, cel mai adesea sub forma de radiodistrofii: teleangiectazii, tulburari de pigmentare, atrofie si scleroza cutanata, formatiuni keratozice sau papilamatoase;

- Leziunile oculare sunt reprezentate de o conjunctivita banala care se vindeca fara sechele, cataracta sau keratite;

- Tesuturile hematopoetice au o sensibilitate mare in functie de radiosensibilitatea celulelor susa si de distributia temporospatiala a particulelor ionizante in organism in raport cu celulele hematopoetice. Semnele de alarma sunt modificarile de hemograma;

Gonadele au sensibilitati diferite asupra partii endocrine (foarte radiorezistenta) si a celei exocrine de reproducere (extrem de radiosensibila);

Alte tesuturi. Nu apar modificari digestive, pulmonare, osoase, renale decat la doze mari exclus de atins in cadrul radiodiagnosticului.

e. Efecte feto-embrionare sunt diferite dupa varsta produsului de conceptie:

- la stadiul de ou actioneaza legea tot sau nimic. Oul traieste normal sau moare;

- la stadiul de organogeneza in primele trei luni se produc malformatii grave;

- fatul mai mare de 3 luni este mult mai putin radiosensibil.

f. Efecte genetice mutatii care apar indiferent de doza, dar se dubleaza dupa 30-50 rds.

g. Efecte cancerigene au o frecventa mica, dar o existenta indiscutabila.

Efectele la nivel tisular sau ale intregului organism reprezinta suma nu neaparat matematica a modificarilor celulare. Acumularea in timp a tuturor acestor modificari duce in ultima instanta la moartea individului prin alterari functionale si organice ireversibile.