01 istorie si fizica v1

RADIOLOGIE ORARADIOLOGIE ORALĂLĂ

Mulţumiri Mulţumiri Allan G. Farman, Allan G. Farman,

Universitatea LouisvilleUniversitatea Louisville

Institute of Physics, WInstitute of Physics, Würzburg, 1892ürzburg, 1892

Wilhelm ConradWilhelm ConradRRöntgenöntgen

Razele RöntgenRazele Röntgen La data de 8 noiembrieLa data de 8 noiembrie 1895 un profesor de 1895 un profesor de fizică de la Universitatea din Wurzberg, fizică de la Universitatea din Wurzberg, Germania, Wilhelm Conrad Germania, Wilhelm Conrad RöntgenRöntgen, a , a descoperit raze invizibile ce emanau descoperit raze invizibile ce emanau dintr-un tub cu vid electrificat. Aceste raze dintr-un tub cu vid electrificat. Aceste raze au determinat fluorescenţa unei plăci cu au determinat fluorescenţa unei plăci cu platinocianură de bariuplatinocianură de bariu. .

Raze X înseamnă raze necunoscute.Raze X înseamnă raze necunoscute.

Tubul Tubul Hittorf-CrookesHittorf-Crookes

Nov. 8, 1895Nov. 8, 1895

Röntgen Röntgen şi-a plasat mâna între tubul cu şi-a plasat mâna între tubul cu vid electrificat şi o placă fluorescentă şi vid electrificat şi o placă fluorescentă şi a văzut prima imagine fluoroscopică – a văzut prima imagine fluoroscopică – oasele de la nivelul propriei sale mâini.oasele de la nivelul propriei sale mâini.

Pe 22 decembrie 1895 a realizat o Pe 22 decembrie 1895 a realizat o radiografie (“skagrafie”) a mâinii soţiei radiografie (“skagrafie”) a mâinii soţiei sale pe emulsie fotografică.sale pe emulsie fotografică.

Röntgen Röntgen înregistrează umbreînregistrează umbre

Frau Bertha RFrau Bertha Röntgenöntgen

22 22 Dec. 1895Dec. 1895

Mâna unui anatomistvon Kölliker (1895)

Caricatură cu raze impenetrabile la razele X

Istoria razelor X

Preşedintele Societăţii Britanice de Fizică“nu văd cum razele X ar putea duce la rezultate care să aibă vreo semnificaţie”

Primul Premiu NobelPentru Fizică, 1901

Bird watching in Bavaria Bird watching in Bavaria

1910

Röntgen: descoperă razele X (1895) [1901]Röntgen: descoperă razele X (1895) [1901]Walkhoff: prima radiografie dentară (1896)Walkhoff: prima radiografie dentară (1896)Kodak: film radiologic (1911)Kodak: film radiologic (1911)Dieck: tehnica bisectoarei (1911)Dieck: tehnica bisectoarei (1911)Coolidge: tub cu tungsten (1913) Coolidge: tub cu tungsten (1913) Hounsfield & Cormack: CT (~1970) [1979]Hounsfield & Cormack: CT (~1970) [1979]Kashima: plăci de fosfor (1983) Kashima: plăci de fosfor (1983) Mouyen: senzor digital CCD (1987)Mouyen: senzor digital CCD (1987)

Date istorice

D. Gerota: primele radiografii dentare (1901)D. Gerota: primele radiografii dentare (1901)Hurmuzescu: IaşiHurmuzescu: IaşiSevereanu: Colţea, cursuri de radiologie Severeanu: Colţea, cursuri de radiologie stomatologică (1921)stomatologică (1921)Iacobovici: sialografie (1925)Iacobovici: sialografie (1925)

Date istorice

Otto Walkhoff of BraunschweigOtto Walkhoff of Braunschweig((prima radiografie dentarăprima radiografie dentară, 14, 14 ianuarie ianuarie 1896) 1896)

Negative Print

Timp de expunere = 25 min.

William Coolidge:William Coolidge:Tubul Tubul Coolidge, 1913 Coolidge, 1913

Prima radiografie Prima radiografie digitală dentară digitală dentară pe bază de senzor pe bază de senzor CCDCCD (1987) (1987)

RVG unui dinte a lui Celine Mouyen (1987)

RVG (1987)

CCDCCD

ScintilatorScintilator

Fibre opticeFibre optice

Francis Mouyen

Radioviziograf

Plăci de fosfor fotostimulabile

Receptori în radiologia dentară digitală

Hounsfield 1919-2004 Cormack 1924-98

TOMOGRAFIA COMPUTERIZATĂ

Electromagnetice Electromagnetice ((γγ, X, ultraviolete, lumină vizibilă, , X, ultraviolete, lumină vizibilă, infraroşii, microunde, radar, radio, TV) infraroşii, microunde, radar, radio, TV)

Corpusculare (Corpusculare (αα, ß , neutroni, protoni, etc.) , ß , neutroni, protoni, etc.)

Sunetul şi UltrasuneteleSunetul şi Ultrasunetele

Energii radiante

γγ şişi X X electromagnetic radiations electromagnetic radiations

Radiaţiile corpusculareRadiaţiile corpusculare (e.g. (e.g. α, ßα, ß ) )

* * capabile de a cauza modificări chimice capabile de a cauza modificări chimice prin scoaterea unui electron dintr-un atomprin scoaterea unui electron dintr-un atom

Radiaţii ionizante*

Viteza luminii (3 x 10Viteza luminii (3 x 1088 m/sec) m/sec)Constituite din fotoniConstituite din fotoni

Lungimi de undă mici = energii mariLungimi de undă mici = energii mariLungimi de undă mari = energii miciLungimi de undă mari = energii mici

Radiaţii electromagnetice

λ

λ

λ

A B Frecvenţă mare

Frecvenţă scăzută

Frecvenţă medie

Lungimea de undă, λ

Viteza luminiiViteza luminiiPropagare rectiliniePropagare rectilinie Nu pot fi percepute fără un traductorNu pot fi percepute fără un traductor Pot fi detectate de diverşi detectoriPot fi detectate de diverşi detectori Pot penetra materia opacă pentru luminăPot penetra materia opacă pentru lumină Absorbţie diferităAbsorbţie diferită Pot ioniza atomii şi moleculelePot ioniza atomii şi moleculele

Razele X

ELECTROMAGNETICE ELECTROMAGNETICE Raze Gamma: Medicină nuclearăRaze Gamma: Medicină nuclearăRaze X: Radiologie, CT Raze X: Radiologie, CT Lumină vizibilă: Transiluminare Lumină vizibilă: Transiluminare Infraroşii: Termografie Infraroşii: Termografie Radio: Imagistică prin Rezonanţă Magnetică Radio: Imagistică prin Rezonanţă Magnetică

ALTELE ALTELE Ultrasunete: Ecografie Ultrasunete: Ecografie

Radiaţii “imagistice”

Sursă de electroniSursă de electroni

Forţă pentru accelerarea electronilor Forţă pentru accelerarea electronilor

Ţintă pentru oprirea electronilor Ţintă pentru oprirea electronilor

Producerea de raze X

Catod (electrod -v) Catod (electrod -v) Filament (de obicei tungsten) Filament (de obicei tungsten) Transformator de joasă tensiuneTransformator de joasă tensiune(circuit electric de joasă tensiune)(circuit electric de joasă tensiune)Emisie termoionică de electroniEmisie termoionică de electroniPiesă de concentrare Piesă de concentrare

(de obicei molibden) (de obicei molibden) Dispozitiv de modificare a mA (reostat)Dispozitiv de modificare a mA (reostat)

Sursa de electroni

Filament de Filament de tungstentungsten

Piesă de Piesă de concentrare concentrare de molibdende molibden

Catod -vCatod -v

Tub vidat Tub vidat Transformator de înaltă tensiuneTransformator de înaltă tensiune

(circuit electric de înaltă tensiune) (circuit electric de înaltă tensiune) Controlul kV Controlul kV Cupolă căptuşită cu plumb şi conţinând Cupolă căptuşită cu plumb şi conţinând o baie de ulei (rol izolator şi de răcire)o baie de ulei (rol izolator şi de răcire)

Accelerarea electronilor

Anod (electrod +v) Anod (electrod +v) Ţintă de tungsten Ţintă de tungsten

Focar optic (real vs. efectiv) Focar optic (real vs. efectiv) Principiul Benson Principiul Benson

Cupru pentru disiparea căldurii Cupru pentru disiparea căldurii Anod staţionar vs. rotativAnod staţionar vs. rotativ

Durata de viaţăDurata de viaţă

Oprirea electronilor

Cupru pentru Cupru pentru conducerea căldurii conducerea căldurii din zona focarului din zona focarului opticoptic

Ţintă de Ţintă de ttungstenungsten

Focar opticFocar optic

Anod

Electrod pozitiv

Focar opticFocar optic

Ţintă de Ţintă de tungstentungsten

““Radiator” de Radiator” de cupru pentru cupru pentru disiparea călduriidisiparea căldurii

Anod

Distribuţia unghiulară:Distribuţia unghiulară: radiaţia X de mare energie este radiaţia X de mare energie este direcţionată preponderent direcţionată preponderent “înainte”, în timp ce radiaţia X “înainte”, în timp ce radiaţia X de energie joasa este emisă în de energie joasa este emisă în principal perpendicularprincipal perpendicular pe pe fasciculul incident de electronifasciculul incident de electroni

Oprirea electronilor

În general, cu cât energia este mai mare, cu În general, cu cât energia este mai mare, cu atât este mai mare eficienţa de producere a atât este mai mare eficienţa de producere a radiaţiei X - aceasta înseamnă ca la energii radiaţiei X - aceasta înseamnă ca la energii joase cea mai mare parte a energiei joase cea mai mare parte a energiei electronilor (>98%) este transformată în electronilor (>98%) este transformată în căldură (radiaţii infraroşii) şi, numai căldură (radiaţii infraroşii) şi, numai 1-2%1-2% este transformată în energia electromagne-este transformată în energia electromagne-tică a razelor X.tică a razelor X.

Eficienţa de producereEficienţa de producere

x

y

Principiul Benson

Modelul Böhr / Rutherford: Modelul Böhr / Rutherford: ““Mini sistem solar” cu nucleul ca Mini sistem solar” cu nucleul ca soare şi electronii ca planetesoare şi electronii ca planete

Mai mult spaţiu decât materie Mai mult spaţiu decât materie

Modelul atomic

Rutherford

Bohr

Modelul atomic Modelul atomic Rutherford-Rutherford-Bohr Bohr ca un sistem solar în ca un sistem solar în miniaturăminiatură

Proprietăţile razelor X

divergenţa atenuarea luminiscenţa efectele fotochimice

Divergenţa

sursă punctiformă / dimensiuni mari

con divergent atenuarea

intensităţii fasciculului Rx

Divergenţa

intensitatea radiaţiei: cantitatea de energie radiantă pe unitatea de suprafaţă, pe unitatea de timp (mAs)

densitatea radiaţiei (calitatea radiaţiei): puterea de penetrare prin materie (kV)

doza de iradiere: cantitatea de energie absorbită de unitatea de masă a corpului iradiat

Atenuarea

scăderea numărului de fotoni incidenţi

scăderea cantităţii (intensităţii) şi a calităţii (densităţii) razelor X

I = Io x e -µx

Io intensitatea fasciculului incident e sarcina electrică a electronului µ coeficient de atenuare x grosimea corpului de examinat

Atenuarea

Atenuarea

Abs=Z4.λ3.g.ρ (Bragg, Pierce) Z este numărul atomic, λ este lungimea de undă, g este grosimea materialului, ρ este densitatea acestuia.

Atenuarea

mecanisme: difuziune (incl. efectul Compton) emisiune producerea de perechi electron –

pozitron

IONIZARE

Atenuarea

Atenuarea

3 trepte de atenuare: I: absorbţie foarte redusă (aer) -

radiotransparenţe II: părţi moi – aspect radiologic

similar – uşoară radioopacitate III: absorbţie foarte intensă (schelet)

– radioopacitate marcată

Contrastul

obiectul de radiografiat fasciculul de radiaţii filmul radiologic developare

Luminiscenţa fluorescenţa: apariţia de radiaţii

luminoase în timpul bombardării unei substanţe cu raze X ecran radioscopic

fosforescenţa: apariţia de radiaţii luminoase după bombardarea unei substanţe cu raze X ecrane întăritoare

Efecte fotochimice

razele X determină reducerea bromurii de argint la argint metalic

cantitate mare de raze X – cantitate mare de argint liber oxidabil – negru

cantitate mică de raze X – cantitate mică de argint liber oxidabil – alb

contrastul: nuanţe de gri

IMAGINEA RADIOLOGICĂ

penumbra legea proiecţiei conice legea incidenţelor tangenţiale efectul de sumaţie paralaxa

Legea proiecţiei conice

măriri globale şi uniforme ale imaginii radiologice

măriri globale şi neuniforme (deformări) pentru regiunile periferice

teleradiografia

Legea proiecţiei conice

Legea proiecţiei conice

Legea proiecţiei conice

Legea proiecţiei conice

Legea incidenţelor tangenţiale

suprafeţele abordate tangenţial de către fasciculul de raze roentgen au reprezentare mult mai clară (sunt mai nete) în raport cu suprafeţele surprinse perpendicular de fasciculul Rx.

Legea incidenţelor tangenţiale

Legea incidenţelor tangenţiale

Legea incidenţelor tangenţiale

Sumaţia

sumaţie pozitivă sumaţie negativă substracţie

Sumaţia

Sumaţia

Paralaxă

Este o modalitate de a aprecia profunzimea unor planuri efectuându-se două radiografii succesive ale aceleiaşi regiuni, a doua cu translaţia laterală a tubului

Paralaxă