PARAMETRI DI CONTROLLO DEL FASCIO: I parametri di controllo del fascio radiante risultano essere tre: milliampere, kilovolt e secondi. I kilovolt sono il parametro che controllano la differenza di potenziale che è interposta e applicata agli estremi dei due elettrodi (catodo e anodo). Maggiore sarà la tensione applicata ai due estremi maggiore sarà l’accelerazione degli elettroni dal catodo verso l’anodo. Il parametro della differenza di potenziale regola il potere di penetrazione dei raggi X, quindi la QUALITA’ dello stesso fascio. I milliampere sono il parametro che regola la corrente a bassa tensione che viene fatta fluire all’interno del filamento a forma di spirale del catodo, determinando così il riscaldamento dello stesso filamento con il conseguente effetto termoionico che crea la nube elettronica attorno al catodo. Quindi regolerà quella che l’intensità della corrente determinando l’intensità del fascio di radiazioni. I secondi sono l’unità di tempo del passaggio di elettroni all’interno del filamento che compone il catodo stesso. Il prodotto dei milliampere con i secondi dà il valore della quantità di corrente nell’unità di tempo definita milliampere su secondi. TIPO DI ALIMENTAZIONE DEL TUBO RX: l’alimentazione di un impianto radiologico, può essere effettuata con corrente monofase o trifase. La linea di alimentazione deve essere indipendente, ovvero deve alimentare solo l’impianto stesso, e costituito da conduttori di adeguata sezione. La corrente del tubo, dipende unicamente dalla emissione termoionica, la spiralina è alimentata solo da corrente alternata a bassa tensione. La tensione ai due capi di polo opposto del tubo, deve essere del tipo continuo, tale da considerare un’accelerazione omogenea della nube elettronica. Definizione di macchia focale: La macchia focale risulta essere la superficie di impatto della nube elettronica sull’Anodo. La macchia focale Termica risulta essere l’intera superficie anodica ( definito fuoco termico). La macchia focale effettiva, spesso definito fuoco elettronico, è la regione dell’anodo dove impatta il fascio di elettroni, da esso dipende la qualità dell’immagine, infatti, quanto più risulta essere piccolo tanto più la qualità sarà maggiore. La proiezione del fuoco elettronico sul paziente o sul rilevatore di immagine risulta essere la macchia focale apparente o fuoco ottico. SCHERMAGGIO DEI RAGGI X: Le barriere protettive servono a ridurre la dose da radiazione al valore desiderato. Già Nella progettazione delle schermature devono essere presi in considerazione diversi fattori: ◦Modalità d’uso della macchina radiogena (grafia, scopia) ◦Tempo di utilizzo (carico di lavoro misurato in mAmin/sett) ◦Direzione del fascio ◦Energia del fascio ◦Ambienti circostanti Lo schermaggio dello stesso fascio radiante poi è dato dalla collimazione ad opera di collimatori e diaframmi. I coni limitatori sono delle lamelle, spesso di alluminio, che hanno lo spessore che aumenta dal centro verso l’estremità; è posto subito prima della finestra emergente, filtrando le radiazioni che hanno una energia minore del 40% di quella utile impostata. SCELTA DEL FUOCO: I tubi radiogeni sono dotati di due filamenti, uno piccolo e uno grande. Il filamento di dimensioni maggiori viene utilizzato quando è necessario produrre una grande quantità di raggi X. Di conseguenza esso produce una macchia focale effettiva ampia (definito FUOCO GRANDE) che disperde calore su un’area più ampia visto la grande quantità del fascio. Il filamento più piccolo produce una macchia focale effettiva più piccola (fuoco piccolo) e viene utilizzato quando sono necessarie immagini dettagliate. La scelta viene attuta a seconda dalla parte anatomica che si vuole esaminare a seconda che sia necessaria un’ampia dose del fascio radiante o se per piccole parti anatomiche si ricerca la qualità di immagine data dai dettagli. COMPONENTI DEL TUBO RADIOGENO: Il tubo radiogeno è un diodo sottovuoto, che risulta essere formato da un’ampolla di vetro in cui c’è un vuoto spinto che vede due elettrodi uno di polo positivo e uno di polo negativo posti di fronte ( catodo (-) anodo+). L’ampolla è contenuta all’interno di un contenitore cilindrico, in lega metallica, che internamente è intonacata di bario e rivestito a sua volta da una lamina di piombo. Il sistema in sé è definita cuffia, che risulta essere ripiena di olio minerale per il raffreddamento del sistema. La cuffia è dotata di due appendici attraverso la quale penetrano i due cavi ad alta tensione per l’alimentazione del tubo. sono infine annessi isolatori a bicchiere, cavo a bassa tensione per l’alimentazione dei servizi del tubo e la cravatta per il fissaggio del tubo. Risulta poi essere importante l’alimentatore posto sul catodo. SISTEMI DI DISPERSIONE PER IL CALORE GENERATO NELLA PRODUZIONE DEI RAGGI X: ( TIPI DI ANODI): Il valore massimo di energia che un atomo può assorbire sono imposti dalla massima temperatura di fusione dello stesso materiale di cui è composto. Quindi al fine di diffondere il calore dato dalla reazione di frenamento è inserito tra l’involucro in vetro del tubo e la cuffia, l’olio diatermico che è posto in movimento e che trasferisce il calore all’esterno. Il problema è stato in realtà risolto anche grazie all’introduzione dell’anodo rotante che in modo artificiale ha allargato la superficie del fuoco elettronico, collegato ad un rotore che è l’indotto di un motore esterno che mette in movimento quella che risulta essere la placca di tungsteno dell’anodo. Nel movimento l’aria fa si che l’anodo si raffreddi molto più velocemente e in maniera probabilistica la superficie colpita sarà sempre diversa. FILTRAZIONE PRIMARIA: rimozione della componente a bassa energia, tramite sottili lamelle di alluminio e di altri metalli posizionati a livello della finestra di uscita del tubo rx. Non determina cambiamenti dell’energia massima del fascio ma della posizione della radiazione caratteristica. ESPOSIMETRO AUTOMATICO: risulta essere un dispositivo per l’interruzione dell’esposizione dei raggi X, per ridurre al minimo la dose di radiazione che viene erogata al paziente e per un controllo più preciso di questo fattore. Sono costituiti da camere di misure delle radiazioni ionizzanti e da un dispositivo elettronico collegato ad esso che interrompe l’erogazione. Le camere sono poste tra il paziente e il rilevatore di immagine. Esso calcola il quantitativo di radiazione che fuoriescono dal paziente e una volta raggiunta la dose voluta di raggi x, il circuito blocca la produzione delle radiazioni. Oggi il più diffuso risulta essere composto di tre campi di misurazione, che possono essere utilizzati singolarmente o cumulativamente. CATODO: risulta essere l’elettrodo negativo che è formato da un filamento a forma pressappoco spirale di tungsteno. Il materiale appena citato consente grazie alla sua composizione chimica e il grande numero atomico di generare facilmente una nube elettronica con una corrente e bassa tensione. Il catodo quindi è alimentato da un circuito a bassa tensione ma risulta essere collegato anche al circuito ad alta tensione proprio della differenza di potenziale che intercorre tra i due elettrodi. Risulta essere formato da due filamenti che sono contenuti in spazi adepti definiti coppe focalizzatrici, uno più corto e l’altro di dimensioni maggiori, che sono utilizzati a seconda della scelta del fuoco. RISOLUZIONE SPAZIALE: La risoluzione spaziale è il più piccolo dettaglio distinguibile in una immagine. Viene solitamente espressa con elementi aventi una larghezza e un lunghezza definiti pixel. Con pixel di grande dimensione, non solo la risoluzione spaziale è scadente, ma appaiono ben visibili le discontinuità di grigio al confine tra i pixel. Siccome quest’ultima dipende dalla distanza e dalle altre condizioni di osservazione, in generale non è definibile a priori il numero di pixel necessari a garantire una buona qualità dell’immagine. Sicuramente la dimensione dei pixel deve essere piccola in relazione alla scala degli oggetti rappresentati nell’immagine. CONTRASTO: è la differenza di densità tra due aree diverse dell’immagine. Il contrasto in un‘immagine radiografica è dato sia dal soggetto che dalla pellicola di rilevazione. Il contrasto del soggetto è indice della diversa quantità di radiazioni trasmesse dalle diverse parti del corpo del soggetto, complice anche l’assorbimento differenziale e l’attenuazione dello stesso fascio, verificatosi perché diverse in ogni parte del soggetto esaminato. FATTORI GEOMETRICI COME E IN CHE MODO INFLUENZANO L’IMMAGINE: I fattori che influiscono sul dettaglio di una immagine sono i così detti FATTORI GEOMETRICI. Tra di essi risultano essere importanti la SID, la distanza tra paziente e fuoco, OID la distanza tra paziente e recettore di immagine, SOD distanza tra la sorgente dei raggi x e il paziente. Un’ulteriore sfocatura geometrica è dovuta alla macchia focale che provoca una riduzione del dettaglio delle strutture molto sottili. Sappiamo che le proiezioni radiografiche sono caratterizzate dal posizionamento dell’oggetto, per far sì di avere un’immagine reale e senza artefatti di nessun genere. Infatti la distanza tra il paziente e il fuoco risulta essere contenuti in alcuni range per dare all’immagine quella caratteristica reale. la proiezione partendo da un fuoco puntiforme, o quasi, presuppone che l’immagine speculare del soggetto sia la proiezione della sua ombra. Per far si minimizzare l’ingrandimento della stessa il paziente deve essere quanto più vicino al piano sensibile. In ultima analisi la distanza tra la sorgente o fuoco e il rilevatore è importante come anche la perpendicolarità del raggio normale, che a seconda dell’inclinazione rispetto al rilevatore dà delle proiezioni che possono essere dirette o oblique e quindi non più reali. FATTORI DI INCIDENZA DELLA QUALITA’ DI IMMAGINE: La qualità di immagine dipende principalmente da tre fattori: 1. Qualità della radiazione X 2. qualità derivante dal soggetto 3. Qualità dipendente dal film fotografico. La qualità della radiazione è data dalla scelta dei parametri fondamentali del fascio che sarebbero kilovolt e milliampere al secondo, appropriati al soggetto e alla parte anatomica da prendere in esame. La densità ottica dell’immagine quindi l’annerimento della stessa pellicola è dato da milliampere, che definiscono il numero di fotoni che raggiungeranno il piano sensibile. Molto importante nella definizione dello stesso parametro è il TEMPO DI ESPOSIZIONE ALLA RADIAZIONE; visto che lo stesso influenza la quantità di raggi X. Il cambiamento nel valore dei kilovolt determina un aumento della penetrazione, o qualità, del fascio di raggi X, grandezza da cui dipende il contrasto radiografico. Un incremento di tale valore determina di compenso un aumento della radiazione in uscita dal paziente dovuta a una riduzione dell’assorbimento differenziale. Fondamentale nella definizione di un’immagine è la distanza fuoco-rilevatore (SID), che influenza la densità ottica dell’immagine. All’aumentare della SID diminuisce l’intensità dei raggi X proporzionalmente alla legge di dispersione quadratica della distanza. La qualità derivante dal soggetto è data dall’assorbimento differenziale e dall’attenuazione della radiazione X da parte del corpo esaminato. Tali parametri dipendono dalla densità, dallo spessore e dal numero atomico della parte presa in esame. Solo l’esperienza del tecnico radiologo può contribuire a una giusta interpretazione della situazione e quindi al giusto compresso tra i valori che determinano la radiazione. Qualità dipendente dal film fotografico: tutti i parametri dai quali dipende la qualità di immagine radiologica, per quanto attiene alle prestazioni che essa fornisce quando è inserita entro una cassetta radiografica, possono essere rappresentati nella curva caratteristica. LA LEGGE DELL’INGRANDIMENTO: Ponendo tra una sorgente puntiforme S e un piano di rilevazione di immagine P, un oggetto 0, per l’andamento in linea retta delle onde con il fascio a cono divergente che disegnano, verrà proiettata sullo schermo l’ombra dello stesso oggetto. La stessa ombra è sottoposta alle leggi delle proiezioni ottiche, quindi non risulterà essere reale rispetto alle dimensioni dell’oggetto esaminato. L’ombra risulterà sicuramente ingrandita in funzione del rapporto fuoco-paziente (SO) /fratto/ la distanza fuoco rilevatore (SP). GRIGLIE ANTIDIFFUSIONE QUALI SONO E COME SONO COMPOSTE: L’accessorio più comunemente usato in radiologia per ridurre la radiazione diffusa o secondaria è la griglia antidiffusione. La radiazione secondaria è la quota parte di radiazione che non risulta essere utile per la formazione dell’immagine. Sono formate da lamelle di piombo che hanno una altezza e una distanza interlamellare caratteristica. Possono essere di tre tipi: 1. Focalizzata, in cui le lamelle sono focalizzate in modo da convergere in unico punto. 2. Parallela, in cui le lamelle sono tutte parallele tra loro 3. Crociata, in cui la combinazione delle due precedenti consente di avere la massima selezione. Le griglie possono essere ancora mobili o fisse, se durante l’esposizione le lamelle vibrano e con il movimento la loro filtrazione di tipo probabilistico sia molto più efficace. RATIO: ALTEZZA DELLE LAMELLE / DISTANZA INTERLAMMELARE. IMMAGINE DIGITALE: l’immagine digitale, a differenza di quella analogica, non è formata da granuli di argento ma da microscopici quadratini, definiti pixel. Ciascun quadratino presenta nel suo interno un’unica tonalità di grigio, questa tonalità varia da pixel a pixel, che nella loro totalità formano l’immagine finale. Ad ogni pixel viene assegnato un numero assoluto che è associato a un determinato grigio nella stessa scala. L’immagine digitale non è altro che quindi un insieme di numeri e come tale può essere letta da qualsiasi calcolatore elettronico, memorizzata e inviata a distanza. PROPRIETA’ DI UN RIVELATORE: le proprietà che un rivelatore radiologico deve necessariamente avere sono: l’efficienza quantistica, ovvero la capacità di misurazione nel rivelare la radiazione. Rapporto tra i fotoni che contribuiscono davvero all’immagine e i fotoni che arrivano sul rivelatore. Risoluzione spaziale, è la capacità di un sistema di riprodurre fedelmente i più piccoli dettagli radiologici e ad alto contrasto. Funzione di trasferimento della modulazione (MTF): è la funzione che mette in relazione la risoluzione spaziale con la risoluzione di contrasto. Rumore, esprime la granulosità del sistema e limita la visibilità di particolari a basso contrasto. Il range dinamico, capacità di rivelare le variazioni di attenuazione del fascio. Uniformità del rivelatore. Velocità di acquisizione. Costo I SISTEMI DI RADIOGRAFIA COMPUTERIZZATA (CR): si basa sull’uso di fosfori fotostimolanti, appartenenti alla famiglia degli alogenuri alcalini. Il fosforo è depositato su una superficie a formare l’imaging planer (IP) che è posizionato all’interno di una cassetta simile a quelle di sistemi convenzionali. La differenza con i sistemi convenzionali sta nel fatto che l’emissione utile dei fosfori non è immediatamente conseguente all’irradiazione del plate, ma otticamente stimolato da un laser. Il meccanismo quindi consta nella formazione di una immagine latente, sotto forma di cariche intrappolate, con conseguente fotostimolazione da parte del laser. LETTORI CR: i sistemi CR attualmente in commercio sono di due tipi: 1. Cassette based-system nei quali il plate è inserito in una cassetta simile a quelle usate nei sistemi convenzionali schermo-pellicola. 2. Integrated readout system nei quali il plate è irradiato, letto e cancellato all’interno di un unico sistema. SISTEMI DI RADIOGRAFIA DIGITALE (DR): Sono indicati con un sensore che fornisce in uscita direttamente i dati digitali, senza bisogno di procedimenti intermedi. Questi sensori sono utilizzati nella stessa posizione in cui vengono messi i sistemi analogici basati sul film radiografico o quelli CR, cioè dietro al paziente, dalla parte opposta del tubo a raggi X, in modo da raccogliere il fascio X emergente dal paziente. Entro breve tempo dall'esposizione (da 5 a 30 secondi), i dati digitali dell'immagine sono spediti lungo un cavo, normalmente una fibra ottica, fino al computer di controllo, che mostra l'immagine appena acquisita. Questa viene poi spedita per l'archiviazione e la refertazione lungo la rete ospedaliera. FATTORI CARATTERIZZANTI DELL’IMMAGINE DIGITALE: I fattori più importanti che determinano le caratteristiche qualitative di un immagine digitale sono rappresentati dalla risoluzione spaziale e da quella di contrasto. La risoluzione di contrasto fa riferimento alla capacità di differenziare strutture vicine mediante tonalità diverse di grigio. La risoluzione spaziale invece è la capacità di un sistema di riprodurre fedelmente i più piccoli dettagli radiologici e ad alto contrasto. DIFFERENZE TRA RADIOGRAFIA E RADIOSCOPIA: La radiografia sfrutta la proprietà dei raggi X di impressionare pellicole radiografiche, ciò permette di trasformare in immagine radiografica il fascio emergente da un corpo. Quando una pellicola radiografica viene esposta ai raggi X si impressiona e contiene un'immagine latente, che viene poi trasformata in immagine reale con procedimenti sovrapponibili a quelli di una qualunque pellicola fotografica. La radioscopia o fluoroscopia sfrutta la proprietà dei raggi X di rendere fluorescenti alcune sostanze, quali il platinocianuro di bario. Se un fascio di raggi X incide su un supporto cartaceo su cui è depositato uno strato di sostanza fluorescente, questo diviene luminoso, perché le sue molecole assorbono la radiazione X, si eccitano e, nel successivo ritorno allo stato di riposo emettono fotoni nello spettro visibile (fluorescenza). La differenza sta proprio nel principio fisico usato, conseguentemente a questo nella radioscopia le strutture che non lasciano oltrepassare le radiazioni appariranno scure, a differenza della radiografia dove le stesse appariranno molto chiare tendenti al ‘bianco’. L’immagine radiografica è un tipo di immagine latente che a seconda del sistema analogico o digitale che si stia utilizzando va a impressionarsi su una pellicola e diventa un’immagine finale. L’immagine radioscopica rimane un’immagine latente che serve a visionare i corpi in movimento e per operazioni di interventistica di tipo angiografico o chirurgico. RIVELATORI A SCINTILLAZIONE: La rivelazione di una particella ionizzante o di un fotone che incide su un rivelatore può schematizzarsi nel modo seguente: 1. Assorbimento della particella da parte dello scintillatore. 2. Processo di scintillazione in cui l’energia rilasciata dalla particella primaria nel rivelatore viene convertita, in fotoni appartenenti allo spettro visibile. 3. Trasmissione dei fotoni generati dallo scintillatore al fotocatodo. 4. Assorbimento dei fotoni da parte del fotocatodo con conseguente emissione di elettroni che vengono accelerati e moltiplicati dal fotomoltiplicatore. 5. Raccolta del segnale in uscita. È bene precisare che l’assorbimento di energia da parte della materia e la successiva remissione di radiazione nella zona del visibile prende in generale il nome di luminescenza. Fluorescenza e fosforescenza. DISTORSIONE DI UN IMMAGINE RADIOLOGICA: L’orientamento del fascio radiogeno rispetto all’oggetto ed alla pellicola influenza l’aspetto radiografico dell’oggetto stesso. Se l’orientamento del fascio non è perpendicolare rispetto alla pellicola, l’immagine di un oggetto si deforma. Questo avviene anche nelle zone periferiche del fascio, dove la direzione dei raggi X è, comunque, obliqua rispetto alla pellicola. Quando si effettua un esame radiografico il distretto anatomico esaminato deve trovarsi al centro del fascio e del radiogramma. Sono almeno due le condizioni che possono portare a distorsioni radiografiche tali da causare errori di interpretazione diagnostica: errori nel centraggio del fascio radiogeno; errori di posizionamento del paziente.
