Scientia

Radiografia reprezintă cea mai cunoscută şi des utilizată tehnică din imagistica medicală. Radiografiile nu sunt doar cele mai vechi metode de a obţine imagini ale interiorului organismului, ci şi o unealtă indispensabilă în orice departament de radiologie.

Cum funcţionează imagistica medicală (1)

INTRODUCERE

Razele X, cunoscute şi sub numele de radiaţie Roentgen (Röntgen), după numele lui Wilhelm Conrad Röntgen, cel creditat cu descoperirea lor, reprezintă radiaţie electromagnetică de mare energie, iar cele folosite pentru imagistica de diagnoză constau din fotoni a căror energie are valori între 20 şi 120 de keV.

Radiografie planară a gleznei

În imagistica cu raze X, un fascicul de raze X trece printr-o anumită zonă a organismului pacientului şi este detectat pe partea opusă a corpului. Pe măsură ce razele X traversează corpul unele sunt fie absorbite, fie împrăştiate prin difracţie. Gradul de atenuare depinde de grosimea materialului străbătut şi de coeficientul de atenuare al acestuia. Ecuaţia care descrie scăderea în intensitate a fasciculului de raze X este următoarea:

I=I₀exp(-μx),

unde I₀ şi I reprezintă intensităţile de dinainte şi după trecerea fasciculului printr-un material de grosime x, μ fiind coeficientul de atenuare.

Oasele au coeficientul de atenuare mult mai mare decât ţesuturile moi, care la rândul lor au un coeficient de atenuare mai mare decât aerul. Asta înseamnă că, dacă un pacient este plasat sub acţiunea unui fascicul uniform de raze X, radiaţia care traversează ţesuturile moi ale corpului său va sosi la detector cu o intensitate mai mare decât radiaţia care a trecut prin os. De unde şi contrastul bun al imaginii între oase şi ţesuturile moi şi, în mod similar, între ţesutul moale şi plămâni. Imaginile obţinute cu ajutorul razelor X înfăţişează de obicei materialul cu coeficient de atenuare ridicat (de exemplu oasele) cu o nuanţă apropiată de culoarea albă şi materialul cu atenuare mică de culoare închisă.

Priviţi videoclipul de mai jos care înfăţişează efectuarea unei radiografii unui pacient suspect de fractură craniană.

COMPONENTELE UNEI UNITĂŢI DE DIAGNOZĂ CU RAZE X

Principalele componente ale unei unităţi imagistice cu raze X sunt sursa de radiaţie, colimatorul, masa pacientului (canapeaua) şi suportul pentru film şi unitatea de bandă.

Echipamentele dintr-un salon de radiologie

Sursa de raze X

Razele X sunt produse atunci când electroni care posedă energie mare lovesc o ţintă metalică. Sursa de raze X constă dintr-un tub care conţine catodul, la nivelul căruia sunt emişi electronii, şi un anod, care susţine materialul ţintă unde sunt produse razele X. Doar în jur de un procent din energia utilizată este emisă sub formă de raze X - restul se disipă sub formă de căldură la nivelul anodului. În majoritatea sistemelor anodul este rotit astfel încât electronii lovesc doar o mică porţiune la un moment dat pentru ca restul anodului să se poată răci. Radiaţia X este emisă din tub pe la nivelul unei ferestre de ieşire făcută dintr-un material translucid la acţiunea razelor X.

Reprezentare schematică a unei surse de raze X

O parte a radiaţiei X este emisă la energii care depind de natura materialului ţintă. Această parte poartă numele de radiaţie caracteristică. Există şi un spectru larg de radiaţie cunoscută sub numele de bremsstrahlung (radiaţie de frânare); tocmai această radiaţie este utilizată în majoritatea procedurilor de diagnoză. Trebuie spus că ambele componente contribuie la doza de radiaţie la care este expus pacientul.

Spectru de radiaţie X tipic pentru un tub cu ţintă de tungsten

Energia maximă a fotonilor este determinată de voltajul aplicat tubului (cunoscut drept kV_p). Vârful spectrului de radiaţie X se află la aproximativ jumătate din această energie. Valorile lui kV_p variază între în jur de 20 kV pentru părţi ale corpului foarte subţiri şi 120 kV pentru o radiografie la nivelul pelvisului. În faţa ferestrei de ieşire pot fi plasate filtre pentru a elimina radiaţia X de energii mici care nu contribuie la producerea imaginii finale.

Suportul pentru film şi unitatea de bandă

Pe măsură ce razele X traversează corpul pacientului unele dintre ele vor fi difuzate, neurmând traiectoria dorită. Dacă această componentă ajunge la detector, imaginea este înceţoşată. O parte a radiaţiei împrăştiate poate fi eliminată cu ajutorul unui grătar plasat între pacient şi detector. Sistemele imagistice analogice folosesc fie doar pelicula fotografică (mai rar), fie o combinaţie de film fotografic şi material fluorescent (fosfor). Fosforul produce lumina vizibilă care este înregistrată pe film. Filmul este ulterior developat. Sistemele imagistice digitale folosesc o serie de metode pentru a înregistra intensitatea fiecărui pixel din cadrul imaginii. Rezultatul poate fi apoi afişat pe un aparat ori imprimat pe film.

AVANTAJE ŞI DEZAVANTAJE ALE RADIOGRAFIEI TRADIŢIONALE

Avantajele tehnologiilor tradiţionale cu raze X constau în costurile aferente reduse, cât şi în faptul că imaginile pot fi produse rapid, fiind utile în special pentru o evaluare iniţială a pacienţilor. Există şi dezavantaje: doza de radiaţie ionizantă la care este expus pacientul, faptul că se obţine o imagine 2D a unui obiect tridimensional ori contrastul deseori deficitar al imaginilor. Dezavantajul imaginii bidimensionale dispare în cazul tomografiei computerizate, tehnologie pe care o vom prezenta în articolul următor al seriei.

Articolul original, în limba engleză, este oferit în condiţiile licenţei Creative Commons pe site-ul OpenLearn.