Samenvatting Diagnostische en therapeutische methodieken: FYSICA leerstof (ppt lessen)

FYSICA VAN DE MEDISCHE
BEELDVORMING
1. PRODUCTIE VAN X-STRALEN

1.1. DE RÖNTGENBUIS

Röntgenbuis: anode (+) en kathode (-)
Anode op hogere potentiaal dan kathode => hoogspanning (kV)
Ter hoogte van kathode: filament




1.2. PRODUCTIE VAN X-STRALEN

STAP 1 Door filament loopt grote stroom => filament verhit => vrijstelling e -
STAP 2 e- verplaatsen richting hoge potentiaal (anode) en botsen op wolfraam
STAP 3 Sterk positief geladen atoomkern van wolfraam => e- buigen af van oorspronkelijk traject => EM energie
wordt vrijgesteld (Bremsstrahlung)
OPM: atoomkern neemt weinig plaats in => kans dat e- afbuigt is klein!
OPM: energie bereikt patiënt nog niet! (verklaring: omhulsel rond röntgenbuis)
STAP 4 e- botsen met e- van anode materiaal => schieten weg uit energieniveau => bindingsenergie vrijgesteld



2. TECHNISCHE PARAMETERS

2.1. BUISSTROOM (mA)

= stroom van elektronen die van filament naar anode lopen
Belangrijk voor stralingsdosis patiënt
Wijzigt spectrum niet, maar oppervlakte onder curve wel!
DUS hogere mA => maximale en gemiddelde energie van spectrum blijft hetzelfde, maar
wel meer dosis


2.2. HOOGSPANNINGSWAARDE ( kV)

Belangrijk voor versnelling van e- van kathode naar anode: hoe groter, hoe meer energie
(-) röntgenenergie (max en gem) stijgt evenredig met kV én totale oppervlakte onder curve
stijgt
(+) hoge kV dringt makkelijker in materiaal binnen

1

,2.3. ANODE MATERIAAL

Meestal wolfraam
Soms molubdeen of rhodium: voor laag-energetische toepassingen (vb. mammografie)


2.4. FILTERLAAG

Vaak aluminium of koper
Doel: houdt laagste energieën tegen (lage energie draagt bij tot huiddosis, maar geeft
geen beeld!)
Afbeelding: A = zonder filter, B = met filter




2.5. AFSTAND

Hoe dichter bij röntgenbuis, hoe meer dosis (kwadratisch verband!)


2.6. EXPOSIETIJD

Zo kort mogelijk (scherper beeld + lagere dosis)



 D  mA  s mAs-waarde = buisstroom  exposietijd

3. EIGENSCHAPPEN VAN X-STRALEN
Elektromagnetische stralen
Massaloos
Hoog-energetisch: ioniserend => zorgen voor excitaties en ionisaties in weefsels




2

, INTERACTIES VAN X-STRALEN
1. DRIE SOORTEN INTERACTIES

1.1. COMPTON SCATTERING

Belangrijkste effect in weefsels!
STAP 1 Röntgenenergie komt op weefsel en botst op e- buitenste energieniveaus
STAP 2 e- op buitenste niveau niet sterk gebonden => schiet weg => stralingsdosis + bio effecten
en overige energie vrijgesteld in alle richtingen (strooiingsenergie)

Kans op comptonverstrooiing = Z / E1/2
Z = atoomgetal van medium waar interactie in gebeurt
E = energie van röntgenstralen
Nadelen van strooistraling DUS strooistraling optimaliseren!

Beeldkwaliteit gaat achteruit (zie 5.) - Patiëntendosis aanpassen
- Bestraalde volume beperken via collimator
Bereikt personeel

1.2. FOTOELEKTRISCH ABSORPTIEPRINCIPE

STAP 1 Röntgenenergie wordt opgenomen door e- dicht tegen atoomkern
STAP 2 e- krijgt energie (röntgenstraling – bindingsenergie) en kan vrij in materie botsen
STAP 3 Vacature opgevuld door e- van naburige schil => karakteristieke röntgenstraal vrijgesteld (vaak volledig
geabsorbeerd) => geven dosis, maar bereiken detector niet!
5
Kans op fotoelektrische absorptie = Z / E3
Grote invloed! (>< compton)
Belang van lood (hoge Z) voor stralingsbescherming
Laagste energieën makkelijkst gestopt in materiaal
Belangrijk voor protectie tegen röntgenstralen: materiaal met hoge Z-waarde nodig (vb. lood)


1.3. DOOR WEEFSEL ZONDER INTERACTIE

Bereiken detector



2. DE ATTENUATIECOËFFICIËNT 

2.1. DEFINITIE

Geeft de waarschijnlijkheid van het attenueren van röntgenstraling uit een bepaalde bundelrichting
Röntgenstralingsbuis zendt bepaalde bundel met bepaalde intensiteit
Intensiteit wordt gedempt door dikte: hoe dikker, hoe meer attenuatie, hoe meer absorptie
Intensiteit die de detector bereikt, hangt af van : hoe groter, hoe meer weggefilterd in object/patiënt




3