A röntgnsugárzás trészt, frrása és bilógiai hatásai Rajzlják fl gy színs ldat lképzlt abszrpciós spktruát Kitkintés: γ-sugárzás Eddig: fény Kövtkzik: röntgnsugárzás fény röntgnsugárzás (rtg. cső) Ftnnrgia 1.5 V kv Priér hatás - grjsztés - inizáció Elnylődés diszkrét ftnnrgiáknál nrgia flytns valószínűség függvény Wilhl Knrad Röntgn (1845-19)
Fény X-rays Lgaritikus skála lkrágnss hullák 1 9 = 1nantr Röntgnsugárzás kltés röntgncsővl ftnnrgia=hf (V) X-rays 1 V 15kV Rtg.-cső Rtg. Sug. kltkzik, ha nagy sbsségű lktrnk nagy rndszáú anyagban lfékződnk. 1 p 1p Az anódban nagy a hőfjlődés η = P P sug l < 1 % Röntgncsövk - frgó anód - hűtés A röntgnsugárzás kltkzésénk chanizusai Eissziós spktruk növkvő gyrsító fszültség lltt Wlfra anód - Nagy fszültség (U) lltt a spktru vnalassá válik - Az össz-tljsítény rősn nő a fszültséggl - A spktru a rövid hulláhsszú ldaln élsn végződik, λ hat csökkn, ha U nő qu = 1 c v = hfh = h λ λ h c h = 1 q U h Határló hulláhssz λ hat
A röntgnsugárzás kltkzésénk chanizusai Kétfél chanizus 1.Fékzési röntgnsugárzás (Brhstrahlung) - indn (nagy) U-nál - spktrua flytns - tljs kisugárztt tljsítény: A röntgnsugárzás kltkzésénk chanizusai Kétfél chanizus. Karaktrisztikus röntgnsugárzás - csak lég nagy U fltt - spktrua vnalas, az anód anyagára jllző Cu-at λ h c h = 1 q U P rtg = knst U 1.1*1-9 V -1 I Anód anyaga 1.Inizáció. ürs állapt btöltés - zn alapul a röntgndiagnsztika A röntgnsugárzás kltkzésénk chanizusai Karaktrisztikus röntgnsugárzás alkalazásai 1. Kéiai analízis. Karaktrisztikus röntgnsugárzás Cu-anód - ign kis nnyiségből lzés - a inta az anód szrpébn hf K vnalak Alkalazásk: - Mlibdén anód vnalai lődiagnsztikában - vnalak ftnnrgiája alapján kéiai lzés L vnalak Kvalitatív analízis: Spktru vnalak nrgiái targt rndszáa Kriinlógia
. M anód karaktrisztikus röntgnsugárzása Magráfia ~17.5 kv nkratikus sugárzás Röntgndiagnsztikai alkalazásk (fékzési sugárzás) A diagnsztikai alkalazásk a rtg sugárzás szövti lnylődésén alapulnak μρx Érvénys az xpnnciális abszrpció-törvény J J = J = Abszrpciós gyüttható Töggyngítési gyüttható MINŐSÉGI JELLEMŐ Abszrbns anyaga Sugárzás ftnnrgiája diagnsztika trápia Röntgndiagnsztika alapjai Inizáló sugárzás: az lnylt ftn inizál Kétfél chanizus a ftnnrgiától függő súllyal. A rtg sugárzás lnylődés A ftffktus karaktrisztikus vnalai ftffktus Abszrpciós gyüttható Töggyngítési gyüttható J = J μ = μ ρ = J μ = τ + σ μρx Cptn szórás Ól abszrbns ftffktusra jllző abszrpciós spktrua: Az lnylés valószínűség gnő, ha a ftnnrgia gynlő gy alhéj inizációs nrgiájával K-él, L-héj vnalai τ rősn függ -től és a ftnnrgiától gy adtt (al-)héj inizációs nrgiája Karaktrisztikus nrgiák a rndszáal jlntősn nőnk ABSORPCIÓS FOLYAMAT μ függés a rndszától μ függés az E ftnnrgiától rugalas μ ~ μ ~ 1/E ~λ szórás ftffktus μ ~ μ ~1/E ~λ hf = A + 1 v + hf Cptnszórás közl függtln nyhén csökknő
A röntgnsugárzás alkalazásai Röntgndiagnsztika alapjai Rtg-diagnsztikai szpntk - kntrasztanyagk Lágy szövtk τ = knst λ J = J = J ( τ + σ ) ρ x τ = knst λ J = J = J ( τ + σ ) ρ x Röntgn-kép kntrasztja függ -sűrüségkülönbségktől - rndszá-különbségktől ff = n i= 1 w i i óltört közg ff ρ (g/c) lvgô 7, 1, 1 víz 7,7 1 lágy szövt 7,4 1 csntszövt 1,8 1,7- Rtg-kép kntrasztja függ a - Sűrüségkülönbségktől -> ngatív kntrasztanyagk - rndszá-különbségktől -> pzitív kntrasztanyagk Példa kntrasztanyag használatára Rtg-diagnsztikai szpntk lágy sugárzási kpnnsk kiszűrés Vastagbél flvétl ngatív és pzitív kntrasztanyag használatával Ablakzás Lágy kpnnsk τ λ Jól lnylődnk! Szűrők: rtg cső sugárzásából a hsszú λ kpnnsk kiszűrés! Al(1) τ A rtg-csőből széls hulláhssztartányú (ftnnrgia-tartányú) sugárzás lép ki
Rtg-diagnsztikai szpntk a sugártrhlés csökkntés, digitalizálás Rtg-diagnsztikai szpntk a digitalizálás jlntőség: DSA Rtg-kép rősítő -ptikai kép, d kicsinyíttt -sugártrhlés csökkn Lézr-szknnr C-kars készülék rtg.-kép rősítővl DSA: Digital Subtractin Angigraphy Mnt: 1. Hagyánys rtg flvétl -> digitalizálás, tárlás. Kntrasztanyag badása (btg n zdul). Másdik flvétl kntrasztanyaggal -> digitalizálás, tárlás 4. Pixlnként a két kép különbség -> gjlnítés Új luinszkáló anyagk fjlsztés Rtg-diagnsztikai szpntk az átvilágításban szuációs kép kltkzik Autó vztő szuációs röntgnkép J = lg J D Mgldás: gy tstszlt többirányú átvilágítása indn képl több kbinációban Röntgn- CT (gyakrlatn)
Röntgn-CT Röntgn-CT Hunsfild-skála - ablakzás Mérési adatgyűjtés: -jól dfiniált sk irány ntén, gy síkban G.H.Hunsfild A.M.Crack Nbl díj 1979 HU μ μ = μ víz víz 1 Nagy sugártrhlés ~ 5x hagyánys Töör csnt 5-1 Szivacss csnt 1-1 Máj 65 Iz 45 Vs Kagulált vér 8 Vér 55 Plaza 7 sírszövt -65 Tüdő -5, -8 -indn képl lgalább két függtln irány ntén -kiértéklés: száítással μ i képlnként tszti lszlásk vizualizálása Ablakzás: gy adtt tartány széthúzása a tljs szürk-skálán A röntgnsugárzás alkalazásai A röntgnkrisztallgráfia alapjai A röntgnsugárzás alkalazásai A röntgnkrisztallgráfia alapjai A bilógiai akrlkulák ati flbntású szrkzténk ghatárzása a röntgnsugárzás diffrakcióján alapul. A érést a akrlkulák gykristályain végzik. A diffrakció flhasználása: nkratikus nyalábk lőállítása spktrszkópiai célkra Bragg-gynltk Diffrakció és intrfrncia - az rősítés fltétl: d sinθ = nλ d λ d ~ ati kötéstávlságk d ~ 15 p λ röntgntartányú E ( kv ) = 1.4 λ ( n ) Lizzi nzi kristály diffrakciós kép
Fény rtg.sugárzás γ-sugárzás Lgaritikus skála 1 9 = 1nantr A gaa-sugárzás alkalazásai az abszrpció chanizusain alapulnak inizáló sugárzás Érvénys az xpnnciális abszrpció-törvény Rtg. sugárzás 1 V 15kV Rtg.-cső ftnnrgia=hf (V) J = J = J μ = τ + σ + κ μρx Haradik chanizus ha hf >,511 MV párképzés hf = 1 + 1 c + v pv p Pzitrn-lktrn annihiláció gaa ftn llntéts irányban,511 MV nrgiával gaa-sugárzásról rdt: agátalakulás, ftnnrgia ~ MV lnylési valószínűség: << rtg. sug. - 1 Mv körül iniua lht Vég 14..5 Köszönö a figylt γ - Diagnsztikai alkalazás alapja: Kis lnylési valószínűség Iztóps nyjlzés Röntgn diagnsztika : kisbb nrgiák nagybb lnylődés