ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΔΙΑΤΜΗΜΑΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΣΤΗΝ ΙΑΤΡΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΔΟΣΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΚΑΙ ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΠΟΥ ΤΗΝ ΕΠΗΡΕΑΖΟΥΝ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑ ΕΠΕΜΒΑΤΙΚΩΝ ΚΑΡΔΙΟΛΟΓΙΚΩΝ ΠΡΑΞΕΩΝ PATIENT RADIATION EXPOSURE AND INFLUENCING FACTORS AT INTERVENTIONAL CARDIOLOGY PROCEDURES ΑΝΔΡΕΟΥ ΚΑΤΕΡΙΝΑ ΕΠΙΒΛΕΨΗ: Ε. ΕΥΣΤΑΘΟΠΟΥΛΟΣ Πάτρα, Ιούνιος 2016

2 ΤΡΙΜΕΛΗΣ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ Ευστάθιος Ευσταθόπουλος, Αν. Καθηγητής Ιατρικής Σχολής Ε.Κ.Π.Α. (επιβλέπων) Γεώργιος Νικηφορίδης, Καθηγητής Ιατρικής Φυσικής, Πανεπιστήμιο Πατρών Γεώργιος Σακελλαρόπουλος, Αν. Καθηγητής Ιατρικής Φυσικής και Ιατρικής Πληροφορικής, Πανεπιστήμιο Πατρών Η παρούσα διπλωματική εργασία υποβλήθηκε προς μερική εκπλήρωση των απαιτήσεων απόκτησης του μεταπτυχιακού Ιατρικής Φυσικής του Τμήματος Ιατρικής Φυσικής της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών.

3 Θα ήθελα να ευχαριστήσω τον καθηγητή κ. Ευστάθιο Ευσταθόπουλο, ο οποίος ανέλαβε την επίβλεψη της παρούσης εργασίας και μου έδωσε την ευκαιρία να εκπονήσω μια ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα διπλωματική εργασία. Επίσης θέλω να ευχαριστήσω τον ακτινοφυσικό κ. Ιωάννη Πάντο, Υπεύθυνο Ακτινοπροστασίας στην Ευρωκλινική Αθηνών, για την πολύτιμη καθοδήγηση και βοήθεια για όσο διήρκησε η μελέτη. Τέλος, ένα μεγάλο ευχαριστώ στους γονείς μου, για το ζήν και εύ ζήν.

4 Περίληψη Με τον όρο ιοντίζουσες ακτινοβολίες εννοούμε οποιοδήποτε είδος ακτινοβολίας έχει τη δυνατότητα να αλληλεπιδράσει με την ύλη και να προκαλέσει ιονισμό σε αυτήν. Τέτοιες ακτινοβολίες βρίσκουν μεγάλο πεδίο εφαρμογής στην Ιατρική, τόσο για διαγνωστικές όσο και θεραπευτικές μεθόδους. Ωστόσο, οι ιοντίζουσες ακτινοβολίες αποτελούν κίνδυνο και είναι απαραίτητη η ελεγχόμενη εφαρμογή τους γι αυτό και τα τελευταία χρόνια έχει αυξηθεί ιδιαίτερα το ενδιαφέρον της επιστημονικής κοινότητας για τις δόσεις των εξεταζομένων με ιοντίζουσες ακτινοβολίες. Σκοπός της εργασίας είναι η διερεύνηση του Kerma Area Product (KAP) και ο υπολογισμός της ακτινικής επιβάρυνσης ασθενών κατά τη διενέργεια πράξεων επεμβατικής καρδιολογίας. Έπειτα η μελέτη της επίδρασης στο KAP, παραγόντων όπως η εμπειρία του καρδιολόγου, ο τύπος του ακτινοσκοπικού συστήματος, το βάρος και το φύλο του ασθενούς. Η μελέτη έγινε με βάση το αρχείο καταγραφής δόσεων του Αιμοδυναμικού και Ηλεκτροφυσιολογικού Εργαστηρίου της Ευρωκλινικής Αθηνών για πράξεις που διενεργήθηκαν κατά το διάστημα Τα δεδομένα που εξήχθησαν είναι: το είδος της επεμβατικής πράξης, ο τύπος του μηχανήματος, ο διενεργών καρδιολόγος, το φύλο, βάρος και ύψος του ασθενούς, το συνολικό KAP, και ο χρόνος ακτινοσκόπησης. Η ακτινική επιβάρυνση του ασθενούς υπολογίστηκε με τη χρήση δημοσιευμένων παραγόντων μετατροπής του KAP σε ενεργό δόση. Συνολικά μελετήθηκαν: 6960 αιμοδυναμικές πράξεις (στεφανιογραφίες, αγγειοπλαστικές) 949 ηλεκτροφυσιολογίες πράξεις (ηλεκτροφυσιολογικός έλεγχος, ablation) 908 εμφυτεύσεις συσκευών (βηματοδότη, απινιδωτή) Από τα αποτελέσματα της στατιστικής ανάλυσης διαπιστώθηκε ότι: Η ακτινική επιβάρυνση των ασθενών κατά τη διενέργεια αιμοδυναμικών και ηλεκτροφυσιολογικών πράξεων έχει μεγάλη διακύμανση. Η εμπειρία του καρδιολόγου έχει στατιστικά σημαντική επίπτωση στην δόση καθώς το KAP των πράξεων που διενεργήθηκαν από έμπειρους καρδιολόγους ήταν μικρότερο. Η αναβάθμιση από ένα ακτινοσκοπικό σύστημα με ενισχυτή εικόνας σε ένα σύγχρονο σύστημα με επίπεδο ανιχνευτή εικόνας οδήγησε σε μείωση των δόσεων. Ο δείκτης μάζας σώματος έχει σημαντική επίπτωση στην ακτινική επιβάρυνση. Η δόση που δέχονται οι γυναίκες είναι στατιστικά χαμηλότερη από τη δόση που δέχονται οι άνδρες. Οι μέσες τιμές της ενεργού δόσης που προέκυψαν είναι οι εξής: Στεφανιογραφία: 7.6mSv±6.0mSv Στεφανιογραφία + Αγγειοπλαστική: 22.4mSv±16.5mSv Στεφανιογραφία + IVUS/FFR: 10.7mSv±5.2mSv Στεφανιογραφία + Αορτογραφία: 14.1mSv±10.9mSv Στεφανιογραφία + Κοιλιογραφία: 10.8mSv±7.7mSv Αγγειοπλαστική: 21.5mSv±18.6mSv Ηλεκτροφυσιολογικός Έλεγχος: 2.0mSv±3.3mSv

5 Ablation: 13.3mSv±15.7mSv Εμφύτευση Βηματοδότη: 4.6mSv±9.8mSv Εμφύτευση Απινιδωτή: 11.1mSv±16.1mSv Στα πλαίσια της μελέτης έγινε ποιοτικός έλεγχος στο ακτινοσκοπικό σύστημα που διαθέτει το Αιμοδυναμικό Εργαστήριο της Ευρωκλινικής Αθηνών (Philips Alura FD10). Η εργασία αυτή έχει λάβει μέρος ως ηλεκτρονικά αναρτημένη ανακοίνωση στο 22 ο Διαπανεπιστημιακό Συνέδριο Ακτινολογίας στην Αθήνα (Νοέμβριος 2015), και πρόκειται να παρουσιαστεί στο 1 ο Ευρωπαϊκό Συνέδριο Ιατρικής Φυσικής το Σεπτέμβριο στην Αθήνα.

6 ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Α. ΕΠΕΜΒΑΤΙΚΗ ΑΚΤΙΝΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΚΑΡΔΙΟΛΟΓΙΑ Α - 1. Επεμβατική Ακτινολογία Ιστορική Αναδρομή..1-2 Α - 2. Επεμβατική Καρδιολογία..2-3 Β. ΑΚΤΙΝΕΣ Χ ΚΑΙ ΑΚΤΙΝΟΔΙΑΓΝΩΣΤΙΚΗ Β - 1. Ακτίνες Χ Β-1-1. Παραγωγή Ακτίνων Χ 4-6 Β-1-2. Απορρόφηση ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας από την ύλη...6 Β-1-3. Φωτοηλεκτρικό Φαινόμενο 7 Β-1-4. Φαινόμενο Compton...8 Β - 2. Παραγωγή ακτινολογικής εικόνας 8-9 Β 2-1. Ακτινογράφηση..9 Β 2-2. Ακτινοσκόπηση..9 Β 2-3. Σκιαγραφικά μέσα.10 Β 2-4. Ψηφιακή Ακτινοδιαγνωστική Β 2-5. Ψηφιακή Εικόνα Ψηφιακά Συστήματα Β - 3. Αιμοδυναμικό Εργαστήριο Β 3-1. Εισαγωγή...12 Β 3-2. Στεφανιογράφος Β 3-3. Ενισχυτής Εικόνας Β 3-4. Επίπεδος Ανιχνευτής Γ. ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΔΟΣΙΜΕΤΡΙΑΣ ΚΑΙ ΑΚΤΙΝΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ Γ - 1. Έννοιες και μεγέθη δοσιμετρίας Γ 1-1. Η ιοντίζουσα ακτινοβολία και οι επιδράσεις της Γ 1-2. Δόση ακτινοβολίας ή απορροφούμενη δόση.22 Γ 1-3. Έκθεση ακτινοβολίας Χ.22 Γ 1-4. Kerma.22 Γ 1-5. Ισοδύναμη δόση οργάνου ή ιστού..23 Γ 1-6. Ενεργός δόση Γ 1-7. Σχετική Βιολογική Δραστικότητα..24 Γ 1-8. Dose Area Product..24 Γ - 2. Όργανα Δοσιμετρίας Γ Τι είναι το δοσίμετρο...25 Γ 2-2. Χαρακτηριστικά και επιλογή δοσιμέτρου Γ 2-3. Μετρητής γινομένου βάσης εμβαδού (DAP meter) Γ 2-4. Δοσίμετρο TLD Γ 3. Ακτινοπροστασία Γ 3-1. Κανόνες και Αρχές Ακτινοπροστασίας Γ 3-2. Ακτινοπροστασία στον αγγειογράφο C-arm...28

7 Δ. ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΕΠΕΜΒΑΤΙΚΗΣ ΚΑΡΔΙΟΛΟΓΙΑΣ Δ - 1. Η λειτουργία της καρδιάς Δ - 2. Η ανατομία των στεφανιαίων αρτηριών Δ - 3. Στεφανιογραφία Δ 4. Αγγειοπλαστική Δ - 5. Αορτογραφία...35 Δ 6. Ηλεκτροφυσιολογικός Έλεγχος Δ 7. Ablation Δ 8. Βηματοδότης Δ 9. Απινιδωτής...38 Δ 10. IVUS/FFR ΕΙΔΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Ε. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ Ε 1. Υλικά Ε 2. Μεθοδολογία Ζ. ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Ζ 1. Χαρακτηριστικά των ασθενών για κάθε τεχνική...48 Ζ 2. Υπολογισμός μέσης τιμής της ενεργού δόσης για κάθε τεχνική Ζ 3. Μελέτη της Στεφανιογραφίας Ζ 4. Εξάρτηση δόσης από τον ιατρό Ζ 4 1. Σύγκριση ιατρών για ΣΤΕΦ..52 Ζ 4 2. Σύγκριση έμπειρων ιατρών με τους νέους Ζ 4 3. Σύγκριση ιατρών για ΣΤΕΦ+PTCA Z 5. Ετήσια Κατανομή δόσης ανά ιατρό για ΣΤΕΦ Ζ 5 1. Ιατρός Α Ζ 5 2. Ιατρός Β Ζ 5 3. Ιατρός Γ Ζ 5 4. Ιατρός Δ Ζ 6. Εξάρτηση δόσης από το ακτινοσκοπικό σύστημα Z 7. Εξάρτηση δόσης από το Δείκτη Μάζας Σώματος (BMI) Ζ 8. Εξάρτηση δόσης από το φύλο Z 9. Στατιστική ανάλυση Ζ 9 1. Σύγκριση ιατρών για ΣΤΕΦ Ζ 9 2. Σύγκριση ιατρών για ΣΤΕΦ+PTCA Ζ 9 3. Σύγκριση ακτινοσκοπικών συστημάτων Ζ 9 4. Σύγκριση BMI Ζ 9 5. Σύγκριση για το φύλο. 67

8 Η. ΠΟΙΟΤΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΣΤΕΦΑΝΙΟΓΡΑΦΟΥ Η 1. Εισαγωγή.68 Η 2. Πρωτόκολλο Ποιοτικού Ελέγχου Η 3. Ποιοτικός Έλεγχος στο Ακτινολογικό Εργαστήριο Ευρωκλινικής Αθηνών Η 3 1. Χωρική Διακριτική Ικανότητα υψηλής αντίθεσης Η 3 2. Χωρική Διακριτική Ικανότητα χαμηλής αντίθεση.72 Η 3 3. Μέγιστος Ρυθμός Δόσης εισόδου στον ασθενή κατά την ακτινοσκόπηση Η Ρυθμός δόσης στον επίπεδο ανιχνευτή Θ. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Βιβλιογραφία.76-77

9 ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ

10 Α. ΕΠΕΜΒΑΤΙΚΗ ΑΚΤΙΝΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΚΑΡΔΙΟΛΟΓΙΑ Α - 1. Επεμβατική ακτινολογία - Ιστορική αναδρομή Την τελευταία εικοσαετία, η επεμβατική ακτινολογία παρουσιάζει διαρκή εξέλιξη και αποτελεί μια πολύτιμη εναλλακτική επιλογή στο ανοιχτό χειρουργείο. Ο δρόμος για τις πρώτες προσπάθειες διαδερμικής θεραπείας στο αγγειακό σύστημα ξεκίνησε το 1953 με την ιδέα του Seldinger, όταν κατασκεύασε την ομώνυμη βελόνη παρακέντησης των αγγείων. Η δεκαετία του υπήρξε μια περίοδος πειραματικής εφαρμογής και αναζήτησης νέων τεχνολογιών που προετοίμασαν τη συγκρότηση της επεμβατικής ακτινολογίας. Ο A. Gruentzig το 1974 κατασκεύασε τον διαστολικό καθετήρα με μπαλονάκι που άνοιξε το δρόμο της διαδερμικής αγγειοπλαστικής. Η δεκαετία του είναι η περίοδος που καθιέρωσε τις επεμβατικές τεχνικές. Οι επεμβάσεις γίνονται στο ακτινολογικό εργαστήριο με μεγαλύτερη έμφαση στις επεμβάσεις αγγείων που γίνονται στον αγγειογράφο. Δημιουργούνται ψηφιακοί αγγειογράφοι, καθετήρες, οδηγά σύρματα, νέα εμβολικά υλικά, νέα σκιαγραφικά μέσα, θρομβολυτικά φάρμακα, μπαλόνια αγγειοπλαστικής και μεταλλικές ενδοπροθέσεις, βελόνες βιοψίας και καθετήρες κοιλοτήτων. Λίγο αργότερα, τη δεκαετία σε κάθε ολοκληρωμένο νοσοκομείο λειτουργεί πλέον και επεμβατικό τμήμα. Η επεμβατική ακτινολογία είναι υποειδικότητα της διαγνωστικής ακτινολογίας. Περιλαμβάνει διαγνωστικές και θεραπευτικές εφαρμογές οι οποίες συνήθως πραγματοποιούνται μετά από διαδερμική παρακέντηση. Η εμφάνιση νέων μηχανημάτων υπερήχων, αξονικού τομογράφου, ψηφιακών αγγειογράφων, η χρήση του ανοικτού μαγνητικού τομογράφου αλλά και η παραγωγή νέων σκιαγραφικών μέσων, βοήθησαν στην ανάπτυξη και την διάδοση της επεμβατική ακτινολογίας. Η επεμβατική ακτινολογία περιλαμβάνει: την αγγειογραφία, τις διαδερμικές βιοψίες και επεμβάσεις τις παροχετεύσεις διαφόρων παθολογικών κοιλοτήτων τις αγγειοπλαστικές τις θρομβολυτικές επεμβάσεις και τους εμβολισμούς ανευρυσμάτων αγγειακών δυσπλασιών και κακοήθων όγκων Αυτές οι μέθοδοι χρησιμοποιούνται διαδερμικά και αντιμετωπίζονται επεμβατικά, αποφεύγοντας τη γενική αναισθησία και το χειρουργείο. Αυτό είναι μια πολύ σημαντική εναλλακτική επιλογή για τους ασθενείς υψηλού κινδύνου των οποίων η κατάσταση τους δεν επιτρέπει χειρουργική επέμβαση. Οι επεμβατικές πράξεις επιτρέπουν την μικρότερη παραμονή στο νοσοκομείο και συνήθως δεν απαιτούν γενική αναισθησία, ενώ ο κίνδυνος επιπλοκών, ο πόνος και ο χρόνος ανάρρωσης είναι μειωμένοι σε σύγκριση με τη συμβατική χειρουργική. 1

11 Οι καρδιαγγειακές επεμβατικές εξετάσεις είναι οι πρώτες εφαρμογές της επεμβατικής ακτινολογίας. Η αγγειογραφία είναι βασικό κομμάτι της επεμβατικής ακτινολογίας και σκοπό έχει να απεικονίσει και να καταδείξει την ανατομική κατανομή και τη βατότητα των αγγείων στην περιοχή που μας ενδιαφέρει. Σήμερα γίνονται αγγειογραφίες για την απεικόνιση της καρδιάς και των στεφανιαίων αγγείων, των μεγάλων αγγείων του σώματος και των περιφερειακών αγγείων. Αγγειογραφίες γίνονται επίσης για την απεικόνιση των ενδοκρανιακών αγγείων για την εκτίμηση αγγειακών δυσπλασιών, ανευρυσμάτων, αρτηριοφλεβικών επικοινωνιών και τραυματικών βλαβών. Η αγγειοπλαστική, άλλο ένα μεγάλο κεφάλαιο της επεμβατικής ακτινολογίας, χρησιμοποιείται για την διάνοιξη στενομένων αγγείων με τη βοήθεια ειδικών αναστολέων των γνωστών μπαλονιών. Εφαρμόζεται στα στεφανιαία αγγεία, στις νεφρικές αρτηρίες, στις καρωτίδες και στα λαγονομηριαία αγγεία. Ο καθετηριασμός των αγγείων γίνεται με ειδικούς καθετήρες και διαμέσω αυτών γίνεται η τοποθέτηση διάφορων μεταλλικών ενδοπροθέσεων (stents) που σκοπό έχουν τη διάνοιξη και την αποφυγή της επαναστένωσης ή της απόφραξης των αγγείων που μπορεί να συμβεί μετά την αγγειοπλαστική. Η βελτίωση των απεικονιστικών συστημάτων και μεθόδων και η δημιουργία ενδοαγγειακών καθετήρων μικρής διαμέτρου, βοήθησαν στην πραγματοποίηση περισσότερων και λεπτότερων επεμβατικών διαδερμικών επεμβάσεων. Η επεμβατική ακτινολογία είναι μια ειδικότητα με πολλές προοπτικές και προκλήσεις, και χρειάζεται συνεχή ενημέρωση και συμμετοχή στην έρευνα. Α - 2. Επεμβατική Καρδιολογία Η επεμβατική καρδιολογία είναι υποειδικότητα της καρδιολογίας και η ανάπτυξη και η διάδοση της είναι μια πραγματική επανάσταση στο χώρο της επεμβατικής ακτινολογίας. Με τον όρο επεμβατική καρδιολογία εννοούμε την αιματηρή προσπέλαση του ασθενούς μέσω καθετηριασμού ενός από τα μεγάλα αγγεία που οδηγούν στην καρδιά. Σκοπό έχει τη διάγνωση ή και την θεραπεία καρδιακής νόσου. Η πρώτη αγγειοπλαστική στη καρδιά έγινε το 1977 από τον A. Gruentzig. Ενώ αρχικά θεωρείτο μια διαδικασία με απρόβλεπτα αποτελέσματα και μεγάλη πιθανότητα αποτυχίας, στη πορεία εξελίχθηκε σε μια διαδικασία ρουτίνας με μεγάλα ποσοστά επιτυχίας. Τα πλεονεκτήματα των επεμβατικών τεχνικών βοήθησαν στο να αναπτυχθούν οι τεχνικές αυτές που διέπουν την επεμβατική καρδιολογία καθώς η ποιότητα ζωής βελτιώνεται και τα περιστατικά θνησιμότητας μειώνονται. Η επεμβατική καρδιολογία θεραπεύει πάνω από ένα εκατομμύριο ασθενείς τον χρόνο στον κόσμο. Η καρδιά ήταν πάντα από τα πιο μυστηριώδη και δύσκολα όργανα για να μελετηθεί. Κάποιες παρατηρήσεις στην επεμβατική καρδιολογία έγιναν μετά από προσεκτική και οργανωμένη έρευνα, όπως οι παρατηρήσεις του Nathan Hales, και κάποιες παρατηρήσεις έγιναν τυχαία όπως αυτές του Mason Stones. Η πιο σημαντική τυχαία ανακάλυψη ήταν αυτή που έγινε από τον Mason Stones, ένα ακτινολόγο, ο οποίος πραγματοποίησε την πρώτη στεφανιογραφία, ενώ εκτελούσε μια απεικόνιση αορτής σε έναν ασθενή με εκ γενετής προβλήματα καρδιάς. 2

12 Άλλη μια σημαντική ανακάλυψη για την καρδιά είναι αυτή του χειρούργου Werner Forsmann, που έγινε το Ο Forsmann τοποθέτησε καθετήρα στην καρδιά, δια μέσω της βραχιόνιας φλέβας στον δεξιό κόλπο της καρδιάς του. Έκανε τα πειράματα στον εαυτό του και σε μια νοσοκόμα. Οι παρατηρήσεις του Forsmann ήταν το έναυσμα για τον Andre Cournand και τον Dickinson Richards οι οποίοι συνέχισαν την έρευνα. Οι τρεις τους πήραν το βραβείο Νόμπελ το Τη δεκαετία του 1960, τα περισσότερα εργαστήρια καρδιακού καθετηριασμού επικεντρώθηκαν σε καρδιακές νόσους που οφείλονται σε εκ γενετής ή επίκτητες παθήσεις της καρδιάς. Σε αυτό το διάστημα η στεφανιογραφία ωρίμασε και αναπτύχθηκε. Η περίοδος αυτή περιλαμβάνει βελτιωμένη ανάλυση του ακτινολογικού εξοπλισμού και μεγαλύτερους μετασχηματιστές. Λίγο αργότερα η ψηφιοποίηση των εικόνων, η ανάπτυξη των ακτινοσκιαστικών ουσιών, καθώς επίσης και η βελτίωση στις πλατφόρμες απεικόνισης για τους ασθενείς, μεσολάβησαν ώστε να αναπτυχθεί ο κλάδος της επεμβατικής καρδιολογίας. Αρχικά τα ακτινοσκοπικά τραπέζια ήταν επίπεδα και χρησιμοποιούνταν μαξιλάρια για τη σωστή θέση των ασθενών προκειμένου να ληφθούν οι κατάλληλες προβολές. Σήμερα ο πολλαπλών κατευθύνσεων αγγειογράφος C-arm επιτρέπει να πραγματοποιούνται εύκολα οι αξονικές προβολές των στεφανιαίων αρτηριών. Η σημαντικότερη συμβολή της επεμβατικής καρδιολογίας είναι ότι επέτρεψε στην επιστημονική κοινότητα να μπει μέσα στο αγγείο και να έρθει σε επαφή με καταστάσεις και προβλήματα που αφορούν την καρδιά. Σημαντικός σταθμός θεωρείται και η ανάπτυξη και η εξέλιξη των stent, τα οποία τοποθετούνται στο σημείο του διανοιγμένου αγγείου προκειμένου να αποφευχθεί η επαναστένωση. Η μεγαλύτερη πρόκληση που έχει να αντιμετωπίσει η επεμβατική καρδιολογία είναι η επαναστένωση αγγείων τα οποία έχουν ήδη υποβληθεί σε διαστολή επιτυχώς. Η επεμβατική καρδιολογία την τελευταία δεκαετία γνώρισε εκρηκτική εξέλιξη και βελτίωσε την πρόγνωση αλλά και τη ποιότητα ζωής των καρδιοπαθών. Βέβαια οι προκλήσεις και τα προς επίλυση προβλήματα είναι ακόμα αρκετά, αλλά ο κλάδος έχει αποδείξει πως δεν επαναπαύεται. 3

13 Β. ΑΚΤΙΝΕΣ Χ ΚΑΙ ΑΚΤΙΝΟΔΙΑΓΝΩΣΤΙΚΗ Β - 1. Ακτίνες Χ Β 1-1. Παραγωγή ακτίνων Χ Οι ακτίνες Roengten ή ακτίνες Χ είναι ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία η οποία έχει μικρό μήκος κύματος και, επομένως, μεγάλη διεισδυτικότητα διαμέσου των διαφόρων υλικών και ιστών. Το χαρακτηριστικό αυτό τις κάνει χρήσιμες στην απεικόνιση των διαφόρων οργάνων του σώματος στα ακτινογραφήματα. Ιστορικά, ανακαλύφθηκαν το 1985 από τον Γερμανό φυσικό Roengten και επειδή δεν ήταν σε θέση να καθορίσει τη φύση τους, τις ονόμασε ακτίνες Χ, δηλαδή άγνωστες. Η ακτινοβολία Χ παράγεται από τη λυχνία παραγωγής ακτίνων Χ η οποία είναι ένας αερόκενος σωλήνας με δύο ηλεκτρόδια: την κάθοδο και την άνοδο. Στην λυχνία κενού, από τη θέρμανση ενός ειδικού νήματος στη κάθοδο (συνήθως βολφράμιο) δημιουργείται νέφος ηλεκτρονίων. Αν εφαρμοσθεί μια μεγάλη διαφορά δυναμικού της τάξης των kilo voltage, μεταξύ των δύο πόλων, τότε τα ηλεκτρόνια αποκτούν πολύ μεγάλη κινητική ενέργεια και κινούνται προς την άνοδο. Τα ηλεκτρόνια κινούνται με πολύ μεγάλη ταχύτητα στην άνοδο και σταματούν απότομα, με αποτέλεσμα η κινητική τους ενέργεια να μετατρέπεται σε θερμότητα σε ποσοστό 99% και σε ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία 1%. Η ακτινοβολία αυτή είναι οι ακτίνες Χ. Η κάθοδος είναι έτσι κατασκευασμένη ώστε να εστιάζει τη δέσμη ηλεκτρονίων που προσκρούουν στην άνοδο. Η άνοδος είναι κατασκευασμένη από δύστηκτο μέταλλο, συνήθως βολφράμιο και είναι περιστρεφόμενη για να μην υπερθερμαίνεται. Σχήμα Β1: Λυχνία παραγωγής ακτίνων Χ (Σημειώσεις Ακτινοδιαγνωστικής, Ι. Κανδαράκης) 4

14 Κάθε ηλεκτρόνιο της δέσμης είναι δυνατόν να αλληλεπιδράσει με τα άτομα του υλικού με δύο τρόπους : Ο ένας τρόπος παράγει την γνωστή ακτινοβολία πέδησης, (Bremsstrahlung) όταν δηλαδή ηλεκτρόνια από την προσπίπτουσα δέσμη στο στόχο, αλληλεπιδρούν με το ισχυρό πεδίο του πυρήνα του υλικού, ελαττώνουν την ταχύτητα τους απότομα και μέρος της κινητικής τους ενέργειας εκπέμπεται ως ακτινοβολία-χ. Σε αυτή την περίπτωση τα εκπεμπόμενα φωτόνια έχουν ένα συνεχές φάσμα ενεργειών, που κυμαίνεται από 0 μέχρι και τη μέγιστη κινητική ενέργεια που είχε το ηλεκτρόνιο που προσέκρουσε στο στόχο. Ο άλλος τρόπος αφορά στη χαρακτηριστική εκπομπή ακτινοβολίας Χ. Όταν δηλαδή το ηλεκτρόνιο που προσκρούει στο στόχο αλληλεπιδρά με ηλεκτρόνια της εσωτερικής στοιβάδας του ατόμου προκαλώντας ιονισμό. Η κενή θέση που δημιουργείται λόγω του ιονισμού καλύπτεται από ηλεκτρόνια υψηλότερων στοιβάδων, πράγμα που προκαλεί εκπομπή της χαρακτηριστικής ακτινοβολίας Χ του υλικού. Οι ενέργειες των φωτονίων που παράγονται με αυτό τον τρόπο είναι ίσες με τη διαφορά των ενεργειών των στοιβάδων μετάβασης. Άρα το φάσμα τους είναι γραμμικό. Έτσι το πλήρες φάσμα των ακτινών Χ, αποτελείται από το συνεχές φάσμα με τις χαρακτηριστικές κορυφές. Οι ενέργειες των κορυφών αυτών είναι χαρακτηριστικές του υλικού ανόδου και είναι ανεξάρτητες της εφαρμοζόμενης τάσης. Σχήμα Β2: Φάσμα ακτίνων Χ. I: Ένταση ακτινοβολίας, Ε: Ενέργεια (kev), 1: τμήμα ακτινοβολίας που απορροφάται (φιλτράρεται), 2: γραμμικό φάσμα, 3: συνεχές φάσμα, 4: μέγιστη ενέργεια Εmax (Σημειώσεις Ακτινοδιαγνωστικής, Ι. Κανδαράκης) Σε μια δέσμη ακτινοβολίας Χ μπορούν να αποδοθούν δύο ιδιότητες: η ποιότητα και η ποσότητα. Σαν ποιότητα ορίζεται η διεισδυτική ικανότητα της δέσμης μέσα στην ύλη. Παράγοντες που την επηρεάζουν είναι η διαφορά δυναμικού μεταξύ ανόδου και καθόδου της λυχνίας, το φίλτρο που παρεμβάλλεται στη δέσμη και η κυματομορφή της υψηλής τάσης. Η μέγιστη τάση καθορίζει τη μέγιστη ενέργεια των παραγόμενων φωτονίων. Καθώς αυξάνεται η υψηλή τάση, η κορυφή του φάσματος μετακινείται προς μεγαλύτερες ενέργειες. Η παρεμβολή φίλτρου στη δέσμη ακτινοβολίας Χ, ελαττώνει την ένταση της δέσμης αφού απορροφά έναν αριθμό φωτονίων της, ωστόσο αυξάνει τη διεισδυτική ικανότητα της δέσμης, διότι το φάσμα της δέσμης μετά την έξοδο της από το φίλτρο περιέχει μικρότερο ποσοστό φωτονίων μικρής 5

15 ενέργειας και μικρής διεισδυτικής ικανότητας. Η χρήση φίλτρου γίνεται για να αποκοπούν από τη δέσμη φωτόνια χαμηλών ενεργειών τα οποία δεν είναι χρήσιμα στην Ακτινοδιάγνωση γιατί απορροφούνται από τον ασθενή χωρίς να συνεισφέρουν στο διαγνωστικό αποτέλεσμα. Όσο μεγαλύτερου πάχους φίλτρο χρησιμοποιείται, τόσο περισσότερο διεισδυτική γίνεται η δέσμη. Η ποσότητα της δέσμης καθορίζει το πλήθος των φωτονίων που θα φτάσουν στον ανιχνευτή άρα και την αμαύρωση της εικόνας. Εξαρτάται από το ρεύμα (ma) της λυχνίας, που καθορίζει τον αριθμό των επιταχυνόμενων ηλεκτρονίων. Όσο αυξάνεται το ρεύμα, τόσο μεγαλώνει και ο αριθμός των φωτονίων που παράγονται. Η ένταση της δέσμης εξαρτάται και από το υλικό της ανόδου, αφού το χαρακτηριστικό φάσμα των ακτίνων Χ εξαρτάται από το υλικό της ανόδου. Επίσης η ποσότητα της δέσμης εξαρτάται από τη διαφορά δυναμικού που εφαρμόζεται μεταξύ ανόδου και καθόδου. Β 1-2. Απορρόφηση ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας από την ύλη Όταν μια δέσμη ακτίνων Χ προσπίπτει σε κάποιο υλικό, η ένταση της δέσμης εξασθενεί. Αυτό συμβαίνει γιατί ένας αριθμός φωτονίων της δέσμης απορροφάται από το ακτινοβολούμενο υλικό, ένας αριθμός φωτονίων αποκλίνει της αρχικής πορείας με απώλεια ή όχι ενέργειας, και υπάρχει και ένας αριθμός φωτονίων που δεν υφίσταται καμία μεταβολή συνεχίζοντας την αρχική κίνηση. Η αλληλεπρίδραση των φωτονίων με τα άτομα της ύλης γίνεται μέσω του φωτοηλεκτρικού φαινομένου, της σκέδασης Compton και της δίδυμης γένεσης. Σε αυτά τα φαινόμενα οφείλεται η εξασθένιση της ακτινοβολίας Χ και η απορρόφηση μέρους της ενέργειας της από το ακτινοβολούμενο υλικό. Η εξασθένιση μιας δέσμης ακτινοβολίας Χ δίνεται από τη σχέση: Όπου, Ix=Iο.e μx Iο: η αρχική ένταση της δέσμης Ix: η ένταση της δέσμης μετά την αλληλεπίδραση της με το υλικό e: η βάση των φυσικών λογάριθμων x: το πάχος του υλικού μ: ο συντελεστής εξασθένησης της δέσμης κατά την αλληλεπίδραση της με το υλικό, που εξαρτάται από την ενέργεια των φωτονίων της δέσμης και τη φύση του υλικού Στην ακτινοδιάγνωση, οι κύριες αλληλεπιδράσεις φωτονίων με το ανθρώπινο σώμα είναι το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο και το φαινόμενο Compton. 6

16 Β 1-3. Φωτοηλεκτρικό Φαινόμενο Είναι το φαινόμενο της αλληλεπίδρασης φωτονίου με συνδεδεμένο ατομικό ηλεκτρόνιο, κατά το οποίο το φωτόνιο εξαφανίζεται λόγω φωτοηλεκτρικής απορρόφησης. Όλη η ενέργεια του φωτονίου μεταφέρεται στο ηλεκτρόνιο. (E=h.v). Από την αλληλεπίδραση παράγεται ένα φωτοηλεκτρόνιο με κινητική ενέργεια ΚΕ = hν - EB, όπου EB η ενέργεια σύνδεσης. Ένα μέρος της ενέργειας αυτής καταναλώνεται για την εκδίωξη του ηλεκτρονίου από τη στοιβάδα περιστροφής του ενώ το υπόλοιπο αυξάνει την κινητική ενέργεια του φωτονίου. Η κενή θέση που δημιουργείται στην ηλεκτρονική στοιβάδα, μετά την εκδίωξη του ηλεκτρονίου, καλύπτεται με μεταπήδηση ηλεκτρονίου άλλης εξώτερης στοιβάδας ενώ παράλληλα εκπέμπεται χαρακτηριστική ακτινοβολία Χ. Σχήμα Β3: Σχηματική παράσταση του φωτοηλεκτρικού φαινομένου (Σημειώσεις Ακτινοθεραπείας, Θεοδώρου Κ.) Ο μαζικός συντελεστής εξασθένισης λόγω φωτοηλεκτρικού φαινομένου εξαρτάται από την ενέργεια του προσπίπτοντος φωτονίου και τον ατομικό αριθμό του υλικού. 7

17 Β 1-4. Φαινόμενο Compton (μη ελαστική σκέδαση) Σκέδαση του φωτονίου είναι η απόκλιση από την αρχική του πορεία. Όταν αυτή γίνεται χωρίς απώλεια ενέργειας ονομάζεται ελαστική σκέδαση ή σκέδαση Rayleigh. Όταν η σκέδαση γίνεται με απώλεια ενέργειας τότε έχουμε το φαινόμενο Compton ή μη ελαστική σκέδαση. Κατά το φαινόμενο Compton γίνεται αλληλεπίδραση του φωτονίου με ελεύθερο ηλεκτρόνιο ( χαλαρά συνδεδεμένο στο άτομο του υλικού και συνήθως βρίσκεται στην εξώτατη στοιβάδα). Σχήμα Β4: Σχηματική παράσταση του φαινομένου Compton (Σημειώσεις Ακτινοθεραπείας, Θεοδώρου Κ.) Μέρος της ενέργειας του φωτονίου δίνεται στο ηλεκτρόνιο για να απομακρυνθεί από το άτομο με κάποια κινητική ενέργεια. Το αρχικό φωτόνιο με μειωμένη ενέργεια συνεχίζει την κίνηση του σε άλλη διεύθυνση. Αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης αυτής είναι η εξασθένιση της δέσμης και απορρόφηση κινητικής ενέργειας των φωτονίων από το υλικό. Ο μαζικός συντελεστής εξασθένισης εδώ είναι ανεξάρτητος του ατομικού αριθμού του υλικού. Β-2. Παραγωγή ακτινολογικής εικόνας Η παραγωγή της εικόνας με τη βοήθεια των ακτίνων Χ οφείλεται στην απορρόφηση τους από τα διάφορα όργανα και τους ιστούς του σώματος από τα οποία διέρχονται. Όταν μια δέσμη ακτίνων Χ πέσει πάνω στο σώμα του ασθενούς, μέρος της προσπίπτουσας ακτινοβολίας απορροφάται ολοκληρωτικά αφήνοντας την ενέργεια της μέσα στο σώμα (φωτοηλεκτρικό φαινόμενο), και συμβάλλει έτσι στην αύξηση της απορροφούμενης δόσης από τον ασθενή. Ένα άλλο μέρος της ακτινοβολίας αλληλεπιδρά με το σώμα με αποτέλεσμα τη σκέδαση της ακτινοβολίας σε διαφορετικές γωνίες από την αρχική του διεύθυνση (φαινόμενο Compton), και όσα από τα φωτόνια αυτά εξέρχονται του ανθρώπινου σώματος, καταγράφονται στον ανιχνευτή με αποτέλεσμα την υποβάθμιση της εικόνας (θόρυβος). Τέλος, όσα φωτόνια διαπεράσουν το ανθρώπινο σώμα χωρίς οποιαδήποτε αλληλεπίδραση με το σώμα του 8

18 ασθενούς προκαλούν την πραγματική απεικόνιση του σώματος. Ο αριθμός των φωτονίων που προσπίπτει στο ανιχνευτικό μέσο προκαλεί και την αμαύρωση στην τελική εικόνα. Η εξασθένιση της δέσμης εξαρτάται από την ενέργεια των προσπιπτόντων φωτονίων και από την πυκνότητα, τη σύσταση και τις διαστάσεις των ανατομικών σχηματισμών από τις οποίες διέρχεται η δέσμη. Οι ιστοί και τα όργανα που δεν απορροφούν μεγάλη ποσότητα ακτινοβολίας (αέρας) χαρακτηρίζονται ακτινοδιαφανή, ενώ εκείνα τα οποία απορροφούν μεγάλη ποσότητα ακτινοβολίας (οστά), χαρακτηρίζονται ακτινοσκιερά. Η διαφορετική απορρόφηση των ακτίνων-χ εκφράζεται στο ανιχνευτικό μέσο με διαφορετικούς τόνους του γκρι, από το μαύρο του αέρα των πνευμόνων μέχρι το άσπρο των οστών. Από τους ιστούς του σώματος, ο αέρας, το λίπος, το νερό και τα οστά είναι αυτοί που διαμορφώνουν τις βασικές σκιάσεις για τη δημιουργία της εικόνας στο ακτινογράφημα. Οι διαφορές της έντασης των ακτίνων Χ μετατρέπονται σε μεταβολές οπτικής πυκνότητας πάνω σε ακτινογραφικό φιλμ όπου έχουμε την ακτινογράφηση, ή σε φθορίζον πέτασμα όπου έχουμε την ακτινοσκόπηση. Β 2-1. Ακτινογράφηση Η πλέον δημοφιλής και γνωστή έκφραση απεικόνισης των διαφόρων οργάνων και ιστών του σώματος είναι το απλό ακτινογράφημα. Οι απλές ακτινογραφίες αποτέλεσαν τη πρώτη απεικονιστική εφαρμογή ιστορικά και σήμερα έχουν πολύ σημαντικό ρόλο στην λήψη διαγνωστικών πληροφοριών. Κατά την ακτινογραφική λήψη επιδιώκεται η αποτύπωση μιας στατικής εικόνας των οργάνων του σώματος πάνω σε φιλμ. Τα στάδια της διαδικασίας είναι: παραγωγή ακτίνων Χ από τη λυχνία, αλληλεπίδραση της εξερχόμενης δέσμης των ακτίνων Χ με το φιλμ, και τέλος εμφάνιση και στερέωση του φιλμ. Η τελική εικόνα είναι μια δισδιάστατη προβολή των οργάνων του σώματος και επιθυμητό είναι να έχει τη καλύτερη δυνατή διακριτική ικανότητα και ευκρίνεια με την μικρότερη δυνατή δόση ακτινοβολίας. Η απεικόνιση σε δύο διαστάσεις μπορεί να δημιουργήσει διαγνωστικό πρόβλημα και γι αυτόν τον λόγο, όπου χρειάζεται λαμβάνονται περισσότερες προβολές. Το απλό ακτινογράφημα έχει πεπερασμένες δυνατότητες σε ευαισθησία και σε διακριτική ικανότητα και αυτό είναι το μεγάλο μειονέκτημα του. Β 2-2. Ακτινοσκόπηση Η ακτινοσκόπηση αποτελεί μια μορφή συνεχούς απεικόνισης. Συγκεκριμένα είναι η παρουσίαση μιας συνεχούς εικόνας κατά την οποία η δέσμη ακτίνων Χ κατευθύνεται δια μέσου του ασθενή σε ένα φθορίζον πέτασμα ευαίσθητο στην ακτινοβολία Χ. Η εικόνα διατηρείται όσο χρόνο λειτουργεί η λυχνία των ακτίνων Χ και ο γιατρός μπορεί να παρακολουθήσει την κίνηση των οργάνων ή και τη λειτουργία τους. Η λήψη της εικόνας παλαιότερα γινόταν με ενισχυτή εικόνας, πράγμα που σήμερα, σταδιακά αντικαθίσταται με την ενσωμάτωση επίπεδων ανιχνευτών (flat panel). 9

19 Β 2-3. Σκιαγραφικά μέσα Σκιαγραφικό μέσο ονομάζεται οποιαδήποτε ουσία τροποποιεί τις απεικονιστικές ιδιότητες του ιστού ή και του χώρου στον οποίο βρίσκεται, ανάλογα με την απεικονιστική μέθοδο που χρησιμοποιείται. Θετικά σκιαγραφικά μέσα είναι αυτά που ενισχύουν το σήμα και αρνητικά αυτά που το εξασθενούν. (εισαγωγή βασικές αρχές απεικονιστικών μεθόδων) Όταν η ακτινοβολία Χ προσπίπτει στο ανθρώπινο σώμα υφίσταται διαφορετικού βαθμού εξασθένιση, λόγω διαφορετικής σύστασης των ιστών που διαπερνά. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ιστοί ή όργανα με παρόμοια σύσταση να απεικονίζονται με παρόμοια αμαύρωση ή φωτεινότητα στο φωτογραφικό φιλμ ή στην οθόνη της τηλεόρασης. Διαγνωστικοί λόγοι επιβάλλουν πολλές φορές την αύξηση της αντίθεσης των διαφόρων ιστών και δομών για να είναι εφικτή η διάκριση τους στην ακτινολογική εικόνα. Αυτό επιτυγχάνεται με την χορήγηση των σκιαγραφικών ουσιών που ονομάζονται και ακτινοσκιαστικές ουσίες ή σκιαστικά. Στην αγγειογραφία, οι σκιαστικές ουσίες που χρησιμοποιούνται είναι οργανικές ιωδιούχες ουσίες και χορηγούνται συνήθως ενδαρτηριακώς, μετά από καθετηριασμό της μηριαίας αρτηρίας με την τεχνική Seldinger. Η ποιότητα της εικόνας δεν παρουσιάζει μεγάλη διαφορά μεταξύ σκιαστικών ουσιών με παρόμοια συγκέντρωση ιωδίου. Η ενδοφλέβια χορήγηση ιωδιούχων σκιαγραφικών μπορεί να προκαλέσει ήπιες, ή πολύ σπάνια, βαριές αλλεργικές αντιδράσεις. Β 2-4. Ψηφιακή ακτινοδιαγνωστική Η ψηφιακή ακτινοδιαγνωστική είναι ένας σχετικά καινούριος τομέας των ιατρικών απεικονίσεων και περιλαμβάνει κάθε μέθοδο απεικόνισης που γίνεται με ακτίνες Χ, όπου για το σχηματισμό της τελικής εικόνας, κάνει χρήση ψηφιακής τεχνολογίας. Η βασική διαφορά με την κλασσική ακτινοδιαγνωστική είναι η εισαγωγή του ηλεκτρονικού υπολογιστή ο οποίος έχει καθοριστικό ρόλο στο σχηματισμό της εικόνας. Βασική κατηγορία συστημάτων ψηφιακής ακτινοδιαγνωστικής αποτελούν τα συστήματα ψηφιακής αφαιρετικής αγγειογραφίας DSA (Digital Subtraction Angiography). Τα συστήματα αυτά χρησιμοποιούνται συχνά στην κλινική πράξη και ανήκουν στην γενικότερη κατηγορία της ψηφιακής ακτινοσκόπησης. Η δομή ενός συστήματος ψηφιακής ακτινοσκόπησης μπορεί να χωρισθεί σε 2 βασικά τμήματα: 1. Το βασικό τμήμα, που είναι ίδιο με τα συστήματα κλασσικής ακτινοσκόπησης. Περιλαμβάνει γεννήτρια υψηλής τάσης, λυχνία ακτίνων Χ, ενισχυτή εικόνας, οπτικό σύστημα, τηλεοπτική αλυσίδα (TV chain) και τα συστήματα παρουσίασης και αποτύπωσης εικόνας (οθόνες, multiformat camera). 2. Το ψηφιακό τμήμα που περιλαμβάνει το μετατροπέα αναλογικών σημάτων σε ψηφιακά (Analogue Digital Converter ADC), και τη μονάδα ψηφιακής επεξεργασίας εικόνας μέσα στην οποία εντάσσεται και ο ηλεκτρονικός υπολογιστής με το μετατροπέα ψηφιακών σημάτων σε αναλογικά (Digital Analogue Converter - DAC). 10

20 Η διαδικασία που συνήθως εφαρμόζεται είναι η λεγόμενη τεχνική της αφαίρεσης μάσκας ή αφαιρετική τεχνική (mask subtraction technic). Κατά την διαδικασία αυτή η λυχνία εκπέμπει ακτινοβολία κατά παλμούς και έτσι λαμβάνονται διαδοχικές λήψεις της περιοχής που παρουσιάζει διαγνωστικό ενδιαφέρον. Συγχρόνως γίνεται έγχυση ιωδιούχου σκιαγραφικού στον ασθενή ενδοφλέβια ή ενδαρτηριακά. Οι αρχικές λήψεις γίνονται χωρίς σκιαγραφικό, οι ενδιάμεσες με σκιαγραφικό και οι τελευταίες αφού το σκιαγραφικό έχει πλέον αποβληθεί. Κάθε ξεχωριστή λήψη καταλήγει σε μια εικόνα η οποία ψηφιοποιείται και αποθηκεύεται στις μνήμες της μονάδας ψηφιακής επεξεργασίας. Μέσα σε αυτήν τη μονάδα γίνεται αφαίρεση μιας εικόνας που δεν περιέχει σκιαγραφικό (μάσκα, precontrast image) από εικόνα που περιέχει σκιαγραφικό. Το τελικό αποτέλεσμα είναι η ανάδειξη σε μια τελική εικόνα μόνο δομών (αγγείων) που περιέχουν σκιαγραφικό. Β 2-5. Ψηφιακή Εικόνα Ψηφιακά Συστήματα Η βασική διαφορά των αναλογικών από τα ψηφιακά συστήματα είναι η εισαγωγή του ηλεκτρονικού υπολογιστή. Στα ψηφιακά συστήματα η εικόνα μπορεί να λαμβάνεται άμεσα ή έμμεσα με ψηφιακό τρόπο και η αποθήκευση της να γίνεται σε υπολογιστή. Στην έμμεση ψηφιακή απεικόνιση, η εικόνα καταγράφεται σε ανιχνευτή ο οποίος αργότερα με τη χρήση σαρωτών μετατρέπεται σε ψηφιακή εικόνα. Στην άμεση απεικόνιση ο ανιχνευτής είναι συνδεδεμένος με υπολογιστή και η προκύπτουσα εικόνα αποστέλλεται στον υπολογιστή. Η ψηφιακή απεικόνιση αποτελείται από μικρά τετράγωνα, εικονοστοιχεία που το καθένα έχει έναν αριθμό και περιγράφει την ένταση και τη διαβάθμιση του χρώματος του. Κάθε είδος αρχείου εικόνας (όπως *.bmg, *.jpg κ.α.) έχει στην αρχή του μια κεφαλίδα (header) που φέρει πληροφορίες για το είδος της εικόνας (μαυρόασπρο, κλίμακα του γκρι, έγχρωμο), το είδος της συμπίεσης και μετά τη περιγραφή της μαθηματικής δυσδιάστατης μήτρας (πχ 512x512 εικονοστοιχεία). Το λογισμικό του υπολογιστή διαβάζει την κεφαλίδα και ακολούθως οπτικοποιεί την εικόνα βάσει των πληροφοριών της και των δεδομένων της μαθηματικής μήτρας, μετατρέποντας τις αριθμητικές τιμές σε αντίστοιχες εντάσεις της κλίμακας του γκρι ή χρωματικών χώρων για τελική θέαση στην οθόνη ή εκτύπωση. Η ψηφιακή ακτινογραφική εικόνα μπορεί να αποθηκευτεί σε ηλεκτρονική μορφή σε έναν υπολογιστή προκειμένου να γίνει χρήση των ψηφιακών μεθόδων επεξεργασίας εικόνας. Οι συσκευές ψηφιακής εικονοληψίας επιτρέπουν άμεση παρουσίαση της εικόνας σε οθόνη τηλεόρασης, όπως και την άμεση επανάκληση προηγούμενων εικόνων, ώστε ο επεμβατιστής γιατρός να συγκρίνει και να αποφασίσει. Στις ιατρικές εικόνες των απεικονιστικών μεθόδων το διεθνές πρότυπο επικοινωνίας και πρωτόκολλο ψηφιακών αρχείων ιατρικής εικόνας ονομάζεται DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine). Οι εικόνες DICOM φέρουν εκτός από τα γενικά στοιχεία της εικόνας, επιπλέον πληροφορίες όπως δημογραφικά χαρακτηριστικά του ασθενούς, μοντέλο και κατασκευαστή του απεικονιστικού μηχανήματος, τα επιμέρους στοιχεία έκθεσης, ημερομηνίες, πάχος τομής και θέση τομής ή προβολής στο χώρο. Με τη χρήση του πρωτοκόλλου DICOM αναπτύχθηκαν τα νοσοκομειακά δίκτυα αποθήκευσης και επικοινωνίας ιατρικών εικόνων (PACS, Picture Archiving and Communications System), τα οποία επιτρέπουν την αρχειοθέτηση εικόνων σε έναν κεντρικό εξυπηρετητή από όλα τα 11

21 απεικονιστικά μηχανήματα, τη διάθεση τους στο δικτυακό περιβάλλον του νοσοκομείου ή μέσω διαδικτύου σε κάθε εξουσιοδοτημένο υπολογιστή εκτός νοσοκομείου. Τα συστήματα PACS συνδέονται άμεσα με λογισμικό διαχείρισης προγραμματισμού εξετάσεων ακτινολογικού τμήματος και αποθήκευσης γνωματεύσεων (RIS, Radiology Information System). Τόσο το PACS όσο και το RIS διασυνδέονται με το κεντρικό λογισμικό διαχείρισης του νοσοκομείου (HIS, Hospital Information System) έτσι ώστε να είναι προσβάσιμες οι απεικονιστικές εξετάσεις, τα πορίσματα και ο προγραμματισμός τους μέσω του ηλεκτρονικού ιατρικού φακέλου του ασθενούς στις κλινικές. Η εφαρμογή και η διαχείριση της ψηφιακής εικόνας αποτέλεσε μια επανάσταση στην απεικονιστική διαγνωστική και προσέφερε πολλά διαγνωστικά πλεονεκτήματα. Σήμερα, σε πολλά νοσοκομεία του κόσμου δε χρησιμοποιείται πλέον το ακτινολογικό φιλμ για την αποτύπωση των εικόνων και χρησιμοποιείται η ψηφιακή εικόνα. Τέλος με τη βοήθεια των ηλεκτρονικών υπολογιστών τα απεικονιστικά συστήματα έχουν αποκτήσει ευελιξία προσαρμογής και πολλές εφαρμογές στις απαιτήσεις της ιατρικής καθώς και μεγαλύτερη αξιοπιστία και ακρίβεια στις απεικονιστικές μεθόδους. Β - 3. ΑΙΜΟΔΥΝΑΜΙΚΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ Β 3-1. Αιμοδυναμικό Εργαστήριο Εισαγωγή Τα Αιμοδυναμικά Εργαστήρια αποτελούν τμήματα των Καρδιολογικών Κλινικών των Νοσοκομείων. Σε αυτά γίνεται η διάγνωση κάθε καρδιαγγειακής πάθησης και λαμβάνονται οι αποφάσεις για το είδος της αγωγής. Στο τμήμα Αιμοδυναμικών Επεμβάσεων πραγματοποιούνται κάθε είδους καρδιαγγειακές διαγνώσεις καθώς και μια σειρά επεμβάσεων για όλες τις πιθανές περιπτώσεις της επεμβατικής καρδιολογίας. Οι υπηρεσίες που παρέχονται σε ένα Αιμοδυναμικό Εργαστήριο είναι: Στεφανιογραφία Αορτογραφία Αγγειοπλαστική Εμφύτευση / αντικατάσταση απινιδωτή Τοποθέτηση / αλλαγή / αφαίρεση βηματοδότη Ενδοαγγειακή κατάλυση καρδιακών αρρυθμιών (Ablation) Ηλεκτροφυσιολογική μελέτη (ΗΦΕ) Οι υπηρεσίες αυτές διενεργούνται από τους γιατρούς με τη βοήθεια της ακτινοσκόπησης (fluoroscopy: fluoro) και της ακτινοκινηματογράφησης (cineradiography: cine). Η ακτινοκινηματογράφηση παρέχει τη δυνατότητα καταγραφής της πράξης έτσι ώστε ο επεμβατιστής να πιστοποιήσει την διάγνωση της εξέτασης ή το αποτέλεσμα της θεραπευτικής παρέμβασης. Ο βασικός πυρήνας ενός τμήματος επεμβατικής ακτινολογίας είναι η αίθουσα του ψηφιακού αγγειογράφου η οποία πρέπει να έχει εμβαδόν 55m² περίπου. Ο χώρος του αγγειογράφου πρέπει να διαθέτει κατάλληλη θωράκιση. 12

22 Β 3-2. Στεφανιογράφος Το μηχάνημα παραγωγής ακτίνων Χ που χρησιμοποιείται για τις επεμβατικές εξετάσεις που πραγματοποιούνται σε ένα Αιμοδυναμικό Εργαστήριο ονομάζεται στεφανιογράφος ή ψηφιακός αγγειογράφος. Κάθε απεικονιστικό μηχάνημα αποτελείται από μηχανικά μέρη (hardware) και από το λογισμικό πρόγραμμα (software), βάση του οποίου εκτελούνται τα διάφορα πρωτόκολλα των απεικονιστικών εξετάσεων. Στα μηχανικά μέρη ανήκουν η πηγή παραγωγής ενέργειας, οι ανιχνευτές, οι υπολογιστές, και η οθόνη προβολής εικόνας. Το ακτινολογικό συγκρότημα αποτελείται από μια κινητή τράπεζα (κλίνη), στην οποία ξαπλώνει ο ασθενής και διαθέτει μηχανισμό μετακίνησης των τριών κατευθύνσεων εμπρόςπίσω, αριστερά-δεξιά, άνω-κάτω. Αποτελείται επίσης από ένα βραχίονα σε σχήμα C, που στρέφεται γύρω από το κεφαλικό άκρο της τράπεζας. Στο κάτω άκρο του βραχίονα βρίσκεται η ακτινολογική λυχνία παραγωγής ακτίνων Χ και στο πάνω το σύστημα ανίχνευσης της ακτινοβολίας και σχηματισμού ορατής εικόνας. Συνήθως είναι ο ενισχυτής εικόνας, ή ο επίπεδος ανιχνευτής στα πιο σύγχρονα μηχανήματα. Το σύστημα υποστήριξης της καθοδικής λυχνίας και του ενισχυτή εικόνας επιτρέπει την κυκλική κίνηση τους γύρω από το σώμα του ασθενούς με αποτέλεσμα τη λήψη πολλαπλών προβολών, για μεγαλύτερη διαγνωστική ακρίβεια. Στη τράπεζα στερεώνεται ένα στατώ, που φέρει τα ηλεκτρομανόμετρα για τη μέτρηση των πιέσεων και φιάλες με φυσιολογικό ορό για την έκπλυση των καθετήρων και τη χορήγηση υγρών ενδοφλεβίως και τέλος τη φιάλη με τη σκιαγραφική ουσία. Δίπλα στην τράπεζα υπάρχει ένα καταγραφικό μηχάνημα με οθόνη, όπου απεικονίζονται και παρακολουθούνται συνεχώς το ηλεκτροκαρδιογράφημα και οι πιέσεις και καταγράφονται όσα στοιχεία θεωρούνται απαραίτητα. Τα μηχανήματα αγγειογραφίας πρέπει να συνοδεύονται από κατάλληλα συστήματα έγχυσης σκιαγραφικής ουσίας, τους εγχυτές (injectors). Οι σκιαγραφικές ουσίες εγχύονται στα αγγεία με μεγάλη πίεση και ταχύτητα ώστε να δώσει σε χρονικό διάστημα λίγων δευτερολέπτων την απαιτούμενη πυκνότητα στο αίμα, που κινείται με μεγάλη ταχύτητα. Ο ακτινολογικός εξοπλισμός πρέπει να εξασφαλίζει μεγάλη διακριτική ικανότητα και αντίθεση στην ακτινολογική εικόνα, ώστε οι πληροφορίες να είναι υψηλής διαγνωστικής αξίας. 13

23 Σχήμα Β5: Στεφανιογράφος. 1. Βάση, 2. C-arm, 3. Ενισχυτής Εικόνας, 4. Υποδοχέας (φιλμ), 5. Λυχνία ακτίνων Χ, 6. Μονάδα ψηφιακής απεικόνισης, 7. Οθόνη, 8. Κονσόλα ελέγχου, 9. Ποδοδιακόπτης Ακολουθεί μια περιγραφή του ενισχυτή εικόνας και του επίπεδου ανιχνευτή μιας και η παρούσα εργασία εξετάζει την ακτινική επιβάρυνση σε ασθενείς με δύο διαφορετικά ακτινοσκοπικά συστήματα, όπου το ένα χρησιμοποιεί ενισχυτή εικόνας και το άλλο επίπεδο ανιχνευτή. Β 3-3. Ενισχυτής Εικόνας Οι ενισχυτές εικόνας είναι συσκευές στα συστήματα ακτινοσκόπησης και είναι υπεύθυνες για ικανοποιητική φωτεινότητα της σχηματιζόμενης εικόνας χωρίς παράλληλη αύξηση της έντασης των ακτίνων Χ. Είναι επίσης η μονάδα που χαρακτηρίζει την ακτινοσκόπηση και την αντιδιαστέλλει σε σχέση με την κλασσική ακτινογραφία. Η έξοδος του ενισχυτή εικόνας είναι ουσιαστικά μια τυπική ακτινογραφία (σε οθόνη ή εκτυπωμένη), όμως δέκα λεπτά ακτινοσκόπησης δίνουν περίπου εικόνες, όσες είναι απαραίτητες για να αποτυπωθεί η κίνηση που είναι το ζητούμενο. Για λόγους ακτινοπροστασίας, το ακτινολογικό σύστημα θα πρέπει να δίνει εικόνα με όλη την αναγκαία διαγνωστική πληροφορία μεν, αλλά δομημένη με όσο το δυνατόν λιγότερα φωτόνια ακτίνων Χ. Συνεπώς ο ενισχυτής εικόνας απαιτεί ένα πολύ ευαίσθητο ανιχνευτή, ώστε να λειτουργεί με πολύ λιγότερη ακτινοβολία. Ο ενισχυτής εικόνας είναι μια συσκευή που χρησιμοποιείται για την αντιμετώπιση της δυσδιάκριτης, αδύναμης εικόνας, χωρίς όμως να απαιτείται αύξηση της δόσης ακτινοβολίας στον ασθενή. Σκοπός του ενισχυτή είναι να δημιουργεί φωτεινή και ευκρινή εικόνα. 14

24 Ο ενισχυτής εικόνας αποτελείται από τέσσερα κύρια μέρη: 1. Το γυάλινο αερόκενο περίβλημα 2. Το στρώμα φωσφόρου εισόδου, που μετατρέπει το σήμα των ακτίνων Χ σε ηλεκτρόνια 3. Ηλεκτρονικούς φακούς που εστιάζουν τα ηλεκτρόνια 4. Το στρώμα φωσφόρου εξόδου, που μετατρέπει τα ηλεκτρόνια σε ορατό φως, με μικρότερη διάμετρο από την αντίστοιχη της εισόδου, ώστε να σχηματιστεί η αρχική ακτινολογική εικόνα σε σμίκρυνση. Σχήμα Β6: Δομή ενισχυτή εικόνας (Σημειώσεις στην Ψηφιακή Απεικόνιση, Κόττου Σ.) Η οθόνη εισόδου του ενισχυτή εικόνας αποτελείται από τέσσερα αλλεπάλληλα στρώματα. Το πρώτο είναι το αντίστοιχο τμήμα του περιβλήματος και έχει πάχος 1mm Al. Το δεύτερο στρώμα στηρίζει τα δύο επόμενα, που είναι ο φώσφορος εισόδου και η φωτοκάθοδος. Το σύστημα των τριών τελευταίων στρωμάτων δρα ως πρώτος φακός εστίασης της παραγόμενης δέσμης ηλεκτρονίων. Το τρίτο στρώμα του φωσφόρου εισόδου πρέπει να απορροφήσει όλα τα φωτόνια Χ και να μετατρέψει την ενέργεια τους σε ορατό φως, όπως συμβαίνει και στις ενισχυτικές πινακίδες της κλασσικής ακτινολογίας. Ο φωσφόρος εισόδου είναι συνήθως ιωδιούχο καίσιο (CsI) και έχει τη μορφή βελονοειδών κρυστάλλων. Οι κρύσταλλοι αυτοί λειτουργούν ως οπτικοί αγωγοί και κατευθύνουν το ορατό φως που παράγουν προς τη φωτοκάθοδο. Η φωτοκάθοδος που είναι και το τελευταίο στρώμα της εισόδου, είναι ένα λεπτό φύλλο αντιμονίου και αλκαλικών μετάλλων, που εκπέμπει ηλεκτρόνια όταν πέσει ορατό φως στην επιφάνεια του. Στην οθόνη εισόδου του ενισχυτή εικόνας, τα προσπίπτοντα φωτόνια Χ μετατρέπονται κατ αρχήν σε ορατό φως και μετά σε ηλεκτρόνια. Τα ηλεκτρόνια επιταχύνονται κατά μήκος του ενισχυτή εικόνας προς την οθόνη εξόδου, με τη βοήθεια ηλεκτρικού πεδίου τάξεως V. 15

25 Παράλληλα ο ενισχυτής εικόνας πρέπει να διατηρήσει αυστηρά την διάταξη των ηλεκτρονίων, ώστε να είναι η ίδια στην οθόνη εξόδου με αυτή της οθόνης εισόδου. Η οθόνη εξόδου του ενισχυτή εικόνας είναι μικρότερη από της εισόδου επομένως είναι απαραίτητο ένα σύστημα εστίασης της δέσμης των ηλεκτρονίων που λειτουργεί με ηλεκτρονικούς φακούς. Τα επιταχυνόμενα ηλεκτρόνια διαπερνούν την πολύ λεπτή άνοδο και προσπίπτουν στο φώσφορο εξόδου του ενισχυτή εικόνας, όπου μετατρέπονται σε μια φωτεινή κηλίδα. Ο φώσφορος εξόδου είναι συνήθως θειούχος κάδμιο ψευδάργυρος με προσμίξεις αργύρου (ZnCdS:Ag), και είναι ηλεκτρικά αγώγιμος ώστε να απομακρύνονται τα ηλεκτρόνια αφού παραδώσουν την ενέργεια τους. Σχήμα Β7: Διάταξη ενισχυτή εικόνας. (Σημειώσεις στην Ψηφιακή Απεικόνιση, Κόττου Σ.) Ο ενισχυτής εικόνας δέχεται μια εικόνα φωτονίων Χ και την μετατρέπει σε μια μικρή εικόνα ορατού. Περιλαμβάνει πολλά στάδια μέχρι τη διαμόρφωση της τελικής εικόνας και κάθε στάδιο συνεισφέρει στο συνολικό σφάλμα. Η φωτεινότητα της αρχικής εικόνας αυξάνεται στην έξοδο με δύο τρόπους: 1. Με την εστίαση (αύξηση της συγκέντρωσης φωτονίων, δηλαδή του αριθμού φωτονίων ανά επιφάνεια οθόνης). 2. Με την επιτάχυνση των ηλεκτρονίων (μεγάλη κινητική ενέργεια των ηλεκτρονίων συνεπάγεται τον αυξημένο αριθμό φωτονίων στην έξοδο) Ο ενισχυτής εικόνας έχει διάφορα μεγέθη. Συνήθεις τιμές της διαμέτρου οθόνης εισόδου είναι 23, 30, 35, 40cm. Μεγαλύτερες διάμετροι επιλέγονται για εξετάσεις του γαστρεντερικού και 16

26 του ουρογεννητικού συστήματος, όπου πρέπει να απεικονιστεί ολόκληρη η κοιλιακή χώρα. Για εξετάσεις στο καρδιολογικό, αρκεί διάμετρος 23cm. Β 3-4. Επίπεδος ανιχνευτής (Flat Panel Detector FPD) Η ενσωμάτωση των επίπεδων ανιχνευτών στα ακτινοσκοπικά συστήματα αποτελεί σημαντικό βήμα προόδου στην ακτινοσκόπηση και σταδιακά αντικαθιστά τους ενισχυτές εικόνας. Οι επίπεδοι ανιχνευτές έχουν ήδη αρχίσει να κυριαρχούν στην αγγειογραφία και στα εργαστήρια καρδιακού καθετηριασμού. Ο επίπεδος ανιχνευτής (Flat Panel Detector FPD) είναι ένα λεπτό τετράγωνο φύλλο-στρώμα με διατεταγμένες κρυσταλλοτριόδους (Thin Film Transistor arrays TFT). Το φύλλο-στρώμα είναι δομημένο με εικονοστοιχεία pixels (Picture Elements στοιχεία εικόνας ως δομικοί λίθοι) και σε κάθε pixel αντιστοιχεί μια φωτοδίοδος η οποία μετατρέπει την προσπίπτουσα φωτεινή ενέργεια σε εξερχόμενο ηλεκτρονικό σήμα. Κάθε pixel έχει τον δικό του διακόπτη (TFT), ένα ηλεκτρόδιο που κάνει τη συλλογή φορτίου και έναν πυκνωτή όπου αποθηκεύεται το φορτίο. Επειδή η ανιχνευτική διάταξη των TFT είναι ευαίσθητη στη φωτεινή ακτινοβολία και όχι στην ακτινοβολία Χ, είναι απαραίτητη η παρουσία σπινθηριστή όπως το ιωδιούχο καίσιο (CsI), που μετατρέπει την προσπίπτουσα ακτινοβολία σε φωτεινή. Στην ακτινοσκόπηση το μέγεθος του pixel είναι μεγαλύτερο από το αντίστοιχο της ακτινογραφίας. Μερικά συστήματα έχουν αρκετά μικρά pixel (100 με 150 μm) για ακτινογραφίες, έχουν όμως την δυνατότητα να ενώνουν 4 pixel σε ένα μεγαλύτερο (200 με 300 μm), ώστε να γίνονται κατάλληλα και για ακτινοσκόπηση. Ένας FPD αποτελείται από στοιχεία ανίχνευσης (Detector Elements DELs) και μπορεί να περιλαμβάνει από 1,5 μέχρι 5 εκατομμύρια DELs. Το μέγεθος των DELs στην ακτινοσκόπηση κυμαίνεται μεταξύ 140 μm μέχρι 200μm για κάθε πλευρά ανάλογα με τον κατασκευαστή και το μοντέλο. Το μέγεθος της συνολικής διάταξης ενός FPD μπορεί να είναι από 25 x 25cm μέχρι 40 x 40cm. Σχήμα Β8: Η ενεργός μήτρα των TFTs, αποτελούμενη από εκατομμύρια στοιχεία ανίχνευσης. Στο επάνω αριστερά στοιχείο ανίχνευσης διακρίνεται και η ενεργός περιοχή του pixel. 17

27 Υπάρχουν δύο τύποι ανιχνευτών FPD, ανιχνευτές άμεσης και έμμεσης μετατροπής. Οι περισσότεροι επίπεδοι ανιχνευτές είναι έμμεσης μετατροπής, δηλαδή η ενέργεια των ακτίνων Χ πρώτα μετατρέπεται σε φως και μετά σε ηλεκτρικό σήμα. Οι ανιχνευτές αυτοί αποτελούνται από στρώμα CsI τοποθετημένο σε επαφή με σειρά φωτοδιόδων πυριτίου (Si) με μήτρα TFT. Στους ανιχνευτές άμεσης μετατροπής γίνεται άμεση μετατροπή των ακτίνων Χ σε φορτίο με τη βοήθεια ημιαγωγών μεγάλου ατομικού αριθμού και αποτελούνται από άμορφο σελήνιο (Sn). Το στρώμα σπινθηριστών CsI αποτελείται από πολλούς βελονοειδής κρυστάλλους, οι οποίοι ομαδοποιούνται για να καλύψουν την επιφάνεια του DEL. Αυτές οι βελονοειδείς δομές βοηθούν να κατευθυνθεί η ακτινοβολία στη φωτοδίοδο. Η ποσότητα του φωτός που παράγεται σχετίζεται άμεσα με τη ποσότητα της ακτινοβολίας Χ που προσπίπτει στο DEL. Όταν το φως χτυπά στην επιφάνεια της φωτοδιόδου και στη συνέχεια στο τρανζίστορ, και λειτουργεί σαν διακόπτης που επιτρέπει στην δίοδο να διεξάγει ηλεκτρική ενέργεια. Στην αντίθετη περίπτωση που δεν υπάρχει φως, η φωτοδίοδος λειτουργεί σαν μονωτής και εμποδίζει τη ροή των ηλεκτρονίων. Κάθε DEL μπορεί να ποσοτικοποιήσει τη ποσότητα της προσπίπτουσας ακτινοβολίας Χ. Αρχικά ένας ηλεκτρικός διακόπτης κλείνει και ο πυκνωτής φορτίζεται. Στη συνέχεια ο ηλεκτρικός διακόπτης ανοίγει. Επειδή δεν προσπίπτει φως στην επιφάνεια του DEL, το φορτίο παραμένει στον πυκνωτή. Η αλληλεπίδραση της ακτινοβολίας Χ με τον σπινθηριστή παράγει φως. Όσο περισσότερο φως παράγεται, τόσο αποφορτίζεται ο πυκνωτής. Τέλος ένας άλλος ηλεκτρικός διακόπτης κλείνει και το υπόλοιπο φορτίο αποσύρεται από το αποθηκευμένο φορτίο του πυκνωτή και αποστέλλεται στο σύστημα απεικόνισης. Η απώλεια του φορτίου σχετίζεται στο ποσό της προσπίπτουσας ακτινοβολίας Χ επί του DEL. Με την ανάγνωση του κάθε DEL στο FPD, σειρά προς σειρά μπορεί να σχηματιστεί μια ηλεκτρονική εικόνα της κατανομής των ακτίνων Χ. Με αυτόν τον τρόπο ο FPD μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να δημιουργήσει εικόνα χωρίς τη χρήση τηλεοπτικής κάμερας. Ο επίπεδος ανιχνευτής είναι μικρότερος, ελαφρύτερος, δεν υπάρχει αερόκενος σωλήνας, δεν υπάρχουν δέσμες ηλεκτρονίων, δεν υπάρχουν συστήματα οπτικών διατάξεων. Στα ψηφιακά ακτινολογικά συστήματα η εξέταση πραγματοποιείται ταχύτερα και συνεπώς αυξάνεται και ο αριθμός των εξεταζόμενων. Επιπλέον υπάρχει η δυνατότητα λήψης καλύτερης ποιότητας εικόνας με την ίδια δόση ακτινοβολίας (κάποιες φορές ίσως και χαμηλότερη). Μπορεί επίσης να πραγματοποιηθεί επεξεργασία και διαφοροποίηση της αντίθεσης ώστε να είναι δυνατή η αποκάλυψη μη καθαρών λεπτομερειών. 18

28 Σχήμα Β9: Σχηματική διάταξη του ενισχυτή εικόνας και του επίπεδου ψηφιακού ανιχνευτή Σχήμα Β10: Γραφική παράσταση που δείχνει το ποσοστό των ανιχνευθέντων προς τα προσπίπτοντα φωτόνια, ως προς το δυναμικό της επιτάχυνσης. Σύγκριση της απόδοσης του ενισχυτή εικόνας με την απόδοση του επίπεδου ανιχνευτή κατά την απεικόνιση ενός μέσου ασθενή (πάχους 20cm) 19

29 Η αποτελεσματικότητα ανίχνευσης ποσοτήτων (Quantum Detection Efficiency-QDE) του επίπεδου ανιχνευτή είναι κατά πολύ βελτιωμένη σε σχέση με την αντίστοιχη του ενισχυτή εικόνας. 20

30 Γ. ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΔΟΣΙΜΕΤΡΙΑΣ ΚΑΙ ΑΚΤΙΝΟΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ Γ - 1. Έννοιες και μεγέθη δοσιμετρίας Γ 1-1. Ιοντίζουσα Ακτινοβολία και οι Επιδράσεις της οσιµετρία είναι ο κλάδος της επιστήμης, που ασχολείται µε τις μετρήσεις των ιοντιζουσών ακτινοβολιών, και κυρίως, µε τον προσδιορισμό της απορροφούµενης δόσης και συγγενών ποσοτήτων, όπως της έκθεσης και του kerma. Η γνώση των δοσιµετρικών στοιχείων είναι απαραίτητη προϋπόθεση στους τομείς, που σχετίζονται µε τις ιοντίζουσες ακτινοβολίες, όπως π.χ. η ακτινοδιάγνωση, η ακτινοθεραπεία και η ακτινοπροστασία. Με τον όρο ιοντίζουσες ακτινοβολίες αναφερόμαστε στις μορφές ακτινοβολίας που έχουν την ικανότητα να προκαλέσουν ιονισμό στην ύλη. Σύμφωνα με την ICRU ((International Commission on Radiation Units and Measurements), ιονισμός ονομάζεται το φαινόμενο κατά το οποίο έχουμε ελευθέρωση ενός ή και περισσότερων ηλεκτρονίων από κάποιο άτομο, μόριο ή σύστημα που βρίσκεται σε σταθερή κατάσταση. Οι πιο γνωστές ιοντίζουσες ακτινοβολίες είναι οι ακτίνες Χ που χρησιμοποιούνται ευρέως στην ιατρική καθώς και οι ακτινοβολίες α, β, και γ που εκπέμπονται από τους ασταθείς πυρήνες ατόμων Όταν ιοντίζουσα ακτινοβολία προσπίπτει στην βιολογική ύλη προκαλούνται ιονισμοί που οδηγούν σε αλλαγές στα άτομα. Οι βλάβες που μπορούν να προκαλέσουν στα μόρια ενός ζώντος κυττάρου οφείλονται είτε στην άμεση επίδραση της ακτινοβολίας, είτε στην έμμεση επίδραση της με τη δημιουργία ελεύθερων ριζών OH και H. Η πιο σημαντική βλάβη που μπορεί να προκαλέσει η ακτινοβολία στα κύτταρα είναι η βλάβη στο DNA η οποία μπορεί να επιφέρει το θάνατο του κυττάρου ή να εμποδίσει την αναπαραγωγή του. Στην τελευταία περίπτωση που είναι και η πιο συνηθισμένη, η βλάβη επιδιορθώνεται από το ίδιο το κύτταρο και αν η επιδιόρθωση δεν είναι τέλεια, τότε το κύτταρο είναι μεν βιώσιμο αλλά μεταλλαγμένο. Η αναπαραγωγή ενός τέτοιου κυττάρου είναι δυνατόν να καταλήξει στην πρόκληση καρκίνου μετά από κάποιο χρονικό διάστημα. Η πιο σημαντική διαίρεση των επιδράσεων των ακτινοβολιών είναι σε στοχαστικά και ντετερμινιστικά αποτελέσματα. Τα στοχαστικά είναι τυχαίας ή στατιστικής φύσης και έχουν πιθανότητα εμφάνισης ανάλογη της δόσης, χωρίς η σοβαρότητα της βλάβης να εξαρτάται από το ύψος της δόσης. Μπορούν να εμφανιστούν όσο μικρή και αν είναι η δόση και συνεπώς δεν υπάρχει κατώφλι αποκοπής. Δηλαδή δεν υπάρχει δόση κάτω από την οποία να μηδενίζεται η πιθανότητα εμφάνισης της βλάβης. Τα ντετερμινιστικά αποτελέσματα είναι προβλέψιμα και σχετίζονται άμεσα με τη δόση. Προκαλούνται από τη μείωση ή απώλεια οργανικών λειτουργιών, λόγω βλάβης ή θανάτου των κυττάρων. Σε αντίθεση με τα στοχαστικά αποτελέσματα, υπάρχει ένα κατώφλι που ποικίλλει ανάλογα με τη φύση και τις συνθήκες του εκτιθέμενου ιστού και κάτω από αυτό δεν 21

31 εμφανίζονται τέτοιου είδους αποτελέσματα. Όμως, για δόσεις πάνω από το κατώφλι αυτό, η πιθανότητα και η δριμύτητα των φαινομένων αυξάνονται με τη δόση. Μερικές από τις βασικές έννοιες και μονάδες που χρησιμοποιούνται ευρέως στο χώρο της δοσιμετρίας περιγράφονται ακολούθως: Γ 1-2. Δόση ακτινοβολίας ή Απορροφούμενη δόση Βασικό μέγεθός στην ακτινοπροστασία είναι η απορροφούμενη δόση D. Όταν δέσμη φωτονίων εισέρχεται σε υλικό μέσο και αλληλεπιδρά με αυτό εναποθέτει ενέργεια de σε μάζα dm. Η ποσότητα de/dm, δηλαδή η απορροφούμενη ενέργεια ανά μονάδα μάζας, ονομάζεται Δόση D (Dose). D = de dm Μονάδα μέτρησης της απορροφούμενης δόσης στο S.I είναι το Gray. 1Gy = 1 Joule/kg Γ 1-3. Έκθεση ακτινοβολίας Ορίζεται ως το άθροισμα όλων των ηλεκτρικών φορτίων όλων των ιόντων του ίδιου πρόσημου (dq), που έχουν παραχθεί μέσα σε ένα στοιχειώδη όγκο αέρα μάζας dm. Η έκθεση ως μέγεθος περιορίζεται μόνο για ακτινοβολίες Χ και γ στον αέρα, ενέργειας μικρότερης των 2MeV. X = dq dm Μονάδα μέτρησής της έκθεσης στο S.I είναι το 1C. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί και η 4 C μονάδα RÖNTGEN. 1R = 2.58 x 10 kg 1kg Γ 1-4. Kerma (Kinetic Energy Released per unit MAss) Eκφράζει την κινητική ενέργεια η οποία μεταφέρεται από αφόρτιστα σωμάτια ή κύματα (νετρόνια και φωτόνια) σε φορτισμένα σωμάτια (ηλεκτρόνια και πρωτόνια) ανά μονάδα μάζας του ακτινοβολούμενου υλικού. K = de tr dm Μονάδα µέτρησης της έκθεσης στο διεθνές σύστηµα μονάδων, S.I., είναι το J/Kg. Ειδική μονάδα μέτρησης του kerma είναι το Gy. Οι ακτινοδιαγνωστικές εξετάσεις δίνουν ως επί το πλείστον χαμηλές δόσεις ακτινοβολίας στον εξεταζόμενο. Οι χαμηλές δόσεις μπορούν να εμφανίσουν είτε καρκινογένεση, είτε κληρονομικά προβλήματα. Χρήσιμο είναι λοιπόν να γίνεται χρήση κάποιων μεγεθών, έτσι ώστε να εξασφαλίζεται η ακτινοπροστασία των εκτιθέμενων σε αυτές τις δόσεις. Τα μεγέθη αυτά περιγράφονται πιο κάτω : 22

32 Γ 1-5. Ισοδύναμη δόση οργάνου ή ιστού Η ίδια δόση ακτινοβολίας στο ίδιο βιολογικό υλικό, είναι πιθανό να επιφέρει διαφορετικά αποτελέσματα. Για το λόγο αυτό έχει εισαχθεί ως βιολογική μονάδα δοσιµετρίας, η ισοδύναμη δόση. Ισοδύναμη δόση λοιπόν, ονομάζεται η απορροφούμενη δόση σε ιστό ή όργανο (D T ) διορθωμένη με τον συντελεστή στάθμισης της ακτινοβολίας (W R ) για το είδος και την ποιότητα της ακτινοβολίας (R). H T = W R D T,R Όπου, D T,R : η δόση που απορροφάται στον ιστό ή στο όργανο Τ από την ακτινοβολία R, και W R : ο συντελεστής στάθµισης της ακτινοβολίας ή παράγοντας βαρύτητας (ή ποιότητας ) της ακτινοβολίας, όπως ονομάζεται. W R = 1 για φωτόνια και ηλεκτρόνια όλων των ενεργειών W R = 5 για πρωτόνια όλων των ενεργειών W R = 20 για σωματίδια άλφα, βαριούς πυρήνες και θραύσματα σχάσης W R = 5 20 για νετρόνια, αναλόγως ενέργειας Μονάδα μέτρησης της ισοδύναμης δόσης οργάνου στο S.I είναι το Sievert (Sv). (1 Sv = 1 J/kg ) Γ 1-6. Ενεργός δόση (Effective Dose, ED) Τα διάφορα όργανα και ιστοί δεν είναι το ίδιο ακτινοευαίσθητα μεταξύ τους, έτσι κάθε όργανο ή ιστός σύμφωνα με την ICRP έχει ένα δικό του παράγοντα ακτινοευαισθησίας (W T ). Ως ενεργός δόση ορίζεται το άθροισμα των γινομένων ισοδύναμης δόσης από εσωτερική και εξωτερική ακτινοβόληση σε όλους τους ακτινοευαίσθητους ιστούς και όργανα που καθορίζονται από την ICRP 103, επί τον παράγοντα βαρύτητας τους. E = Σ W T ΣH T Οι τιμές του παράγοντα βαρύτητας κάθε οργάνου ή ιστού παρουσιάζονται στον πιο κάτω πίνακα σύμφωνα με τους κανόνες ακτινοπροστασίας της ICRP 103.(ICRP 2007) Πίνακας Γ1: Κρίσιμα όργανα με τους συντελεστές ακτινοευαισθησίας/βαρύτητας οργάνου W T Όργανο / Ιστός Παράγοντας Βαρύτητας W T Πνεύμονας Στομάχι Κόλον Στήθος Γονάδες Θηρεοειδής Οισοφάγος

33 Ήπαρ Ουροδόχος Κύστη Εγκέφαλος Σιελογόνοι Αδένες Επιφάνεια Οστών Δέρμα Ερυθρός Μυελός των Οστών Καρδία Θύμος αδένας Εξωθωρακική περιοχή Χοληδόχος Κύστη Πάγκρεας Σπλήνας Επινεφρίδια Νεφρό Λεπτό Έντερο Προστάτης Γ 1-7. ΣΧΕΤΙΚΗ ΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΡΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑ (RBE) Οι ποσότητες ισοδύναμη και ενεργός δόση χρησιμοποιούνται κυρίως για χαμηλές δόσεις. Στην περίπτωση υψηλών δόσεων χρησιμοποιείται η σχετική βιολογική δραστικότητα, RBE (Relative Biological Effectiveness), που ισούται µε το πηλίκο της δόσης σε rad ακτίνων Χ από λυχνία 250kV, προς τη δόση σε rad ακτινοβολίας που προκαλεί το ίδιο βιολογικό αποτέλεσμα µε τις ακτίνες Χ. Η τιμή της RBE επηρεάζεται από το βιολογικό αποτέλεσμα που µμελετάται, το μέγεθος της δόσεως, και άλλους παράγοντες. Επομένως, δεν είναι ίδια για κάθε ακτινοβολία. Γ 1-8. Dose Area Product (DAP) Πρόκειται για μια ποσότητα που χρησιμοποιείται για εκτίμηση της ακτινοβολίας που λαμβάνει ο ασθενής κατά τη διάρκεια μιας επεμβατικής διαδικασίας ή κατά τη διάρκεια μιας ακτινοδιαγνωστικής εξέτασης. Ορίζεται ως το γινόμενο της επιφάνειας της διατομής μιας δέσμης ακτινών Χ με το μέσο όρο του air Kerma πάνω από αυτή τη διατομή (Gy*m 2 ). Μονάδα μέτρησης του DAP είναι το Gy cm 2. Το DAP έχει αποδειχθεί ότι συσχετίζεται καλά με τη συνολική ενέργεια που λαμβάνει ο ασθενής ως εκ τούτου και με την ενεργό δόση. Τέλος το DAP είναι ένα μέγεθος το οποίο δεν εξαρτάται από την απόσταση στην οποία υπολογίζεται η δόση εισόδου του ασθενούς διότι η δόση μειώνεται με το 1/d 2 ενώ το εμβαδό αυξάνεται με το d 2. Συνεπώς, το γινόμενο της έντασης με το εμβαδόν της ακτινοβολούμενης περιοχής είναι ανεξάρτητο της απόστασης. Η ένδειξη DAP προβάλλεται σε εμφανές σημείο για να ελέγχεται η δόση που λαμβάνει ο ασθενής από τη διαδικασία. 24

34 Γ - 2. Όργανα Δοσιμετρίας Γ 2-1. Τι είναι το δοσίμετρο οσίµετρο ονομάζεται η διάταξη, το όργανο ή το σύστημα που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση ή την εκτίμηση οποιασδήποτε ποσότητας μπορεί να συσχετιστεί µε τον καθορισμό της δόσης ακτινοβολίας ή εκθέσεως. Η ακτινοβολία Χ είναι ιοντίζουσα ακτινοβολία, δηλαδή κατά την αλληλεπίδραση της με την ύλη προκαλεί ιονισμό (δημιουργία ιόντων). Η εκμετάλλευση των παραγόμενων ιόντων αποτελεί τη βάση των μεθόδων ανίχνευσης της ακτινοβολίας Χ. Τα είδη δοσιμετρίας που συναντώνται είναι τα εξής: Δοσιμετρία με ανιχνευτές αερίου (Θάλαμοι ιονισμού, αναλογικοί θάλαμοι, Geiger- Muller) Δοσιμετρία φωταύγειας Δοσιμετρία Σπινθηριστών Δοσιμετρία Ημιαγωγών φωτογραφική δοσιμετρία Χημική δοσιμετρία Θερμιδομετρία Θερμιδομετρία με Πηκτές (gel) Γ 2-2. Χαρακτηριστικά και επιλογή Δοσιμέτρου Το δοσίµετρο πρέπει να πληρεί ορισμένες προϋποθέσεις, προκειμένου να ανταποκρίνεται επιτυχώς στις απαιτήσεις της εφαρμογής, για την οποία έχει επιλεγεί να χρησιμοποιηθεί. Το ιδανικό δοσίµετρο είναι αυτό που : έχει γραμμική ανταπόκριση προς τη δόση παρέχει μεγάλο εύρος ανταποκρίσεως, από λίγα Gy ή µgy µέχρι πολλές εκατοντάδες ή χιλιάδες Gy. η ανταπόκρισή του είναι ανεξάρτητη του ρυθμού δόσεως, της ευθύγραµµης µετάδοσης ενέργειας και του ειδικού ιοντισμού χαρακτηρίζεται από µεγάλη ακρίβεια και ευαισθησία παρέχει αναπαραγώγιµα αποτελέσµατα λειτουργεί κατά τρόπο απλό, είναι εύχρηστο έχει μικρές διαστάσεις, ταυτόχρονα όμως, είναι και αρκετά µεγάλο ώστε να συμβούν στον ενεργό του όγκο πολλές αλληλεπιδράσεις, µε αποτέλεσμα οι στατιστικές διακυμάνσεις της εναποτιθέμενης ενέργειας να μπορούν να αγνοηθούν και το δημιουργούμενο σήμα να είναι μεγάλο. Τις παραπάνω ιδιότητες, ωστόσο, δεν τις συγκεντρώνει κανένα είδος δοσιµέτρου µόνο του, και για αυτό το λόγο υπάρχει µεγάλη ποικιλία δοσιµέτρων, ώστε να χρησιμοποιείται σε κάθε περίπτωση το καταλληλότερο εξ αυτών, ενώ συχνά καταφεύγουμε και στη χρήση συνδυασμού αυτών. 25

35 Υπάρχουν πολλών ειδών δοσίμετρα και η επιλογή για το ποιο δοσίμετρο θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί σε κάθε ξεχωριστή περίπτωση εξαρτάται από: το είδος της ακτινοβολίας, το ενεργειακό φάσμα, τη ροή και το ρυθμό ροής των σωματιδίων της ακτινοβολίας, την ομοιογένεια του πεδίου, την αξιοπιστία και την ακρίβεια της μέτρησης στη δυναμική περιοχή το ελάχιστο όριο ανιχνευσιμότητας. Γ 2-3. Μετρητής γινομένου δόσης-εμβαδού (DAP meter) Ο μετρητής γινομένου δόσης-εμβαδού αποτελείται από: Ένα επίπεδο θάλαμο ιονισμού ο οποίος μπορεί να προσαρμοστεί απευθείας στην κεφαλή της λυχνίας μπροστά από τα διαφράγματα Τη συσκευή ανάγνωσης, η οποία μέσω καλωδίωσης μπορεί να βρίσκεται εκτός του θαλάμου. Η κατασκευή του θαλάμου είναι τέτοια ώστε να μην του επιτρέπει να απορροφά φωτόνια από τη δέσμη. Ολόκληρη η κωνική δέσμη περνά μέσα από το θάλαμο ιονισμού, ο οποίος μετρά τα ιόντα που παράγονται και αφού ο όγκος αέρα του θαλάμου είναι γνωστός μπορεί να υπολογιστεί η δόση. Μεταβάλλοντας το πεδίο ή την περιοχή του πεδίου η ένδειξη του DAP meter αλλάζει. Επίσης η ένδειξη του DAP δεν αντιστοιχεί ακριβώς στο ποσοστό της δόσης που λαμβάνει ο ασθενής αν μεταξύ μετρητή λυχνίας παρεμβάλλεται οποιοδήποτε υλικό. Ιδιαίτερο πλεονέκτημα των μετρήσεων DAP είναι ότι μπορούν να πραγματοποιηθούν on-line κατά τη διάρκεια της εξέτασης και για όλες τις ακτινολογικές προβολές. Επίσης ο θάλαμος ιονισμού προσαρμόζεται στη λυχνία και δεν ενοχλεί καθόλου τον ασθενή. Σχήμα Γ1: Μετρητής γινομένου δόσης-εμβαδού (DAP) τύπου DRK-1 26

36 Γ 2-4. Δοσίμετρο TLD Είναι τα πιο διαδεδομένα δοσίμετρα στο χώρο της Ιατρικής Φυσικής και υπάρχουν σε ποικίλα σχήματα και διαστάσεις (παραλληλεπίπεδα, σε σχήμα δίσκου, κυλινδρικά, ραβδόμορφα). Ανταποκρίνονται σε όλα τα είδη ακτινοβολιών και δόσεων από 10μGy μέχρι 100Gy. Για αυτό παρατηρείται χρήση τους στην ακτινοδιάγνωση, στην ακτινοθεραπεία καθώς χρησιμοποιούνται και για ακτινοπροστασία ασθενών, προσωπικού και περιβάλλοντος. Σημαντικό χαρακτηριστικό τους που τα καθιστά ευρέως χρησιμοποιούμενα, είναι το ότι μπορούν να χρησιμοποιηθούν επαναλαμβανόμενα για εκατοντάδες φορές αν τύχουν της κατάλληλης θερμικής επεξεργασίας. Γ - 3. Ακτινοπροστασία Γ 3-1. Κανόνες και Αρχές Ακτινοπροστασίας Η ακτινοπροστασία αποσκοπεί στην προστασία ανθρώπων, αγαθών και περιβάλλοντος από τις επιβλαβείς επιδράσεις των ιοντιζουσών ακτινοβολιών που προέρχονται από τις ειρηνικές χρήσεις τους. Η εφαρμογή της ιοντίζουσας ακτινοβολίας στην Ιατρική έχει την ιδιαιτερότητα ότι οι ασθενείς ακτινοβολούνται για διαγνωστικούς ή θεραπευτικούς λόγους. Έτσι σκοπός της ακτινοπροστασίας είναι να ελαχιστοποιήσει την έκθεση σε ιοντίζουσα ακτινοβολία και να ζυγίσει τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα από την εφαρμογή της ακτινοβολίας στους ασθενείς. Στην ακτινοδιαγνωστική, στόχος είναι να γίνονται οι εξετάσεις με όσο το δυνατόν πιο χαμηλό ποσό της ακτινοβολίας χωρίς όμως να ελαττώνουν τη διαγνωστική πληροφορία. Παράλληλα προσπαθεί να διατηρήσει τον επαγγελματικό κίνδυνο για το προσωπικό σε χαμηλά επίπεδα. Βασική αρχή της ακτινοπροστασίας είναι ότι η έκθεση στην ακτινοβολία πρέπει να κρατηθεί σε όσο το δυνατό χαμηλότερα επίπεδα, υπολογίζοντας οικονομικούς και κοινωνικούς παράγοντες. Αυτό ονομάστηκε αρχή της ALARA (As Low As Reasonable Achievable). Σε όλες τις περιπτώσεις τα όρια αφορούν τις πρόσθετες δόσεις που προκαλούνται από τεχνητές πηγές και όχι τη συνεισφορά των τεχνητών πηγών ακτινοβολίας. Επίσης τα όρια αυτά δεν διαχωρίζουν τις εκθέσεις σε ακίνδυνες και επικίνδυνες, αλλά σε επιτρεπτές και μη. Οι εργαζόμενοι και οι ασθενείς εξετάζονται διαφορετικά και εφαρμόζονται διαφορετικά όρια δόσεων για αυτές τις δύο ομάδες. Το όριο ενεργού δόσης καθορίζεται σε 1mSV/έτος για το ευρύ κοινό, και για τους επαγγελματικά εκτιθέμενους είναι 20mSv κατά τη διάρκεια ενός έτους και 100mSv κατά τη περίοδο πέντε συνεχόμενων ετών. Ειδικότερα το όριο δόσης για το δέρμα καθορίζεται στα 50mSv για το κοινό και στα 500mSv ανά έτος για τους επαγγελματικά εκτιθέμενους. Τα όρια για τους φακούς των οφθαλμών καθορίζονται στα 15mSv και στα 150mSv ανά έτος αντίστοιχα. Η γνώση βασικών αρχών ακτινοφυσικής και η τήρηση των κανόνων ακτινοπροστασίας αποτελούν τις θεμελιώδεις αρχές για όσους εμπλέκονται με επεμβατικές πράξεις οι οποίες 27

37 γίνονται με ακτινοσκοπική καθοδήγηση. Για τη βέλτιστη προστασία από ακτινοβολίες πρέπει να τηρούνται οι παρακάτω βασικοί κανόνες Ακτινοπροστασίας: Χρόνος Ακτινοβόλησης: Η λαμβανόμενη δόση ακτινοβολίας είναι ανάλογη με τη διάρκεια της έκθεσης σε ιοντίζουσα ακτινοβολία. Απόσταση: Όσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση από την πηγή ακτινοβολίας τόσο μικρότερη είναι η ακτινική επιβάρυνση (αντιστρόφως ανάλογη με το τετράγωνο της απόστασης). Θωράκιση: Η έννοια της θωράκισης είναι να παρεμβάλλεται ανάμεσα στην πηγή ακτινοβολίας και το προσωπικό κάποιο μέσο, το οποίο θα προκαλεί μεγάλη εξασθένηση της ακτινοβολίας. Τέτοια μέσα θωράκισης είναι τοίχοι, προστατευτικά τζάμια, κινητά φράγματα, προστατευτικά ενδύματα, γυαλιά κ.λ.π. Η εξασθένηση που προκαλεί ένα υλικό εξαρτάται από τη στοιχειακή του σύνθεση, το πάχος του και την ενέργεια ακτινοβολίας. Γ 3-2. Ακτινοπροστασία στον αγγειογράφο C-arm Στόχος επίσης της ακτινοπροστασίας είναι να διατηρήσει τον επαγγελματικό κίνδυνο για το προσωπικό σε χαμηλά επίπεδα. Η κύρια πηγή ακτινοβολίας που λαμβάνει το ιατρικό προσωπικό είναι η σκεδαζόμενη ακτινοβολία από το σώμα του ασθενούς. Γι αυτό είναι απαραίτητο όποιος βρίσκεται στην αίθουσα να φοράει μολύβδινη ποδιά και κολάρο του θυρεοειδούς καθώς και να βρίσκεται πίσω από φορητά ή σταθερά πετάσματα ακτινοπροστασίας. Η λυχνία του συστήματος ακτινοσκόπησης ή του αγγειογράφου πρέπει να είναι κάτω από την εξεταστική κλίνη και να προστατεύεται από λωρίδες μολύβδου. Ειδικά στον αγγειογράφο πρέπει να υπάρχει πέτασμα από μολυβδύαλο. Συστήνεται και η χρήση γυαλιών από μολυβδύαλο για τα μάτια. Ο ενισχυτής εικόνας πρέπει να τοποθετείται όσο το δυνατό πιο κοντά στην επιφάνεια του ασθενή. Με τον τρόπο αυτό, το αυτόματο σύστημα έκθεσης δεν αυξάνει τα στοιχεία της ακτινοβόλησης (ενέργεια, ένταση δέσμης). Οι βασικές γνώσεις ακτινοφυσικής και πιο συγκεκριμένα η δράσης της σκεδαζόμενης ακτινοβολίας συμβάλλουν στην προφύλαξη του εργαζομένου κατά την εργασία του. Οι μετρητές ακτινοβολίας (προσωπικά δοσίμετρα) που φέρουν οι εργαζόμενοι έχουν τη δυνατότητα να αθροίζουν την προσλαμβανόμενη ακτινοβολία, ώστε να γνωρίζει ο καθένας πότε πρέπει να απομακρυνθεί από το περιβάλλον της εργασίας του. 28

38 Δ. ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΕΠΕΜΒΑΤΙΚΗΣ ΚΑΡΔΙΟΛΟΓΙΑΣ Δ - 1. Η λειτουργία της καρδιάς Η καρδιά είναι ένα κοίλο μυώδες όργανο, έχει περίπου το μέγεθος γροθιάς και σχήμα ανεστραμμένης τρίγωνης πυραμίδας. Βρίσκεται στο μέσο μεσοπνευμονικό χώρο και πίσω από το στέρνο και τους πλευρικούς χόνδρους της 3 ης -6 ης πλευράς. Έχει χαρακτηρισθεί ως μια θαυμάσια αντλία που λειτουργεί ακατατάπαυστα και κυκλοφορεί καθημερινά περίπου 2000 γαλόνια αίματος. Αυτό το έργο πραγματοποιείται από το μυοκάρδιο. Το μυοκάρδιο διαθέτει δικό του αυτοματισμό, λειτουργεί ανεξάρτητα από τη θέληση μας και δεν κουράζεται ποτέ. Τα τοιχώματα της καρδιάς αποτελούνται από το μυοκάρδιο, το οποίο καλύπτεται εξωτερικά από ορογόνο περικάρδιο που λέγεται επικάρδιο και εσωτερικά είναι επενδυμένο με επιθηλιακά κύτταρα που αποτελούν το ενδοκάρδιο. Το βάρος και το μέγεθος της καρδιάς εξαρτάται από την ηλικία, το φύλο, το ύψος και το επικαρδιακό λίπος. Μέση τιμή του βάρους της για τους άνδρες θεωρούνται τα 325±75gr και για τις γυναίκες τα 275±75gr. Η καρδιά, με δύο κάθετα μεταξύ τους διαφράγματα υποδιαιρείται σε τέσσερεις κοιλότητες, δύο στη δεξιά πλευρά και δύο στην αριστερή. Οι άνω κοιλότητες λέγονται κόλποι, και οι κάτω κοιλίες και χωρίζονται με το μεσοκολπικό και μεσοκοιλιακό διάφραγμα, αντίστοιχα. Η φυσιολογική καρδιά συστέλλεται ρυθμικά συνήθως με 70 περίπου συστολές το λεπτό. Πρώτα συστέλλονται οι κόλποι και στη συνέχεια οι κοιλίες. Ο φλεβόκομβος αναφέρεται συχνά ο φυσικός βηματοδότης της καρδιάς και είναι αυτός που παράγει το ερέθισμα. Κάθε κόλπος επικοινωνεί με τη σύστοιχη κοιλία μέσω του κολποκοιλιακού στομίου το οποίο διαθέτει την κολποκοιλιακή βαλβίδα. Στους κόλπους αντιστοιχούν τα στόμια των φλεβών και στις κοιλίες τα στόματα των αρτηριών. Η δεξιά κοιλία προωθεί το αίμα στην πνευμονική κυκλοφορία που είναι χαμηλής αντίστασης, ενώ αντίθετα η αριστερή κοιλία προωθεί το οξυγονωμένο αίμα στο υψηλής αντίστασης αγγειακό δίκτυο. Το αίμα αφού δώσει στους ιστούς το οξυγόνο και τις θρεπτικές ουσίες, καταλήγει στο δεξιό κόλπο με την άνω και κάτω κοίλη φλέβα. Εκεί μέσω της δεξιάς κοιλίας και της πνευμονικής αρτηρίας οδηγείται στους πνεύμονες για να προσλάβει οξυγόνο και να αποβάλει το διοξείδιο του άνθρακα. Συνοπτικά με τη μικρή κυκλοφορία μεταφέρεται διοξείδιο του άνθρακα από την καρδιά στους πνεύμονες και οξυγόνο από τους πνεύμονες στην καρδιά. Από τους πνεύμονες το οξυγονωμένο πλέον αίμα περνά μέσω των πνευμονικών φλεβών στον αριστερό κόλπο και την αριστερή κοιλία, η οποία το εξωθεί στην αορτή και στη συνέχεια διανέμεται σε όλα τα όργανα του σώματος με αρτηρίες που εκφύονται από την αορτή. Οι στεφανιαίες αρτηρίες εκφύονται από την αορτή, ακριβώς πάνω από την αορτική βαλβίδα και αποστολή τους είναι να προσκομίζουν αίμα στο μυοκάρδιο. Η όλη ροή επιτυγχάνεται με τη συστολή και τη διαστολή του μυοκαρδίου των κοιλιών. Η δεξιά κοιλία κυκλοφορεί το φλεβικό αίμα και το ωθεί μόνο στους πνεύμονες, ενώ η αριστερή κυκλοφορεί το οξυγονωμένο αίμα και το ωθεί μέσω της αορτής σε όλο τον υπόλοιπο οργανισμό. Η αριστερή κοιλία επιτελεί το μεγαλύτερο έργο και γι αυτό το μυοκάρδιο είναι πιο παχύ και ισχυρό. 29

39 Σχήμα Δ1: Απεικόνιση μιας καρδιάς που έχει διατμηθεί καθέτως προς το μέσο μεσοκοιλιακό διάφραγμα, Αρχές Φυσιολογίας Robert M. Berne, Matthew N. Levy Δ - 2. Η ανατομία των στεφανιαίων αρτηριών Οι αρτηρίες που αιματώνουν την καρδιά ονομάζονται στεφανιαίες. Υπάρχουν δύο κύριες στεφανιαίες αρτηρίες, η αριστερή και η δεξιά, οι οποίες εκφύονται από την αορτή και αιματώνουν το μυοκάρδιο. Η αριστερή στεφανιαία αρτηρία αποτελείται από το στέλεχος και δύο κλάδους: τον πρόσθιο κατιόντα και τον περισπώμενο. Η αριστερή στεφανιαία αρτηρία είναι υπεύθυνη για την αιμάτωση του μεγαλύτερου μέρους της καρδιάς και συγκεκριμένα της αριστερής κοιλίας και του προσθίου τμήματος του μεσοκοιλιακού διαφράγματος. Η αιμάτωση επιτυγχάνεται μέσω διακλαδώσεων των οποίων ο αριθμός διαφέρει από άτομο σε άτομο. Η δεξιά στεφανιαία αρτηρία διέρχεται από το μπροστινό τμήμα της καρδιάς ανάμεσα στο δεξιό κόλπο και στη δεξιά κοιλία, στέλνοντας διακλαδώσεις κατά μήκος του μπροστινού τμήματος για την αιμάτωση του μεγαλύτερου μέρους της δεξιάς κοιλίας. Αιματώνει επίσης το οπίσθιο τμήμα του μεσοκοιλιακού διαφράγματος και στο 85% των περιπτώσεων, δίνοντας τον οπίσθιο κατιόντα κλάδο, αιματώνει τον κολποκοιλιακό κόμβο και τότε ονομάζεται επικρατούσα. Όταν οι στεφανιαίες αρτηρίες έχουν σοβαρές στενώσεις παρεμποδίζεται η σωστή και επαρκής αιμάτωση της καρδιάς με αποτέλεσμα να μη φτάνει αρκετό οξυγόνο σ αυτή και να παρουσιάζεται στηθαγχικός πόνος. 30

40 Σχήμα Δ2: Οι στεφανιαίες αρτηρίες, Σημειώσεις στην ανατομία της καρδιάς, Γυφτόπουλος Κ. Στις παρακάτω παραγράφους δίδεται μια περιγραφή των εξετάσεων επεμβατικής καρδιολογίας των οποίων η ακτινική επιβάρυνση μελετάται στην παρούσα εργασία. Δ 3. Στεφανιογραφία Η στεφανιογραφία είναι μια διαγνωστική εξέταση με την οποία απεικονίζονται τα στεφανιαία αγγεία με σκοπό να διαγνωσθεί η ακριβής θέση και η έκταση των στενώσεων ή αποφράξεων των στεφανιαίων αρτηριών ώστε να υπάρξει η κατάλληλη θεραπευτική αντιμετώπιση. Η στεφανιογραφία είναι ένα είδος καθετηριασμού γι αυτό λέγεται και καρδιακός καθετηριασμός και μπορεί να γίνει μόνο από την αριστερή κυκλοφορία. Η απεικόνιση της αριστερής και της δεξιάς στεφανιαίας αρτηρίας γίνεται με ειδικούς καθετήρες, οι οποίοι διευκολύνουν την έγχυση σκιαγραφικής ουσίας μέσα σε αυτές. Η καταγραφή της στεφανιογραφίας γίνεται με cine φιλμ για πληρέστερη εκτίμηση της ανατομίας των στεφανιαίων αρτηριών. Η λήψη πολλαπλών εικόνων (προβολών), σε διάφορα επίπεδα είναι απαραίτητη για την απεικόνιση στενώσεων, οι οποίες μπορεί να μην παρατηρηθούν όταν η απεικόνιση γίνει μόνο σε ένα επίπεδο. Η στεφανιογραφία γίνεται με τοπική αναισθησία στο σημείο εισόδου του καθετήρα, δηλαδή στη μηριαία αρτηρία (βουβωνική περιοχή). Μερικές φορές ο καθετήρας μπορεί να εισαχθεί από τη βραχιόνια αρτηρία που βρίσκεται στον αγκώνα ή την κερκιδική αρτηρία που βρίσκεται 31

41 στον καρπό του χεριού. Από το σημείο που γίνεται η παρακέντηση εισάγεται ειδικός καθετήρας που προωθείται με ακτινοσκοπικό έλεγχο, διαμέσου των αρτηριών στην αορτή. Στη συνέχεια ο καθετήρας εισάγεται στα στόμια των στεφανιαίων αρτηριών που βρίσκονται στην αρχή της αορτής και μετά γίνεται έγχυση σκιαγραφικού υλικού. Με τη βοήθεια των ακτίνων Χ και σκιαγραφικής ουσίας επιτυγχάνεται η σκιαγράφηση των καρδιακών κοιλοτήτων και των στεφανιαίων αρτηριών. Επίσης μελετάται η λειτουργία του καρδιακού μυός και των καρδιακών βαλβίδων. Η προώθηση των καθετήρων δεν πονά γιατί το εσωτερικό των αγγείων δεν έχει αισθητικά νεύρα. Η εξέταση γίνεται σε αιμοδυναμικό εργαστήριο. Όλα τα εργαλεία είναι αποστειρωμένα και οι καθετήρες είναι μίας χρήσης, συσκευασμένοι από το εργοστάσιο. Στην αίθουσα υπάρχει ειδικό ακτινοσκοπικό σύστημα, που συνίσταται από μια κινητή τράπεζα (κλίνη), στην οποία ξαπλώνει ο ασθενής και από ένα βραχίονα σε σχήμα C που στρέφεται περί το κεφαλικό άκρο της τράπεζας. Το κάτω άκρο του βραχίονα φέρει την ακτινολογική λυχνία και το άνω τον ενισχυτή εικόνας με την κινηματογραφική μηχανή. Οι ακτίνες διέρχονται από το σώμα του ασθενούς και προβάλλουν τη σκιά της καρδιάς στον ενισχυτή. Με την περιστροφή του βραχίονα η σκιά της καρδιάς λαμβάνεται σε πολλαπλές προβολές. Στην τράπεζα στερεώνεται ένα στατώ με τα ηλεκτρομανόμετρα για τη μέτρηση των πιέσεων και φιάλες με φυσιολογικό ορό για την έκπλυση των καθετήρων και τη φιάλη με τη σκιαγραφική ουσία. Δίπλα στην τράπεζα υπάρχει ένα καταγραφικό μηχάνημα με οθόνη, όπου απεικονίζεται και παρακολουθούνται συνεχώς το ηλεκτροκαρδιογράφημα (ΗΚΓ) και οι πιέσεις και καταγράφονται όσα στοιχεία θεωρούνται απαραίτητα. Ο ασθενής τοποθετείται στο κρεβάτι του εργαστηρίου και συνδέεται με τα καλώδια του ΗΚΓ. Καλύπτεται με άσηπτα σεντόνια και γίνεται τοπική αναισθησία της περιοχής που θα γίνει ο καθετηριασμός. Διά μέσω της βελόνας εισάγεται στο αγγείο, λεπτό εύκαμπτο σύρμα το οποίο προωθείται στην καρδιά. Με οδηγό αυτό το σύρμα εισάγεται στο αγγείο ένα θηκάρι μήκους 10cm περίπου, και μέσα από αυτό εισάγεται ο καθετήρας ο οποίος συνδέεται με το ηλεκτρομανόμετρο και προωθείται με ακτινοσκοπικό έλεγχο και τοποθετείται η άκρη του στο στόμιο της στεφανιαίας αρτηρίας. Δηλαδή συνοπτικά, από το πόδι ή το χέρι τοποθετούνται κάποια θηκάρια μέσω των οποίων εισέρχονται οι καθετήρες και οδηγούνται μέχρι την καρδιά, όπου στα στόμια των στεφανιαίων αρτηριών εγχέεται σκιαγραφικό υλικό. Οι καθετήρες είναι ακτινοσκιεροί και φαίνονται πολύ καλά κατά την ακτινοσκόπηση έτσι ώστε ο γιατρός να γνωρίζει επακριβώς που βρίσκεται το άκρο του καθετήρα. Όταν τελειώσει ο καθετηριασμός αφαιρούνται οι καθετήρες και το θηκάρι και εφαρμόζεται πίεση στο σημείο της παρακέντησης για να κλείσει η οπή της αρτηρίας. Ο ασθενής πρέπει να παραμείνει κλινήρης για 6-8 ώρες και να είναι προσεχτικός στις κινήσεις του. Η παρακέντηση στη βουβωνική περιοχή απαιτεί τον ασθενή για μεγαλύτερο χρόνο κατακεκλιμένο, ωστόσο προτιμάται από τους περισσότερους γιατρούς γιατί ο κίνδυνος θρόμβωσης της μηριαίας αρτηρίας είναι μικρότερος επειδή το αγγείο είναι μεγαλύτερο από τη βραχιόνια αρτηρία και επειδή δε συρράπτεται. Η τεχνική είναι επίσης ταχύτερη και τα αγγεία είναι εύκολα προσπελάσιμα πάλι, αν χρειασθεί να γίνει δεύτερος καθετηριασμός. Αυτή η αναίμακτη μέθοδος απευθύνεται σε ασθενείς με ενδείξεις στένωσης αγγείων και αρτηριών. Συγκεκριμένα οι ενδείξεις για να υποβληθούν σε στεφανιογραφία οι ασθενείς είναι οι εξής: Οξύ έμφραγμα μυοκαρδίου 32

42 Οξέα στεφανιαία σύνδρομα Χρόνια στεφανιαία νόσος Στηθάγχη που δεν ανταποκρίνεται στη φαρμακευτική αγωγή ή ασταθή στηθάγχη Ασθενείς υψηλού κινδύνου που πρόκειται να υποβληθούν σε υψηλού κινδύνου επέμβαση Ασθενείς με πολλαπλές ενδείξεις μέσου κλινικού κινδύνου που πρόκειται να υποβληθούν σε αγγειοχειρουργική επέμβαση Σημαντική μυοκαρδιακή υπερτροφία ή απόφραξη του χώρου εξόδου της αριστερής κοιλίας (π.χ. ασθενείς με στένωση της αορτικής βαλβίδας) Μυοκαρδιακή δυσλειτουργία Μετά από δοκιμασία κόπωσης που αποκάλυψε σοβαρό πρόβλημα ισχαιμίας Δ 4. Αγγειοπλαστική Η αγγειοπλαστική των στεφανιαίων αρτηριών είναι μια επεμβατική μέθοδος και χρησιμοποιείται σήμερα ευρέως για την θεραπεία της στεφανιαίας νόσου. Η στεφανιαία νόσος είναι η νόσος των στεφανιαίων αρτηριών και συμβαίνει όταν αυτές σκληραίνονται και στενεύουν με αποτέλεσμα να μην τροφοδοτούν επαρκώς το μυοκάρδιο με αίμα. Για την αντιμετώπιση της νόσου, εκτός από τα φάρμακα χρησιμοποιείται μεταξύ άλλων και η αγγειοπλαστική στην οποία επιχειρείται διαστολή του στενωμένου τμήματος των στεφανιαίων αρτηριών με σκοπό τη βελτίωση της παροχής αίματος στο τμήμα του μυοκαρδίου. Η επέμβαση αυτή εφαρμόστηκε για πρώτη φορά το 1977 στην Ελβετία από τον Andreas Gruentzing ο οποίος βασίστηκε σε προηγούμενες μελέτες που είχαν δείξει ότι είναι δυνατή η διαστολή της στενωμένης αρτηρίας. Με τους συνεργάτες του κατασκεύασαν ένα λεπτό καθετήρα που στο άκρο του είχε ένα μπαλόνι και αφού τον προώθησε μέχρι το στένωμα της αρτηρίας, φουσκώνοντας το πέτυχε διαστολή του στενώματος και αποκατάσταση της ομαλής ροής του αίματος. Χαρακτηριστικά το 1987 πραγματοποιήθηκαν σε όλο τον κόσμο περισσότερες από αγγειοπλαστικές και αυτός ο αριθμός διπλασιάστηκε το Η διάδοση της μεθόδου και η εδραίωση της ήταν εντυπωσιακή λόγω της αποτελεσματικότητας της μεθόδου και της ευκολίας με την οποία διενεργείται. Η αγγειοπλαστική διενεργείται στην Ελλάδα από το 1986 και τα ποσοστά επιτυχίας και επιπλοκών είναι συγκρίσιμα με τα διεθνή δεδομένα. Διεθνώς η επέμβαση αυτή αναφέρεται ως PTCA από τα αρχικά των λέξεων percutaneous transluminal coronary angioplasty. Διαδερμική επειδή η εισαγωγή καθετήρα γίνεται με παρακέντηση του δέρματος χωρίς χειρουργική τομή, διαυλική επειδή ο καθετήρας προωθείται προς τη καρδιά μέσω του αυλού των αρτηριών, και στεφανιαία αγγειοπλαστική γιατί επιτυγχάνεται αναμόρφωση του αυλού του στενωμένου στεφανιαίου αγγείου. Η αγγειοπλαστική γίνεται στο αιμοδυναμικό εργαστήριο της καρδιολογικής κλινικής και ο ασθενής παραμένει ξαπλωμένος στο ακτινολογικό τραπέζι για όσο διαρκέσει η επέμβαση (συνήθως λεπτά). Η παρακέντηση γίνεται συνήθως στη μηριαία αρτηρία με βελόνα και εισάγεται με τη βοήθεια λεπτού σύρματος ένας πλαστικός σωλήνας (θηκάρι) μήκους 10cm και διαμέτρου 2.5mm μέσα από το οποίο θα προωθηθούν οι καθετήρες προς τη καρδιά. Η τοποθέτηση θηκαριού κατά την αγγειοπλαστική διευκολύνει την αγγειογραφία και 33

43 ελαχιστοποιεί τον τραυματισμό του αγγείου κατά την αφαίρεση του μπαλονιού. Η αναισθησία είναι τοπική και αφορά τη βουβωνική περιοχή. Συνήθως στον ασθενή τοποθετείται ένας προσωρινός τεχνητός βηματοδότης από την μηριαία φλέβα για ασφάλεια κατά τη διάρκεια της επέμβασης. Ακολούθως από το θηκάρι της αρτηρίας και κάτω από ακτινοσκοπικό έλεγχο, προωθείται προς την καρδιά ο οδηγός καθετήρας με διάμετρο περίπου 2.5mm μέσα από τον οποίο θα προωθηθεί ο καθετήρας μπαλόνι. Ο οδηγός καθετήρας προωθείται μέχρι το στόμιο του στεφανιαίου αγγείου στο οποίο θα διενεργηθεί η επέμβαση. Η σωστή του θέση ελέγχεται με εγχύσεις σκιαγραφικού υγρού και ακτινοσκόπηση. Στην επόμενη φάση μέσα από τον οδηγό καθετήρα προωθείται προς το στεφανιαίο αγγείο, ο καθετήρας-μπαλόνι. Είναι ένας πολύ λεπτός καθετήρας (d 2mm), ο οποίος έχει στο άκρο του προσαρμοσμένο ένα μπαλόνι. Χρησιμοποιούνται σύρματα με μαλακά άκρα για στενώσεις σε μικρές και μέτριες αρτηρίες. Η βίαιη προώθηση του οδηγού σύρματος μπορεί να οδηγήσει σε απόφραξη ή διαχωρισμό. Η διάμετρος του μπαλονιού όταν φουσκώνει είναι προσαρμοσμένη με ακρίβεια. Για τις στεφανιαίες αρτηρίες χρησιμοποιείται μπαλόνι με διάμετρο από mm. Το μπαλόνι που επιλέγεται πρέπει να καλύπτει το μήκος της στένωσης και να έχει διάμετρο συμβατή με τον αυλό του αγγείου. Ο καθετήρας με το μπαλόνι προωθείται στη στεφανιαία αρτηρία με τη βοήθεια του οδηγού σύρματος, το οποίο κινείται μέσα στον αυλό του καθετήρα-μπαλονιού. Το σύρμα οδηγός περνά πρώτο στη; στένωση και πάνω σ αυτό γλιστράει ο καθετήρας με το μπαλόνι. Με συνεχή ακτινοσκοπικό έλεγχο προωθείται το άκρο του καθετήρα μέσα στην στεφανιαία αρτηρία, ούτως ώστε το μπαλόνι (που είναι ξεφούσκωτο) να τοποθετηθεί ακριβώς πάνω στην στένωση. Ακολουθεί φούσκωμα του μπαλονιού με ακτινοσκιερό διάλυμα υπό ελεγχόμενη πίεση. Το μπαλόνι παραμένει φουσκωμένο για περίπου 1 λεπτό. Η καλύτερη τακτική είναι να αρχίζει κανείς με μικρότερης διαμέτρου μπαλόνια και να αυξάνει το μέγεθος τους όσο χρειάζεται. Το αποτέλεσμα ελέγχεται ακτινοσκοπικά με εγχύσεις μέσα στη στεφανιαία αρτηρία ακτινοσκιερής ουσίας. Μπορεί να γίνουν περισσότερες διαστολές με το ίδιο μπαλόνι ή αν το αποτέλεσμα δεν είναι ικανοποιητικό, να χρησιμοποιηθεί καθετήρας μπαλόνι με μεγαλύτερη διάμετρο. Μετά την επίτευξη ικανοποιητικού αποτελέσματος αποσύρονται οι καθετήρες από τη στεφανιαία αρτηρία και παραμένει μόνο το θηκάρι στη μηριαία αρτηρία και ο προσωρινός βηματοδότης. Ο ασθενής πρέπει να παραμείνει 1-2 μέρες σε μονάδα εντατικής παρακολούθησης για τη χορήγηση αντιπηκτικής αγωγής και την αντιμετώπιση τυχόν επιπλοκών. Ο προσωρινός βηματοδότης και το θηκάρι της αρτηρίας βγαίνουν συνήθως το πρώτο 24ωρο. Μια αγγειοπλαστική θεωρείται επιτυχής όταν η στένωση μειωθεί τουλάχιστον 50%, χωρίς να παρατηρηθεί κάποια σοβαρή επιπλοκή (με αυτό το κριτήριο είναι αποτελεσματική σε ποσοστό ασθενών πάνω από 95%). Αγγειοπλαστική διενεργείται όταν η αγγειακή απόφραξη ή διάνοιξη αναμένεται να ωφελήσει τον ασθενή ή όταν οι άλλες θεραπείες κριθούν λιγότερο αποτελεσματικές. Ο ενδείξεις αφορούν: Στεφανιαία νόσο με συμπτώματα στηθάγχης Νόσο ενός δύο και τριών αγγείων Στενώσεις κεντρικές αλλά και στη περιφέρεια των στεφανιαίων Ασθενείς με επηρεασμένη την απόδοση της αριστερής κοιλίας Στενωμένα By Pass 34

44 Πλήρως αποφραγμένα στεφανιαία αγγεία Ενώ τα ποσοστά επιτυχίας της αγγειοπλαστικής είναι ψηλά, ωστόσο με την πάροδο του χρόνου προκύπτει επαναστένωση. Ένα μεγάλο ποσοστό των ασθενών 30-40%, επανέρχεται με συμπτώματα που οφείλονται σε επαναστένωση της στεφανιαίας αρτηρίας, μέσα στο πρώτο εξάμηνο από την επέμβαση. Η υπερπλασία του μυϊκού χιτώνα της στεφανιαίας αρτηρίας προκαλεί την επαναστένωση και θεωρείται μια αντίδραση του αγγείου στο τραύμα της αρχικής διαστολής. Για τη μείωση του ποσοστού επαναστένωσης χορηγούνται στους ασθενείς αντιθρομβωτικά και αγγειοδιασταλτικά φάρμακα. Παράλληλα χρησιμοποιούνται μηχανικά μέσα, όπως η τοποθέτηση stents, η αθηρεκτομή και τα laser. Τα stents είναι μικροί νάρθηκες από μεταλλικά πλέγματα οι οποίοι τοποθετούνται με καθετήρα και εκπτύσσονται μέσα στον αυλό του αγγείου επάνω στην στένωση. Η εισαγωγή των μεταλλικών stents είχε θετικά αποτελέσματα στην εξέλιξη της αγγειοπλαστικής και την ελάττωση της συχνότητας επαναστένωσης σε σύγκριση με την απλή έκπτυξη μπαλονιού. Δ 5. Αορτογραφία Αορτογραφία είναι η διαγνωστική εξέταση με την οποία εξετάζεται η αορτή. Η αορτή είναι η μεγαλύτερη αρτηρία του σώματος και ξεκινώντας από την αριστερή κοιλία της καρδιάς μεταφέρει το οξυγονωμένο αίμα σε όλο το σώμα. Συνηθισμένες παθήσεις της είναι: τα ανευρύσματα (διόγκωση τμήματος ενός αιμοφόρου αγγείου) διαχωρισμός αορτής (η αορτή σχίζεται στα 2 στο μέσω χιτώνα της) τραυματική ρήξη ( ψευδοανεύρυσμα) Η διαδικασία που γίνεται είναι παρόμοια με την στεφανιογραφία με την διαφορά ότι το αγγείο που εξετάζεται εδώ είναι η αορτή. Αρχικά παρακεντάται με ειδική βελόνα η μηριαία ή βραχιόνια αρτηρία. Προωθείται ένας καθετήρας προς την αορτή, γίνεται έγχυση σκιαγραφικής ουσίας και λαμβάνονται ακτινογραφίες. Το σκιαγραφικό κάνει το αίμα που ρέει μέσα στην αορτή ορατό στις ακτίνες Χ. Η αορτογραφία θεωρείται απαραίτητη ως διαγνωστική μέθοδος πριν από τη χειρουργική διόρθωση του ανευρύσματος. Επίσης προτιμάται από τον χειρούργο (μεταξύ αξονικής και μαγνητικής τομογραφίας) γιατί παρέχει πληροφορίες σχετικά με τη ροή, τη βατότητα των αορτικών κλάδων και την παρουσία ανεπάρκειας της αορτικής βαλβίδας. Δ 6. Ηλεκτροφυσιολογικός έλεγχος Ο ηλεκτροφυσιολογικός έλεγχος (ΗΦΕ) είναι μια διαγνωστική τεχνική που μελετά τις καρδιακές αρρυθμίες και προσδιορίζει την θεραπευτική αντιμετώπιση τους με φαρμακολογικά και μη μέσα. Γίνεται στο ηλεκτροφυσιολογικό εργαστήριο με σκοπό να μελετηθεί η λειτουργία του ηλεκτρικού συστήματος της καρδιάς. Υπάρχουν 2 κατηγορίες υποψήφιων για ΗΦΕ, οι ασθενείς που πάσχουν από συχνές και ενοχλητικές αρρυθμίες και οι ασθενείς που πάσχουν από δυνητικά επικίνδυνες για τη ζωή τους αρρυθμίες. Στην πρώτη κατηγορία ασθενών είναι δυνατή η βελτίωση της ποιότητας ζωής με 35

45 την κατάλληλη επιλογή φαρμάκων που καταστέλλουν την πρόκληση της αρρυθμίας στο ηλεκτροφυσιολογικό εργαστήριο. Στη δεύτερη κατηγορία ανήκουν οι ασθενείς υψηλού κινδύνου και εξετάζεται η αποτελεσματικότητα του φαρμάκου στο ηλεκτροφυσιολογικό εργαστήριο και σε περίπτωση που δεν αρκεί, υπάρχουν άλλες αποτελεσματικές μη φαρμακευτικές παρεμβάσεις, όπως η χειρουργική αντιμετώπιση και η τοποθέτηση εσωτερικών απινιδωτών. Η βασική ιδέα για τον ηλεκτροφυσιολογικό έλεγχο είναι η καταγραφή ενδοκαρδιακών ηλεκτρογραμμάτων από διαφορετικά σημεία του συστήματος της καρδιάς. Αυτό γίνεται με τη χρήση καθετήρων που στην άκρη τους έχουν ηλεκτρόδια για τη καταγραφή της δραστηριότητας της καρδιάς και τοποθετούνται σε διαφορετικά σημεία μέσα στις κοιλότητες. Οι καθετήρες-ηλεκτρόδια εισάγονται συνήθως από την μηριαία ή την υποκλείδιο φλέβα μετά από υποδόρια τοπική αναισθησία στο σημείο εισαγωγής. Η μετακίνηση των καθετήρων και η τοποθέτηση τους σε συγκεκριμένα σημεία στη καρδιά ελέγχεται με ακτινοσκόπηση και είναι ανώδυνη.. Ανάλογα με το τι μελετάται τοποθετούνται από 2 έως 5 καθετήρες. Οι καθετήρεςηλεκτρόδια συνδέονται έξω από το σώμα του ασθενούς με ένα computer-βηματοδότη και ένα ηλεκτρονικό σύστημα καταγραφής. Μέσω του computer-βηματοδότη μπορούν να δοθούν ηλεκτρικά ερεθίσματα που μεταφέρονται με τον καθετήρα στο μυοκάρδιο. Με τον τρόπο αυτό μπορεί να μελετηθεί λεπτομερώς η λειτουργία διαφορετικών τμημάτων του καρδιακού ηλεκτρικού συστήματος. Μέσω του καταγραφικού συστήματος επιτυγχάνεται η απεικόνιση ηλεκτρικών σημάτων από τα σημεία επαφής του καθετήρα-ηλεκτροδίου με το καρδιακό τοίχωμα. Όταν καταγράφονται πολλά τέτοια σήματα από διαφορετικά σημεία των κόλπων και των κοιλιών είναι δυνατή η χρονική τους συσχέτιση και έτσι μπορεί να χαρτογραφηθεί η διαδρομή που ακολουθεί το ηλεκτρικό ερέθισμα. Με τον τρόπο αυτό εντοπίζονται τυχόν βραχυκυκλώματα στο ηλεκτρικό σύστημα της καρδιάς που μπορεί να οδηγήσουν σε αρρυθμίες. Η συνολική διάρκεια της εξέτασης διαρκεί από 1 ώρα για απλά περιστατικά έως και 5 ώρες για πολυπλοκότερα. Όταν τελειώσει η εξέταση οι καθετήρες απομακρύνονται και ο ασθενής μένει ακίνητος για 4-6 ώρες. Ο ηλεκτροφυσιολογικός έλεγχος προσφέρει χρήσιμες πληροφορίες και βοηθά σημαντικά στη διάγνωση και θεραπεία πολύπλοκων καρδιακών αρρυθμιών. Ένας τέτοιος έλεγχος απαιτεί ειδικά εξοπλισμένο εργαστήριο και εξειδικευμένη ομάδα. Δ 7. Ablation (Κατάλυση) Με την έννοια Ablation, κατάλυση στα ελληνικά, εννοούμε τη καταστροφή μιας μικρής εστίας που προκαλεί ταχυκαρδίες. Πρόκειται για μια επεμβατική μέθοδο αντιμετώπισης αρρυθμιών και περιλαμβάνει τον καθετηριασμό της καρδιάς με ειδικούς καθετήρες με τους οποίους εντοπίζεται η εστία μιας αρρυθμίας και με την χρήση ραδιοκυμάτων υψηλής συχνότητας καταστρέφεται η εστία αυτή. Η κατάλυση αφορά γενικότερα τις αρρυθμίες και εφαρμόζεται ευρέως σε ενήλικες και παιδία. Οι αρρυθμίες χωρίζονται σε 2 κατηγορίες, τις υπερκοιλιακές που συνήθως είναι καλοήθεις και τις κοιλιακές που είναι κακοήθεις και συνήθως επικίνδυνες για τη ζωή. Οι υπερκοιλιακές αρρυθμίες είναι ενοχλητικές αρρυθμίες και από αυτές ξεχωρίζουν η κολπική μαρμαρυγή και ο κολπικός πτερυγισμός. 36

46 Η μέθοδος αυτή χρησιμοποιείται για: Κολπικό πτερυγισμό Σύνδρομο Wolf-Parkinson-White Κολπική μαρμαρυγή Κοιλιακές ταχυκαρδίες Μετά το τέλος του ΗΦΕ ο γιατρός γνωρίζει το μηχανισμό παραγωγής της αρρυθμίας και καταστρέφει τους ηλεκτρικούς δρόμους που δημιουργούν τα ηλεκτρικά κυκλώματα με βλάβες υψίσυχνου ρεύματος. Κατά την κατάλυση διοχετεύεται ηλεκτρική ενέργεια δια μέσου των καθετήρων που καταστρέφει τις εστίες ή τα παράπλευρα δεμάτια του μυοκαρδίου. Η κρυοπηξία είναι μια άλλη εξέλιξη της μεθόδου που βελτίωσε σημαντικά την ασφάλεια επεμβάσεων στα παιδιά. Η κρυοπηξία γίνεται με ειδικό καθετήρα που ψύχεται με τη βοήθεια υγρού αζώτου που διοχετεύεται στο εσωτερικό του, χωρίς να μπαίνει στο σώμα του ασθενούς. Έχει το μεγάλο πλεονέκτημα ότι η βλάβη που προκαλεί γίνεται πολύ σταδιακά και, αν παρατηρηθεί οποιοδήποτε πρόβλημα, μπορεί να σταματήσει αμέσως και να αποφευχθεί μόνιμη βλάβη. Η επιτυχία της κατάλυσης για ορισμένες αρρυθμίες είναι περίπου στο 95%, ενώ για άλλες όπως η κολπική μαρμαρυγή και οι κοιλιακές αρρυθμίες κυμαίνεται περίπου στο 50-70%. Με τον σύγχρονο εξοπλισμό η μέθοδος βελτιώνεται και οι επιπλοκές μειώνονται. Δ 8. Βηματοδότης Η βασική προϋπόθεση για την αποτελεσματική λειτουργία της καρδιάς είναι η ρυθμικότητα της. Ο φυσιολογικός ρυθμός κυμαίνεται μεταξύ 60 και 100 παλμών ανά λεπτό και στηρίζεται στο φλεβόκομβο που είναι ο φυσικός βηματοδότης της καρδιάς. Όταν ο καρδιακός ρυθμός εκτρέπεται είτε πάνω είτε κάτω από 60 παλμούς ανά λεπτό, έχουμε την εμφάνιση αρρυθμιών. Για παλμούς κάτω από 60 το λεπτό μιλάμε για βραδυκαρδία και πάνω από 60 για ταχυκαρδία. Ο βηματοδότης είναι μια εμφυτεύσιμη συσκευή η οποία χρησιμοποιείται για την θεραπευτική αντιμετώπιση αρρυθμιών. Ο πρώτος τεχνητός βηματοδότης στον άνθρωπο τοποθετήθηκε το 1958, και χρησιμοποιείται από το Στην Ελλάδα ο βηματοδότης εφαρμόστηκε για πρώτη φορά το 1962 στο Ιπποκράτειο Νοσοκομείο Αθηνών. Πριν την ανακάλυψη του, το 50% των ασθενών με επικίνδυνες αρρυθμίες πέθαινε εντός 6 μηνών, τώρα υπολογίζεται ότι η επιβίωση αυξήθηκε 12 φόρες. Η λειτουργία του τεχνητού ηλεκτρονικού βηματοδότη είναι να παράγει μικρά ηλεκτρικά σήματα σαν τον φυσικό βηματοδότη (φλεβόκομβο), τα οποία διεγείρουν την καρδιά κάνοντας την να συστέλλεται και να αντλεί ικανοποιητική ποσότητα αίματος στο σώμα. Ο βηματοδότης αποτελείται από δύο μέρη: τη γεννήτρια και το ηλεκτρονικό κύκλωμα, και ζυγίζει σήμερα μέχρι 35 γραμμάρια. Τα ηλεκτρικά ερεθίσματα που παράγει μεταβιβάζονται στην καρδιά με τη βοήθεια ηλεκτροδίου, του οποίου το ένα άκρο είναι συνδεδεμένο με το βηματοδότη και το άλλο με τη καρδιά. Στο άκρο του ηλεκτροδίου που είναι σε επαφή με την καρδιά υπάρχει ένας ειδικός καθετήρας ο οποίος ανιχνεύει τις ανάγκες της καρδιάς (σύμφωνα με τον προγραμματισμό που έχει υποστεί) και όταν οι παλμοί/λεπτό μειωθούν τότε αυτόματα ο βηματοδότης αρχίζει να βηματοδοτεί. 37

47 Ο βηματοδότης συνήθως τοποθετείται στο στήθος μόλις κάτω από την κλείδα και σπανιότερα μέσα στο κοιλιακό τοίχωμα ακριβώς κάτω από το δέρμα. Το ηλεκτρόδιο συνήθως τοποθετείται μέσα στην καρδιά (ενδοκαρδιακό ηλεκτρόδιο) και μερικές φορές πάνω στο εξωτερικό τοίχωμα της καρδιάς (επικαρδιακό ηλεκτρόδιο). Το 95% των περιπτώσεων γίνεται διαφλέβια με τοπική αναισθησία και διαρκεί περίπου μία ώρα. Η επικαρδιακή μέθοδος χρειάζεται γενική νάρκωση, διαρκεί περισσότερο και έχει περισσότερες επιπλοκές. Όταν η ενέργεια της μπαταρίας αρχίζει να τελειώνει, τότε αραιώνουν οι σφύξεις και απομακρύνεται ο βηματοδότης και αντικαθίσταται με καινούργιο. Η επέμβαση είναι μικρή και γίνεται με τοπική αναισθησία. Το ηλεκτρόδιο εξακολουθεί να παραμένει και συνδέεται με το νέο βηματοδότη. Δ 9. Απινιδωτής Ο απινιδωτής είναι μια ιατρική συσκευή τύπου βηματοδότη που παρακολουθεί τον καρδιακό ρυθμό και λειτουργεί αυτόματα όταν ανιχνεύσει πρόβλημα σ αυτόν (κοιλιακή ταχυκαρδία ή κοιλιακή μαρμαρυγή). Το σύστημα ανιχνεύει αμέσως τον κίνδυνο και διοχετεύει ηλεκτροσόκ στη καρδιά με αποτέλεσμα τη μετάπτωση από το θάνατο στη ζωή. Η συσκευή προγραμματίζεται να ελευθερώνει ηλεκτρικά ερεθίσματα μικρής έντασης 0,5-2 Joules σε στιγμές επικίνδυνης αρρυθμίας και αν αυτά δεν είναι αρκετά, ελευθερώνει ενέργεια μεγαλύτερης έντασης Joules. Η χρήση του εμφυτεύσιμου απινιδωτή έχει συμβάλει σημαντικά στην πρόληψη του αιφνίδιου θανάτου. Με την εφαρμογή του, από το 1981, μειώθηκε το ποσοστό των αιφνίδιων θανάτων στο 5% ετησίως. Ακόμη, ο χρόνος επιβίωσης για ασθενείς με αρρυθμίες που υπόκεινται σε εμφύτευση απινιδωτή είναι 3-4 φορές μεγαλύτερη από τους ασθενείς που νοσηλεύονται μόνο με φάρμακα. Αρχικά ο ασθενής πρέπει να υποβληθεί σε ηλεκτροφυσιολογικό έλεγχο για να εξεταστεί η αρρυθμία και να μελετηθεί η αντίδραση της στα αντιαρρυθμικά φάρμακα και στα ηλεκτρικά ερεθίσματα. Ο απινιδωτής εμφυτεύεται με τοπική αναισθησία, ακριβώς κάτω από την κλείδα και τα καλώδια του συνδέονται με την καρδιά. Η λειτουργία του και η μπαταρία του ( όπως και στους βηματοδότες) πρέπει να ελέγχονται τακτικά για αντικατάσταση μετά από 3 5 χρόνια. Όπως με τους απλούς βηματοδότες έτσι και με τους απινιδωτές οι ασθενείς πρέπει να είναι προσεκτικοί με τις ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές. Δ 10. IVUS/FFR IVUS Ο ενδοαγγειακός υπέρηχος (IVUS) είναι μια επεμβατική τεχνική που επιτρέπει να πάρουμε εικόνες από το εσωτερικό ενός αγγείου και να απεικονίσουμε την κατάσταση του τοιχώματος και την τυχόν ύπαρξη ανωμαλιών στο τοίχωμα, όπως την ανάπτυξη αθηρωματικής πλάκας ή θρόμβου. Το IVUS είναι μια τεχνική κατά την οποία ένας μικρός αισθητήρας υπερήχων στην άκρη ενός καθετήρα εισάγεται σε μία από τις στεφανιαίες αρτηρίες. Πραγματοποιείται 38

48 συνήθως κατά τη διάρκεια διαγνωστικής στεφανιογραφίας για την καλύτερη εκτίμηση της βλάβης. FFR Ο υπολογισμός της κλασματικής εφεδρείας ροής (FFR) είναι μια μέθοδος που εφαρμόζεται σε ασθενείς με στεφανιαία νόσο για να καθορισθεί εάν μια μέτρια στένωση των στεφανιαίων αγγείων είναι αιμοδυναμικά σημαντική και εάν χρειάζεται να γίνει αγγειοπλαστική. To FFR είναι η σχέση της μέσης πίεσης περιφερικά της στένωσης προς τη μέση αορτική πίεση κατά τη διάρκεια μέγιστης υπεραιμίας και αντιπροσωπεύει το κλάσμα της ροής αίματος που φτάνει στο μυοκάρδιο παρά την παρουσία στένωσης στην υπεύθυνη αρτηρία. Η μέτρηση του FFR πραγματοποιείται κατά τη στεφανιογραφία και απαιτεί τη χρήση ενός επιπλέον διαγνωστικού καθετήρα μέτρησης της ενδοαγγειακής πίεσης. 39

49 ΕΙΔΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 40

50 Ε. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ Όπως έχει αναφερθεί και στην αρχή της διπλωματικής εργασίας, κύριος σκοπός της είναι ο υπολογισμός της ακτινικής επιβάρυνσης που δέχονται οι ασθενείς κατά τη διενέργεια πράξεων επεμβατικής καρδιολογίας, και έπειτα η μελέτη της επίδρασης στο KAP, παραγόντων όπως η εμπειρία του καρδιολόγου, ο τύπος του μηχανήματος και το βάρος του ασθενούς. Τα υλικά και η μεθοδολογία που χρησιμοποιήθηκαν περιγράφονται αναλυτικά παρακάτω. Ε 1. Υλικά Οι μετρήσεις που περιλαμβάνει το αρχείο πραγματοποιήθηκαν στο Αιμοδυναμικό και Ηλεκτροφυσιολογικό Εργαστήριο της Ευρωκλινικής Αθηνών. Χρησιμοποιήθηκαν δύο συγκροτήματα Στεφανιογράφων οι οποίοι ήταν και οι δύο τύπου C-arm, εξοπλισμένοι με λυχνία κάτω από το τραπέζι. Περισσότερο εξελιγμένης τεχνολογίας ήταν ο Στεφανιογράφος Α2 (Philips Alura FD10) ο οποίος διαθέτει επίπεδο ανιχνευτή. Αρχείο καταγραφής δόσεων του Αιμοδυναμικού και Ηλεκτροφυσιολογικού Εργαστηρίου της Ευρωκλινικής Αθηνών. Το αρχείο αφορά επεμβατικές καρδιολογικές πράξεις που διενεργήθηκαν κατά το διάστημα Μελετήθηκαν: 6960 αιμοδυναμικές πράξεις (στεφανιογραφίες και αγγειοπλαστικές) 949 ηλεκτροφυσιολογικές πράξεις (ηλεκτροφυσιολογικός έλεγχος, ablation) 908 εμφυτεύσεις συσκευών (βηματοδότη και απινιδωτή) Συγκεκριμένα μελετήθηκαν: 3337 στεφανιογραφίες 281 στεφανιογραφίες σε συνδυασμό με αορτογραφία 177 στεφανιογραφίες σε συνδυασμό με κοιλιογραφία 301 στεφανιογραφίες σε συνδυασμό με ivus/ffr 440 αγγειοπλαστικές 2424 στεφανιογραφίες σε συνδυασμό με αγγειοπλαστική 357 ηλεκτροφυσιολογικοί έλεγχοι 592 ablation 780 εμφυτεύσεις βηματοδότη 128 εμφυτεύσεις απινιδωτή Τα στοιχεία που περιελάμβανε το αρχείο είναι τα εξής: 1. Το Αιμοδυναμικό Εργαστήριο και το μηχάνημα το οποίο χρησιμοποιήθηκε. 2. Την ημερομηνία της εξέτασης. 3. Το είδος της εξέτασης. 41

51 4. Το ονοματεπώνυμο του ασθενούς. 5. Το ύψος του ασθενούς σε cm. 6. Το βάρος του ασθενούς σε kg. 7. Το όνομα του Ιατρού Α, που πραγματοποιεί την εξέταση και - όταν υπήρχε του βοηθού Ιατρού. 8. Το είδος του σκιαγραφικού και την ποσότητα του. 9. Την ώρα εισόδου και εξόδου στην αίθουσα. 10. Τον συνολικό χρόνο ακτινοσκόπησης σε min. 11. Η συνολική δόση KAP σε Gy*cm² όπως καταγράφηκε από τον ενσωματωμένο μετρητή στο μηχάνημα. Στεφανιογράφος Philips Integris H3000 Οι μετρήσεις που καταγράφονται στο αρχείο για το χρονικό διάστημα έγιναν με τη χρήση του αγγειογραφικού συστήματος που υπήρχε στην Ευρωκλινική Αθηνών. Το μηχάνημα αυτό ανήκει στην εταιρεία Philips και είναι το μοντέλο Integris H3000. Πίνακας Ε1: Προδιαγραφές Κατασκευαστή για το μοντέλο Philips Integris H3000 MODEL Integris H3000 X-ray generator (POWER NEEDED, VAC) MODEL OMCP Powerpack GENERATOR High freguency 100 kvp 100 Radiographic ma 10-1,000 Radiographic kv Radiographic timer 1msec-1.6sec Fluoroscopic ma Fluoroscopic kv Pulsed fluoroscopy Yes (grid switched) Cine camera range, fps POWER REQUIREMENTS General system (POWER NEEDED, VAC) 220VAC, 60Hz X-ray generator (POWER NEEDED, VAC) 440VAC, 60 Hz, 3-phase Type (CONFIGURATION) Single plane TELEVISION CAMERA GENERATOR XTV-11 S Snr (TV CAMERA) 62dB (51dB) Scan lines (VIDEO INPUT/OUTPUT) Bandwidth, mhz (VIDEO INPUT/OUTPUT) 25,3dB Monitor sizes (X-RAY TUBE) 15", 17", 20" TABLETOP Movement 4-way floating AD-5 DIMENSIONS (LXW) CM, (IN) 293x50 (115x20) Max. vertical movement cm (in) (30-41) Lateral (PATIENT TABLE CHARACTERISTICS) ±18(±7) 42

52 Longitudinal (PATIENT TABLE CHARACTERISTICS) 100(39.4) Patient weight (capacity ) kg (lb) (TABLETOP) 200(440) SUPPORT (EXTERNAL BEAM) Floor X-ray density (TABLETOP) <1 mm Al SUPPLEMENTALS (POWER REQUIREMENTS) 1024x 1024 image acquisition vascular package IMAGING FEATURES Images stored (IMAGING CHARACTERISTICS) Up to 144,000 ADDITIONAL STORAGE (NETWORKING FEATURES) Up to 2 additional disks optional Digital imaging system Integrated X-RAY TUBE Heat storage capacity, hu Heat dissipation rate, hu-min (X-RAY TUBE) Focal spot size, mm (X-RAY TUBE) 0.5/0.8 Grid pulsed (X-RAY TUBE) Yes Target angle, deg 9 Cooling method Recirculating oil ROOM SIZE NEEDED, M (FT) (POWER REQUIREMENTS) 6x 4 (19 x 14) IMAGE INTENSIFIER Phosphor diameter Input, cm (in) 23/18/13(9/7/5) Output, mm 23 Contrast ratio 29:1,35:1,40:1 Spatial resolution, center, lp/mm (IMAGE INTENSIFIER) 4.2/5/5.7 PA GANTRY CONFIGURATION Parallelogram Depth, cm (in) (PA GANTRY 110(43) Rao projection 120motorized/manual to 180 manual Lao projection 120motorized/manual to 180 manual Cranial-to-caudal angulation, deg 50/45 Sid range, cm (in) ( ) Motorized/manual Both Counterbalanced Yes SUPPORT (EXTERNAL BEAM) Floor Park capability Yes 43

53 Στεφανιογράφος Philips Alura FD10 Ο στεφανιογράφος που διαθέτει σήμερα το Αιμοδυναμικό Εργαστήριο της Ευρωκλινικής Αθηνών ανήκει κι αυτός στην εταιρεία Philips και είναι το μοντέλο Alura FD10. Το μηχάνημα αυτό καλύπτει τις μετρήσεις που έγιναν από τον Σεπτέμβριο του 2009 μέχρι το Η βασική διαφορά των δύο ακτινοσκοπικών συστημάτων βρίσκεται στο σύστημα ανίχνευσης της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας και σχηματισμού εικόνας. Ο Phlips Alura FD10 διαθέτει επίπεδο ανιχνευτή (flat panel). Τα σκιαγραφικά μέσα που χρησιμοποιούνται όπως έχει αναφερθεί σε προηγούμενο κεφάλαιο είναι ιωδιούχες ενώσεις. Τα σκιαγραφικά υλικά που χρησιμοποιήθηκαν και στα δύο ακτινοσκοπικά συστήματα είναι: imagopaque, hexabrix, ultravist, xenetix, iomeron και optiray. Ο στεφανιογράφος Philips Alura FD10 σχεδιάστηκε για να εξυπηρετεί επεμβατικές και διαγνωστικές τεχνικές που αφορούν ειδικά την καρδιά. Η απόσταση του ισοκέντρου με το δάπεδο είναι στα 106,5cm, το σημείο εστίασης-ισοκέντρου στα 76,5cm, και SID (Source Image Distance) cm. Το ισόκεντρο είναι σημείο στο χώρο γύρω από το οποίο λαμβάνουν χώρα κινήσεις περιστροφής και γωνίωσης. Επίσης το σύστημα διαθέτει δύο μαυρόαπρες οθόνες LCD 18. Στην αίθουσα ελέγχου υπάρχει μια κονσόλα με μια έγχρωμη οθόνη LCD για τη παρακολούθηση των δεδομένων των ασθενών και για τη διαχείριση των πληροφοριών του συστήματος. Επίσης μια οθόνη 18 μαυρόασπρη και μια μονάδα επανεξέτασης που βοηθά στην παρακολούθηση και την επεξεργασία της εξέτασης. Στις οθόνες εμφανίζονται επίσης οι ακόλουθες παράμετροι: οι συνθήκες θερμοκρασίας της λυχνίας, kv, ma, ms, SID, FD (field diagonal), το εκάστοτε επιλεγμένο mode λειτουργίας και frame speed, ο συνολικός χρόνος ακτινοσκόπησης, Air Kerma dose (rate και accumulated dose) και το Dose Area Product (DAP). Το μοντέλο αυτό χρησιμοποιεί τη γεννήτρια υψηλών συχνοτήτων Velara. Η τάση στη λυχνία παραγωγής ακτίνων Χ κυμαίνεται από 40 μέχρι 125kV, έχει μέγιστο ρεύμα στα 1250mA στα 80 kv και μέγιστη συνεχή ισχύ στα 2,4kW για 30 λεπτά, ή 2kW για 8 ώρες. Η πλειοψηφία των FD10 χρησιμοποιεί την λυχνία MRC GS Το μοντέλο FD10 διαθέτει έναν δυναμικό επίπεδο ανιχνευτή ο οποίος σχεδιάστηκε για να δίνει μεγάλη ευκρίνεια στην εικόνα σε χαμηλές δόσεις. Ο ανιχνευτής του FD10 δίνει μέγιστο πεδίο ακτινοβόλησης (Field Of View), 10 (25cm διαγώνιος). Ο ανιχνευτής διαθέτει: Image matrix: 1024 x 1024 pixels Pixel size: 184μm bit depth: 14 detector zoom fields: 25, 20, 15 cm² digital output: 1k x 1k, 512 x 512 at 8 or 10-bit depth resolution 44

54 Εικόνα Ε1: Στεφανιογράφος Philips Alura FD10 στο Αιμοδυναμικό Εργαστήριο της Ευρωκλινικής Αθηνών Εικόνα 2: Οθόνες σε σύνδεση με το ακτινοσκοπικό σύστημα. Οι δύο οθόνες αριστερά είναι υπεύθυνες για τη προβολή του ηλεκτροφυσιολογικού ελέγχου, οι δύο στο κέντρο είναι για το απεικονιστικό κομμάτι (εικόνες ακτινογράφησης) και οι δύο οθόνες στα αριστερά παρουσιάζουν το καρδιογράφημα και την πίεση. 45