Šta bi trebalo da znamo:

Σχετικά έγγραφα
FTN Novi Sad Katedra za motore i vozila. Teorija kretanja drumskih vozila Vučno-dinamičke performanse vozila: MAKSIMALNA BRZINA

Digitalna mamografija

I.13. Koliki je napon između neke tačke A čiji je potencijal 5 V i referentne tačke u odnosu na koju se taj potencijal računa?

Eliminacijski zadatak iz Matematike 1 za kemičare

SEKUNDARNE VEZE međumolekulske veze

Novi Sad god Broj 1 / 06 Veljko Milković Bulevar cara Lazara 56 Novi Sad. Izveštaj o merenju

UNIVERZITET U NIŠU ELEKTRONSKI FAKULTET SIGNALI I SISTEMI. Zbirka zadataka

OSNOVI ELEKTRONIKE VEŽBA BROJ 1 OSNOVNA KOLA SA DIODAMA

FTN Novi Sad Katedra za motore i vozila. Teorija kretanja drumskih vozila Vučno-dinamičke performanse vozila: MAKSIMALNA BRZINA

IZRAČUNAVANJE POKAZATELJA NAČINA RADA NAČINA RADA (ISKORIŠĆENOSTI KAPACITETA, STEPENA OTVORENOSTI RADNIH MESTA I NIVOA ORGANIZOVANOSTI)


numeričkih deskriptivnih mera.

Ispitivanje toka i skiciranje grafika funkcija

L E M I L I C E LEMILICA WELLER WHS40. LEMILICA WELLER SP25 220V 25W Karakteristike: 220V, 25W, VRH 4,5 mm Tip: LEMILICA WELLER. Tip: LEMILICA WELLER

Konstruisanje. Dobro došli na... SREDNJA MAŠINSKA ŠKOLA NOVI SAD DEPARTMAN ZA PROJEKTOVANJE I KONSTRUISANJE

STATIČKE KARAKTERISTIKE DIODA I TRANZISTORA

Kontrolni zadatak (Tačka, prava, ravan, diedar, poliedar, ortogonalna projekcija), grupa A

Apsolutno neprekidne raspodele Raspodele apsolutno neprekidnih sluqajnih promenljivih nazivaju se apsolutno neprekidnim raspodelama.

Pošto pretvaramo iz veće u manju mjernu jedinicu broj 2.5 množimo s 1000,

EuroCons Group. Karika koja povezuje Konsalting, Projektovanje, Inženjering, Zastupanje

Računarska grafika. Rasterizacija linije

Kaskadna kompenzacija SAU

OSNOVI ELEKTRONIKE VEŽBA BROJ 2 DIODA I TRANZISTOR

DISKRETNA MATEMATIKA - PREDAVANJE 7 - Jovanka Pantović

INTELIGENTNO UPRAVLJANJE

3.1 Granična vrednost funkcije u tački

Obrada signala

Spektar X-zraka. Atomska fizika

( , 2. kolokvij)

Zadaci sa prethodnih prijemnih ispita iz matematike na Beogradskom univerzitetu

S t r a n a 1. 1.Povezati jonsku jačinu rastvora: a) MgCl 2 b) Al 2 (SO 4 ) 3 sa njihovim molalitetima, m. za so tipa: M p X q. pa je jonska jačina:

UVOD U KVANTNU TEORIJU

OBRTNA TELA. Vladimir Marinkov OBRTNA TELA VALJAK

PT ISPITIVANJE PENETRANTIMA

Računarska grafika. Rasterizacija linije

PRAVA. Prava je u prostoru određena jednom svojom tačkom i vektorom paralelnim sa tom pravom ( vektor paralelnosti).

Grafičko prikazivanje atributivnih i geografskih nizova

HEMIJSKA VEZA TEORIJA VALENTNE VEZE

PARCIJALNI IZVODI I DIFERENCIJALI. Sama definicija parcijalnog izvoda i diferencijala je malo teža, mi se njome ovde nećemo baviti a vi ćete je,

Antene. Srednja snaga EM zračenja se dobija na osnovu intenziteta fluksa Pointingovog vektora kroz sferu. Gustina snage EM zračenja:

OSNOVI ELEKTRONIKE. Vežbe (2 časa nedeljno): mr Goran Savić

Akceleratori. Podela akceleratora. Akceleratori su mašine u kojima se naelektrisane čestice (e -, p +, etc.) ubrzavaju dejstvom elektromagnetnih polja

Opšte KROVNI POKRIVAČI I

Pismeni ispit iz matematike Riješiti sistem jednačina i diskutovati rješenja sistema u zavisnosti od parametra: ( ) + 1.

M086 LA 1 M106 GRP. Tema: Baza vektorskog prostora. Koordinatni sustav. Norma. CSB nejednakost

41. Jednačine koje se svode na kvadratne

Betonske konstrukcije 1 - vežbe 3 - Veliki ekscentricitet -Dodatni primeri

SPEKTROSKOPIJA SPEKTROSKOPIJA

Osnovni primer. (Z, +,,, 0, 1) je komutativan prsten sa jedinicom: množenje je distributivno prema sabiranju

nvt 1) ukoliko su poznate struje dioda. Struja diode D 1 je I 1 = I I 2 = 8mA. Sada je = 1,2mA.

OM2 V3 Ime i prezime: Index br: I SAVIJANJE SILAMA TANKOZIDNIH ŠTAPOVA

FAKULTET PROMETNIH ZNANOSTI

ELEKTROTEHNIČKI ODJEL

LANCI & ELEMENTI ZA KAČENJE

IspitivaƬe funkcija: 1. Oblast definisanosti funkcije (ili domen funkcije) D f

VJEŽBE 3 BIPOLARNI TRANZISTORI. Slika 1. Postoje npn i pnp bipolarni tranziostori i njihovi simboli su dati na slici 2 i to npn lijevo i pnp desno.

Periodičke izmjenične veličine

18. listopada listopada / 13

2 tg x ctg x 1 = =, cos 2x Zbog četvrtog kvadranta rješenje je: 2 ctg x

RAČUNSKE VEŽBE IZ PREDMETA POLUPROVODNIČKE KOMPONENTE (IV semestar modul EKM) IV deo. Miloš Marjanović

Matematika 1 - vježbe. 11. prosinca 2015.

5. Karakteristične funkcije

RAD, SNAGA I ENERGIJA

1 UPUTSTVO ZA IZRADU GRAFIČKOG RADA IZ MEHANIKE II

III VEŽBA: FURIJEOVI REDOVI

PARNA POSTROJENJA ZA KOMBINIRANU PROIZVODNJU ELEKTRIČNE I TOPLINSKE ENERGIJE (ENERGANE)

Evolucija kontaktnih tesnih dvojnih sistema W UMa tipa

Otpornost R u kolu naizmjenične struje

Inženjerska grafika geometrijskih oblika (5. predavanje, tema1)

Pismeni ispit iz matematike GRUPA A 1. Napisati u trigonometrijskom i eksponencijalnom obliku kompleksni broj, zatim naći 4 z.

SEMINAR IZ KOLEGIJA ANALITIČKA KEMIJA I. Studij Primijenjena kemija

KVADRATNA FUNKCIJA. Kvadratna funkcija je oblika: Kriva u ravni koja predstavlja grafik funkcije y = ax + bx + c. je parabola.

Fizika 2. Auditorne vježbe 11. Kvatna priroda svjetlosti, Planckova hipoteza, fotoefekt, Comptonov efekt. Ivica Sorić

Teorijske osnove informatike 1

BIPOLARNI TRANZISTOR Auditorne vježbe

Cenovnik spiro kanala i opreme - FON Inžinjering D.O.O.

Unipolarni tranzistori - MOSFET

MEHANIKA FLUIDA. Isticanje kroz otvore sa promenljivim nivoom tečnosti

10. STABILNOST KOSINA

Elementi spektralne teorije matrica

Alarmni sustavi 07/08 predavanja 12. i 13. Detekcija metala, izvori napajanja u sustavima TZ

IZVODI ZADACI ( IV deo) Rešenje: Najpre ćemo logaritmovati ovu jednakost sa ln ( to beše prirodni logaritam za osnovu e) a zatim ćemo

Mašinska vizija. Dr Nenad Jovičić tnt.etf.rs/~mv

DIMENZIONISANJE PRAVOUGAONIH POPREČNIH PRESEKA NAPREGNUTIH NA PRAVO SLOŽENO SAVIJANJE

konst. Električni otpor

SISTEMI NELINEARNIH JEDNAČINA

Gajger Milerov (GM) brojač

Dvanaesti praktikum iz Analize 1

Linearna algebra 2 prvi kolokvij,

Riješeni zadaci: Nizovi realnih brojeva

Kiselo bazni indikatori

Zavrxni ispit iz Matematiqke analize 1

Fizika 2. Auditorne vježbe 12. Kvatna priroda svjetlosti. Ivica Sorić. Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje Studij računarstava

Zadatak 4b- Dimenzionisanje rožnjače

BRODSKI ELEKTRIČNI UREĐAJI. Prof. dr Vladan Radulović

Operacije s matricama

Kvantna priroda elektromagnetnog zračenja (Efekti koji su to potvrdili)

Reverzibilni procesi

Iskazna logika 3. Matematička logika u računarstvu. novembar 2012

INŽENJERSTVO NAFTE I GASA. 2. vežbe. 2. vežbe Tehnologija bušenja II Slide 1 of 50

Transcript:

Fizika X-zračenja

Šta bi trebalo da znamo: Cev kako se proizvodi X-zračenje Ljudsko telo- kako X zračenje interaguje sa tkivom Slika kako X-zračenje interaguje sa filmom Procesiranje filma Ili slike

Definicija X-zračenja Elektromagnetsko zračenje Ponaša se kao foton karakterisan talasnom dužinom i energijom Putuje pravolinijskom putanjom brzinom svetlosti Nema masu ni naelektrisanje pa se ne može usmeriti u magnetnom polju Energije u dijagnostici (20-150)kVp Pri interakciji sa materijom proizvode sekundarne i tercijarne elektrone Jonizuju sve vrste materijala Uzrokuju biološke efekte

Medicinska primena X-zračenja Dobijanje radiografskog filma (klasična i interventna dijagnostika) Dinamička radiografija-fluoroskopija Mamografija Tomografija Kompjuterska radiografija Kompjuterska tomografija

Visoki napon Kolimatori Filter Ogledalo Snop X zračenja Svetlosni snop

Broj elektrona zavisi od temperature vlakna Intenzitet snopa X-zračenja zavisi od materijala anode (veće Z, veća temperatura, veći intenzitet snopa) Z W =74, T topljenja = 3400 0 C Struja elektrona koji udaraju u metu je reda (100 500) ma Gubitak el.snage: P=UI=100x10 3 [V]x500x10-3 [A]=50 kw (99 % toplota)

Proizvodnja X-zraka Ekspanzioni pojas Truba Vlakno/fokus Port Stakleni umetak Kabl statora Stator Katodni kraj (-) Meta Anodni kraj(+) Zona snopa

Komponente Rtg cevi Katoda: užareno vlakno koje predstavlja izvor elektrona koji se kreću u pravcu anode Vlakno od volframa Anoda (stacionarna ili rotirajuća): udarena snopom elektrona emizuje X-zrake Metalno kućište cevi okruženo staklom (electroni putuju u vakuumu) Zaštitni oklop (zaštita od rasejanog zračenja)

Proizvodnja X-zraka Kada se pokrene rotor Naelektriše se vlakno i izaziva termojonsku emisiju (e- oblak) Započinje rotacija anode. Elektroni na meti proizvode X- zračenje Struja cevi Rotiranje anode Ploča za fokusiranje Vlakno

Zagrevanje mete e-udaraju u metu i stvaraju X zrake na dva načina: Karakteristično X-zračenje na materijalu mete (W), za napone cevi preko 70 kvp Bremsstrahlung (zakočno) X-zračenje nastaje usporavanjem elektronskog snopa na meti < 70 kvp 100% zz > 70 kvp 85% zz

Struktura katode (I) Savremene katode imaju 2 vlakna dugačko : veća struja/manja rezolucija kratko : niža struja/veća rezolucija Kulonova interakcija divergira elektronski snop na putu ka anodi Manjak elektrona koji će proizvesti X-zrak Koristi se veća površina Raste veličina fokus slabija rezolucija slike Krucijalno je fokusiranje elektrona

Anoda Materijal : volfram, renijum, molibden, grafit Fokalna tačka(fokus): površina anode u koju udaraju elektroni Brzina rotacije: (3000-12000)obrtaja u minuti Debljina mase i materijala (zapremina) toplotni kapacitet Termalne karakteristike anode Vreme zagrevanja Kriva vremena zagrevanja Kriva vremena hlađenja

Ugao anode θ Ugao θ Ugao Širina upadnog Snopa elektrona Stvarna veličina fokusa Širina upadnog šnopa elektrona Veličina fokus koju vidi film Film MANJI UGAO BOLJA REZOLUCIJA Stvarna veličina fokusa Veličina fokusa Koju vidi film Film

Hil efekat anode Ugao anode od 7 do 20 indukuje razliku u profilu polja levo i desno od ose snopa Veličina uticaja zavisi od : Ugla anode Veličine filma Rastojanja fokus-film Starenje anode pojačava hil efekat Hil efekat može da bude pozitivan (kod mamografije, snimanja torokalne kičme..)

Veličina fokusa i geometrija slike Veći fokus nejasna slika Poboljšanje oštrine slike smanjenjem veličine fokusa Veličina fokusa u mamografiji 0.4 cm Mali fokus smanjuje radijacioni izlaz cevi (potrebna duža ekspozicija) Veći fokus kraća ekspozicija Veći fokus za organe koji se pomeraju

Toplotni kapacitet Procedura generisanja toplote zavisi od: kv, struje cevi (ma) i dužine ekspozicije Talasnog oblika napona Broja ekspozicija napravljenih u nizu Heat Unit (HU) [joule] : Jedinice napona x jedinica struje x jedinica vremena = [kv] x [ma] x[s] Tip cevi: 1 fazna jedinica (zabranjena) HU = kv x ma x s 3 fazna jedinica, 6 pulse : HU = 1.35 kv x ma x s 3 fazna jedinica, 12 pulse: HU = 1.41 kv x ma x s

Karta jačine anode 700 600 X-cev A 1 polutalas 3000 obrtaja/minuti 1.0 mm efektivni fokus Struja cevi (ma) 500 400 300 200 120 kvp 90 kvp 70 kvp Neprihvatljivo 50 kvp 100 Prihvatljivo 0.01 0.05 0.1 0.5 1.0 5.0 10.0 Vreme ekspozicije (s)

Karta jačine anode Struja cevi (ma) 700 600 500 400 300 200 100 70 kvp 90 kvp 125 kvp Neprihvatljivo Prihvatljivo Cev B 3 fazna jedinica (3 puna talasa) 10.000 obrtaja u minuti 1.0 mm efektivni fokus 50 kvp 0.01 0.05 0.1 0.5 1.0 5.0 10.0 Vreme ekspozicije (s)

Talasni oblik izlaza generatora Konvencionalni generatori Jednofazni 1- φ 1-pulsni (zubni i mobilni sistemi) jedno φ 2-pulsni (duplo pojačanje ) Tro- φ 6-pulsni tro φ 12-pulsni Generatori konstantnog potebcijala (CP) HF generatori (koriste DC čopere da konvertuju 50 Hz u khz opseg- tehnologija pretvarača

Talasni oblik cevi kv (%) Jedna faza jedan impuls 100% 13% 4% Jedna faza 2-impulsa Tri faze 6-impulsa Tri faze 12-impulsa Linijski napon 0.01 s 0.02 s

Zračenje emitovano iz cevi Primarno zračenje : pre interakcije fotona Rasejano zračenje : posle najmanje jedne interakcije Curenje zračenja : zračenje koje nije apsorbovao štit (kučište)cevi Transmitovano zračenje : ono koje stiže posle prolaska kroz materiju Protivrasejavajuća rešetka

Doza zračenja na filmu D = k 0. U n. I. T U : napon pika (kv) I : struja cevi (ma) T : vreme ekspozicije (ms) n : konstanta u opsegu od 3 za150 kv do 5 za 50 kv

Naponski broj generatora Treba da je što manji r = [(U - U min )/U] x 100%

Karakteristike generatota X- zračenja Veličina fokusa Radiografija Mamografija Terapija Manje od 1 mm (0,1-0,3)mm (2-3) mm Ugao mete Struja Napon Vreme HVL Anoda Filter Port (100-500) ma (40-150) kvp (25-28) kvp 1 ms 10 s Dugačka ekspozicija (1-60) minuta W Mo, Rh W Al Mo, Rh Be Staklo ili Al

Faktori koji utiču na spektar X- zračenja Napon cevi kvp vrednost talasni oblik napona cevi Materijal anode W, Mo, Rh etc. Filtracija inherent + dodatna Spektar X-zračenja 30 kv cevi sa Mo metom i 0.03 mm Mo filter Broj fotona(normalizovan arbitrarno) 15 10 5 10 15 20 25 30 Energija (kev)

Spektar X-zračenja Spektar karakterističnog X-zračenja zavisi od materijala mete META Molibden Volfram Olovo

Filtracija cevi Inherentna filtracija (uvek postoji) smanjuje ulaznu (kožnu) dozu na pacijentu(cut off za niske energije X-zračenja koje su šum za sliku) Dodatna filtracija (uklonjifvi filter) Dslje smanjenje doze bez gubitka kvaliteta slike Ukupna filtracija (inherent + dodatna Mora biti > 2.5 mm Al za > 110 kv generator Merenje filtracije merenjem HVL

Rasejano zračenje Uticaj na kvalitete slike Povećava nejasnoću Gubitak kontrasta Uticaj na pacijentne doze Povećava površinsku i dubinsku dozu Mohuća redukcija : upotreba rešetke ograničenje polja ograničenje zapremine koja se ozračuje (npr. Kompresija dojke u mamografiji)

Antirasejavajuća rešetka Izvor X-zračenja Pacijent Rasejani X-zraci Olovo Korisni X-zrak Film i kaseta

Automatska kontrola ekspozicije Optimalni izbor tehničkih parametara u cilju izbegavanja ponovljenih ekspozicija (kv, ma) Detektor zračenja iza ili ispred kasete sa filmom Expozicija se prekida kada se integrira podešena vrednost doze Kompenzacija kvp za debljinu detektora

Interakcija zračenja sa materijom (5 vrsta interakcije) Fotoelektrični efekat (dijagnostička radiologija) Komptonovo nekoherentno rasejanje (dijagnostička radiologija) Koherentno rasejanje (nema značaja za medicinsku primenu) Proizvodnja parova (terapija) Fotodisintegrcija (terapija)

Spektar X-zračenja sa filtracijom Maksimalna energija fotona zakočnog zračenja Kinetička energija upadnog elektrona U spektru X-zračenja radiološke instalacije: Max (energija) = pik napon cevi, kvp Ψ E Bremsstrahlung Bremsstrahlung posle filtriranja kev 50 100 150 200 kev

Spektralna raspodela karakterističnog X-zračenja energija (ev) 100 K α1-20 -70-590 - 2800-11000 - 69510 NOP M L K 6 5 4 3 2 0 80 60 40 20 L α L β L γ K α2 K β1 K β2 0 10 20 30 40 50 60 70 80 (kev)

Karakteristično X-zračenje Jonizacijom se izbacuje elektron iz omotača (obično iz K ljuske, ali je moguće i iz L,M..) e - iz L ili M ljuske upada u šupljinu nastalu u K ljusci Energetska razlika se emituje kao foton karakterističan za atom

Interakcija zračenja sa tkivom Energija 10 kev 30 kev 1 MeV 100 MeV Fotoelektrična apsorpcija Koherentno i Nekoherentno rasejanje Proizvodnja parova 93 % 39 % 7 % 12 % 49 % 99 % 16 % 84 % Energija fotona [kev]

Tkivo SASTAV Gustina Meko tkivo Dojke Mozak Kosti Pluća Mišići Koža Jod Koža Olovo Mast Mišići Energija fotona [kev]

Parametri ekspozicije: kvp pik napona cevi ma struja cevi s trajanje ekspozicije u sekundama mas proizvod ma i s Parametre ekspozicije postavlja RTg tehničar

Film 1. Fotografski film ima nekoliko slojeva: superomotač zaštitni omotač emulzija osetljiva na svetlost i jonizujuće zračenje (granule srebro-oksida) baza plastika 2. Formiranje slike Latentna slika nevidljiva slika dobijena ozračivanjem filma Prava slika dobijena razvijanjem filma

Ekran za intenziviranje Lociran u kaseti u koju se stavlja film Ekran sadrži fluorescentni fosfor koji emituje fluorescencije kada se izloži X-zračenju Namena: ekran pojačava X-zrak koji upada na film pa je potrebno manje mas da se slika proizvede Mana: gube se neki detalji slike

Razvijanje filma Pravo razvijanje ili digitalna slika Procesni pritup (automatski) Razvijač konvertuje latentnu sliku u pravu (22 s) Fiksir acetatna kiselina Ispiranje voda uklanja preostale hemikalije Sušenje uduvavanje toplog vazduha u automatski razvijač slike

Svrha korišćenja kontrasnog medijuma Da učini vidljivim meka tkiva normalno transparentna na Rtg snimku Da istakne određeni organ Poboljša kvalitet slike Najčešće korišćeni Barium : abdomenalni delovi Iod : urografija, angiografija, etc.

X- apsorpcione karakteristike joda, barijuma i mekog tkiva 100 10 Iodine Iodine Barium Barium Soft Soft Tissue Tissue 1 X-Ray ATTENUATION COEFFICIENT (cm 2 g -1 ) 0.1 (kev) 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Doprinos vrsta interakcije na ukupno slabljenje snopa zračenja u vodi (mekom tkivu) X-Ray ATTENUATION COEFFICIENT (cm 2 g -1 ) 10 1.0 0.1 0.01 Total Komptonovo +koherentno Fotoelektrični efekat (kev) 20 40 60 80 100 120 140

Doprinos vrsta interakcije na ukupno slabljenje snopa zračenja u kostima 10 X-Ray ATTENUATION COEFFICIENT (cm 2 g -1 ) 1.0 0.1 0.01 Photoelectric Total Compton + Coherent 20 40 60 80 100 120 140 (kev)