DTM: Fysica
Overzicht methodes beeldvorming =
- X-ray imaging =
• Productie en hun interacties
= hebben allemaal X-stralen gemeenschappelijk --->
• Radiografie
verschil = verschillende installaties =
• Mammografie
• Fluoroscopie - 2D
• CT - 3D
- Nucleaire geneeskunde imaging = isotopen inspuiten in bloed vd patiënt ---> geeft info
over functie v lichaam
---> = beide gebruik maken v ioniserende stralen
- MRI
- Ultrasound
---> beide geen gebruik maken v ioniserende stralingen
Productie + proporties v X-stralen
Ioniserende stralen =
Hoog-energetische EM golven ---> =
- Hebben geen massa
- Bewegen voort met lichtstralen
- Zijn zo hoog energetisch ---> daardoor ionisatie mogelijk
---> gebruik van stralen = risico’s hebben =
• Kort gebruik = lokale beschadigingen in DNA veroorzaken = kan trigger zijn voor
ontstaan v kanker
• Lang gebruik = nodig bij interventionele radiologie ---> = goed zien hoe men moet
werken = lage tijd bloot staan aan stralingen ---> risico’s =
− Huidwondes
− Brandwondes
− Haarverlies
---> bv. bij cerebrale interventies = aneurysma lokaliseren + stabiliseren met
coils = lang duren ---> tijdelijk haarverlies is mogelijk
---> enkel bij extreem hoge dosis = permanent haarverlies mogelijk
1
,X-straal productie =
X-stralen buis =
Glazen buis met intern = vacuüm --->
zo elektronen produceren
Werking = KNAP =
1. Elektronen transporteren nr trefplaat = anode - Kathode negatief
2. Botsing elektronen op trefplaat - Anode positief
3. Interacties ontstaan
4. Aanleiding geven tot productie v X-stralen
---> vacuüm nodig = want bij aanwezigheid lucht ---> gaan elektronen botsten tg
luchtmoleculen = elektronen kwijt raken = nooit X-stralen kunnen produceren
Elektronen produceren =
Aan rechterzijde = kathode ---> grote stroom door sturen = draadje wordt opgewarmd ---> dr
thermisch effect = elektronen wegschieten uit klein draadje
---> hoe meer stroom door draadje, hoe meer elektronen opwekken
---> elektronen = 1-waardig negatief geladen ---> laten bewegen in gunstig elektrisch veld =
aantrekken dr anode = altijd positief v polariteit =
- Kathode = negatief = oorsprong elektronen
- Anode = positief = aantrekken elektronen
---> hoogspanning aan koppelen = elektrisch veld = groot genoeg om elektronen bij kathode
grote versnelling te geven ---> functie hoogspanning =
• Elektronen meetrekken nr anode
• Heel veel energie geven aan elektronen
Stroom v elektronen = buisstroom ---> = 10-100 mA produceren (milli-ampère)
Buisstroomwaarde =
Belangrijk ---> = zal soort straling geven = gelinkt aan stralingsintensiteit + dosis =
---> Meer dosis aan patiënt = meer dosis op detector = beeldkwaliteit verbeteren
Hoe meer dosis (mA) aan patiënt geven, hoe minder ruis op beeld
2
,Diagnostiek =
---> Ampère = mA =
Werken met ioniserende straling = met clinicus overleggen welke kwaliteit v beelden echt nodig
is ---> adequate kwaliteit kunnen leveren = niet beste beeldkwaliteit nodig
---> op röntgenbuis = mA instellen mogelijk
---> = bepaalt hoeveelheid elektronen die door buis stromen
---> Hoogspanning = kVp =
Niet uit de muur halen ---> 2 redenen =
- Röntgenbuis = meestal 25-140 kV aan hoogspanning = kan niet zomaar in stopcontact v
elektriciteitsnetwerk ---> = generator systeem nodig hebben
- Uit muur = wisselspanning krijgen ---> = niet handig voor röntgenbuis want:
• Anode = altijd positief
• Kathode = altijd negatief
---> ook via generator oplossen
---> aanpassen hoogspanning =
- Zorgt ervoor dat elektronen versneld worden = veel energie mee krijgen
- Met bepaalde energie botsen op target
---> effecten =
• Hogere kV = hardere straling = meer doordringen = minder contrast = grijzer
• Lagere kV = zachtere stralingen = meer contrast ts weefsels
Interacties in anode =
Elektroden treden binnen in materiaal ---> in buurt v EM-veld v materiaal waar anode uit
gemaakt is =
- Elektronen buiken af = meerderheid
- Elektronen botsten op materiaal = minderheid
---> minstens 95% vd röntgenbuizen = maken v wolfraam materiaal ---> want moet voldoen
aan 2 vereisten =
- Enkel X-stralen produceren bij interactie tussen:
• Electroden
• Zwaar metaal ---> = grote Z-waarde = hoog atoom getal
- Materiaal moet hitte-resistent zijn ---> moet tegen elektronen kunnen die op materiaal
botsen
---> elektronen zullen dr botsing lokaal ioniseren = energie omzetten in warmte 3
, Werking anode =
1. Elektron uit filament krijgen
2. Dringt in in wolfraam materiaal
3. Gaat EM-veld van kern voelen --->
• Elektron wordt niet aangetrokken
• Elektron zal oorspronkelijke baan
afbuigen
---> figuur =
- Parallelle lijntjes = inkomende elektronen v filament
- Interageren met filament ---> afbuigen
Afbuigingen = afhankelijk van:
- Hoe dichter elektron tegen nucleus v atoom v anode ---> hoe meer intens afbuiging
- Hoe verder elektron tegen nucleus v atoom v anode ---> hoe zwakker afbuiging
---> geladen deeltje dat met bepaalde snelheid beweegt en dat van baan gaat afwijken in
functie v tijd = zorgen voor productie v EM-stralen = REM-straming = vorm v röntgenstraling
Energie v röntgenstraling =
Soorten afbuigingen =
- Zwake afbuiging = rood =
Laag energetische röntgenstraling
- Intermediaire afbuiging = groen =
Iets grotere ergie verkrijgen
- Zeer intense afbuigingen = geel =
Max energie produceren
---> Afbuigingsenergie = REM-straling = heel
belangrijke bron v röntgenstraling
---> energie efficiëntie = 100% energie op
anode laten invallen = in beste geval 1% aan
REM straling produceren
---> andere energie = botsingsenergie = zal warmte produceren
Heel veel meet botsingsenergie produceren dan afbuigingsenergie = veel meer warmte dan
REM-straling produceren
4
Overzicht methodes beeldvorming =
- X-ray imaging =
• Productie en hun interacties
= hebben allemaal X-stralen gemeenschappelijk --->
• Radiografie
verschil = verschillende installaties =
• Mammografie
• Fluoroscopie - 2D
• CT - 3D
- Nucleaire geneeskunde imaging = isotopen inspuiten in bloed vd patiënt ---> geeft info
over functie v lichaam
---> = beide gebruik maken v ioniserende stralen
- MRI
- Ultrasound
---> beide geen gebruik maken v ioniserende stralingen
Productie + proporties v X-stralen
Ioniserende stralen =
Hoog-energetische EM golven ---> =
- Hebben geen massa
- Bewegen voort met lichtstralen
- Zijn zo hoog energetisch ---> daardoor ionisatie mogelijk
---> gebruik van stralen = risico’s hebben =
• Kort gebruik = lokale beschadigingen in DNA veroorzaken = kan trigger zijn voor
ontstaan v kanker
• Lang gebruik = nodig bij interventionele radiologie ---> = goed zien hoe men moet
werken = lage tijd bloot staan aan stralingen ---> risico’s =
− Huidwondes
− Brandwondes
− Haarverlies
---> bv. bij cerebrale interventies = aneurysma lokaliseren + stabiliseren met
coils = lang duren ---> tijdelijk haarverlies is mogelijk
---> enkel bij extreem hoge dosis = permanent haarverlies mogelijk
1
,X-straal productie =
X-stralen buis =
Glazen buis met intern = vacuüm --->
zo elektronen produceren
Werking = KNAP =
1. Elektronen transporteren nr trefplaat = anode - Kathode negatief
2. Botsing elektronen op trefplaat - Anode positief
3. Interacties ontstaan
4. Aanleiding geven tot productie v X-stralen
---> vacuüm nodig = want bij aanwezigheid lucht ---> gaan elektronen botsten tg
luchtmoleculen = elektronen kwijt raken = nooit X-stralen kunnen produceren
Elektronen produceren =
Aan rechterzijde = kathode ---> grote stroom door sturen = draadje wordt opgewarmd ---> dr
thermisch effect = elektronen wegschieten uit klein draadje
---> hoe meer stroom door draadje, hoe meer elektronen opwekken
---> elektronen = 1-waardig negatief geladen ---> laten bewegen in gunstig elektrisch veld =
aantrekken dr anode = altijd positief v polariteit =
- Kathode = negatief = oorsprong elektronen
- Anode = positief = aantrekken elektronen
---> hoogspanning aan koppelen = elektrisch veld = groot genoeg om elektronen bij kathode
grote versnelling te geven ---> functie hoogspanning =
• Elektronen meetrekken nr anode
• Heel veel energie geven aan elektronen
Stroom v elektronen = buisstroom ---> = 10-100 mA produceren (milli-ampère)
Buisstroomwaarde =
Belangrijk ---> = zal soort straling geven = gelinkt aan stralingsintensiteit + dosis =
---> Meer dosis aan patiënt = meer dosis op detector = beeldkwaliteit verbeteren
Hoe meer dosis (mA) aan patiënt geven, hoe minder ruis op beeld
2
,Diagnostiek =
---> Ampère = mA =
Werken met ioniserende straling = met clinicus overleggen welke kwaliteit v beelden echt nodig
is ---> adequate kwaliteit kunnen leveren = niet beste beeldkwaliteit nodig
---> op röntgenbuis = mA instellen mogelijk
---> = bepaalt hoeveelheid elektronen die door buis stromen
---> Hoogspanning = kVp =
Niet uit de muur halen ---> 2 redenen =
- Röntgenbuis = meestal 25-140 kV aan hoogspanning = kan niet zomaar in stopcontact v
elektriciteitsnetwerk ---> = generator systeem nodig hebben
- Uit muur = wisselspanning krijgen ---> = niet handig voor röntgenbuis want:
• Anode = altijd positief
• Kathode = altijd negatief
---> ook via generator oplossen
---> aanpassen hoogspanning =
- Zorgt ervoor dat elektronen versneld worden = veel energie mee krijgen
- Met bepaalde energie botsen op target
---> effecten =
• Hogere kV = hardere straling = meer doordringen = minder contrast = grijzer
• Lagere kV = zachtere stralingen = meer contrast ts weefsels
Interacties in anode =
Elektroden treden binnen in materiaal ---> in buurt v EM-veld v materiaal waar anode uit
gemaakt is =
- Elektronen buiken af = meerderheid
- Elektronen botsten op materiaal = minderheid
---> minstens 95% vd röntgenbuizen = maken v wolfraam materiaal ---> want moet voldoen
aan 2 vereisten =
- Enkel X-stralen produceren bij interactie tussen:
• Electroden
• Zwaar metaal ---> = grote Z-waarde = hoog atoom getal
- Materiaal moet hitte-resistent zijn ---> moet tegen elektronen kunnen die op materiaal
botsen
---> elektronen zullen dr botsing lokaal ioniseren = energie omzetten in warmte 3
, Werking anode =
1. Elektron uit filament krijgen
2. Dringt in in wolfraam materiaal
3. Gaat EM-veld van kern voelen --->
• Elektron wordt niet aangetrokken
• Elektron zal oorspronkelijke baan
afbuigen
---> figuur =
- Parallelle lijntjes = inkomende elektronen v filament
- Interageren met filament ---> afbuigen
Afbuigingen = afhankelijk van:
- Hoe dichter elektron tegen nucleus v atoom v anode ---> hoe meer intens afbuiging
- Hoe verder elektron tegen nucleus v atoom v anode ---> hoe zwakker afbuiging
---> geladen deeltje dat met bepaalde snelheid beweegt en dat van baan gaat afwijken in
functie v tijd = zorgen voor productie v EM-stralen = REM-straming = vorm v röntgenstraling
Energie v röntgenstraling =
Soorten afbuigingen =
- Zwake afbuiging = rood =
Laag energetische röntgenstraling
- Intermediaire afbuiging = groen =
Iets grotere ergie verkrijgen
- Zeer intense afbuigingen = geel =
Max energie produceren
---> Afbuigingsenergie = REM-straling = heel
belangrijke bron v röntgenstraling
---> energie efficiëntie = 100% energie op
anode laten invallen = in beste geval 1% aan
REM straling produceren
---> andere energie = botsingsenergie = zal warmte produceren
Heel veel meet botsingsenergie produceren dan afbuigingsenergie = veel meer warmte dan
REM-straling produceren
4
