ΕνισχυτικέςΕνισχυτικές πινακίδεςπινακίδες, , ΕΕ..ΠΠ..Intensifying screensIntensifying screens

ΑΚΤΙΝΟΛΟΓΙΑ Ι-4

ΕνισχυτικέςΕνισχυτικές πινακίδεςπινακίδες, , ΕΕ..ΠΠ..

•• ΗΗ δημιουργίαδημιουργία τηςτης ακτινολογικήςακτινολογικής εικόναςεικόνας είναιείναιαποτέλεσμααποτέλεσμα τηςτης αλληλεπίδρασηςαλληλεπίδρασης τωντων φωτονίωνφωτονίων πουπουφθάνουνφθάνουν στοστο φιλμφιλμ μεμε τουςτους κρυστάλλουςκρυστάλλους τηςτηςφωτοπαθούςφωτοπαθούς επίστρωσηςεπίστρωσης τουτου φιλμφιλμ..

•• ΕπειδήΕπειδή ηη ακτινοβολίαακτινοβολία--ΧΧ είναιείναι πολύπολύ διεισδυτικήδιεισδυτική μόνομόνοτοτο 1% 1% απόαπό αυτήναυτήν αλληλεπιδράαλληλεπιδρά μεμε τητη φωτοπαθήφωτοπαθήεπίστρωσηεπίστρωση τουτου ακτινολογικούακτινολογικού φιλμφιλμ. . ΟιΟι υπόλοιπεςυπόλοιπες τοτοδιαπερνούνδιαπερνούν χωρίςχωρίς νανα αλληλεπιδράσουναλληλεπιδράσουν. .

•• ΘυμηθείτεΘυμηθείτε τοτο φωτοηλεκτρικόφωτοηλεκτρικό φαινόμενοφαινόμενο, , ωςως τρόποτρόποαύξησηςαύξησης τηςτης αποδοτικότηταςαποδοτικότητας τηςτης αλληλεπίδρασηςαλληλεπίδρασηςφωτονίωνφωτονίων καικαι ακτινολογικούακτινολογικού φιλμφιλμ..

ΤιΤι κάνεικάνει ηη ΕΕ..ΠΠ..•• ΜετατρέπειΜετατρέπει τηντην ενέργειαενέργεια τωντων φωτονίωνφωτονίων--ΧΧ σεσε

ενέργειαενέργειαορατώνορατών φωτονίωνφωτονίων ( > ( > μήκοςμήκος κύματοςκύματος) ) σταστα οποίαοποία είναιείναι πολύπολύ ευαίσθητοευαίσθητο τοτοακτινολογικόακτινολογικό φιλμφιλμ..

ΒάσηΒάση

Ανακλαστικό στρώμαΦθορίζον στρώμα

Φιλμ

Προστατευτικό στρώμα

ΟΙΟΙ ΕΕ..ΠΠ. . ΕΊΝΑΙΕΊΝΑΙ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΤΈΣΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΤΈΣΤΗΣΤΗΣ ΕΝΈΡΓΕΙΑΣΕΝΈΡΓΕΙΑΣ ΦΩΤΟΝΊΩΝΦΩΤΟΝΊΩΝ--ΧΧ

ΣΕΣΕ ΕΝΕΡΓΕΙΑΕΝΕΡΓΕΙΑ ΦΩΤΟΝΊΩΝΦΩΤΟΝΊΩΝ ΟΡΑΤΟΎΟΡΑΤΟΎ ΦΩΤΌΣΦΩΤΌΣ

• Καθώς τα φωτόνια-Χ περνούν από το φθορίζον στρώμα της Ε.Π. απορροφώνται από τους κρυστάλλους οι οποίοι διεγείρονται καιφθορίζουν εκπέμποντας υπεριώδες ή ορατό φως.

• Για κάθε φωτόνιο-Χ που απορροφάται από τους κρυστάλλουςεκατοντάδες ορατών φωτονίων παράγονται από την Ε.Π.

• Πρόκειται για μετατροπή ενέργειας από ένα μήκος κύματος (-Χ) στο οποίο δεν είναι ευαίσθητο το φιλμ, σε άλλο (ορατό φως) στοοποίο το φιλμ είναι ιδιαίτερα ευαίσθητο.

• Έτσι έχουμε σαν αποτέλεσμα σημαντική αύξηση του ποσοστού τηςενέργειας που χρησιμοποιείται από το φιλμ για την παραγωγή τηςακτινολογικής εικόνας

• Με όφελος τη σημαντική μείωση της δόσης ακτινοβολίας πουδέχεται ο ασθενής.

ΦθορισμόςΦθορισμός -- ΦωσφορισμόςΦωσφορισμός• Φωταύγεια ονομάζεται το φαινόμενο κατά το οποίο παράγεται φως

από μια ουσία που ακτινοβολείται• Φθορισμός είναι η παραγωγή φωτός μόνο κατά τη διάρκεια της

ακτινοβόλησης.• Φωσφορισμός η παραγωγή φωτός συνεχίζεται για κάποιο χρονικό

διάστημα και μετά τη διακοπή της ακτινοβόλησης.

Exposed time

Luminescence

10-8 sec Fluorescence phosphorescence

Exposed time

Luminescence

10-8 sec Fluorescence phosphorescence

Βάση (240 μm)

Συνδετικό στρώμα (25 μm)

Φθορίζον στρώμα (100 to 400 μm)

Προστατευτικό στρώμα (20 μm)

Προσπίπτουσα δέσμη

(Light-sensitive film)

Ε.Π.

∆ομή∆ομή τηςτης ΕΕ..ΠΠ..

• Βάση: από χαρτί, χαρτόνι ή καθαρό πλαστικό, αποτελεί ισχυρό, ομαλό αλλά εύκαμπτο στήριγμα για το φθορίζον στρώμα• Ιδιότητες: χημικά αδρανής, ομοιόμορφα ακτινοδιαφανής,

ανθεκτική στην υγρασία, σταθερή στο χρόνο και τηνακτινοβόληση

• Συνδετικό στρώμα: το στρώμα σύνδεσης της βάσης με το φθορίζονστρώμα

• Φθορίζον στρώμα• Προστατευτικό στρώμα: προστατεύει από εκδορές, λεπτό

ΒάσηΒάση

Συνδετικό στρώμα

Φθορίζον στρώμαΠροστατευτικό στρώμα

∆ομή∆ομή τηςτης ΕΕ..ΠΠ. . -- ΣυνδετικόΣυνδετικό στρώμαστρώμα

• Συνδετικό στρώμα: το στρώμα σύνδεσης της βάσης με το φθορίζονστρώμα.

• Μπορεί να περιέχει:• Ανακλαστική ουσία (οξείδιο τιτανίου): μεγιστοποιεί την επίδραση

της Ε.Π. • Απορροφητικό στρώμα (χρωστική): βελτιώνει την σαφήνεια

ΦθορίζονΦθορίζον στρώμαστρώμαΤοΤο ενεργόενεργό στρώμαστρώμα τωντων ΕΕ..ΠΠ..

Περιέχει: • Φθορίζοντες κρυστάλλους• Σε διαφανές υλικό

(πολυουρεθάνη ιδεώδηςμόνωση, κρύσταλλοιυγροσκοπικοί )

• Κόκκους άνθρακος ήχρωστική (απορρόφηση τωνπλαγίων φωτονίων)

ΦθορίζονΦθορίζον στρώμαστρώμαΤοΤο ενεργόενεργό τωντων ΕΕ..ΠΠ..

Φθορίζουσες ουσίες στις Ε.Π.• Βολφραμικό ασβέστιο (CaWO4 ,

Calcium tungstate) από το 1972, μπλε φως

• Σπάνιες γαίες (LaOBr:Tm) (Gd2O2S:Tb)Rare earths από το 1970

πιο ευαίσθητες και αποδοτικές από το (CaWO4)πράσινο ή μπλε φως

Επιλέγονται γιατί χαρακτηρίζονται από:• Υψηλή απορρόφηση φωτονίων-Χ• Υψηλή μετατροπή σε ορατά φωτόνια• Φθορισμός, όχι φωσφορισμός

ΕσωτερικήΕσωτερική απόδοσηαπόδοση κρυστάλλωνκρυστάλλων

• Απορροφητική ικανότητα: Ποσοστόφωτονίων-Χ που απορροφώνται από τονκρύσταλλο (QDE)

• Μετατροπική ικανότητα: Ποσότηταορατών φωτονίων για κάθε φωτόνιο –Χ• CaWO4: 3-5%• Σπάνιες γαίες: 15-20%

↓ μετατροπική ↑

ικανότητα285137(Gd2O2S:Tb)

271333CaWO4

80kVp60kVp40kVpΑπορροφητικήικανότητα (%)

• Άλλο οι φθορίζοντες κρύσταλλοι ! ! !• Ο τύπος του κρυστάλλου έχει σχέση μόνομε τη σαφήνεια

• Άλλο ή Ε.Π. ! ! !• Ταχύτητα (δυο ΕΠ ίδιας ταχύτηταςπροκαλούν την ίδια ΟΠ για ίδια δόσηακτινοβολίας όποια και αν είναι τακατασκευαστικά τους χαρακτηριστικά)

• Σαφήνεια (εξαρτάται και από την ταχύτητακαι από τον τύπο του κρυστάλλου)

ΤαχύτηταΤαχύτητα / / ΕυαισθησίαΕυαισθησία τωντων ΕΕ..ΠΠ..

• Μέτρο της έκθεσης (mAs) που χρειάζεται για να επιτευχθείμια τιμή Ο.Π. με τη χρήση Ε.Π.

Η ταχύτητα / ευαισθησία των Ε.Π. ρυθμίζεται από τακατασκευαστικά τους χαρακτηριστικά:

• Τύπο του φθορίζοντος κρυστάλλου (εσωτερική απόδοση)• Μέγεθος κρυστάλλων (> περισσότερο φως)• Πυκνότητα / αριθμός των κρυστάλλων• Πάχος του φθορίζοντος στρώματος (περισσότεροι κρύσταλλοι)• Παρουσία χρωστικής (λιγότερο φως)• Παρουσία ανακλαστικού στρώματος (περισσότερο φως)

απορροφητικού στρώματος (λιγότερο φως)

ΤύποςΤύπος κρυστάλλουκρυστάλλου

ΠάχοςΠάχος φθορίζοντοςφθορίζοντος στρώματοςστρώματος

ΠαράγωνΠαράγων ενίσχυσηςενίσχυσης ΕΕ..ΠΠ..

• Ο αριθμός με τον οποίο πολλαπλασιάζεται ηακτινολογική έκθεση (mAs) ώστε να προκύψει έναφιλμ ίδιας οπτικής πυκνότητας με αυτή από έκθεσητου φιλμ χωρίς Ε.Π.

• Μετρά πόσο ενισχύει η Ε.Π. την επίδραση τωνφωτονίων-Χ στο φιλμ.

• Αναφέρεται πάντα:• στον ίδιο τύπο φιλμ• σε συγκεκριμένα kVp• σε συγκεκριμένη Ο.Π.

Έκθεση χωρίς Ε.Π.

Παράγων ενίσχυσης (Π.Ε.) = Έκθεση με Ε.Π.

175150125100

7550250

50 60 70 80 90 100 110 120

CaWO4

LaOBr

Gd2O2S

kV

Inte

nsify

ing

fact

or

kV

Έκθεση χωρίς Ε.Π.

Παράγων ενίσχυσης (Π.Ε.) = Έκθεση με Ε.Π.

ΤαχύτηταΤαχύτητα / / ΕυαισθησίαΕυαισθησία τωντων ΕΕ..ΠΠ..

0.831200

11000

1.25800

2.5400

5200

10100

2050

800Χωρίς Ε.Π.

mAsΤαχύτητα

Ε.Π.1 mAs2=

Ε.Π.2 mAs1

• Η αύξηση της ταχύτητας συνεπάγεται ανάλογη μείωση τηςέκθεσης (mAs) για την ίδια οπτική πυκνότητα

• ∆ηλαδή ΑΚΤΙΝΟΠΡΟΣΤΑΣΙΑ• Αλλά ......................

ΣαφήνειαΣαφήνεια -- ΟριακήΟριακή ΕυκρίνειαΕυκρίνεια((∆ιακριτική∆ιακριτική ικανότηταικανότητα))

Ιδανική εικόνα

Πραγματική εικόνα

ΑΒ

ΟΠ

• Η ακρίβεια με την οποίααποδίδονται στο φιλμ τα όριαανατομικών δομών(σημείο ― κηλίδα, γραμμή ― λωρίδα)

• Καθορίζει τη μικρότερηαπόσταση μεταξύ δύο δομώνπου επιτρέπει να τις δούμεξεχωριστά στο φιλμ

Έκθεση

ΣαφήνειαΣαφήνεια -- ΟριακήΟριακή ευκρίνειαευκρίνεια

Γ Β

X ray

Phosphor screen

Film emulsion

Foam

Light spread

Light-tightcassette

Crystals

X-ray photons

Film

Α ΒΓ ΒΑ Β

ΠάχοςΠάχος –– ΜέγεθοςΜέγεθος κρυστάλλουκρυστάλλου

• Όσο παχύτερο το φθορίζον στρώμα τόσο μεγαλύτερη η διάχυση τουπαραγομένου φωτός

• Όσο μεγαλύτερος ο κρύσταλλος, τόσο μεγαλύτερη και η διάχυση• ∆ηλαδή, η αύξηση της ταχύτητας σημαίνει ελάττωση της σαφήνειας

για τον ίδιο τύπο κρυστάλλου

ΟριακήΟριακή ευκρίνειαευκρίνεια

ΕπαφήΕπαφή ΕΠΕΠ -- φιλμφιλμ

ΣυμπέρασμαΣυμπέρασμα 11• Οι Ε.Π. μετατρέπουν την ενέργεια των φωτονίων-Χ

σε ενέργεια φωτονίων ορατού φωτός(για φωτοηλεκτρική απορρόφηση από το φιλμ)

• Η ταχύτητα / ευαισθησία μετρά την αποδοτικότητα τηςδιαδικασίας (100, 200, 400, 800, 1200)

• Ταχύτητα συνάρτηση του παράγοντα ενίσχυσης (>60)• Κατασκευαστικά αύξηση της ταχύτητας επιτυγχάνεται

μέ μεταβολή:• Πάχους του φθορίζοντος στρώματος• Πυκνότητας των κρυστάλλων• Μεγέθους των κρυστάλλων• Χρήση αποδοτικότερου κρυστάλλου• Παρουσία χρωστικών (στο ανακλαστικό ή φθορίζον

στρώμα)

Φωτόνια-Χ

ΣυμπέρασμαΣυμπέρασμα 22

• Αύξηση της ταχύτητας της Ε.Π.

αύξηση της ακτινοπροστασίαςμείωση της οριακής ευκρίνειας(για τον ίδιο τύπο κρυστάλλου)

• Η μείωση της έκθεσης (mAs) έχειδευτερεύοντα πλεονεκτήματα:• Προστασία λυχνίας• Χρήση μικρής εστίας• Αποφυγή κινήσεως

ΣυμπέρασμαΣυμπέρασμα 33• Πλεονέκτημα Ε.Π. Ακτινοπροστασία• Μειονέκτημα Ε.Π. Ασάφεια• Οι σπάνιες γαίες λόγω υψηλής εσωτερικής απόδοσης

επιτρέπουν υψηλές ταχύτητες με μικρή επιδείνωση τηςσαφήνειας (CaWO4 vs σπάνιες γαίες)

• Η κάθε Ε.Π. χαρακτηρίζεται από:• Την ταχύτητα• Το χρώμα φωτός που εκπέμπει• Το είδος του κρυστάλλου

• ∆εν μπερδεύουμε τις φυσικές ιδιότητες τωνκρυστάλλων με τη συνολική συμπεριφορά της Ε.Π. ! ! • Η ταχύτητα καθορίζει την έκθεση (mAs) ανεξάρτητα από τον τύπο κρυστάλλου

• Ο τύπος κρυστάλλου επηρεάζει τη σαφήνεια• Σχέση Ε.Π. και σκιαγραφικής αντίθεσης ! !

ΦασματικήΦασματική σύζευξησύζευξη

Χρωματική ευαισθησίατου φιλμ να καλύπτει τοφάσμα εκπομπής τωνπινακίδων

ΣχηματισμόςΣχηματισμός τηςτης ακτινολογικήςακτινολογικής εικόναςεικόνας

Bone

Air

Soft tissue

X

Primary collimation

Film, fluorescent screenor image intensifier

Beam intensityat detector level

« Latent »radiological

image

Antiscatter Grid

Scatteredradiation

Bone

Air

Soft tissue

X

Primary collimation

Film, fluorescent screenor image intensifier

Beam intensityat detector level

« Latent »radiological

image

Antiscatter Grid

Scatteredradiation

Bone

Air

Soft tissue

X

Primary collimation

Film, fluorescent screenor image intensifier

Beam intensityat detector level

« Latent »radiological

image

Antiscatter Grid

Scatteredradiation

ΙστορικάΙστορικά πειράματαπειράματα• ∆εκέμβριος 1895

ΙστορικάΙστορικά πειράματαπειράματα• ∆εκέμβριος 1895

ΙστορικάΙστορικά πειράματαπειράματα• ∆εκέμβριος 1895