RÖNTGEN FİZİĞİ Işın sınırlayıcı cihazlar ve gridler. Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak

Transkript

1 RÖNTGEN FİZİĞİ Işın sınırlayıcı cihazlar ve gridler Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak

2 SAÇILAN RADYASYONUN KONTROLÜ Saçılan radyasyon, sapma nedeniyle hasta hakkında yararlı bilgi taşımaz, filmde bulanıklık ve kontrast azalmasına neden olur Saçılan radyasyonu azaltmak için X-ışını demetinin çapının daraltılması kvp nin azaltılması Obje kalınlığının azaltılması Hastayı geçerken saçılan x-ışınlarının hasta sonrasında azaltılması için ışın sınırlayıcılar ve gridler kullanarak engellenmesi gerekir

3

4

5 IŞIN SINIRLAYICILAR Işın sınırlayıcılar x-ışın tüpü penceresi önüne yerleştirilerek ışın demeti genişlik ve şeklini kontrol eden cihazlardır Işın demetini istenilen alana istenilen büyüklükte yöneltir Başlıca 3 tipi vardır 1. Diyafram (Apertura, Açıklık) 2. Kon ve silindirler 3. Kolimatörler

6 DİYAFRAM (APERTURA, açıklık) En basit sınırlayıcı düzenektir Ortası delik kurşun levha şeklindedir Açıklık boyutları ve şekli x-ışını demetini belirler En önemli dezavantajı x-ışını demeti çevresinde penumbranın geniş oluşudur X-ışını alanının merkezi fokal spotun tamamını gördüğü halde periferi fokal spotu kısmen görür, buna penumbra adı verilir

7

8

9 KON VE SİLİNDİRLER Koni veya silindir şeklindedir Işın alanını halka şeklinde sınırlar Sella spot ve dental radyolojide kullanırlar Çıkarılıp takılmaları pratik değildir Baryumlu sindirim sistemi incelemelerinde konlar kullanılmaktadır

10

11

12 KOLİMASYON X-ışını demetini sınırlandırma işlemidir Tüpün çıkışına takılan kutu şeklinde düzeneklerle (kolimatör) yapılır Pozitif demet sınırlayıcı kolimatörler ışın demeti boyutunu kaset boyutuna otomatik olarak ayarlar Bazı modern radyografi aygıtlarında grid önünde kaset boyutuna göre otomatik olarak ayarlanan kurşun levhalarla bir kolimasyon daha yapılır. Bu sayede hastadan saçılan radyasyonun film üzerine gelmesi sınırlandırılır

13

14 KOLİMATÖRLER En gelişmiş ışın sınırlayıcılardır Temel 2 avantajları vardır: a) Sonsuz sayıda kare /dikdörtgen ışın alanı sağlar b) Bir ışık kaynağı ışın merkezini ve alanın büyüklüğünü göstermede kullanılır Işıklı kolimatörlerde sınırlandırma kolimatör içine yerleştirilmiş ampul ve yansıtıcı ayna ile yönlendirilen ışığın rehberlinde yapılır Hastanın üzerine düşen ışığın alanı X-ışını düşecek alanı gösterir

15

16 KOLİMATÖRLER X-ışını kolimatöre yerleştirilmiş iki yöne hareketli kurşun plaklarla sınırlanır İki sıra kurşun yaprak karşılıklı yerleştirilmiştir ve karşılıklı çift olarak hareket ederler İkinci sıra ilk sıranın oluşturduğu penumbrayı yok eder Kollimatör önüne konulmuş pleksiglas üzerine çapraz çizilerek ışın merkezi belirlenir

17

18 KOLİMATÖRLER Fluoroskopi cihazlarında kolimasyon incelencek alana göre otomatik olarak yapılır Otomatik kollimatörlerde kurşun yapraklar motorlu olup, seçilen filmin boyutuna uygun şekilde otomatik olarak ışın alanını sınırlarlar Kaset boyutları elektronik algılayıcılarla saptanır ve elektrik sinyali kurşun yaprakları hareket ettiren senkronöz motora iletilir Işın sınırlayıcılar saçılan radyasyonu azaltırken hastanın aldığı radyasyonu da azaltır X-ışını alanı ne kadar küçülürse hastanın ışınlanan hacmi o kadar azalır

19 KOLİMATÖRLER Alan boyutu küçültülmesi yüzeyi karesi oranında küçültür ve ışınlanan hacmi küçültür 20x20 cm lik alanı 10x10 cm küçültmek yüzeyin 400 den 100 cm 2 ye küçülmesini sağlar Küçük alanlar saçılan radyasyonu azaltır ancak bunun oluşturduğu film dansitesini de azaltırlar Aynı dansitenin elde edilmesi için ışın alanı küçültüldüğünde eksposur faktörlerini arttırmak gerekir

20 GRİDLER Saçılan radyasyonun film üzerine düşmesini önlemek için röntgen aygıtlarında grid (Bucky) adı verilen özel düzenekler vardır Hasta ile film arasına yerleştirilen ve saçılarak farklı açılarda filme ulaşan ışınları önlemek için kullanılan kaliteli bir gridle Saçılan ışınların yaklaşık % ı filme ulaşmadan tutulabilmekte Verilen radyasyon dozunda hafif bir artış olmakla birlikte görüntü kalitesi önemli oranda artmaktadır

21 GRİDLER Gridler 1913 yılında Dr. Gustave Bucky tarafından geliştirilmiştir Gridler ince kurşun şeritler arasına yerleştirilmiş x-ışını geçirgen maddeden oluşur Grid, kaynak ve hasta arasında sadece doğrusal olarak filme yöneltilen ışınların geçişine izin verir Açılı x-ışınları kurşun şeritler tarafından absorbe edilir

22

23 GRİDLERİN ÖZELLİKLERİ Esas grid maddesi ~ μm kalınlıkta kurşun şeritlerdir Yüksek absorbsiyon özelliği ve kolay şekil verilebilmesi nedeniyle kurşun tercih edilir Kurşun şeritleri bir arada tutmak ve x-ışınını geçirmek için seçilen ara madde bakalit, alüminyum ve plastik olabilir Alüminyum saçılan radyasyona ilave filtrasyon sağladığı gibi primer ışınları da bir miktar absorbe eder 100 kvp de absorbsiyon önemli değildir ancak düşük dozlarda primer radyasyondaki azalma %20 e ulaşabilir Grid çevresi kutu şeklinde koruyucu alüminyum muhafaza ile kaplanır

24 GRİD ORANI Gridlerde belli başlı 3 ölçüm bulunur: Grid maddesinin kalınlığı (T) Grid şeritlerinin yüksekliği (h) Ara maddenin kalınlığı (D) Grid oranı: grid şeritleri yüksekliğinin aralarındaki mesafeye oranıdır (h/d).

25 GRİD ORANI Yüksek oranlı gridler saçılan radyasyonu daha fazla azaltırlar çünkü x-ışınlarının geçebilmesi için açılarının dik açıya yakın olması gerekir Grid oranı iki sayı ile verilir, ikinci sayı daima 1dir Genelde 4:1-16:1 arasında değişir Grid oranını yükseltmek için 1. ara maddeyi inceltmek, 2. kurşun şerit yüksekliğini arttırmak veya ikisini birden yapmak gerekir Grid oranları alüminyum kutu üzerinde üretici firma tarafından belirtilir

26 Grid absorbsiyon yüzdesi Kurşun şerit kalınlığının (T) kurşun kalınlığı dahil çizgiler arası mesafeye (D) oranıdır Hastayı geçen ışınların grid tarafından tutulan yüzdesidir Absorbsiyon (%) = T/ (D + T) 5:1 grid saçılan radyasyonu %85, 16:1 grid ise %97 oranında azaltır Yüksek oranlı gridlerin üretimi zordur ve yüksek doz gerektirdiği için hasta dozunu artırır Grid oranının arttırılması belli değerlerden sonra saçılan radyasyonu yeterince azaltmaması ve hasta dozunu arttırması nedeniyle 90 kvp altında 8:1, 90 kvp üzerinde ise 12:1 grid oranları tercih edilir Hastanın aldığı radyasyonun yüksek kvp ve düşük mas li çekimlerde düşük kvp ve yüksek mas çalışmalara göre daha az olduğu akılda tutulmalıdır

27

28

29 GRİD FREKANSI Grid şeritlerinin santimetredeki sayısıdır Tanısal radyolojide kullanılan gridlerin büyük kısmının frekansı cm de dır Yüksek frekanslı gridlerde şeritler ince olduğundan grid çizgileri dah az belirgindir Genel olarak frekans arttıkça grid maddesi artar

30

31 GRİD ÇEŞİTLERİ A) Sabit gridler Lineer Grid Çapraz grid Foküslü gridler B) Hareketli gridler

32 LİNEER GRİDLER Birbirine paralel dizilmiş kurşun ve bakalit şeritlerden oluşur Modern tiplerinde 2.5cm de şerit bulunur Şeritlerin uzun aksı hasta masasına paraleldir bu sayede x-ışını tüpüne uzun aks boyunca grid kesmesi olmadan açı verilebilir Kurşun çubuklar tek tip dizilimde olduğu ve x-ışın demetine göre odaklanmadığı için grid kenarlarında merkeze göre daha fazla x-ışını absorbsiyonu olur Filmin bu bölgelerinde görüntü kalitesi iyi değildir. Bunu önlemek için grid kenarı yüksekliği azaltılır Film üzerinde beyaz kurşun çizgileri seçilir. Bu duruma grid kesmesi (cut-off fenomeni) denir

33

34

35 ÇAPRAZ GRİD Birbirine dik yönde yerleştirilmiş 2 lineer gridden oluşur Grid oranı lineer gride göre 2 kat fazladır İki 5:1 lineer gridden oluşan çapraz grid oranı 10:1 dir Obje film mesafesi grid kalınlığından dolayı artmıştır. Magnifikasyon ve penumbra etkisi gibi istenmeyen durumlar oluşturur Tüpe açı verildiği zaman grid kesmesi oluştururlar

36

37

38 FOKÜSLÜ (ODAKLI) GRİDLER Gridin x-ışını açısına uyum sağlaması için yapılmıştır Kurşun şeritler x-ışını yayılım yönüne göre eğimlidir Gridlerin büyük çoğunluğu odaklıdır Lineer gridlerdeki grid kenarında oluşan x-ışını absorbsiyonu önlenmiş, saçılan ışınların daha homojen bir eliminasyonu sağlanmıştır Foküslu gridlerin fokus mesafesi grid üzerinde belirtilir 100 cm fokus mesafeli gridler cm arasında kullanılabilir Bu mesafe dışında grid kesmesi oluşturur, görüntü kalitesi azalır

39

40 HAREKETLİ GRİDLER Grid çizgilerinin yok edilmesi için 1920 de Potter tarafından geliştirilmiştir (Potter-Bucky/Bucky grid) Hareketli grid olarak fokuslu gridler kullanılır Tek darbeli= bir yöne doğru hareket eden ileri-geri= bir çok kez ileri geri hareket eden Dairesel osilasyon hareketi yapan gridler vardır Grid hareketi anodun dönmesi ile beraber başlar Hareketli gridler pahalı, arızalanması kolay ve eksposur dozunu arttıran gridlerdir Günümüzde frekansı 40 ın üzerinde ve çizgileri belirsiz gridlerin kullanımı ile hareketli gridler eski önemlerini kaybetmişlerdir

41

42 DİJİTAL RADYOLOJİDE KULLANILAN GRİDLER DR de kullanılan gridler bazı farklılıklar gösterir: Malzeme; kurşun metal alaşımı (Pb/Bi) şeritler Ara madde plastik/karbon 100 kvp /200 ma ile yapılan testlerde, alüminyum aralıklı gridlere göre; -x-ışını geçirgenlik oranında %10 artış -hastanın aldığı ek radyasyonda %25 azalma - görüntü keskinliğinde %12 iyileşme sağlanmıştır Dizayn; Dijital mamografide yüksek geçirgenlikli hücresel (HTC=High transmission cellular) grid saçılan radyasyonu çok doğrultuda azaltan odaklı hücreler Ara madde gerekmediği için ışın geçirgenliği yüksektir Ekspojur sırasında hareketi artefaktı azaltır

43 GRİD PERFORMANSININ ÖLÇÜMÜ Gridler film kontrastını arttırırlar Grid performansının ölçümünde 3 faktör kullanılır: 1. Primer geçiş faktörü 2. Bucky faktörü 3. Kontrast arttırıcı faktör

44 PRİMER GEÇİŞ FAKTÖRÜ Gridden geçen primer radyasyonun yüzdesidir ve ideal olarak %100 olmalıdır Gridli ve gridsiz olarak yapılan ölçümlerle hesaplanır Primer geçiş faktörü % arasında değişmektedir Ara maddede primer ışını absorbe ettiği için primer geçiş beklenenden daha azdır

45 BUCKY FAKTÖR Gridlerin görevi saçılmayı önlemektir. Ör; kilolu bir hastanın karın röntgenogramındaki kararmanın ~ % 80 i saçılan fotonlarla oluşur Grid kullanıldığında bu oran ~ % 25 e düşer Gridin saçılmayı önleme derecesi Bucky faktör ile belirtilir Gride gelen radyasyonun geçen radyasyona oranıdır Aynı kararmayı oluşturan gridli ekspojur değerinin gridsiz ekspojur değerine oranıdır. ( ~ 2-6 dir) Primer ve sekonder radyasyonun griddeki absorbsiyon oranını gösterir Genel olarak yüksek oranlı gridlerde BF daha fazladır BF fazla oluşu ekspojur faktörlerini arttırmayı gerektirir ve dolayısıyla hastanın aldığı doz da artar.

46 KONTRAST ARTTIRICI FAKTÖR Kontrast düzeltme faktörü) Grid kullanılarak oluşan kontrastın gridsiz kontrasta oranıdır Oranın 1 oluşu gridin kontrastı arttırmadığını gösterir KVp, alan büyüklüğü ve fantom kalınlığından etkilenir Genel olarak kontrast arttırıcı faktör l arasında değişmektedir. Gridlerde kontrast artırıcı faktörü belirleyen en önemli özellik cm 2 de gram olarak kurşun miktarıdır

47 GRİD KULLANIMINDA DİKKAT EDİLMESİ GEREKENLER Tüp-grid mesafesi uygun olmalıdır Gridin pozisyonu uygun olmalı; grid düzlemi film düzlemine paralel olmalıdır Gridin merkezi santral ışına göre doğru noktada olmalıdır Grid ters yerleştirilmemelidir Bu kurallara uyulmazsa grid kesmesi ortaya çıkar

48

49 GRİD KULLANIMINDA DİKKAT EDİLMESİ GEREKENLER Grid kesmesi kurşun şeritlerin primer radyasyonda yaptığı azalmadır Primer ışın ile kurşun şeritler arasında yanlış geometrik ilişki sonucu ortaya çıkar Kurşun şeritlerin projekte olan gölgesi ara mesafeden kalın olursa grid kesmesi tam olur ve hiç primer ışın geçişi olmaz Grid kesmesi yüksek oranlı gridlerle düşük oranlılara göre daima fazla olmaktadır

50

51 Grid kesmesi 4 durumda ortaya çıkar 1. Fokuslu gridlerin tepe üstü kullanımı 2. Lateral desantralizasyon 3. Fokus-grid mesafesinin yanlış oluşu 4. İki ve üçüncü durumun birlikte oluşu

52 FOKUSLU GRİDLERİN TEPE ÜSTÜ KULLANIMI Her gridin tüp ve film tarafı grid üzerinde belirtilmiştir. Ters yönde kullanılırsa film ortasında ekspojur, periferinde ise grid kesmesi gözlenir

53

54 LATERAL DESANTRALİZASYON Tüpün doğru mesafede ancak laterale kayması ile olur. Tüm şeritler aynı oranda kesme yapar ve filmde homojen dansite azalması görülür Yana kaymanın miktarı kesme miktarını belirler

55

56 FOKUS GRİD MESAFESİNİN YANLIŞ OLUŞU Tüpün fokus hattında olmayışı ile olur. Bu hatta göre yakın veya uzak olabilir. Uzaklık veya yakınlığın miktarı grid kesmesinin miktarını belirler

57

58 KOMBİNE (LATERAL VE FOKUS-GRİD MESAFE DESANTRALİZASYONU) Lateral desantralizasyon ve fokus grid mesafesinin yanlış oluşuna bağlı olarak olur

59

60 HAVA ARALIĞI TEKNİĞİ Grid kullanılmaksızın hasta ile görüntü algılayıcı (duyarkat = film) arasındaki mesafe artırılarak saçılan radyasyonun filme ulaşması azaltılabilir Magnifikasyon radyografisi ve toraks radyografilerinde bazen kullanılır Film hastadan cm uzaklaştırılır Saçılan radyasyonun filme ulaşma olasılığı azalır ve 7:1 oranında gride yakın etki gösterir

61

62

63 Kaynaklar 1. Bushong SC. Radiologic Science for Technologist: Physics, Biology and Protection. 9 th ed. St. Louis, Mosby Elsevier, Tuncel E. Klinik Radyoloji. Bursa, Nobel & Güneş, Kaya T. Temel Radyoloji Tekniği. Bursa, Güneş & Nobel, 1997.