Radyoloji Bölüm 2
Tıpda çıplak gözle görülemeyen dokular ve organlar radyolojik tanı yöntemleri ile incelenmektedir. Radyolojik görüntülerin elde edilmesinde; röntgen ve Bilgisayarlı Tomografide(BT) x-ışınları, Manyetik Rezonansta(MR) radyo frekans ve manyetizma, Ultrasonda ise yüksek frekanslı ses kullanılmaktadır.
Röntgen ve BT tetkiklerinde x-ışınlarının vücudu geçerken oluşan tutulma farklılıklarından faydallanılarak görüntü oluşturulur. MR da hidrojen çekirdeklerinin miktarındaki ve radyofirekans enerjisini geri verme süresindeki faklılıklardan faydalanılarak görüntü oluşturulur. US da sesin doku yüzeyinden yansıma farklılıkları, yani yankılanan sesin genlik farklılıkları doğrudan kaydedilerek görüntü elde edilir.
X-ışınlarının filme direkt etkisi ile analog görüntü, Dijital Röntgende radyasyona duyarlı bir ekrandaki ya da BT de dedektörlerle sayısal olarak saptanan görüntüler dijital görüntü olarak adlandırılır. MR daki görüntülerde dijitaldir. US daki görüntüler analogdur.
Röntgen ve BT de kullanılan x-ışınları iyonizan ışınlardır. Zorunlu durumlar dışında kullanılmamalıdır. Radyofrekans ve yüksek frekanslı sesin tespit edilen bir zararlı etkisi yoktur.
Bazı radyolojik tetkikler sonucu ülke seviyelerine ve yapılan tetkiklere göre hastaların maruz kaldığı etkin dozlar TETKİKLER HER BİR TETKİKTE MARUZ KALINAN ETKİN DOZ (msv) Seviye 1* Seviye 2** Seviye 3-4*** Dünya Göğüs Radyografisi 0.14 0.14 0.20 0.14 Göğüs Fotofloroskopisi 0.65 0.65 0.65 0.65 Göğüs Floroskopisi 1.1 1.1 1.1 1.1 Kol,bacak ve eklemler 0.06 0.06 0.1 0.06 Omurga Bel 1.8 1.8 2 1.8 Göğüs 1.4 1.4 1.5 1.4 Boyun 0.27 0.27 0.3 0.27 Kalça ve Kalça eklemi 0.83 0.83 1 0.83 Kafa 0.1 0.1 0.15 0.1 Karın 0.5 0.6 1 0.55 Üst sindirim sistemi 3.6 4 4 3.7 Alt sindirim sistemi 6.4 6.4 6.4 6.4 Safra kesesi grafisi 2 2 2 2 Üriner sistem grafisi 3.7 3.9 4 3.7 Mamografi 0.5 0.5 0.5 0.5 Bilgisayarlı Tomografi 8.8 5 5 8.6 Anjiyografi 12 12 12 12 Cerrahi işlemler 20 20 20 20 * Seviye 1; Doktor başına 1000'den az hasta düşen ülkeler ** Seviye 2; Doktor başına 1000-3000 arası hasta düşen ülkeler (Ülkemiz de bu gruptadır.) *** Seviye 3; Doktor başına 3000-10000 arası hasta düşen ülkeler Seviye 4; Doktor başına 10000'den fazla hasta düşen ülkeler Diş KAYNAK: 0.02 0.1 0.1 0.03 http://www.taek.gov.tr/bilgi-kosesi/nukleer-tekniklerin-uygulamalari/263-tibbi-uygulamalar.html
Röntgen bir projeksiyon yöntemidir. X-ışınları ile film arasındaki hastadan geçen ışınların tutulum farlılıkları, iç organların fotoğrafını oluşturur. Hasta üç boyutlu olduğu için organların izdüşümü film üzerinde farklı tonlarda üst üste gelecektir(süperpozisyon). BT ve MR da kesit görüntüler alındığı için organlarda ve dokularda üst üste düşme olmamaktadır. Röntgen
Röntgen filminin çekilmesi radyografi olarak adlandırılır. Röntgen filminde görüntü fotoğraf gibi bir kayıttır. Aşağıda röntgen cihazıyla çekilmiş bir akciğer filmi görülmektedir.
Ultraviyole ışık yayan maddelerle kaplanmış Fluoresan ekranlar kullanılır. X-ışınlarının floresan ekranına vücuttan geçirilerek düşürülen görüntü canlı görüntü monitörden izlenir. Diyaframın hareketleri, kalp atışları gözlemlenebilir. Anjografi floroskopiye bir örnektir. Gelişmiş bilgisayar sistemlerini kullanan floroskopilerde hastayı geçen x-ışınları, ışınların miktarının ölçülebildiği bir düzenek kullanılarak görüntü elde edilir.
Bir röntgen filminde oluşan görüntü, filme düşen x-ışınlarının vücutta tutulma oranları ile oluşur. Atom yoğunluğu yüksek olan dokulardan(kemik gibi) geçen x-ışını filme çok az ulaşacaktır. Filmde açık giri tonları ve beyaz olarak örüneceklerdir.
Hava boşluklarından geçen x-ışınları hiçbir engelle karşılaşmadıkları için, tamamına yakını filme ulaşacaktır. Filmde koyu gri ve siyah olarak görüneceklerdir. Çeşitli dokulardaki atom yoğunluğuna göre filme ulaşan x-ışınlarının miktarları faklılık gösterecektir. Bu faklılıklar filmde grinin tonları olarak oluşacaktır.
Röntgen filmlerinde ıdokuların görümünü; X-ışınlarını geçirmeyen ya da çok az geçiren maddelere radyo opak maddeler denir. Metal ve atom ağırlığı fazla olan elementler çok radyo opak bir maddedir. Fimlde beyaz görünür. Kemik ve kalsifikasyonlar radyo opak maddelerdir. Filmde çok açık gri görünür. Su ve yumuşak dokular gri renkte görünür. Işın geçirgenliği(radyolusent) olan yağ ve yağ dokusu koyu gri görünür. Çok radyolusent olan gaz ve hava filmde siyah görülür.
Röntgende kemik, hava içeren ya da bu dokularla sınırlanmış dokular net görüldüğü halde, yumuşak dokuları birbirinden ayırt etmek için yetersizdir. Kontrast maddeler kullanılarak yumusak dokular ve organları ayırt edilmesi sağlanır. Çoğunlukla yüksek atom numaralı kontrast maddeler kullanılır(ba SO 4 gibi). Dolaşım sitemi verilen iyotlu kontrast madde ile görüntülenir. Vasküler sistemi görüntülemek için iyotlu kontrast maddeler damardan direkt olarak verilerek Anjiografi olarak bildiğimiz işlem yapılarak, radyografi yapılır.
Röntgen filmlerinde kullanılan terimler: Antero-Posterior AP: Ön Arka röntgen filmidir. Hastanın yönü x-ışınlarına dönüktür. Postero-Anterior - PA : Arka - Ön röntgen filmidir. Hastanın yönü filme dönüktür. Lateral(Yan): Hastanın filme yakın tarafı sağ ya da sol yan olarak adlandırılmaktadır. Yatar Pozisyon(Rekumbent): Hasta yatar pozisyondadır ve yönü x-ışınlarına doğrudur. Dekübitüs: Masaya paralel(horizontal) ışınlar kullanılır. Hata masaya yatar pozisyondadır. Yön ayrıca belirtilir. Oblik: Örneğin sağ anterior oblik filmde hastanın sağ tarafı filme yakındır.
Röntgen filmlerinden örnekler İskelet röntgen filmleri: Vücudun anotomik bütünlüğünü ve kemik lezyonlarının görüntülenmesini sağlar. Göğüs röntgen filmleri: Hava ile dolu olan akçigerler çok net olarak görüntülenir. Solunum sistemi tanılarındaki ilk kullanılacak tanı yöntemidir.
Röntgen filmlerinin çekimindeki zararlar Röntgen filmlerinde iyonize x-ışınları kullanılmaktadır. Dokuda iyon çiftleri oluşturarak harabiyete neden olmaktadırlar. Mutlak gereklilik bulunmadıkça film çekimi istenmemelidir. Röntgen filmlerinin çekiminde kullanılan x-ışınlarının miktarı çok düşüktür, yani deterministik etkiler beklenmez. Sadece stokastik etki açısından risk düşünülebilir. Eğer fluoroskopi ile uzun bir tetkik yapılıyorsa, süre önemli bir faktör olarak ortaya çıkar. Fetus, gonadlar korunmalı ve çocuklardan çok zorunlu olmadıkça röntgen filmi istenmemektedir. Tanı için MR ya da US yeterli ise tercih edilmelidir. Hamilelik döneminde ilk üç ayda röntgen ya da fluoroskopi yapılmamalıdır. Fetusun aldığı doz 10 cgy i aştığı durumlarda, gebelik sonlandırılması düşünülebilir. Bir ürografi çekiminde hasta yaklaşık 0.8 cgy, kolon grafisinde yaklaşık 3.5 cgy doz almaktadır.
x-ışınları radyolojik tanıda penetrasyon, fotğrafik etki ve fuoresans etki özelliklerinden dolayı kullanılmaktadır. Penetrasyon maddeyi geçme özelliğidir. X-ışınları hastayı geçerek röntgen filmine ulaşır. Fotoğrafik etki fotoğraf plağını, ışık gibi etkileyerek görüntü oluşmasını sağlar. Röntgen filmi üzerinde homojen olarak dağılmış AgBr molekülleri vardır ve ışık geçirmez bir kaset içerisindedir. Gelen x-ışınları AgBr moleküllerindeki bağları gevşetecektir. Daha sonra röntgen filmi bağları gevşemiş AgBr moleküllerindeki Bromu Gümüşten alacak bir solüsyona batırılır. Brom sıvıya geçer, Gümüş okside olarak filmde kalır. İkinci röntgen banyosu ile üzerlerine x-ışını gelmemiş AgBr molekülleri filmden alınır. Röntgen filminde görüntüyü oluşturan tek başına kalan ve okside olmuş Gümüş atomlarıdır. Fluoresans etkisinde; bazı kimyasal maddelerin üzerine x-ışınları düşürüldüğünde fluoresan ışık yayınlanır. Bu fluoresan ekranlar kullanılarak canlı görüntüler monitörden izlenebilmektedir.
Bilgisayarlı Tomografi (BT) BT de x-ışınları kullanılmaktadır. Vücut kesitler halinde görüntülendiği için net görüntüler elde edilir. Röntgen filminde olduğu gibi ordanların üst üste binmesi dezavantajı yoktur. BT görüntüleri dijitaldi ve sayısal verilerden oluştuğundan istenilen dokulardaki yoğunluklar ölçülebilir.
Kesit düzlemindeki her noktadaki x-ışınlarının zayıflama değerleri kullanılarak bilgisaylar aracılığı ile, sayısal değerler gri tonlarına boyanarak görüntüler oluşturulur. Oluşan gri tonlarının anlamı röntgen filmi gibidir. Pencereleme yöntemi kullanılarak hava ağırlıklı dokular ya da yumuşak dokular daha ayrıntılı olarak görüntülenebilir. BT röntgene göre kıyaslandığında çok daha fazla dokuyu daha ayrıntılı olarak gösterebilir. Yumuşak dokular karaciğer, dalak, ödem vb. incelenebilir.
BT de lezyonları daha görünebilir hale getirmek için kontras madde kullanılmaktadır. Baryumun yoğunluğu yüksek olduğu için, İyotlu kontrast maddeler tercih edilir. BT kalsifikasyonu ve kanamaları ayrıntılı olarak gösterir. MR a göre kıyaslandığında yumuşak dokuları ayırt etme özelliği daha azdır. BT klinikte genel olarak lezyonlar ve travmaların incelenmesinde sıklıkla kullanılmaktadır. Radyoterapide ve Onkolojide tümör evrelemesinde ve takibinde kullanılmaktadır. Kemik yapı çok iyi görüntülendiği için travmalarda kan pıhtılaşması ve birikmesi çok rahat bir şekilde incelenebilmektedir.
BT ni zararlı etkiler İyonizan radyasyon x-ışınları kullanıldığı için en önemli faktör budur. Röntgene göre farklı bir şekilde x-ışınları dar bir şerit halinde kesite verildiği için avantajlıdır. Kontrast maddelerin yan etkileri olabilir. Görüntü çekimi esnasında hareketsiz kalınması gereği çocoklar açısında bir sorun olarak düşünülebilir.
BT Chazı Bir BT cihazı; tarama(gantri ve hasta masası), bilgisayar sistemi ve görüntüleme bölümünden oluşur. Tüp ve dedektör gantri bölümünde bulunmaktadır. X-ışını tüpü ganty açıklığı etrafında dönerek kesit görüntülerinin oluşması için x-ışınları gönderir. Gantry hasta masasına diktir. Fakat maksimum 30 derecelik öne ve arkaya eğimler yaparak çekim yapabilir.
Hastanın önce dijital bir röntgen filmi(klavuz görüntü skenogram) alınır. Bu filmde çekilecek BT kesitleri belirtilmiştir. Daha sonra bu kesitler teker teker oluşturulur. Helikal spiral BT de çekim süresince hasta masası otomatik olarak kaydırılarak daha hızlı görüntüler alınır.
BT de görüntü oluşmasındaki temel prensipler X-ışını tüpü gantri içerisinde 360 derece gönerek istenilen kesite x-ışınları gönderir. Gönderilen x-ışınları vücudu geçtikten sonra ölçülür ve aradaki fark hesaplanarak dedektörün karşısındaki dokunun x-ışınlarını tutma miktarı bulunarak, bilgisayar sistemleri ile kesit görüntü oluşturulur. Dijital görüntü piksellerden oluşmaktadır.bu piksellerin tamamına görüntü matriksidir. Matriks görüntünün iki kenarındaki piksellerin çarpımı olark ifade edilmektedir. BT kesitlerinin kullanıcı tarafından belirlenen bir kalınlığı vardır. Yüksekliği kesit kalınlığı olmak üzere bir BT kesiti dikdörtgenler prizmasından oluşur. Bu hacimlere voksel adı verilmektedir. Dedektörlerden alınan ölçümler her vokselin x ışınlarını tutma değerlerine bilgisayarda dönüştürülür. X-ışınlarını tutulma değerleri -1000 ile 3095 sıkalasında bir çetvele göre belirlenir. Bu cetvele Hounsfield* cetvelidir. Cetveldeki sıklada kullanılan sayılar Hounsfield Ünitesi(HÜ) olarak isimlendirilir. * İngiliz fizikçisi.
Bilgisayar sistemi Hounsfield cetveline göre tüm voksellere bir sayı verir ve bu verilen sayı yoğunloğu sudan yüksek olan dokularda pozitif, düşük olanlarda negatif değer olur. Bilgisayar sistemi Hounsfield cetveline göre sayısal değerler almış vokselleri, aldıkları sayı karşılığında siyah, beyaz ya da gri tonlara boyayarak görüntü elde eder. Vokselin oluşan sayısal değeri, o voksele giren dokuların ortalama değeridir. Hounsfield cetvelinde su için değer 0 dır. Kemik +100 lerde başlar, +1000 yoğun kemiktir. Yağ dokuları -80 lerde yer alır. Hava ise -1000 dir.
Pencereleme(Windowing) Bir BT görüntüsü pencereleme yapılmazsa 4096 gri tondan oluşur. Gözümüz bu kadar çok tonlamayı algılayamaz. Gözümüz bir film üzerindeki en çok 90 gri tonu algılayabilir. Bir BT görüntüsünde gözümüzün ayırtedebileceği yoğunluk farkı 4096/90 dır. Bu değer 45,51 HÜ dür. Fakat beynimizin algılamasında gri ölçek bu kadar yüksek değildir. Bunu için daha dar bir alana ihtiyaç vardır. Örneğin akciğer kesiti için, akciğerler dikkate alınarak yapılan penceremede akciğerler net görünür. Aynı kesitte yumuşak doku penceremesi yapılırsa, yumuşak dokular daha net görünecektir.
Manyetik Rezonans(MR) MR da radyo dalgaları(radyofrekans - RF) kullanılarak elde edilen sayısal değerler bilgisayarda görüntüye dönüştürülerek BT de olduğu gibi kesit görüntüler elde edilir. MR verileri hücre sıvısı ve lipidlerden(yağ, kollestrol) alır.
İlk olarak hasta güçlü bir manyetik alan içerisine yerleştirilir daha sonra radyofrekans enerjisi ile vücuttaki protonlar uyarılır. Protonlar bu enerjiyi alırlar ve aldıkları enerji miktarlarına göre saparlar. Daha sonra radyofrekans enerjisi kesilir ve protonlar ekski konumlarına dönerler. Protonlar eski durumlarına dönüş süresinde bir sinyal yayınlarlar. MR görüntüleri bu sinyallerden yararlanılarak oluşur. MR dada BT de olduğu gibi gri tonlarda görüntü oluşur fakat MR da inceleme protokolüne göre tonlar değişebilmektedir. Beyaz ve açık tonlar artmış sinyal bölgelerini, siyah ve koyu tonlar ise sinyalin az ya da olmadığı bölgeleri gösterir. Yumuşak doku tetkiklerinde en iyi yöntem MR dır. MR da akım doğrudan görüntülenebildiği için kontrast madde kullanmadan anjio görüntüleri elde edilebilir.
İnceleme Yöntemleri MR da inceleme en sık uygulanan yöntemler T1 ve T2 ağırlıklı kesit görüntülerdir. Protonların eski durumlarına geliş süresindeki farklılıklar dikkate alınırsa T1 görüntü oluşur. T1 ağırlıklı görüntülerde su siyahtır. Sinyalin sönüş süresi dikkate alırsa T2 görüntüler oluşur. T2 ağırlıklı görüntülede su beyaz görünür. Yağ dokusu T1 ve T2 de beyaz görünür. MR da yoğun kemik ve hava sinyalsizdir. Bundan dolayı görüntülerde siyah görünür. MR da incere süresi BT ye göre daha fazladır ve harekete hassaslık yüksektir. Güçlü manyetik alan olduğu için metaller görüntüleri etkiler. MR Merkezi Sinir Sisteminde en önemli tanı yöntemidir. MR ı açıklanmış zararlı bir etkisi yoktur.
Spin hareketi ile protonlar ve nötronlar kendi eksenleri etrafında dönmektedirler. Protonlar tıpkı bir manyetik çubuk gibi etraflarında bir manyetik alan meydana getirirler. İnsan vücudunda bol miktarda bulunan Hidrojen MR a uygun bir sinyal kaynağıdır. Protonlar insan vücudunda normal şartlarda birbirlerinin etkisini ortadan kaldıracak şekilde rastlantısal olarak dizildiklerinden dolayı vücuttaki manyetik alan sıfırdır. Fakat vücut MR da güclü bir manyetik alana sokulduğunda, protonlar manyetik alan vektörüne paralel konuma geçerler. Ayrıca manyetik lan vektörü etrafında topaç hareketi yaparlar(presesyon). Presesyon hareketindeki protonlar gönderilen radyo dalgalarıyla(presesyon frekansındaki) rezonansa girerler. Uyarılmış olan bu protonlar manyetik alan vektörüne paralel olan konumlarından bir açı ile saparlar. Radyofirekans kesildiğinde ise eski konumlarına presesyon yaparak dönerler. Protonların eski konumlarına dönerlerken yaptıkları presesyon hareketinin ürettiği alternatif akımdan(mr sinyali) faydalınarak MR da görüntü oluşturulur. Alan içerisindeki her vokselin içerisindeki protonların sahip oldukları dokuya göre(kemik, kas, kan vb.) başlangıç konumlarına gelme süreleri faklı olacaktır. Protonları eski konumlarına gelme sürelerine T1 ve defaze olma sürelerine T2 denir. T2 süresi T1 süresinden kısa olacaktır.(t2 değeri T1 değerinin %10 ile %20 si kadardır.) Sıvılarda T2 T1 e yaşlaşır.
Çeşitli T1 değerleri Saf Su: 2000-3000 ms Yağ: 150-250 ms MR daki görüntüler proton miktarı, T1 ve T2 değerlerindeki faklılıklardan oluşur. Görüntü oluştururken bu 3 parametrenin bir tanesinin ağırlıklı olarak kullanıldığı 3 faklı görüntü elde edilir. Görüntü oluşturma amacıyla gönderilen radyofrekans pulslarının arasındaki süre (Time Repetition) ile sinyal dinleme süresi(time Echo) değiştirilir. T1 ağırlıklı görüntüler radyofrekans pusu arka arkaya kısa aralıklarla gönderilir ve Time Echo kısa tutulur. T2 ağırlıklı görüntülerde Time Repetition ve Time Echo uzun tutulur. Proton ağırlıklı görüntülerde Time Repetition uzun, Time Echo kısa tutulur.
MR veri toplama, görüntüleme ve bilgisayar sistemlerinden oluşmaktadır. Veri toplama kısmı 1 ile 1.5 Tesla lık güçlü mıknatıstan oluşmaktadır. Hasta veri toplama bölümünün ortasında yer alan tünele alınmaktadır. Ayrıca veri toplama bölümünde 3 farklı düzlemde kesit almayı sağlayan gradient sargılar bulunmaktadır. Hasta pozisyonu değitirmeden MR da 3 farklı düzlemde kesitler alınabilmektedir. Bu bölümde radyofrekans sargılarıda bulunmaktadır. Bu sargılar puls gönderir ve gelen sinyalleri toplar. Bilgisayar siteminde gelen veriler, görüntü haline getirilir. Görüntüleme kısmında yüksek çözünürlüklü monitörde görüntüler kullanılarak film üzerine kaydedilir.