Εισαγωγή στην Ακτινοδιαγνωστική

Η ιατρική απεικόνιση εστιάζει στην απεικόνιση του ανθρώπινου σώματος για διάγνωση. Χωρίζεται σε δύο κατηγορίες: μορφολογική και λειτουργική.

Η μορφολογική απεικόνιση ασχολείται με το σχήμα, το μέγεθος και τη θέση των δομών του σώματος.

Η Λειτουργική απεικόνιση επικεντρώνεται στους βιολογικούς μηχανισμούς και δραστηριότητες των δομών, όπως η μοριακή απεικόνιση.

Η Διαγνωστική Ακτινολογία χρησιμοποιείται για την απεικόνιση οργάνων και δομών του σώματος μέσω ακτινοβολίας.

Η Υπολογιστική Τομογραφία (CT) δημιουργεί λεπτομερείς εικόνες τομών του σώματος.

Η Πυρηνική Ιατρική χρησιμοποιεί ραδιενεργά ισότοπα για την αξιολόγηση της λειτουργίας των οργάνων και συστημάτων.

Η Τομογραφία Εκπομπής Ποζιτρονίου (PET) χρησιμοποιείται για την απεικόνιση των μεταβολικών δραστηριοτήτων στο σώμα.

Η Υπερηχογραφία (US) χρησιμοποιεί ηχητικά κύματα για να δημιουργεί εικόνες οργάνων και δομών.

Η Μαγνητική Τομογραφία (MRI) δημιουργεί εικόνες του σώματος χρησιμοποιώντας μαγνητικά πεδία.

Η Οπτική Απεικόνιση χρησιμοποιεί φως για την απεικόνιση του σώματος.

Η χαμηλότερη τάση επιλέγεται για να αποφευχθούν τόξα μέσα στην λυχνία, που θα απαιτούσαν μεγαλύτερο μήκος σωλήνα και για να επιτρέψει τη χρήση αγωγών μικρότερης διαμέτρου στην κατασκευή της συσκευής.

Το φαινόμενο της εκφόρτισης πυκνωτή χρησιμοποιεί ένα φορτισμένο πυκνωτή μέσω μετασχηματιστή και ανορθωτή για να τροφοδοτήσει τη λυχνία ακτίνων-Χ. Η τάση είναι μέγιστη κατά την έναρξη, αλλά ελλαττώνεται με τον χρόνο, απαιτώντας σημαντικό χρόνο για να φορτίσει την πυκνωτή.

Το κύκλωμα Greinacher χρησιμοποιείται για να επιτύχει σχεδόν σταθερή τάση στην λυχνία με διπλασιασμό της τάσης μέσω δύο πυκνωτών σε σειρά. Η μεγάλη σταθερά χρόνου εκφόρτισης ελαττώνει τον παράγοντα διακύμανσης της τάσης.

Η διάταξη ανορθωτή πολλών βαθμίδων επιτυγχάνει υψηλή τάση στη λυχνία με την εφαρμογή πολλών πυκνωτών σε σειρά, όπου η τελική τάση εξαρτάται από τον αριθμό των πυκνωτών και την τάση του δευτερεύοντος έμβολο.

Η διάταξη σταθεροποίησης τάσης με triodes επιτυγχάνει σταθεροποίηση της τάσης στα άκρα της λυχνίας με την εφαρμογή ένα πλέγμα (grid) στην λυχνία. Μεταβάλλοντας το δυναμικό του πλέγματος ελέγχεται η διαρροή ηλεκτρονίων και αυτό επηρεάζει την τελική τάση που εφαρμόζεται στη λυχνία.

Η ικανότητα ενός φιλμ να δίνει υψηλή διαφορά στην πυκνότητα ανάμεσα σε διαφορετικές περιοχές ακτινοβολίας. Δηλαδή, να διακρίνει λεπτές διαφορές στις αποχρώσεις.

Η ευαισθησία ενός φιλμ αναφέρεται στην ικανότητα του να αντιδρά σε χαμηλές δόσεις ακτινοβολίας. Πιο ευαίσθητα φιλμ μπορούν να καταγράφουν την εικόνα χρησιμοποιώντας χαμηλότερη ακτινοβολία.

Ο σκοτεινός θάλαμος είναι ένας χώρος ειδικά σχεδιασμένος για την επεξεργασία φιλμ. Εκεί το φιλμ επεξεργάζεται μέσα σε ένα διάλυμα

Η επεξεργασία του φιλμ περιλαμβάνει τρία στάδια: εμφάνιση, στερέωση και πλύση/στέγνωμα. Η εμφάνιση ενισχύει τις μαύρες περιοχές της εικόνας, ενώ η στερέωση καθιστά τις άσπρες περιοχές μόνιμες και απομακρύνει τον αδιάλυτο άργυρο. Η πλύση απομακρύνει τα χημικά υπολείμματα από το φιλμ.

Είναι μια συσκευή αυτοματοποιημένης επεξεργασίας φιλμ. Αυτό σημαίνει ότι ο λόγος

Τα φιλμ υψηλής αντίθεσης δίνουν ευκρινείς διαφορές ανάμεσα σε διαφορετικές περιοχές ακτινοβολίας που καθιστά ευκολότερη τη διάκριση από

Τα φιλμ υψηλής ταχύτητας μπορούν να καταγράψουν την εικόνα με χαμηλότερες δόσεις ακτινοβολίας.

Τα φιλμ χαμηλής αντίθεσης παράγουν λίγες διαφορές στη πυκνότητα ανάμεσα σε διαφορετικές περιοχές ακτινοβολίας. Αυτό συνήθως μειώνει την ευκρίνεια της εικόνας.

Η φωτεινότητα αναφέρεται στο σύνολο του φωτός που εκπέμπεται από τον ανιχνευτή.

Η διακριτική ικανότητα αναφέρεται στο μέγιστο αριθμό σημείων που μπορούν να διακριθούν από τον ανιχνευτή

Η κβαντική αποδοτικότητα (DQE) είναι μια μέτρηση της ικανότητας ενός συστήματος απεικόνισης να μετατρέπει τα εισερχόμενα φωτόνια σε χρήσιμες πληροφορίες εικόνας.

Ο θόρυβος σε μια εικόνα είναι οποιαδήποτε τυχαία μεταβολή στην ένταση που δεν σχετίζεται με το πραγματικό σήμα. Επηρεάζει την αντίθεση και την ορατότητα των λεπτομερειών.

H χωρική διακριτική ικανότητα (ΧΔΙ) μετρά πόσο καλά διακρίνονται δύο κοντινά σημεία στην εικόνα, δηλαδή πόσο καλά αναπαράγεται η λεπτομέρεια. Μεγαλύτερη ΧΔΙ = μικρότερα pixels.

Η αντίθεση σε μια εικόνα είναι η διαφορά στην ένταση μεταξύ διαφορετικών περιοχών. Πιο υψηλή αντίθεση ισοδυναμεί με καλύτερη ορατότητα των λεπτομερειών.

H MTF (Modulation Transfer Function) μετρά την ικανότητα του συστήματος απεικόνισης να αναπαράγει διαφορετικές χωρικές συχνότητες. Μια υψηλή MTF σημαίνει καλύτερη αντιγραφή των λεπτομερειών.

Η αντίθεση ενός αντικειμένου σε μια εικόνα ορίζεται ως η διαφορά στην ένταση μεταξύ του αντικειμένου και του περιβάλλοντος.

Ο λόγος σήματος προς θόρυβο (SNR) υποδεικνύει πόσο ισχυρό είναι το σήμα σε σχέση με το επιπεδο θορύβου. Υψηλότερο SNR σημαίνει καλύτερη ποιότητα εικόνας.

Η ακτινοσκόπηση είναι μια διαδικασία που χρησιμοποιεί ακτινοβολία για να δημιουργήσει εικόνες του εσωτερικού των αντικειμένων.

Η αντιστροφή της αντίθεσης είναι μια τεχνική βελτίωσης που σκοπό έχει να αυξήσει την ορατότητα των λεπτομερειών σε μια εικόνα με χαμηλή αντίθεση.

Η αντίθεση στην απεικόνιση ακτίνων Χ αναφέρεται στη διαφορά στη φωτεινότητα μεταξύ δύο περιοχών σε μια εικόνα. Η αντίθεση επηρεάζεται από παράγοντες όπως οι διαφορές στην πυκνότητα των ιστών, η απορρόφηση της ακτινοβολίας και η τάση του σωλήνα ακτίνων Χ.

Η ενίσχυση της αντίθεσης είναι μια διαδικασία που βελτιώνει τη διαφορά στη φωτεινότητα μεταξύ δύο περιοχών σε μια ακτινογραφία, καθιστώντας ευκολότερη την διάκριση λεπτομερειών. Μπορεί να επιτευχθεί μέσω διάφορων τεχνικών, όπως η ρύθμιση της τάσης (kV), η χρήση σκιαγραφικών υλικών και η ψηφιακή επεξεργασία.

Οι υψηλότερες τιμές kV (kilovolt) οδηγούν σε χαμηλότερη αντίθεση, προκαλώντας περισσότερες αποχρώσεις του γκρι. Αυτό συμβαίνει επειδή τα υψηλότερα kV επιτρέπουν περισσότερη ακτινοβολία να διεισδύσει μέσω του ιστού, μειώνοντας τις διαφορές στην απορρόφηση.

Τα σκιαγραφικά μέσα, υλικά που αυξάνουν τεχνητά την αντίθεση, έχουν διαφορετικούς τύπους που χρησιμοποιούνται για συγκεκριμένες εξετάσεις. Για παράδειγμα, το βάριο χρησιμοποιείται για τον έλεγχο του στομάχου, το ιώδιο για την πυελογραφία και ο αέρας για την απεικόνιση κοιλιών εγκεφάλου.

Η μεγέθυνση (zoom) σε μια ακτινογραφία αυξάνει το μέγεθος της εικόνας, επιτρέποντας την καλύτερη διάκριση μικρών λεπτομερειών. Η μεγέθυνση μπορεί να γίνει με ψηφιακή επεξεργασία ή ρυθμίζοντας την απόσταση μεταξύ της εστίας και του αντικειμένου.

Η ασάφεια κίνησης συμβαίνει όταν το αντικείμενο που απεικονίζεται κινείται κατά τη διάρκεια της έκθεσης σε ακτινοβολία. Αυτό οδηγεί σε θολή απεικόνιση και μειώνει την ποιότητα του αποτελέσματος. Η ασάφεια κίνησης μπορεί να μειωθεί με πιο γρήγορη έκθεση ή την χρήση ακινητοποιητικών.

Η διαμόρφωση σε μια ακτινογραφία αναφέρεται στις μεταβολές στην ένταση της ακτινοβολίας, που οφείλονται στην απορρόφηση από τους ιστούς. Η σωστή διαμόρφωση είναι απαραίτητη για την σωστή απεικόνιση των λεπτομερειών.

Η παραμόρφωση σε μια ακτινογραφία συμβαίνει όταν το αντικείμενο που απεικονίζεται δεν βρίσκεται κάθετα προς την ακτινοβολία. Αυτή η παραμόρφωση μπορεί να οδηγήσει σε λανθασμένη απεικόνιση του μεγέθους και του σχήματος του αντικειμένου.

Η γωνιακή ασάφεια σε μια ακτινογραφία αναφέρεται στην θολή απεικόνιση των άκρων μιας περιοχής που απεικονίζεται. Η γωνιακή ασάφεια προκαλείται από την χρήση μιας εστίας που δεν είναι σημειακού μεγέθους. Μπορεί να μειωθεί με την χρήση μικρότερης εστίας.

Η υψηλή πυκνότητα επιτρέπει στα ηλεκτρόνια να απορροφηθούν πλήρως σε μια μικρή περιοχή, ενώ το υψηλό σημείο τήξης εμποδίζει την τήξη της ανόδου λόγω θερμότητας.

Η υψηλή θερμική αγωγιμότητα βοηθά στην απομάκρυνση της θερμότητας από την άνοδο, ενώ η μηχανική αντοχή εξασφαλίζει την αντοχή στις υψηλές θερμοκρασίες.

Το κραμα βολφραμίου και ρηνίου είναι πιο ανθεκτικό στην επιφανειακή φθορά και έχει μεγαλύτερη θερμική χωρητικότητα από το καθαρό βολφράμιο.

Η περιστροφή της ανόδου βοηθά στην ομοιόμορφη κατανομή της θερμότητας, μειώνοντας τον κίνδυνο υπερθέρμανσης και ζημιάς στην άνοδο.

Η γραμμική εστίαση βοηθά στη δημιουργία μιας μικρότερης και πιο ομοιογενούς δέσμης ακτίνων-Χ, βελτιώνοντας την ποιότητα των εικόνων.

Η φαινόμενη διάσταση της εστίας μικραίνει όταν μικραίνει η γωνία κώνου της ανόδου, και αυτό βελτιώνει την οξύτητα των εικόνων από τη λυχνία.

Το φαινόμενο πτέρνας προκαλεί μια μεταβολή στην ένταση της δέσμης ακτίνων-Χ στην άνοδο, με υψηλότερη ένταση στην κάτω πλευρά και χαμηλότερη στην άνω.

Τα διαφράγματα βάθους ελέγχουν το μέγεθος και σχήμα της δέσμης ακτίνων-Χ, βελτιώνοντας την ανάλυση και μειώνοντας την διάχυση.

Εκπέμπεται λόγω της επιβράδυνσης των ηλεκτρονίων όταν αλληλεπιδρούν με τους πυρήνες των ατόμων της ανόδου.