Radiologische metingen en technieken

Samenvatting Straling I

• Straling is de overdracht van energie vanuit een bron naar de omgeving zonder dat hiervoor een medium nodig is.
• Straling kan golven (elektromagnetisch) of deeltjes zijn.
• Ioniserende straling heeft voldoende energie om elektronen uit atomen te verwijderen.
• Niet-ioniserende straling heeft niet voldoende energie om elektronen uit atomen te verwijderen.
• Voorbeelden van elektromagnetische straling zijn radiogolven, warmtestraling, zichtbaar licht, röntgenstraling en gammastraling.
• Voorbeelden van deeltjesstraling zijn a-deeltjes, b-deeltjes en neutronen.
• Energie van een foton is gelijk aan Planck constant maal frequentie (E=hf).

Elektromagnetische straling

• Elektromagnetische golven bestaan uit wisselende elektrische en magnetische velden.
• Ze planten zich voort met de lichtsnelheid.
• Verschillende soorten elektromagnetische straling variëren in frequentie en golflengte.

Deeltjesstraling

• Deeltjesstraling bestaat uit deeltjes met massa, die energie overdragen.
• Deeltjesstraling kan ioniserend of niet-ioniserend zijn, afhankelijk van hun energie.

Energie van een golf

• Energie per foton = frequentie/ golflengte
• Aantal fotonen per seconde = amplitude

Het elektromanetische spectrum

• Straling bestaat in golven met verschillende frequenties, en daarmee verschillende gedragingen.
• Radiogolven hebben de laagste frequentie, en de langste golflengte.
• Gamma straling de hoogste frequentie en de kortste golflengte

De harmonische trilling

• Frequentie is het aantal bewegingen per seconde, uitgedrukt in Hertz (Hz).
• Periode is de tijd die nodig is voor één volledige cyclus.
• Verband tussen de frequentie en periode: f = 1/T.
• De golflengte (λ) is de afstand die een golf in één periode aflegt.
• De snelheid (v) = frequentie maal golflengte (v=f x λ)
• Bij elektromagnetische golven is de snelheid de lichtsnelheid (c).

Foton

• Deeltjes die elektromagnetische straling dragen met een energie (h.f).
• Geen massa en altijd met de lichtsnelheid v.

Energie van een foton

• De energie van een foton hangt af van de frequentie.
• Hoogenergetische straling heeft een korte golflengte.

Ioniserende straling

• Fotonen of deeltjes (a, b, of neutronen) die voldoende energie hebben om elektronen uit atomen te verwijderen.
• UV en röntgenstraling zijn ook ioniserend, afhankelijke van energie.

Röntgenstraling

• Elektromagnetische straling die ontstaat door het afremmen van snelle elektronen in een anode.

Straling en Materie

• Een foton of deeltje kan interacties met materie hebben.
• 3 soorten interacties: foto-elektrisch effect, Compton-effect en paarvorming.

Interactie straling en materie (absorptie)

• De mate van absorptie hangt af van de dikte van het materiaal, soortelijke massa, materiaalkwaliteit en energie van de invallende straling.
• Een filter verzwakt de intensiteit van de straling.
• Het absorptie van photons hangt af van het materiaal op verschillende energieën.

Kwantiteit

• De intensiteit is de energie per oppervlakte per seconde.
• De hoeveelheid opgenomen energie door straling hangt af van de kwantiteit van de straling en de tijd.
• Hoe groter het gebied of hoe langer de blootstelling, hoe groter de opgenomen energie.

Kwaliteit

• De kwaliteit of het doordringend vermogen van een bundel.
• Deze is afhankelijk van de buisspanning en andere factoren.

Straling en organen

• Verschillende organen hebben verschillende gevoeligheid voor straling.
• Een hogere dosis in een organe kan schadelijke gevolgen hebben.

Dosistempo

• De intensiteit van straling per tijdseenheid.
• Ook afhankelijk van de buisspanning en buislading.

Effectieve dosis

• Maatstaf van het biologisch risico van straling op het lichaam.
• Het neemt de radiosensitiviteit van de verschillende organen in aanmerking.
• De eenheid is sievert (Sv).

Afscherming

• Gebruik materialen met hoge atoomnummers (zoals lood) om straling te blokkeren.
• De dikte van de afscherming is evenredig met de hoeveelheid te absorberen straling, en de materiaalkwaliteit
• De hoeveelheid en dikte van afscherming is afhankelijk van de stralingsbron.
• Te gebruiken voor medische of industriële toepassingen.

Dosisverloop in de patiënt

• De dosis neemt af naarmate het dieper indringt in het lichaam.
• Dit komt doordat het lichaam, als absorberende materie, gedeeltelijk de energie van de fotonen opneemt.
• De dosis is niet overal gelijk.

Röntgencontrast

• Contrasten ontstaan doordat verschillende weefsels verschillende dichtheden en samenstellingen.
• Röntgenstraling absorbeert/verzwakt in verschillende maten in verschillende organen.
• De mate van absorptie / verzwakking wordt weergegeven in het beeld.
• Kwaliteit wordt bepaald door de dikte van het gebied dat te detecteren is op het beeld, en de afstanden tot detail.

Ruis/signaal

• Met hogere dosis krijg je meer schommelingen in je dataset.
• Het signaal op de detector (I) is evenredig met de dos, daarom is het in algemene regels nodig om met een hogere dosis aan foto's te nemen.
• De ruis wordt evenredig met de wortel van het signaal, daarom is de ruis altijd minder bij hogere dosis.