Röntgenkuvaus, digitaalinen kuvaus, tietokonetomografia

Jukka JauhiainenYliopettaja

OAMK / Tekniikan yksikkö

Zeon

PDF

Driv

er T

rial

www.

zeon

.com.

tw

Sisältö

Röntgenlaitteen osat Röntgenputki Röntgensäteilyn syntyminen Säteilyn ja aineen vuorovaikutukset

Zeon

PDF

Driv

er T

rial

www.

zeon

.com.

tw

Röntgenlaite

Ohjausyksikkö (Käyttökonsoli) Vakavointi (line compensation) Automuuntaja Ajastin kVp- ja mA-valitsimet

Zeon

PDF

Driv

er T

rial

www.

zeon

.com.

tw

Röntgenlaite

Korkeajänniteyksikkö Muuntaja Fokuskoon valitsin Tasasuuntaaja

Röntgenputki Katodi Anodi HehkupiiriZe

on P

DF D

river

Tria

l

www.

zeon

.com.

tw

Zeon

PDF

Driv

er T

rial

www.

zeon

.com.

tw

Käyttökonsoli ja vakavointi

Käyttökonsolilta annetaan mm. kuvanlaatuun vaikuttavat parametrit Säteilyn määrä (quantity) -> mA, mAs Säteilyn laatu (quality) -> kVp

Jännitteen vakavointi Röntgenlaite käyttää 220 V:n verkkojännitettä Suoraan verkosta tuleva jännite ei ole

tarpeeksi tasaista (vaihtelua jopa 5 %)

Zeon

PDF

Driv

er T

rial

www.

zeon

.com.

tw

mA- valitsin

Röntgenputken läpi katodilta anodille kulkevien elektronien lukumäärä aikayksikössä mitataan milliampeerisekunteina (mAs)

Mitä suurempi mAs-asetus, sitä suurempi säteilyntuotto

mA-tuoton määrää katodin hehkulangan virta (tyypillisesti 3 – 6 A)

Zeon

PDF

Driv

er T

rial

www.

zeon

.com.

tw

Valotuksen ajastin (exposure timer)

Laite, joka mittaa, kuinka kauan röntgenputki on ollut ”päällä”

Säteilyn tuotto on suoraan verrannollinen mAs-arvoon.

Korkeajänniteyksikön ensiöpuolella

Zeon

PDF

Driv

er T

rial

www.

zeon

.com.

tw

Erityyppisiä ajastimia

Mekaaniset Yksinkertainen kello+jousi Halpa mutta epätarkka

Synkronoidut Synkronoitu moottori pyörittää akselia

verkkotaajuudella Elektroniset

toteutus esim. RC-piireilläZeon

PDF

Driv

er T

rial

www.

zeon

.com.

tw

Säteilyn mittaamiseen perustuvatajastimet

Valomonistinputki Säteily osuu fluoresoivalle levylle Säteily irrottaa monistinputken materiaalista

elektroneja, jotka irrottavat edelleen lisää elektroneja -> jopa 106-vahvistus lopussa

Syntynyt sähkövirta on verrannollinen tulevan säteilyn määrään.

Zeon

PDF

Driv

er T

rial

www.

zeon

.com.

tw

kV-asetus

Määrää röntgenputken jännitteen Vaihtelee kuvattavasta kohteesta riippuen

Mammografia n. 20 kV Thorax n 200 kV

Säteilun läpitunkevuus kasvaa, mitä suurempiin jännitteisiin mennään

Kudoskontrasti riippuu etupäässä kV:n valinnastaZe

on P

DF D

river

Tria

l

www.

zeon

.com.

tw

Automuuntaja

Yksirunkoinen muuntaja Sekä ensiö että toisio saman rungon ympärillä

Up/Us=Np/Ns Up,Up=ensiö- ja toisiopuolen jännitteet Np,Ns=vastaavat kierrosten lukumäärät

Toisiopuolen jännite ohjataan mA-valitsimelle, jolla valitaan hehkuvirta (n. 100 – 300

mS) KorkeajänniteyksikköönZe

on P

DF D

river

Tria

l

www.

zeon

.com.

tw

Korkeajänniteyksikkö

Korkeajännitemuuntaja (HV-transformer) 2-runkoinen muuntaja, jolla kasvatetaan

jännite röntgenputkelle riittäväksi (20 – 200 kV)

Fokuskoon valitsin (filament transformer) Tasasuuntaaja

Puoliaalto-, kokoaalto- Yksivaihe-, kolmivaiheteho

Zeon

PDF

Driv

er T

rial

www.

zeon

.com.

tw

Puoliaaltotasasuuntaus

Peruskomponentti on diodi Päästää läpi virtaa vain toiseen suuntaan

-> Negatiiviset puolijaksot leikkautuvat pois

Antaa sykkivän jännitteen, jonka arvo vaihtelee 0:n ja maksimiarvon välillä sinimuotoisesti

Ei ole riittäväZe

on P

DF D

river

Tria

l

www.

zeon

.com.

tw

Kokoaaltotasasuuntaus

4 diodin avulla voidaan tehdä siltakytkentä, joka päästää koko ajan virtaa läpi.

Negatiiviset puolijaksot muuttuvat positiivisiksi.

Putki tuottaa säteilyä tehokkaasti vain lähellä jännitteen maksimia Liian paljon matalaenergistä säteilyä

Zeon

PDF

Driv

er T

rial

www.

zeon

.com.

tw

Kolmivaiheteho

Sähköverkosta saadaan onneksi kolmivaihevirtaa.

Eri vaiheiden välillä 120 asteen vaihesiirto.

Vaiheet summautuvat Tasasuunnattu summajännite on jo

yleensä riittävän lähellä tasajännitettäZe

on P

DF D

river

Tria

l

www.

zeon

.com.

tw

Rippelijännite

Kuvaa tasasuuntauksen hyvyyttä Mitä pienempi, sitä parempi Yksivaiheiselle puoli- ja

kokoaaltotasasuuntaukselle 100 % Kolmivaiheinen kokoaaltotasasuuntaus 13 % Elektroniikalla toteutetut signaaligeneraattorit <

1 % Käytännössä riittää n. 5 %Ze

on P

DF D

river

Tria

l

www.

zeon

.com.

tw

Tasasuuntauksen merkitys

Matalalla jännitteellä röntgenputki tuottaa matalaenergistä säteilyä

Tällainen säteily ei mene kudoksesta läpi, vaan aiheuttaa turhaa säderasitusta Huono säteilyhygienia

Putken olisi siis toimittava mahdollisimman lähellä maksimijännitettä, jolloin säteilyntuotto on optimaalinen

Zeon

PDF

Driv

er T

rial

www.

zeon

.com.

tw

Röntgenputki

Katodi (filament) Anodi (target) Tyhjiöputki Ikkuna

Zeon

PDF

Driv

er T

rial

www.

zeon

.com.

tw

Toiminta

Katodia lämmitetään sähkövirralla, jolloin siitä irtoaa elektroneja

Elektronit kiihdytetään kV-jännitteellä Elektronit osuvat anodimateriaaliin

suurella nopeudella Suurin osa elektronien energiasta (>99%)

muuttuu lämmöksiZe

on P

DF D

river

Tria

l

www.

zeon

.com.

tw

Toiminta jatkuu

Loppuosa (

Toiminta jatkuu

Anodi ei nykylaitteissa ole kiinteä, vaan pyörivä (pyöriväanodinen röntgenputki)

Vain pieni osa anodimateriaalista on elektronipommituksen kohteena kerrallaan, loppuosa ennättää jäähtyä

Röntgenputken fokus on se osa anodia, johon elektronisuihku osuu.

Zeon

PDF

Driv

er T

rial

www.

zeon

.com.

tw