Instuderingshjälp+och+sammanfattning+röntgen+3

Avståndslagen - avstånd från fokus
De **fotoner** som lämnar fokus och släpps ut genom bländaren kallas ett strålfält. När ett antal fotoner utgår från samma punkt och sedan fortplantar sig vidare inom en begränsad vinkel uppstår ett **divergerande strålfält.** Fotonerna kommer allt längre från varandra när avståndet från fokus ökar.


 * Strålintensiteten** avtar som kvadraten på avståndet från strålkällan



Röntgenstrålning avtar på ett sätt som går att räkna ut genom att ta kvadraten på avståndet. Som exempel kan tas om avståndet ökas från 1 m till 2 meter. Om avståndet kvadreras ger det 2^2 vilket blir 4. Det innebär att strålningen endast blir en fjärdedel vid 2 meter jämfört med vad den var vid 1 meter. Det innebär att skulle man öka avståndet från 1 m till 2 m måste dosen ökas till det fyrdubbla för att samma effekt ska uppstå. (Ett annat sätt att beskriva minskningen på är att säga att: //Varje gång du dubblar avståndet till strålkällan, jämfört med tidigare så minskar strålningsintesiteten med 75% jämfört med tidigare.)//



Detta medför att om detektorsavståndet ökar för mycket så måste exponeringstiden öka. Å andra sidan ger kort fokusdetektoravstånd att intensiteten vid huden ökar.





Strålningens spridning
En foton kallas primär så länge den undgått att växelverka. Strålningen som utsänds från röntgenröret i riktning mot patienten är primär. Sekundärstrålning produceras då primärstrålning träffar ett objekt. Nästan alla röntgenfotoner som träffar patienten under exponeringen absorberas fullständigt av patienten eller går rätt igenom. Men ett visst antal sprids. Sekundärstrålning uppstår när en foton interagerar med vävnaden, förlorar lite energi och studsar åt ett annat håll som en foton med mindre energi. Sekundärstrålningen går i alla färdriktningar från det område som träffats av primärstrålningen. Men mest intensivt i riktning tillbaka mot röntgenröret. Sekundärstrålning har mycket lägre energi än primärstrålen och absorberas av blyklädsel.


 * Den spridda strålningen träffar:**
 * delar av patienten utanför det undersökta området
 * eventuell personal inne i rummet under pågående röntgenexponering
 * väggar och föremål i rummet
 * bilddetektorn



Koherent spridning
Kan också kallas för en rad andra saker, till exempel klassisk, elastisk, eller Thomsonspridning. En foton med låg energi passerar nära en elektron i en yttre orbital i en atom. Den passerande fotonen interagerar med den bundna elektronen och exciterar den tillfälligt. Den bundna elektronen får för ett stund samma frekvens som den passerande fotonen. När det händer upphör den passerande fotonen att existera. Den exciterade elektronen återgår sedan till sitt ursprungliga energiläge (sitt normaltillstånd), och den energi som ”blir över” sänds iväg som en ny foton. Den utsända fotonen får samma energiinnehåll som den infallande men med en annan riktning. Atomens struktur ändras inte och detta är den enda interaktionen mellan röntgenstrålar och materia som inte är joniserande. Nettoeffekten blir alltså att en foton interagerar med en atom och byter riktning.

Koherent spridning står för en liten del av interaktion mellan röntgen och materia vid dentalröntgen. Bara omkring 7 %. Det bidrar heller inte speciellt mycket till brus i bilden eftersom mängden fotoner som undergår koherent spridning inte är så stor och de innehåller dessutom inte så mycket energi. Många av dem ha så lågt energiinnehåll att de aldrig kan nå filmen eller sensorn.

Fotoelektrisk effekt
I detta fall har fotonen så högt energiinnehåll att den kan slå loss en elektron från en träffad atom. Den elektronen som slås loss kallas för en fotoelektron och den har oftast väldigt liten rörelseenergi och absorberas nästan direkt av en annan atom. Fotonen interagerar med en elektron nära atomen kärna, in en inre orbital. När detta sker upphör en inkommande fotonen att existera. Atomen har efter kollisionen därför en vakant plats i en inre orbital som omedelbart fylls av en elektron från en orbital längre ut. Energiskillnaden mellan de två orbitalerna sänds ut som en foton och på samma sätt som när karaktäristisk röntgenstrålning bildas är denna energi specifik eller karakteristiks för olika ämnen. Atomen som sänt ut fotonen är efter interaktionen en positiv jon eftersom den har en vakant elektronplats. De flesta fotoelektriska interaktionerna sker i orbital 1s efter som densiteten i elektronmolnet är störst i denna region. Det innebär att sannolikheten för att interaktion mellan foton och elektron ska ske är störst där. Omkring 23% av interaktionerna mellan foton och atom vid tandröntgen ger fotoelektrisk absorption.

Comptonspridning
I detta fall interagerar en foton med en elektron i en yttre orbital. Fotonen krockar med elektronen och och överför delar av sin rörelseenergi till elektronen. Denna yttre elektron kallas för en comptonelektron. Fotonen fortsätter vidare från atomen som en spridd foton med lägre energiinnehåll och i en ny riktning. Det nya energiinnehållet är den energi fotonen hade från början minus den rörelseenergi som den lämnade över till comptonelektronen och dess bindningenergi. Precis som i fallet med fotoelektrisk effekt resulterar comptonspridningen i förlust av en elektron vilket ger en positivt laddad jon. Den fria elektronen kan också i sin tur interagera och skapa ytterligare joner. Fotonen som ändrat riktning kan, om den fortsatt har tillräckligt högt energiinnehåll, vidare orsaka ytterligare jonisering och sedan fortsätta med ännu mindre energi i ytterligare en ny riktning.

Fotoner kan spridas i alla riktningar - om de går tillbaka ”åt det håll de kom ifrån” kallas fenomenet bakåtspridning. Ju högre energi som en infallande foton har desto större är sannolikheten att vinkeln på spridning av den sekundära fotonen kommer att vara liten. Det innebär att den inte ändrar riktning speciellt mycket utan fortsätter att färdas framåt. Spridda fotoner gör bilden mörkare och försämrar bildkvaliteten och ger ingen nyttig bildinformation.

Attenuering
Attenuering (av latin atteʹnuo ’förminska’, ’försvaga’, av teʹnuis ’tunn’), försvagning, dämpning. I detta fall innebär det att röntgenstrålarna dämpas, attenueras, genom absorption och spridning. Vid alla fotonenergier beror attenueringen mest på fotoelektrisk absorption. Röntgenavbildning bygger på att kroppens vävnader har olika kemisk sammansättning och att därmed röntgenstrålning absorberas och sprids i varierande grad på sin väg genom människokroppen. Fotoelektrisk absorption står för de attenueringsskillnader som ger upphov till bildinformation.

Sannolikheten för absorption respektive spridning är beroende av röntgenfotonernas energi samt densitet och atomnummer hos grundämnena i de vävnader som de passerar.


 * Hög densitet och högt atomnummer hos den bestrålade materian ger kraftig attenuering.
 * Hög fotonenergi ger liten attenuering.

Bildkvalitet
Av de tre atom-fotoprocesserna; koherent spridning, comptoneffekt och fotoelektrisk effekt är det bara den fotoelektriska effekten som positivt bidrar till röntgenbilden. De andra två processerna, compton- och koherent spridning, ger upphov till brus i bilden och utgör spridd strålning. Av de två processerna är compton den spridning som mest bidrar till den spridda strålningen. En röntgenfoton som avvikit från sin ursprungliga bana, så kallad sekundärstrålning, bär inte längre någon nyttig information som kan överföras till en bild. Det ger altså bara brus. Endast primärstrålning är med och skapar en tolkningsbar bild.

Mängden fotoner och dess energiinnehåll påverkar bilden. Den spridda strålningen minskar alltså kontrasten i bilden.

Om **exponeringstiden är för kort** så kommer **inte tillräckligt många fotoner att kunna absorberas i vävnad eller passera till bildplattan**. Bilden kommer därför inte att bli tydlig. För lång exponeringstid är dock inte heller bra. Det ger onödig strålmängd och det kan också ge så kallade rörelseartefakter.

Något annat som också kan bidra till spridning och brus är något som kallas extrafokal strålning. Den bildas redan i röret. Extrafokal strålning kan bildas genom att accelererade elektroner studsar bort från anoden men återvänder och träffar anoden i en ny punkt, utanför fokus, där röntgenstrålning uppstår. Denna strålning kommer att ge ett diffust strålningsbidrag som inte bidrar till informationen i röntgenbilden utan försämrar bildkvaliteten och utsätter patienten för onödig strålning.
 * Extrafokal strålning**

Volttalet, spänningen



 * Volttalet** avgör med vilken **energi elektroner färdas från katod till anod och därmed också vilken energi som de fotoner som bildas vid anoden får**. Ju högre energi fotonerna har desto **större sannolikhet att de går igenom vävnad och träffar bildplattan**. De får alltså hög genomträngningsförmåga. Om stor del av primärstrålningen passerar vävnad finns det mycket strålning som kan ge bild. Det blir också liten mängd strålning som absorberas av patienten. Det är bra med tanke på patientstråldosen. Men bilden kräver också att en del strålning absorberas, annars blir det för lite kontrast i bilden för att kunna urskilja strukturer ordentligt. Därför finns det en gräns för hur högt kV värde (alternativt vilket filter) man kan använda utan att objektkontrasten går förlorad. Stråldosen behöver vara sådan att den är så låg som möjligt ur patiensäkerhetssynvinkel men tillräcklig för att ge både absorption och passage så att en tolkningsbar bild kan uppstå.



Rörspänning (kilovoltspänning eller "//peak kilo volts"//, kVp) är den viktigaste faktorn som påverkar bildkontrasten ; låg kVp ger en bild med snävare intervall av gråskala och en bild med hög kontrast, **ökad kVp ger alltså sämre kontrast**, det vill säga skillnad mellan mörkt och ljust, **men fler urskiljbara** nyanser i gråskalan.


 * Rörspänningen mäts i kV och anger den energi en elektron får under accelerationen. Om volten ökar ökar den elektriska potentialskillnaden mellan katoden och anoden. Det kommer att resultera i att elektronerna accelereras med mer energi. De kommer alltså att ha en högre rörelseenergi när de träffar metallatomer i anoden och därmed generera fotoner med högre energi = ökad strålningsenergi
 * Ökat kV tal ger också fler fotoner då fler av de träffar som sker mellan elektroner och metallatomer i röntgenröret kommer att ha så hög energi att fotoner kan bildas.
 * Elektrisk ström är flöde av elektroner och de mäts i Ampere. mA anger hur stor laddning, hur många elektroner, som förflyttats inne i röret under exponeringstid. Ju högre mA ju fler elektroner har förflyttats och kunnat interagera med metallatomer i röntgenröret och fler fotoner har möjlighet att bildas.

Lik- och växelspänning (DC /AC)
Det finns två olika typer av spänning. Likspänning/likström förkortas DC (eng. direct current) och innebär att det finns en fast plus- och minuspol. Batterier har likspänning och nästan alla elektroniska apparater drivs av likspänning.

Växelspänning/växelström förkortas AC (eng. alternating current). Växelspänningen­ byter ständigt polaritet och strömmen ändrar därmed riktning. Växelspänningens frekvens bestäms av hur många gånger per sekund spänningen byter polaritet. Nätspänningen från ett eluttag byter polaritet 100 gånger per sekund. Frekvensen mäts i hertz (Hz). När polariteten byts 100 ggr på en sekund ger det 50 hela svängningar = 50 Hz.



Med en växelströmsgenerator går spänningen över röntgenröret från noll upp till det maximala kVp och sedan tillbaka till noll. Det ger röntgenfotoner av varierande energinivåer. De fotoner med lägst energi filtreras bort, men den genomsnittliga fotonenergin som produceras av växelström är fortfarande lägre än den genomsnittliga fotonenergin som produceras av likström vid samma kV. Fotoner med lägre energiinnehåll absorberas lättare av patienten. En mer homogen röntgenstråle med högre fotonenergi kan därför bidra till att minska patientens exponering något.



Raster
Raster är ett föremål som placeras mellan patienten och filmen. Raster är uppbyggda av tunna blyremsor, som sitter växelvis med aluminium eller plastremsor, vilka inte absorberar röntgenstrålning. Blyremsorna riktas så att bara de primära strålarna träffar filmen och absorberar de strålar som inte färdas i önskvärd riktning. Vissa primärstrålar kommer också att träffa rastret och därför måste man, om man använder raster, öka strålningen 2-3 gånger. Ofta måste man också förlänga exponeringstiden.

Några länkar och källor:
[] [] [] [] [] [] []) [] [] [] [] [] Oral Radiology Principles and Interpretation Föreläsningar av Agneta Lith, Göteborgs Universitet