ΙΑΤΡΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ eclass: MED684 Π. Παπαγιάννης Επικ. Καθηγητής, Εργαστήριο Ιατρικής Φυσικής, Ιατρική Σχολή Αθηνών. Γραφείο 21 210-746 2442 ppapagi@phys.uoa.gr

Αλληλεπίδραση Ιοντίζουσας Ακτινοβολίας φορτισμένων σωματιδίων - Ύλης

Αλ/δραση Ιοντίζουσας Ακτινοβολίας φορτισμένων σωματιδίων-Ύλης Απώλεια ενέργειας λόγω διεγέρσεων & ιονισμών Μεγάλος αριθμός αλλ/σεων με την κατανομή e- του υλικού, μικρής κατά μέσο όρο απώλειας ενέργειας Απώλεια ενέργειας λόγω εκπομπής Η/Μ ακτινοβολίας Μικρός αριθμός αλλ/σεων με τους πυρήνες του υλικού σημαντικής απώλειας ενέργειας

Απώλεια ενέργειας φορτισμένων σωματιδίων λόγω διεγέρσεων & ιονισμών Απώλεια ενέργειας φορτισμένων σωματιδίων λόγω διεγέρσεων & ιονισμών Απώλεια ενέργειας e- λόγω διεγέρσεων & ιονισμών Από ποιους παράγοντες εξαρτάται η απώλεια ενέργειας ανά μονάδα διαδρομής ή ανασχετική ισχύς ενός υλικού ???

Απώλεια ενέργειας e- λόγω διεγέρσεων & ιονισμών

Καμπύλη Bragg… Το ποσοστό της ενέργειας που μεταφέρεται στο νερό κατά τη διέλευση διαφορετικών φορτισμένων σωματιδίων συναρτήσει του βάθους σε cm.

Απώλεια ενέργειας φορτισμένων σωματιδίων λόγω εκπομπής ακτινοβολίας Απώλεια ενέργειας φορτισμένων σωματιδίων λόγω εκπομπής ακτινοβολίας Από ποιους παράγοντες εξαρτάται η απώλεια ενέργειας ανά μονάδα διαδρομής ή ανασχετική ισχύς ενός υλικού ???

Εμβέλεια ηλεκτρονίων σε διάφορα υλικά

Λυχνία ακτίνων x…

Λυχνία ακτίνων x: φάσμα ακτίνων x ακτινοβολία πέδησης χαρακτηριστική ακτινοβολία Ke- = qV = Eφ max= hfmax = hc/λmin , Εn-E1 = 13.6 (Z-1)2 (1-1/n2) I(E)~(Εmax-E)

Λυχνία ακτίνων x: φάσμα ακτίνων x ~ Ι Ζ V2 H θεωρητική φασματική κατανομή ακτινοβολίας πέδησης είναι: ~ΙΖ(Εmax-E) Στην πράξη όμως: Εξασθένιση Χαρακτηριστική ακτινοβολία

Λυχνία ακτίνων x: φάσμα ακτίνων x EK του 74W: 69.53 keV Kα1: LIIIK: 59.32 keV Kα2: LIIK: 57.98 keV Kβ1: ΜIIIK: 67.24 keV Kβ2: ΝΙIIK: 69.10 keV

Παράγοντες που επηρεάζουν το φάσμα ακτίνων x: υψηλή τάση Επηρεάζει: τη μέγιστη ενέργεια τη μέση ενέργεια την ένταση (Ι~kVp2) την εμφάνιση ή μη χαρακτηριστικής ακτινοβολίας EK του 74W: 69.53 keV Kα1: LIIIK: 59.32 keV Kα2: LIIK: 57.98 keV Kβ1: ΜIIIK: 67.24 keV Kβ2: ΝΙIIK: 69.10 keV EK του 13Al: 1.56 keV W + 2 mm Al Kα1 Kα2 Kβ1 Kβ2

φάσμα ακτίνων x: πρόσθετο φίλτρο Επηρεάζει: τη μέση ενέργεια την ένταση

φάσμα ακτίνων x: ρεύμα λυχνίας / χρόνος έκθεσης Επηρεάζουν: την ένταση (N~mΑs, I~ mA)

φάσμα ακτίνων x: υλικό ανόδου Επηρεάζει: την ένταση (Ι~Z) την ενέργεια χαρακτηριστικής ακτινοβολίας EK του 42Mo: 20.00 keV Kα1: LIIIK: 17.48 keV Kα2: LIIK: 17.37 keV Kβ1: ΜIIIK: 19.61 keV Kβ2: ΝΙIIK: 19.96 keV EK του 74W: 69.53 keV Kα1: LIIIK: 59.32 keV Kα2: LIIK: 57.98 keV Kβ1: ΜIIIK: 67.24 keV Kβ2: ΝΙIIK: 69.10 keV

Λυχνία ακτίνων x… κατασκευαστικά χαρακτηριστικά Υλικό και γεωμετρία καθόδου? Υλικό και γεωμετρία ανόδου? Υλικό κελύφους?

Λυχνία ακτίνων x: γεννήτρια υψηλής τάσης Απαιτείται μετασχηματισμός και ανόρθωση Ημι-ανόρθωση (1 παλμός ανά περίοδο)

Λυχνία ακτίνων x: γεννήτρια υψηλής τάσης Απαιτείται μετασχηματισμός και ανόρθωση Πλήρης ανόρθωση (2 παλμοί ανά περίοδο)

Λυχνία ακτίνων x: γεννήτρια υψηλής τάσης Απαιτείται μετασχηματισμός και ανόρθωση Τριφασικό ρεύμα (6 παλμοί ανά περίοδο)

Λυχνία ακτίνων x: κάθοδος Παραγωγή e-; V<10 V / I<7 A Υλικό; Γεωμετρία; J (A/m2) = cT2e-W/ k T

Λυχνία ακτίνων x: άνοδος (1) Υλικό; Γεωμετρία;

Λυχνία ακτίνων x: άνοδος (2)

Λυχνία ακτίνων x: η λυχνία!

Λυχνία ακτίνων x: κέλυφος

Λυχνία ακτίνων x: διαφράγματα

Τηλεχειριζόμενα ακτινοδιαγνωστικά συστήματα

Οδοντιατρικό ακτινογραφικό σύστημα

Ε=30 keV αέρας: 0,002, Pαλλ(1cm)~0 ιστός: 0,40, Pαλλ(1cm)=0,33 oστό: 2,56 , Pαλλ(1cm)=0,92 oστό: 2,56 , Pαλλ(0,1cm)=0,23 Ε=1250 keV αέρας: 0,00008, Pαλλ(1cm)~0 ιστός: 0,02, P(1cm)=0,02 oστό: 0,18, P(1cm)=0,16 oστό: 0,18, P(0,1cm)=0,02

Διάγνωση με ακτίνες x 80 kVp 2 MV

αδαμαντίνη: 69,89, Pαλλ(0,1mm)=0,5 kVp=15, Ε=10 keV αδαμαντίνη: 69,89, Pαλλ(0,1mm)=0,5 kVp=60, Ε=40 keV αδαμαντίνη : 1.69, Pαλλ(0,1mm)=0,02

Οδοντιατρική διάγνωση με ακτίνες x 60 kVp 70 kVp

"Κανονισμός Ακτινοπροστασίας" Ποια μέγιστη τάση πρέπει να χρησιμοποιείται σε εφαρμογές ακτινοδιάγνωσης στην οδοντιατρική??? Ακτινοπροστασία ασθενούς?????? "Κανονισμός Ακτινοπροστασίας" Υπ. Απ. 1014(ΦΟΡ)94, ΦΕΚ 216Β 6/3/2001 ... 3.14 ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ ΓΙΑ ΚΛΑΣΣΙΚΕΣ ΟΔΟΝΤΙΑΤΡΙΚΕΣ ΑΚΤΙΝΟ-ΔΙΑΓΝΩΣΤΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 3.14.1 Οι χρησιμοποιούμενες λυχνίες πρέπει να είναι διαγνωστικού τύπου. 3.14.2 Τα συστήματα πρέπει να λειτουργούν με υψηλή τάση τουλάχιστον 50 kVp, ο δε ελάχιστος ολικός ηθμός που παρεμβάλλεται στη χρήσιμη δέσμη πρέπει να είναι 1.5mm Al. Τα νέα ακτινογραφικά συστήματα πρέπει να λειτουργούν σε υψηλή τάση που να κυμαίνεται από 60 kV-70kV.