Patientstrålskydd. Röntgenveckan 2013 Uppsala. Alexander Englund Sjukhusfysiker

Relevanta dokument
Innehåll. Vad är strålning? Vad är strålning? Grundläggande röntgenteknik & fysik Angiografi- och interventionsutrustning. Transport av energi!

Röntgenteknik. Vad är röntgenstrålning? - Joniserande strålning - Vad behövs för att få till denna bild? Vad behövs för att få till en röntgenbild?

Bildlabb i PACS. Exponerade på samma sätt

Röntgensjuksköterskerutbildningen Kurs RSJD16 Kursmål, instuderingsfrågor, exempel på tentamensfrågor

Hur fungerar en radiografi- och genomlysningsapparat? Hur kan man minska patientstråldoserna inom projektionsradiologi?

Aneurysm (olika patienter) RSJE10 Radiografi I Delkurs 2 Strålning och teknik I

Grundläggande röntgenteknik & fysik Angiografi- och interventionsutrustning. Maria Larsson Sjukhusfysiker, MFT

KOMPENDIUM I RÖNTGENTEKNOLOGI

Kursens namn: Medicin Radiografi, Strålningsfysik, teknik och projektionslära inom radiografi

Kursens namn: Medicin, Radiografi Strålningsfysik, teknik och projektionslära

OBS! Ange svaren till respektive lärare på separata skrivningspapper om inget annat anges

CT bilddata, bildbearbetning och bildkvalitet Brus & Upplösning

Joniserande strålnings växelverkan Hur alstras röntgenstrålning och vad händer när den når och passerar människa?

Radiofysikavdelningen

Teknik, Fysik och Strålsäkerhet i Röntgendiagnostik

Betygskriterier (utom läkemedelsberäkningen där 90% rätt för godkänt gäller)

Konventionell röntgen - teori och fall

Radiofysikavdelningen

Strålskyddsutbildning T8 Teknik på BoF

OBS! Ange svaren till respektive lärare på separata skrivningspapper om inget annat anges

Strålsäkerhetskontroll av konventionell röntgenutrustning

TILLÄMPAD ATOMFYSIK Övningstenta 1

Strålsäkerhet vid interventionell kardiologi. Pernilla Jonasson, sjukhusfysiker Sahlgrenska Universitetssjukhuset

Fotoelektriska effekten

De nya dosgränserna för ögats lins

Strålsäkerhetsmyndighetens ISSN:

Upp gifter. är elektronbanans omkrets lika med en hel de Broglie-våglängd. a. Beräkna våglängden. b. Vilken energi motsvarar våglängden?

Utrustning. Interventioner och stråldoser. Utrustning. Strålrisker vid intervention. Strålning? Håkan Geijer

OBS! Under rubriken lärares namn på gröna omslaget ange istället skrivningsområde.

RSJE10 Radiografi I Delkurs 2 Strålning och teknik I

Viktigt säkerhetsmeddelande till marknaden

Viktigt säkerhetsmeddelande till marknaden

Strålsäkerhetskontroll av panoramaröntgen och cephalostat

Lösningar Kap 7 Elektrisk energi, spänning och ström. Andreas Josefsson. Tullängsskolan Örebro

Strömning och varmetransport/ varmeoverføring

Vågrörelselära & Kvantfysik, FK januari 2012

Miljöfysik. Föreläsning 5. Användningen av kärnenergi Hanteringen av avfall Radioaktivitet Dosbegrepp Strålningsmiljö Fusion

Strålsäkerhetskontroll av odontologisk CBCT

TILLÄMPAD ATOMFYSIK Övningstenta 2

FyU02 Fysik med didaktisk inriktning 2 - kvantfysik

Prov Fysik B Lösningsförslag

8 Röntgenfluorescens. 8.1 Laborationens syfte. 8.2 Materiel. 8.3 Teori Comptonspridning

WALLENBERGS FYSIKPRIS

RSJE10 Radiografi I Delkurs 2 Strålning och teknik I. Del 2 Röntgenrörets uppbyggnad. Lena Jönsson Medicinsk strålningsfysik Lunds universitet

EXAMENSARBETE. En jämförelse mellan analog och digital mammografi. Marlene Blind. Luleå tekniska universitet

EXAMENSARBETE. Konversionsfaktorer för barn i åldrar 0-15 år för konventionell röntgen

Innehåll. Fysik Relativitetsteori. fy8_modernfysik.notebook. December 19, Relativitetsteorin Ljusets dualism Materiens struktur Kärnfysik

Magnus Lömäng

WALLENBERGS FYSIKPRIS 2014

Innehåll. Fysik Relativitetsteori. fy8_modernfysik.notebook. December 12, Relativitetsteorin Ljusets dualism Materiens struktur Kärnfysik

Chalmers Tekniska Högskola Tillämpad Fysik Igor Zoric

Marie Sydoff, Helsingborgs lasarett, SUS Lund

Strålskydd. Radiation protection. Frida Hamberg

STRÅLSKYDD VID RÖNTGENDIAGNOSTIK VERKSAMHETSOMRÅDE BILD, SÖDERSJUKHUSET ANNIKA MELINDER, SJUKHUSFYSIKER

RÖNTGEN. Röntgen tog världens första röntgenbild på en människa år Det var en bild av hans hustrus, Anna UPPTÄCKTEN

Kvantmekanik. Kapitel Natalie Segercrantz

Absorberad dos. Hur mäter man stråldoser vid röntgenundersökningar? SK kurs 7 December Absorberad strålningsenergi

Protokolloptimering , Datortomografi av barn Patrik Nowik Leg. Sjukhusfysiker Sjukhusfysik, Röntgen Solna

Strålsäkerhetsmyndighetens ISSN:

Mellan 2006 och 2014 har antalet CT-undersökningar i Östergötland i det närmaste fördubblats från st till st

KOMPENDIUM I RÖNTGENTEKNOLOGI

Q I t. Ellära 2 Elektrisk ström, kap 23. Eleonora Lorek. Ström. Ström är flöde av laddade partiklar.

Tentamen. Fysik del B2 för tekniskt / naturvetenskapligt basår / bastermin. BFL122/TEN2 samt BFL111/TEN6

Varför kan det ta så lång tid på röntgen?

Strålsäkerhetsmyndighetens ISSN:

Föreläsning 5 Att bygga atomen del II

Strålsäkerhetsmyndighetens ISSN:

Theory Swedish (Sweden)

Facit till Testa dig själv 3.1

3.7 Energiprincipen i elfältet

Föreläsning 6: Opto-komponenter

Till exempel om vi tar den första kol atomen, så har den: 6 protoner, 12 6=6 neutroner, 6 elektroner; atommassan är också 6 men masstalet är 12!

Komponentfysik Introduktion. Kursöversikt. Hålltider --- Ellära: Elektriska fält, potentialer och strömmar

Akademiska sjukhuset. Skapat av: Ragnar Neubeck Skapat den: Reviderat av: Per-Erik Åslund Reviderat den:

ELEKTRICITET.

Biobränsle. Biogas. Biomassa. Effekt. Elektricitet

Anmälningspliktig verksamhet. Smådjursröntgen. Handbok i strålskydd. Handbok: Mars 2019 Tillgänglig på

Alla svar till de extra uppgifterna

9. Molekyl- och fasta tillståndets fysik

Lösningar Heureka 2 Kapitel 14 Atomen

SPECT Fysik. Sigrid Leide-Svegborn Strålningsfysik Skånes universitetssjukhus SVENSK FÖRENING FÖR NUKLEARMEDICIN SWEDISH SOCIETY OF NUCLEAR MEDICINE

Vad åligger den radiologiska ledningspersonen? Fysik, Region teknik Östergötland och strålskydd i radiologi, , Margareta Ahle

Stråldos till barn vid röntgenundersökning

4. Allmänt Elektromagnetiska vågor

Medicinsk strålningsfysik KAROLINSKA INSTITUTET STOCKHOLMS UNIVERSITET

Stråldoser till foster och dos-sänkande åtgärder vid DTthorax

Provmoment: Ladokkod: Tentamen ges för: KBAST16h KBASX16h. TentamensKod: Tentamensdatum: Tid: 09:00 13:00

1. Elektromagnetisk strålning

Tentamen i Fysik för π,

Strålningsfysik, stråldoser, risker och strålskydd

Fysik del B2 för tekniskt basår / teknisk bastermin BFL 120/ BFL 111

Statens strålskyddsinstituts föreskrifter om utrustning för radiografering;

Institutionen för kirurgiska vetenskaper Enheten för radiologi Röntgensjuksköterskeprogrammet 180hp. Studiehandledning Radiografi I 15hp

Kvantfysik - introduktion

Upp gifter I=2,3 A. B=37 mt. I=1,9 A B=37 mt. B=14 mt I=4,7 A

Vågfysik. Ljus: våg- och partikelbeteende

Solpaneler. Solpanelssystem: Solpanelssystemet består av: Solpanel Regulator Batteribank

Bränslecell. Av: Petter Andersson Klass:EE1b Kaplanskolan, Skellefteå

Fysik del B2 för tekniskt basår / teknisk bastermin BFL 120/ BFL 111

Transkript:

Patientstrålskydd Röntgenveckan 2013 Uppsala Alexander Englund Sjukhusfysiker

Agenda - Patientsäkerhet Röntgenrör Röntgenspektrum Röntgenparametrar kv, mas Filtrering Inbländning Raster Genomlysning - Pulsad strålning Förstoringsteknik Kompression Externa strålskydd

Röntgenrör Hur röntgenstrålning produceras

Röntgenröret artificiell strålkälla Röntgenröret är en strålkälla som kräver elektrisk ström (ma) och spänning (kv) för att producera strålning! 4

RÖNTGENRÖR fönster katod glödtråd elektroner röntgenstrålning anod Blykåpa Två elektroder: anod och katod Katoden (glödtråden) är en tunn spiral (0.2 mm) och Anoden (anodtallriken) är en roterande platta Båda vanligen av volfram (W) som har ett högt atomnummer och hög smältpunkt, 3370 o C

RÖNTGENSTRÅLNING FRÅN ETT RÖNTGENRÖR Rörspänning V - 100 kv + Anod Glödtråd Rörström e - e - e - Röntgenstrålar Fria elektroner bildas vid katoden (glödtråden) då rörström är på Accelereras mot anoden av den pålagda rörspänningen (kv) Bromsas upp i anoden och omvandlar rörelseenergi till 99% värme och 1% röntgenstrålning.

En elektronvolt (1 ev) 1 V 1 V - - - - - + + + + - - - - - + + + + När elektronen når den positiva elektroden har den erhållit en rörelseenergi på 1 ev. 1 ev = 1,6 10-19 Joule En 60 watts glödlampa förbrukar 375 000 000 000 000 000 000 ev/sekund

Två slags röntgenstrålning Bromsstrålning (elektronen avlänkas av kärnans magnetfält) Karakteristisk röntgenstrålning Spektrum av olika fotonenergier 0-100% av elektronens rörelseenergi omvandlas till bråmsstrålning. Specifika energier beroende på Anodmaterial Skillnad i skalens bindningsenergier

ENHETER kilo-volt, kv = rörspänningen, bestämmer elektronernas rörelseenergi och alltså röntgenstrålningens högsta energi och därmed dess genomträngningsförmåga/ penetrationsförmåga. milli-ampere, ma = rörströmmen, bestämmer antalet elektroner som frigörs från katoden. Påverkar röntgenstrålningens intensitet. s = exponeringstiden, den tid som röntgenstrålning produceras och bestämmer därmed stråldosen till patienten givet en viss kv och ma Milli-Ampere-sekund, mas-talet, = rörströmmen multiplicerad med exponeringstiden (ma x s). mas-talet bestämmer totala mängden strålning vid exponeringen.

SAMMANFATTNING röntgenröret Katod frigör elektroner pga hög temperatur Elektronerna accelereras mot en metallyta anod När elektronerna träffar anoden bromsas de upp, blir till värme och bromsstrålning. Röntgenstrålning 1% (bromsstrålning och karaktäristisk strålning) Röret måste konstrueras för att tåla värme Vakuum inuti röntgenröret Kylning (olja), roterande anod som gör att värmen fördelas på en större yta Anodmaterial hög smältpunkt, t.ex. volfram som har en smältpunkt på 3370 grader September 20, 2013

Rörparametrar kv och ma röntgenstrålning fönster katod filamenttråd elektroner anod Rörspänningen, 50-150 kv, strålningens kvalitet Rörströmmen, 0,5-800 ma, strålningens kvantitet

Röntgenspektrum (animerad) Fotoner/cm 2 kev Uppstår i anoden Karaktäristisk röntgenstrålning 0 Lämnar anoden 100 kev Vid en rörspänning på 100 kv skapas röntgenstrålning med energier upp till 100 kev Vid en rörspänning på 80 kv skapas röntgenstrålning med energier upp till 80 kev osv.

Hur uppkommer en röntgenbild? Spektrum 80 kvp 12000 10000 8000 6000 4000 µ 2 µ 1 2000 0 0 20 40 60 80 100 Fotonenergi [kev] ε 2 ε 1 Detektor (1,0 % når detektorn) 1E+02 1E+01 µ som funktion av energi Mjukvävnad Ben Bildbehandling 1E+00 1E-01 0 20 40 60 80 10 0 Fotonenergi [kev]

Hur påverkar kv röntgenbilden? Genomslagsförmågan påverkas av energin på röntgenfotonerna. Energin styrs med spänningen (kv) som drar loss elektroner från glödtråden. Högre kv ger mindre kontrast, men också möjlighet att se detaljer i täta objekt (som tex ben).

Vad händer om rörspänningen ökas? Spektrum 80 & 100 kvp Rel. foton fluence [ph/cm2 kev] 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 0 20 40 60 80 100 Fotonenergi [kev] µ µ 1 2 ε 2 ε 1 1E+02 µ som funktion av energi 1E+01 Mjukvävnad Ben Bildbehandling 1E+00 1E-01 0 20 40 60 80 10 0 Fotonenergi [kev] Strålningens (fotonernas) medelenergi och intensitet (antal) ökar. En lägre andel av strålningen absorberas i patienten. Huddosen kan sänkas för samma dos till detektorn. Kontrasten minskar (skillnaden i dämpning mellan ben och mjukvävnad minskar). En liten förändring av rörspänningen ger en stor förändring i detektorsdos då både antalet fotoner och dess medelenergi ökar. ANPASSA mas!

Hur påverkar mas röntgenbilden? Röntgenbildens brus påverkas av antalet röntgenfotoner som bygger upp bilden. Bruset styr man med laddningen (mas). Genom att höja temperaturen i glödtråden får man tillgång till fler elektroner. Strömmen av elektroner från glödtråd till anodtallrik ökar.

Vad händer om rörströmmen ökas? Sp ektrum med olika rörström 14000 12000 10000 8000 6000 µ 2 µ 1 4000 2000 0 0 20 40 60 80 100 1E+02 1E+01 1E+00 Fotonenergi [kev] µ som funktion av energi Mjukvävnad Ben ε 2 ε 1 Bildbehandling Relativt brus Brus vid ökad rörström 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 1E-01 0 20 40 60 80 10 0 Fotonenergi [kev] Dosen till patienten och detektorn ökar linjärt med ökad rörström. När dosen till detektorn ökar minskar bruset i bilden. 0,0 0 10 20 Rörström (ma)

Hur påverkar förändringar av kv och mas patientdosen? Dosen ökar linjärt med mas-talet, d.v.s. dubbel mas ger en dubbelt så hög stråldos. mas Ökning av kv om mas-talet är konstant medför att stråldosen ökar med (ökningen av kv) 2. En ökning av kv medför alltså att mas-talet måste minskas för att få samma mängd strålning till bilden. dos

Filtrering av röntgenspektrat Inkommande spektrum 90 kv 90 kv med 0.2 mm Cu Utgående spektrum Cu-filtret tar bort fotoner med låg energi

Filtrering av röntgenspektat Vid samma huddos: Låg filtrering Hög filtrering Med ökad filtrering ökar % andelen strålning som går igenom kroppen. Huddosen kan därmed minskas med bibehållen dos till detektorn. Ökad filtrering försämrar kontrasten i bilden något. Ökad filtrering ökar belastningen på röret. 100 0,6 Vid samma dos till detektorn: Låg filtrering 166 100 1,1 Hög filtrering 91 1 1

Filtrering av röntgenstrålningen - Exempel

Strålfältets storlek - inbländning Exempel: Inbländning från cirkulärt till kvadratiskt röntgenfält vid genomlysning. => Dosen minskar med minskad area på röntgenfältet (ca 40% i ex ovan). Minskas röntgenfältet minskas andelen spridd strålning varigenom bildkvaliteten förbättras.

Inbländning påverkar patientdosen 30x35 Relativ stråldos 100 % 15x35 Relativ stråldos 55 % 10x35 Relativ stråldos 40 %

Raster spridd strålning Spridd strålning bidrar till ökat brus i bilden Tar bort spridd strålning som skapas i patienten Rörligt eller fast raster Fokuserande beroende på FDD Rasterfaktor 1,6 till 2 Raster absorberar även primärstrålning

Genomlysning - Olika sätt att ta bilder. Kontinuerlig genomlysning: Röntgenstrålning på under hela genomlysningssekvensen. Rörliga förlopp upplevs inte som ryckiga. Pulsad genomlysning: Röntgenstrålningen pulsas med en viss frekvens. God kvalitet för enskilda bilder. Rörliga förlopp upplevs som ryckiga. Lägre dos än kontinuerlig vid vissa inställningar (pulser/sekund & dos/puls). Förstoringsteknik: Vid användning av zoom ökar huddosen. Ökar den spatiella upplösningen. Viktigt att vara medveten om systemets kapacitet och funktion.

Dos vid kontinuerlig & pulsad genomlysning Dos från pulsad genomlysning=ma topp pulsvidd antal pulser Dos från kont. genomlysning= ma genomlysningstid (Rörspänningen antas vara den samma)

Pulsad genomlysning olika patientdoser

Förstorningsteknik ökar patientdosen Normalformat RTG Zoomformat RTG D N D Z A N A Z Automatik Signal Automatik Signal När röntgenfältet minskar minskar den ingående signalen till och automatiken som då ökar dosen (kv/ma) vilket ökar huddosen till patienten.

Förstorningsteknik ökar patientdos och spatiell upplösning Format Bildmott. 23 cm 18 cm 13 cm ------------------------------------------------------------------------- Dos till BM Normal genomlysning 0,4 µgy/s 0,6 µgy/s 0,8 µgy/s Geometrisk upplösning 2,2 lp/mm 3,1 lp/mm 3,7 lp/mm ------------------------------------------------------------------------------------------------- Normalformat RTG Zoomformat RTG D N D Z A N A Z Ljusmätfält Ljus Ljusmätfält Ljus

Kompression - Påverkar patientdos och bildkvalitet Utan kompression Med kompression Bestrålad volym minskar =>Lägre andel spridd strålning =>Lägre dos

Kompression Dosminskning vid kompression vid ländrygg Dosminskning (%) 70 60 50 40 30 20 10 0 1 2 3 4 5 6 Bukhöjdsminskning (cm)

AVSKÄRMNING AV ORGAN Gonadskydd skall användas för män under 50 år om testes ligger i primärfältet 95 % dosreduktion. Blyskydd utanför primärfältet gör ingen nytta.

Strålskärmning i och utanför primärfältet Blyskydd i primärfältet Blyskydd utanför primärfältet