همه چی در مورد رادیولوژی

[afsanah82]

تاریخچه رادیولوژی :
کشف اشعه ایکس توسط , ویلهلم کنراد رونتگن و همزمان با آغاز Musculoskeleta Radiology بود. بطوریکه اولین رادیوگرافی از انسان ، از دست خانم Bertha ، همسر رونتگن ، در 22 دسامبر 1895 بعمل آمد . رونتگن دراولین روز سال 1896 گزارشی از تحقیقات اولیه خود و اولین تصویر X-Ray به دانشگاه های اروپا فرستاد که باعث شور و هیجان خاصی شد . در 13 ژانویه در یک نمایش اختصاصی و غیر رسمی دستاورد خود را به نمایش گذاشت.
بعداز اصرارهای زیاد از طرف دانشگاه ها، رونتگن ، در 23 ژانویه 1896 درسالن سخنرانی انستیتو فیزیک Wurzburg درهمان ساختمانی که در 18 نوامبر 1895 اشعه ایکس راکشف کرده بود درمورد کشف خود سخنرانی کرده از دست پرفسور آناتومی آقای von Kolliken ، رادیوگرافی کرد که باعث شد پرفسور، رونتگن را مورد تمجید و ستایش قرار بدهد و پیشــنهاد کــرد که پــدیـده جدید را اشعه رونتگن بنامند. بــنابراین توسط تصویربرداری از دست با استفاده از اشعه ایکس، رشته تخصصی پزشکی رادیولوژی و زیر رشته تخصصی Musculoskeleta Radiology همزمان بوجود آمدند.
بعد ازچندین هفته ازواقعه ، اهمیت کاربرد اشعه X درپزشکی سریعا" آشکار شد و اولین گزارش درمورد آن درمجله Nation در صفحه 101 ،30ژانویه 1896 چاپ نیویورک منتشر شد. اولین اشعه X ازلوله کروکس که دیواره آن شیشه ای بود، تولید می شد که این لوله ها آند نداشتند. اگر چه نتایج شگفت انگیز بود ولی تقریبا" غیر رضایت بخش بودند. درعرض چندین هفته محققان زیادی برای بهبود تکنیک ها وتصاویر حاصل از استخوان ، تلاش و کوشش کردندکه درطول ماههای آخر سال 1896 دو تکنولوژی مهم بوجود آمد. اولی طراحی تیوب توسط Sil Habert Jackson بود که یک صفحة پلاتینیوم را درمرکز لوله کروکس با کاتد خمیده ، قرار دارد. که اشعه های کاتد یک رابر روی یک نقطه کوچک در Target فوکوس می کرد که سریعا" مورد پذیرش همگان قرار گرفت که ازاین تیوب تصاویر شفاف رادیوگرافی حاصل می شد از این نوع تیوب ها در بازار لندن درهمان سال فروخته شد. دومی ، اسکرین های فلوروسنت بود. Thomas A.Edison با سعی در گسترش تکنولوژی اسکرین ، اعتبار زیادی به ان بخشید.
او هزاران کریستال رامورد آزمایش قرار داد و نهایتا" تنگستات کلسیم را پیشنهاد نمود البته بعلت دانه دانه بودن تصاویر که سبب غیر یکنواختی اسکرین می شد سریعا" مورد پذیرش قرار نگرفت . البته دراین زمان افراد زیادی بصورت مستقل روی صفحات اسکرین کارمی کردند. برای مثال فردی که دراثر شلیک توپ مجروح شده است، بااستفاده از تیوب کروکس و زمان اکسپوژر 20 دقیقه و تصویر با استفاده از اسکرین رادیوگرافی شده است. ( رادیوگرافی ها در دادستانی نیویورک آرشیو شده است )
درماههای اول بعد از کشف اشعه X یک فیلد دامنه دار در سطح بین المللی برای تهیه تصاویر دست بوسیله اشعه ایکس بوجود آمد.علت آن این بود که دستگاههای آن زمان فقط می توانستند از دست تصویر تهیه نمایند وقادر به تهیه تصویر از سایر قسمتهای بدن نبودند. خیلی از افراد قدرتمند و صاحب مقام آرزو داشتند ازدستشان تصویر X-Ray داشته باشند.تصاویردیگری از اشیاء کوچک ، موجوداتی مثل ماهی ها, دوزیستان و پرندگان تهیه شد .البته دراین زمان هنوز تصاویر نرمال و غیر نرمال شناخته نشده بودند. بعد از کشف اشعه X هردو ارگان نظامی و غیر نظامی برای درمان مجرحان Musculoskeletal همکاری می کردند بعنوان مثال بخش درمان ارتش انگلیس درسال 1896 دو دستگاه به همراه هیئت مربوطه به بخش ارتش مصری - سودان در آفریقا، اعزام کرد. صلیب سرخ جهانی درجنگ ترکیه - یونان در سال 1897 ازدستگاههای رادیولوژی استفاده کرد. و در سال 1898 از 17 دستگاه رادیولوژی در بیمارستان های عمومی و کشتی بیمارستانی ، درجنگ بین آمریکا- اسپانیا، استفاده شد که در بدو شروع جنگ جهانی رادیولوژی هنوز به بلوغ کامل نرسیده بود جنگ باعث شد تا تلاش و کوشش های فراوانی برای تربیت رادیولوژیست بعمل آید و نیز باعث اســتانداردشدن ، قابل دسترس بودن و ایمنی تجهیزات شد و نهــایــتا" مــنجر به گسترش تکنولوژی فلوروســکوپی شــد.
دراواخر 1897 ، ton , Mo مــوفــق به تهیــه یک کلیشـه رادیوگرافی از کل بــدن شد -( Whole Skeleton ) کل زمان تهیه فیلم 30 دقیقه بود که چندین مرحله جهت خنک شدن تیوپ قطع می شد که دراین رادیوگرافی از تیوب فوکوس دار استفاده شد . آقـای Arthur Wolfram Fuchs کارمند Eastmankodak درسال 1930 بوسیله بکار بردن فیلتر و اسکرین موفق به تهــیه تــصویر Whole - body درمدت زمان 2-1ثانیه شد ولی از Kvp75 و 100 ma = استفاده کرد. درحالیکه اولین تصویر Whole - body توسط مواد رادیواکـتیو در ســال 1970 بوسیله Michael B.D Cooke و Errin Daplam با استفاده از Technetium- 99m - Pertechnetate ضمن بررسی یک مریض که دچار رومـاتــوئــید آرتـریت بـود بوجود آمد .Raymond Damadian درسال 1986 موفق به تهیه تصویر از کل بدن بوسیله MRI شد که کل زمان 4.2 دقیقه و با Thicknet ، 5mm بود .
بعد از ماههای اولیه کشف اشعه X که همراه با تجربیات مجذوب کننده و کاربردی بود بعضی ار کاربران متوجه تغییرات در پوست به سبب کاربرد زیاد اشعه X شدند . این تغییرات پوستی، دردست بوجود آمد چون پـرتـوکاران اولـیه ازدســت بعنــوان وسیله ای برای بخــش میــزان قــدرت نــفوذپــذیری تیــوب استفــاده می کردند. چنــدین نفــر دراوایل جان خود را از دست دادند که یکی از آنها Mihran Krikor kassabian از فیلادلفیا بود که وی یکی از پیشــکسوتان رادیولوژی و فردی محــقق دانشــمند بود که از وی بعنوان اولین شهید رادیـولوژی اسم برده شده است . اولین کتابی که درآن راجع به X-Ray نوشته شـده اسـت در سـال 1896 چاپ شد ه است که دربــاره اســـاس X-Rayو تکنیــک هـای اولیــه آن زمــان بحث شــده اســـت و نــیز دارای چنــدین تصویر از دســت و پــای انســان است . سومین سری انتشارات در فاصـله زمانــی 1910-1900 بوجود آمـد که مــی تــوان گــفت اولین کتابهای textرادیولوژی می باشـندکه برای استفاده پــزشـکانــی که با X-Ray کــار می کردنــد ، منتــشر شــد.

تاریخچه کوتاهی از اولین دستگاه رادیولوژی
پروفسور حسابی پدر علم فیزیک و مهندسی نوین ایران، برای آنکه بتوانند، پدیده های نوین را ، به دانشجویان خود تدریس نمایند، و آنان را با دست یافته های جدید جهانی، آشنا کنند، اولین دستگاه پرتو ایکس را در آزمایشگاه دانشسرای عالی (دارالمعلمین وقت)، با ابعاد بسیار کوچک، در سال 1309 هـ ش. راه اندازی نمودند.
به گفته دکتر سیّد محمد حسابی ، ایشان حدود یک سال فقط به امر مطالعه، پژوهش، طراحی و محاسبه این دستگاه پرداختند، و در این زمینه، از پروفسور ژانه، پروفسور میشل، یعنی اساتیدشان در اکول سوپریور دو الکتریسیته (پلی تکنیک فرانسه، که مدرسه مهندسی برق ایشان در پاریس بود)، و نیز از راهنمایی های پروفسور فابری(استاد ایشان در دانشگاه سوربن)، راهنمایی مهمی را دریافت کردند، و حتی آنها هر یک چند قطعه از وسایل مورد نیاز ساخت دستگاه رادیولوژی را، از دانشگاه های خود برای استاد هدیه فرستادند.
ایشان به خاطر می آورند که برای پیچیدن بوبین هایی که در ساخت ترانسفورماتورها برای تولید برق با ولتاژ بالای این دستگاه به کار می رفت ماهها در تنها تراشکاری آن روز تهران و با کمترین امکانات و تجهیزات اقدام به ساخت این سیم پیچ ها نمودند.
آقای دکتر حسابی تصمیم به ساخت یک دستگاه رادیولوژی بیمارستانی(کاربردی) در کشور در ابعاد غیر آزمایشگاهی گرفتند.
به همین منظور برادرشان را برای گذراندن یک دوره تخصصی رادیولوژی به مدت یک سال به فرانسه (دانشگاه پاریس) فرستادند.
زیرزمین بیمارستان گوهرشاد که طول آن تقریباً 45 متر و عرض آن تقریباً 4 متر بود برای انجام پروژه ساخت اولین دستگاه رادیولوژی کاربردی بیمارستانی در نظر گرفته شد.
جرقه هایی که بین مقره های به کار رفته در این زیرزمین جهش میکرد به طول تقریبی 70 سانتیمتر و با صدای بسیار زیاد بود که به واسطه وجود ولتاژ بالا بین سیم ها می جهید که از شدت نور و صدای آنها کسی جراًت نمیکرد وارد این زیرزمین شود.

[afsanah82]

مفاهیم رادیولوژی
همان طور که می دانید الکترونها ذرات با بار منفی هستند که در یک توصیف ساده روی مداراتی به دور هسته می چرخند. با توجه به برابر بودن تعداد الکترونها و پروتونهای یک اتم در حالت عادی ،‌ این اتم از لحاظ بار خنثی می باشد. این توصیف که به منظومه شمسی شبیه است ، تفاوتهایی نیز با آن دارد ، از جمله اینکه در هر مدار بر خلاف مدارات منظومه شمسی بیش از یک الکترون وجود دارد و آن به این نحو است که در مدار اول حداکثر 2 الکترون ، در مدار دوم حداکثر 8 الکترون و...که اگر به صورت ریاضی این روند را نشان دهیم و شماره مدار را n فرض کنیم حداکثر تعداد الکترونی که می تواند در آن مدار قرار گیرد از رابطه Zn2 بدست خواهد آمد. ترتیب این مدارات با حروف لاتین که با حروف K شروع می شود ، نامگذاری شده است.
تفاوت دیگری که مدارات اتم با منظومه شمسی دارد ، کروی شکل بودن لایه مدارات است. الکترون لایه اول که نزدیکترین لایه به هسته است ، الکترون K نامیده می شود و به همین ترتیب لایه های بعدی N , M , L و... از هسته دور می شوند. قطر لایه های الکترون نشأت گرفته از سه اثر هستند که عبارتند از:
1- نیروهای هسته ای وارد بر الکترونها
2- مومنتوم زاویه ای
3- انرژی الکترون
نیرویی که بین هسته و الکترون برقرار است و الکترونها را در اتم نگه می دارد Binding Force نیروی همبستگی نامیده می شود و با عکس مجذور فاصله بین هسته و الکترون متناسب است. مومنتوم زاویه ای نشانگر حرکت منحنی شکل الکترون به دور هسته می باشد. ذرات مقید (Bound Particles) همواره انرژی منفی در خود دارند که این قضیه شامل الکترون ها نیز می شود که برای آزاد شدن این انرژی باید به مقدار صفر یا مثبت برسد و چون این انرژی به عنوان مقدار انرژی لایه در بردارنده الکترون به عنوان مثال تنگستن دارای یک انرژی لایه ای K به میزان kev 5/69 و انرژی لایه L به مقدار kev 11 می باشد.


تشعشع الکترومغناطیسی
* پرتو الکترومغناطیسی (electromagnetic Radiation)
* فوتون (photon):
یک فوتون کوچکترین کمیت هر پرتو الکترومغناطیسی است. همانند اتم که کوچکترین کمیت هر عنصر است. فوتون ممکن است بصورت باندهای کوچک انرژی که غالباً کوانتوم (quantum) نامیده میگردد و در فضا با سرعت نور حرکت می کند، درنظرگرفته شود.
ما فوتون های X-ray، فوتون های نور و انواع دیگر پرتوهای الکترومغناطیسی را با عنوان پرتو فوتونی (photon Radiation) می شناسیم و نام گذاری می کنیم.
یک فوتون X-ray یک کوانتوم انرژی الکترومغناطیسی است.
درقرن نوزدهم، MaXwell نشان داد که نور مرئی هم دارای خاصیت مغناطیسی است و هم دارای خاصیت الکتریکی، بنابراین نام این پرتو را پرتو الکترومغناطیسی گذاشت.
*سرعت و دامنه (Velocity & Amplitude)
فوتونهای حامل انرژی در فضا با سرعت نور (C) منتشر می شوند. سرعت نور 186.000 مایل برثانیه و یا درواحد SI سرعت نور 3.10 m/s است.
سرعت همه پرتوهای الکترومغناطیسی 3.10 m/s است.
اگر چه فوتونها به علت نداشتن جرم و درنتیجه نداشتن شکل قابل تشخیص، ولی آنها دارای میدانهای الکتریکی و مغناطیسی هستند که بطور پیوسته با زمان و بطور سینوسی (sinusoidal) تغییر می کنند. شکل سه مثال از تغییر سینوسی را نشان می دهد. به این نوع از تغییرات معمولاً موج سینوسی (sine ware) گفته می شود.
دامنه نصف فاصله بین قله (crest) تا دره (valley) درموج سینوس است.
* فرکانس و طول موج (frequency and wavelength)
مدل موج سینوسی پرتوهای الکترومغناطیسی، تغییرات میدانهای الکتریکی و مغناطیسی را هنگام عبور پرتو با سرعت C را نشان می دهد. خواص مهم این مدل فرکانس (f)(frequency)و طول موج (l)(ware length) است.
فرکانس (بسامد) معمولاً بصورت تعداد نوسانات در هر ثانیه تعریف می گردد و واحد اندازه گیری آن هرتز (Hz)(Hertz) است که برابر است با یک دوره بر ثانیه(1 cycle / second)
فرکانس برابر است با تعداد طول موجهایی که در هرثانیه از یک نقطه عبور می کند.
فاصله میدان دو قله و یا دو دره ویا دو نقطه متناظر در یک موج سینوسی طول موج (wavelength) نامیده می گردد. شکل سه موج سینوسی با طول موجهای مختلف را نشان می دهد
همانگونه که مشاهده می گردد، با افزایش طول موج، فرکانس کاهش می یابد.
سه پارامتر سرعت، فرکانس و طول موج همگی برای بیان و توصیف یک پرتو الکترومغناطیسی لازم هستند.
دریک سرعت ثابت، فرکانس و طول موج نسبت عکس دارند.
سه پارامتر اصلی پرتوالکترومغناطیسی طبق معادله موج (ware equation) به هم مرتبط میگردند:
Velocity=Frequency × Wavelength
V=f. l
معادله موج هم برای پرتو الکترومغناطیسی و هم برای امواج صوتی مورد استفاده قرار می گیرد ولی این را در ذهن داشته باشید که امواج صوتی بسیار متفاوت از فوتونهای الکترومغناطیسی هستند.
منابع تولید صدا متفاوت هستند، این امواج درجهات مختلف منتشر می گردند وسرعت آنها دارای تغییرات زیادی است و سرعت امواج صوتی وابسته به ماده ای است که صوت در آن ها منتشر می گردد و امواج صوتی از خلاء نمی توانند عبور کنند.
بعد از این معادله موج معرفی شد، ما می توانیم این معادله را برای پرتوهای الکترومغناطیسی بصورت ساده شده زیر در آوریم (توجه گردد چون پرتوهای الکترومغناطیسی دارای سرعت ثابت (C) هستند.):
C: سرعت پرتوالکترومغناطیسی l
f: فرکانس
l: طول موج
*طیف الکترومغناطیسی (Electromagnetic spectrum)
محدوده فرکانس پرتو الکترومغناطیسی تقریباً از 10 Hz تا 10 Hz است. طول موجهای فوتون مربوط به این پرتوها، تقریباً 10nm تا 10M به ترتیب است. این محدوده گسترده انواع زیادی از پرتوهای الکترومغناطیسی را که بیشتر آنها برای ما آشنا هستند، پوشش می دهد. این پرتوها روی هم، طیف الکترومغناطیسی را تشکیل می دهند.
طیف الکترومغناطیسی شامل کل محدوده پرتوهای الکترومغناطیسی است.
طیف الکترومغناطیسی دارای سه منطقه مهم برای تکنولوژی رادیولوژی است که عبارتند از:
نورمرئی (visible light)، فرکانس های رادیویی (radiofrequency) و پرتو (X-radiation) X است.
قسمتهای دیگر این طیف الکترومغناطیسی شامل پرتوفرابنفش (ultraviolet radiation)، نور مادون قرمز (infrared light) و پرتو مایکروویو (microwave) است.
فوتونهای این پرتوهای گوناگون همگی یکسان هستند. یعنی هر فوتون بصورت یک باند انرژی شامل میدانهای متغییر الکتریکی و مغناطیسی است که با سرعت نور حرکت می کنند. تنها تفاوت بین این فوتونها، فرکانس و طول موج آنها است.
امواج ماوراصوت (ultrasound) به صورت فوتون نیست و این امواج دارای سرعت ثابت نیستند. ماوراء صوت، موج حاصل از حرکت مولکول هاست و این امواج به ماده نیاز دارند. در صورتیکه پرتوهای الکترومغناطیسی می توانند در خلاء هم وجود داشته باشند.
ماوارء صوت تشخیصی ، بخشی از طیف الکترومغناطیسی نیست.
* اندازه گیری طیف الکترومغناطیسی
(Measurement of the electromagnetic spectrum)
طیف الکترومغناطیسی را می توان با سه مقیاس متفاوت بیان کرد، یعنی با انرژی، فرکانس و طول موج. چون سرعت تمام پرتوهای الکترومغناطیسی ثابت است پس طول موج و فرکانس با هم نسبت عکس دارند. (C=f.l)
* نور مرئی (visible light)
هنگامی که نور مرئی را از یک منشور ( prism) عبور می دهیم، این نور به یک طیف رنگین کمانی (Rainbow) تفکیک می گردد. این پدیده را شکست ( refraction) گویند.
هنگامی که نور سفید از یک منشور عبور داده می شود، چون این نور از فوتون هایی با یک محدوده طول موج تشکیل شده است، این نور شکست پیدا می کند و منشور به عنوان یک جدا کننده طیف نور براساس طول موج است. اجزای تشکیل دهنده نور سفید دارای محدوده طول موجی تقریباً از 400 nm برای رنگ بنفش تا 700 nm برای رنگ قرمز هستند.
نور مرئی کوچکترین قسمت از طیف الکترومغناطیسی را شامل می گردد و این تنها قسمتی است که ما می توانیم آن را به طور مستقیم احساس کنیم.
نور خورشید همچنین دارای دو نوع از نور مرئی است: مادون قرمز و فرابنفش (ماوراء بنفش).
نور مادون قرمز (Infrared light) تشکیل شده است از فوتونهایی با طول موجهایی بزرگتر از نور مرئی و کوچکتر از امواج مایکرویو. مادون قرمز به هر ماده ای که بخورد کند، آن را گرم می کند، که می توانیم این گرما را گرمای تشعشعی ( radiant heat) درنظر بگیریم.
نور ماوراء بنفش (ultraviolet light) در طیف الکترومغناطیسی ما بین نور مرئی و پرتوهای یون ساز (ionizing radiation) قرار دارد. این نور مسؤل واکنشهای مولکولی است که هنگام آفتاب سوختگی ایجاد می گردد.

* فرکانس رادیویی (RF) (radio frequency)
مهندسان تلویزیون و رادیو تابش فوتونها را با فرکانس هایشان توصیف می کنند.
کانالهای تلویزیون های ماهواره ای معمولاً بوسیله فرکانس هایشان شناخته می شوند که این فرکانسها، فرکانسهای رادیویی یا RF می نامند.
فوتونهای فرکانس رادیویی دارای مقدار انرژی بسیار کم و طول موج بسیار بالای هستند.
فرکانس رادیویی که طول موج کوتاهی دارند به عنوان پرتوهای مایکرویو (microware) شناخته می گردند. پرتوهای مایکروویو وابسته به استفاده، دارای فرکانسهای متغیری هستند. اما همیشه دارای فرکانس بیشتر از فرکانس رادیویی و کمتر از مادون قرمز هستند.
پرتوهای مایکروویو دارای استفاده های گوناگونی اعم از تلفنهای همراه، کنترل سرعت در اتوبان ها و در پخت و پز (مایکروویو) دارند.
* پرتو یون ساز (Iodizing Radiation)
برخلاف فرکانس رادیویی و نور مرئی، پرتو الکترومغناطیسی یون ساز معمولاً بوسیله انرژی فوتون ذخیره شده در آن، مختص می گردند.
یک فوتون پرتو X ، تقریباً مقدار قابل ملاحظه ای، بیشتر انرژی نسبت به فوتون نور مرئی یا فوتون فرکانس رادیویی دارد. فرکانس پرتو X بسیار بیشتر و طول موج آن بسیار کمتر از انواع دیگر پرتوهای الکترومغناطیسی است. تمایزی که گاهی وجود دارد این است که فوتونهای پرتو گاما از فوتونهای پرتو X میزان بیشتری انرژی دارند. این مطلب درگذشته درست بود، چون تجهیزات پرتو X موجود، میزان انرژی محدودی داشتند. ولی اکنون به علت وجود شتاب دهنده های خطی، ما می توانیم پرتوهای X با انرژی بسیار بالاتری نسبت به پرتوهای گاما تولید کنیم، بنابراین این تمایز مناسب نیست.
تنها تفاوت مابین پرتوهای X و پرتوهای گاما، در ذات آنها است.
پرتوهای X از ابرالکترونی یک اتم که بطور مصنوعی تحریک شده است، ساطع می گردند در حالیکه پرتوهای گاما از هسته های اتم رادیواکتیو ساطع می گردند.
پرتوهای X در تجهیزات الکتریکی تولید می گردند، درمقابل پرتوهای گاما ازماده رادیواکتیو بطور خودبه خود ساطع می گردند.
این شرایط نیز در تفاوت بین ذرات بتا (Beta particles) و الکترون ها نیز یکسان است. این ذرات یکسان هستند به جز اینکه ذرات بتا از هسته می آیند و الکترونها از بیرون هسته میآیند.
نور مرئی بوسیله طول موج، فرکانس رادیویی بوسیله فرکانس و پرتوهای X بوسیله انرژی شناخته و تعریف می گردند.

[afsanah82]

هنگامی که یک جریان الکترونی با سرعت زیاد به هدف برخورد کند، شتاب خود را از دست داده و با تبدیل انرژی، ایجاد اشعه ایکس می کند.
به طور کلی اشعه در اثر دو فرایند تولید میشوند:

1- پدیده ترمزی در این پدیده الکترونها به دلیل انرژی جنبشی که دارند به داخل اتمهای آند وارد میشوند و تحت تاثیر میدان اتمهای سنگین هدف از مسیر اولیه منحرف شده و دارای تغییر سرعت و کاهش انرژی میشوند. این انرژی به صورت پرتو تابیده میشود. در این فرایند راندمان تولید اشعه بسیار کم میباشد. در این طیف ماکزیمم انرژی مربوط به الکترونی است که بیشترین انحراف را توسط هسته داشته و هیچگونه اتلافی در انرژی آن صورت نپذیرفته است. مینیمم انرژی نیز مربوط به مواد جاذب سرراه فوتون ها است که چه کسری از انرژی آنها را جذب کرده اند. قله انرژی نیز مربوط به بالاترین انرژی اعمالی به تیوب است.


2- پدیده تابش اختصاصی: در این پدیده الکترون های تابیده شده از فیلامان به الکترون های مدارهای داخلی اتم های هدف نظیر kبرخورد می کنند و باعث کنده شدن این الکترون ها از مدار مربوطه می شوند و لذا در این لایه یک حفره به وجود می آید. با پُرشدن این حفره توسط الکترون های لایه های بالاتر، اختلاف انرژی دو لایه به صورت فوتون از ماده هدف خارج می شود. طیف اختصاصی برای تنگستن که عنصر سازنده آند در لامپ های اشعه است می باشد.
اگر شدت باریکه الکترونی را در نظر بگیریم، تولید نور و گرما خواهیم داشت. یعنی در سطح آند از انرژی اولیه باریکه الکترونی تشعشع خواهیم داشت.
تاثیر انرژی باریکه پرتو بر کیفیت تصویر نهایی:
میزان : معرف قدرت نفوذ پرتو در بیمار و کیفیت تصویر نهایی است.
پائین باعث ایجاد کنتراست زیاد و تمایز بهتر بافتهای نرم میشود. به همین دلیل در ماموگرافی از انرژی های پائین استفاده میشود.
بالا باعث افزایش انرژی و افزایش میزان نفوذ تشعشع در بافت و کاهش کنتراست میشود.
به طور کمی مقدار اشعه دریافتی در گیرنده تصویر با توان دوم رابطه دارد.

[afsanah82]

تیوپ شیشه ای:
حباب خلاء شیشه ای است که از شیشة مخصوص و محکم ساخته شده است و شامل: 1- فیلامنت سیمی (از جنس تنگستن)، 2- متمرکزکننده از جنس مولیبدنیوم یا فولاد، 3- آند مسی که روی آن هدفی از جنس تنگستن است، میباشد.
 محفظة تیوپ:
از جنس فولاد بوده که مملو از روغن است و حباب شیشه ای را دربرمی گیرد. این محفظه محلی برای اتصال کابلهای فشار قوی داشته و دارای پایه ای است که تیوپ را نگه می دارد.
تمام پرتوهایی که از هدف منتشر می شوند به جز پرتوی که از طریق پنجره رادیولوسنت خارج می شود، توسط لایه سربی که به صورت آستری محفظة تیوپ را پوشانیده، به شدت جذب می شوند. روغن داخل محفظه گرم و منبسط می شود. داخل محفظه وسیله ای بادکنکی است که فضای اضافی بوجود میآورد تا در زمان انبساط فضای لازم را ایجاد کند. وظیفة روغن ایجاد عایق الکتریکی و نیز انتقال گرما از آند به محفظه است. برای انتقال جریان از ترانسفورماتور فشار قوی به تیوپ اشعه ایکس از کابل های فشار قوی استفاده می شود. در این دستگاه تیوپ اشعه ایکس ضمن تولید اشعه ایکس به عنوان یکسوکننده نیز عمل می کند. مزیت این دستگاه نسبت به دستگاه های مجهز به یکسو کننده تمام موج عبارت است از سادگی، کوچکی، قابلیت مانور، ارزان بودن و... و عیب آن محدودیت در درجة حرارت است.
گرمای ایجاد شده در هدف تیوپ اشعه ایکس بر حسب واحد گرمایی ( H.V) به این صورت محاسبه می شود:
(زمان بر حسب ثانیه) T × (میانگین) mA × KVp = واحد گرمایی در ثانیه


لامپ

این لامپ از جنس شیشه پیرکس است که درون آن خلاء بوده و حاوی دو الکترود است. لامپ به گونه ای طراحی شده که الکترونهای تولید شده در قطب منفی (کاتد یا فیلامنت) تحت تاثیر اختلاف پتانسیل زیاد به سمت قطب مثبت (آند) شتاب می گیرند. برخورد این الکترونها به آند منجر به تولید پرتو ایکس می شود.
کاتد:
قطب منفی لامپ اشعه X است که حاوی فیلامان یا منبع تولید الکترون و سرپوش کانونی است. فیلامان خود دارای ولتاژ (متوسط10 ولت) و جریان (متوسط 3 تا 5 آمپر) است و بوسیله آنها گرم میشود.
تعداد فوتونهای اشعه X تولیدی به تعداد الکترون هایی که از کاتد به سمت آند حرکت می کنند بستگی دارد. فیلامان سیمی است از جنس تنگستن که در اثر عبور جریان از آن گرم می شود و در اثر این دما تعدادی از الکترون های آن تا مسافت کمی از سطح فلز جدا می شوند. این فرایند تابش ترمویونیک نام دارد.
برای وقوع تابش ترمویونیک و ایجاد تعداد مفیدی الکترون فیلامان باید تا 2200 درجه گرم شود. به همین دلیل فیلامان را از جنس تنگستن می سازند چون این ماده به راحتی به شکل سیم نازک و محکم در آمده و نقطه ذوب بالایی(3370) دارد و همچنین مقدار کمی تبخیر می شود. الکترون های تابش شده در اطراف فیلامان ابر کوچکی به نام فضای بار (Space Charge) ایجاد می کنند. این ابر که دارای بار منفی است از تابش الکترون های دیگر جلوگیری می کند که به این اثر، اثر فضای بار (Space Charge Effect) می گویند. حال می توان بایک اختلاف پتانسیل مناسب این الکترون ها را به سمت آند شتاب داد.
به دلیل اینکه الکترون ها همگی دارای بار منفی هستند در طول مسیر به سمت آند از هم دور و پراکنده می گردند و سطح بزرگی از آند را بمباران می کنند که دلخواه نیست.
به همین دلیل از سرپوش کانونی (Focusing Cap) که فیلامان را احاطه کرده استفاده می شود.
این وسیله دارای پتانسیل منفی است و باعث به هم فشرده شدن الکترون ها می شود. این وسیله که از جنس مولیبدیم است با نیروی الکتریکی موجب کانونی شدن سیم الکترونی می شود. لامپ های امروزی دارای دو فیلامان کوچک و بزرگ می باشند. فیلامان بزرگ برای تابش های بیشتر و فیلامان کوچک برای تابش های کمتر کاربرد دارند.
آند:
قطب مثبت لامپ اشعه Xمیباشد که به دو صورت ثابت و دوار میباشد. آندهای ثابت یک صفحه کوچک تنگستن به ضخامت 2تا 3 میلی متر میباشند که در یک بلوک بزرگ مس قرار داده شده اند. به چند دلیل جنس آند از تنگستن انتخاب شده است. این ماده عدد اتمی بالایی دارد و لذا بازده تولید اشعه بالاتری دارد. نقطه ذوب بالای تنگستن تحمل حرارتی خوبی به آن میدهد و در ضمن این ماده در جذب، انتقال و پراکنده سازی گرما نیز عملکرد خوبی دارد.آند را در بلوک مسی قرار میدهند تا انتقال و دفع گرما به خوبی صورت بگیرد. به دلیل اینکه در سیستمهای قدرتمند امروزی گرمای زیادی در سطح هدف ایجاد میگردد نیاز به روشی بود که تحمل گرما را برای هدف آسان سازد، لذا آندهای ثابت جای خود را به آندهای دوار دادند. این آندها مقاومت لامپ را در برابر گرمای زیاد ناشی از اکسپوژرهای طولانی افزایش میدهند.این آندها با سرعتی حداقل برابر دور در دقیقه میگردند. هدف استفاده از آند دوار پخش گرمای ایجاد شده در خلال یک اکسپوژر، در سطح بزرگی از آند است. به دلیل تابش الکترونها به سطح آند پس از مدتی در سطح آن ناهمواری و و فرورفتگی هایی مشاهده میشود که این تغییرات فیزیکی ناشی از فشارهای حرارتی بوده و باعث کاهش خروجی لامپ اشعه می¬شوند به همین دلیل در ساخت آند مقداری رنیوم به تنگستن اضافه می¬کنند تا مقاومت سطحی آن افزایش یابد.


• محفظه شیشه ای:
این محفظه از جنس پیرکس می باشد که درون آن خلاء و شامل دو الکترود آند و کاتد است. به صورتی که الکترونهای تولید شده در کاتد (فیلمان) با سرعت زیاد به سمت آند حرکت می کنند که با ایجاد یک اختلاف پتانسیل بالا اتفاق می افتد. چون در هوا تعداد زیادی الکترون وجود دارد، سرعت بخشیدن به یک الکترون دراین فضا عملی نیست و به همین خاطر داخل محفظه را از هوا و هر گاز دیگر خارج می کنند تا الکترونها به راحتی با سرعت بالا حرکت کنند. این مقدار خلاء در حدود 01/0 میلی متر جیوه می باشد. دلیل دیگر ایجاد خلاء در فضای داخل محفظه عایق کردن محیط بین آند و کاتد است. هدف از ایجاد خلاء در لامپهای مدرن اشعه ایکس، کنترل مستقل تعداد و سرعت الکترونها شتاب گرفته شده است.
مزیت استفاده از شیشه در بدنه محفظه حذب کم اشعه ایکس، عایق الکتریکی بسیار خوب شیشه و انتشار حرارتی مناسب آن است. اما به دلیل رسوب بخارات تنگستن در سطح شیشه از سیمهای فلزی در درون دیواره لامپ استفاده می شود تا از رسوب جلوگیری کند. اما به دلیل اختلاف ضریب انبساط داخلی شیشه و فلز و ایجاد شکستگی در بدنه لامپ، عموماً از آلیاژهای خاصی مثل شیشه بروسیلیکات که ضریب انبساط خطی تقریباً مشابه فلز دارد در ساخت محفظه لامپها استفاده می شود.•
حفاظ لامپ و کابلهای فشار قوی:
به دلیل ساطع شدن اشعه ایکس در تمام جهات از لامپ مولد با شدت تقریباً یکسان و اینکه بسیاری از این تشعشعات اکسپوژر غیر ضروری برای بیماران و پرسنل ایجاد می کند، و کیفیت فیلم را نیز کاهش می دهد، حفاظ فلزی لامپ این قسمت از اشعه اضافی و اشعه های پراکنده شده را جذب می کند.
طبق چهل و نهمین گزارش صادره از انجمن بین المللی حفاظت و اندازه گیری اشعه، تشعشع های نشتی که از فاصله یک متری منبع اندازه گیری میشوند،‌ نباید وقتی که لامپ در حداکثر جریان مداوم نامی برای استفاده از حداکثر توانایی آن کار می کند،‌ از 100 میلی رونتگن در یک ساعت تجاوز نماید.
وظیفه دیگر این حفاظ، ایجاد امنیت برای ولتاژ بالایی است که بین آند و کاتد در تیوب اعمال می شود در فاصله بین تیوب و محفظه فلزی روغن غلیظی ریخته میشود که درمقابل ولتاژ الکتریکی عایق بسیار خوبی است و از هر جرقه الکتریکی میان کابلهای ولتاژ بالا جلوگیری می کند. علاوه بر این روغن مورد استفاده خاصیت خنک کنندگی و جلوگیری از شکستن جداره شیشه ای را دارا می باشد.
• لامپ های اشعه ایکس فلزی/ سرامیک:
این نوع لامپ به جای محفظه شیشه ای معمولی یک محفظه فلزی و سه قسمت عایق سرامیکی دارد. که دو عایق برای کابلهای ولتاژ بالای منفی و مثبت که آنها را از محفظه فلزی لامپ جدا می کند و یکی برای تکیه گاه محود آند به کار می رود. جنس این سرامیک معمولاً اکسید آلومینیوم است.
از مزایای استفاده از این نوع لامپ می توان به موارد زیر اشاره کرد:
1- تشعشع کمترخارج از میزان 2- عمر بیشتر تیوب
3- تحمل بار بیشتر تیوب 4- اندازه کوچکتر تیوب

[afsanah82]

وظیفه تولید ولتاژ بالای لازم برای ایجاد اشعه ایکس را درتیوب ژنراتورهای ولتاژ بالا بر عهده دارند. تغذیه این ژنراتورها از برق v 220 شهر به گونه تکفاز و یا سه فاز می باشد که خروجی ای تاحد kv 150 در مدت زمان کوتاهی تولید می کند. این بخش از سیستم رادیولوژی از یک جعبه فلزی متصل به زمین و پر از روغن و ترانسفورماتور ولتاژ پائین برای تغذیه فیلمان ها، همچنین یک ترانسفورماتور ولتاژ بالا و مجموعه ای از دیودهای یکسوکننده ولتاژ بالا و تعدادی کنتاکتور تشکیل شده است. وجود روغن درون جعبه ژنراتور به دلیل عدم بروز جرقه الکتریکی ناشی از ولتاژ بسیار بالا می باشد.

• ژنراتورهای اشعه ایکس(X – ray Generator):
انرژی فوتون های اشعه ایکس تولید شده تابع 1- انرژی جنبشی الکترون ها، 2- اختلاف پتانسیل دو سر تیوپ است. ابتدا ولتاژی حدود kv 150 – 40 به دو قطب تیوپ اشعه ایکس اعمال می شود. الکترون هایی که توسط فیلامان تولید شده اند دراین اختلاف پتانسیل به سمت قطب آند شتاب می گیرند و پس از برخورد به هدف به فوتون هایx – ray تبدیل می شوند. اختلاف پتانسیل در سر تیوپ، موجب افزایش انرژی جنبشی الکترون ها و تولید فوتون های پر انرژی تر می گردد. هر چه ضخامت عضو بیشتر باشد، فوتون های پر انرژی تری لازم است. برای به راه اندازی تیوپ و در تولید اشعه ایکس، از ژنراتور استفاده می شود.
- وظایف ژنراتور:
1- تأمین اختلاف پتانسیل دو سر تیوپ اشعه ایکس.
2- ملتهب کردن فیلامان برای تولید الکترون.
3- کنترل اختلاف پتانسیل دو سر تیوپ.
ولتاژ مورد استفاده در ژنراتورهای اشعه ایکس از نوع ولتاژ متناوب است.
دو نوع ولتاژ متناوب داریم: 1- تکفاز و 2- سه فاز.
- نحوة تولید برق تکفاز:
مبنای کار، قانون القای الکترومغناطیسی است. در نتیجه گردش یک سیم پیچ درون میدان مغناطیسی ثابت با القای ولتاژ در سیم پیچ لازم است.
- نحوه تولید برق سه فاز:
در مولدهای سه فاز، سه سیم پیچ به طور همزمان درون میدان مغناطیسی می چرخند. هر سیم پیچ با اختلاف زاویه ˚120 نسبت به بقیه قرارگرفته است. به علت متفاوت بودن موقعیت سیم پیچ ها، مقدار ولتاژ تولیدی در هر سیم پیچ در یک زمان مشخص متفاوت است.
• ترانسفورماتورها:
وسیله افزایش یا کاهش ولتاژ نسبت به مقدار مبنا هستند و بر دو نوعند:
- ترانسفورماتور افزاینده (step up Transformer).
- ترانسفورماتور کاهنده (step down Transformer).

- اجزای ترانسفورماتور:
1- هسته فلزی.
2- دو سری سیم پیچ که بر روی هسته فلزی پیچیده می شوند.
سیم پیچ متصل به ولتاژ ورودی سیم پیچ اولیه و سیم پیچی که ولتاژ تغییریافته از آن خارج شده سیم پیچ ثانویه نام دارد. سیم پیچ ها نسبت به هم عایق بندی شده است. تشکیل میدان مغناطیسی موجب القای مجدد جریان در سیم پیچ های ثانویه و هسته فلزی می شود. برای آنکه در سیم پیچ ثانویه جریانی القا شود، بایستی ولتاژ ورودی متناوب(AC) باشد. ولتاژ متناوب، ‌میدان مغناطیسی متناوبی را در هسته ایجادکرده و شار در واحد زمان تغییرمی کند. بر مبنای قانون القای فارادی،‌ تغییر در شار مغناطیسی موجب القاء جریان جدید در سیم پیچ ثانویه می گردد.


- انواع ترانسفورماتورها (بر حسب شکل هسته و نحوه پیچیده شدن سیم پیچها)
1- ترانسفورماتور با هستةclose – core: این هسته ها به صورت یک مربع بسته ساخته شده اند که هر سیم پیچ جداگانه بر روی یک طرف هسته پیچیده می شود.
2- اتوترانسفورماتور: هستة آنها به صورت میله ای بوده و معمولاً یک سیم پیچ برروی آنها پیچیده می شود. از این ترانسفورماتورها در مدار اشعه ایکس استفاده می شود.
3- ترانسفورماتور با هستة shell – type: هسته این ترانسفورماتور به صورت دو حلقه چسبیده به هم می باشد و سیم پیچ های اولیه و ثانویه بر روی هم روی ستون وسط پیچیده می شوند. از این نوع نیز در مدارهای اشعه ایکس استفاده می شود.


- مدار ژنراتور اشعه ایکس از دو قسمت تشکیل شده است:
1- مدار ژنراتور اشعه ایکس.
2- تیوپ اشعه ایکس.
- مدار ژنراتور اشعه ایکس بر حسب مقدار ولتاژ عبوری دارای دو قسمت است:
1- مدار اولیه(Control console): ولتاژ عبوری از مداراولیه در محدوده ولتاژهای معمولی یا فشار ضعیف است. پانل کنترل به عنوان قسمتی از مدار اولیه است.
2- مدار ثانویه(فشار قویHigh – Voltage): ولتاژ در محدوده ولتاژهای فشار قوی می باشد.• مدار سادة ژنراتور اشعه ایکس:

o مدار اولیه: فشار ضعیف است و دارای ولتاژ حدود V240 تا 415 می باشد.
- اجزای مدار اولیه:
فیوزها، کلید اصلی، قطع کننده های مدار، اتوترانسفورماتور، جبران کنندة ولتاژ اصلی، کنترل kv، کلید کنتاکتور اولیه، اندازه گیر kv، سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور فشارقوی، مدار زمان سنج، مدار گرم کنندة فیلامنت، مدارات جبران کننده.
o مدار ثانویه: فشار قوی است و ولتاژ بیشتر از kvp 75 دارد.
- اجزای مدار ثانویه:
سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور فشار قوی، یکسوکننده های فشارقوی، تیوپ اشعة ایکس، سیم پیچ ثانویه، ترانسفورماتور گرم کننده فیلامنت.
• اتو ترانسفورماتور:
از سیم ضخیمی که به صورت یک سیم پیچ به دور هستة آهنی پیچیده شده تشکیل شده است. تغییرات جریان متناوب در سیم پیچ 100 بار در ثانیه است و میدان مغناطیسی نیز به صورت انبساط و تراکم 100 بار در ثانیه تغییر می کند. در نتیجه ولتاژی به حلقة سیم پیچ و هستة آهنی القا می شود. با لایه لایه کردن هسته می توان از ایجاد جریان های گردابی جلوگیری کرد. با تراکم میدان، ولتاژی به هر حلقة سیم پیچ و در جهت عکس القا می شود.
= ولتاژ اعمالی (ورودی)/ ولتاژ به دست آمده (خروجی)
تعداد حلقه ها که در ولتاژ اعمالی وجود دارند/ تعداد حلقه هایی که ولتاژ خروجی از آنها گرفته ایم
• جبران کننده ولتاژ:
با ثابت نگه داشتن ولتاژ القایی به هر حلقة سیم پیچ اتوترانسفورماتور اثر تغییرات ولتاژ ورودی را جبران می کند. این عمل با تغییر تعداد حلقه هایی که به آنها ولتاژ اصلی القا شده، صورت می پذیرد. در جبران سازی اتوماتیک تغییرات ولتاژ باعث گردش چرخ دنده ای توسط یک میله محوری می شود تا حلقه های بیشتر یا کمتری از سیم پیچ به منبع برق وصل شود.
• کنترل kv:
با اعمال ولتاژ مناسب به سیم پیچ اولیه، از سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور فشار قوی، می توان هر kv دلخواهی را به دست آورد. این کار برای انتخاب ولتاژ مناسبِ حرکت کنترل چرخان که تعداد مناسبی از حلقه های اتوترانسفورماتور را در سیم پیچ اولیه انتخاب می کند، لازم است. مقدار kv مورد نظر بوسیله عقربه روی صفحه مدرج (scale) یا صفحة دیجیتالی نشان داده می شود.
• ترانسفورماتور فشار قوی:
از یک سیم پیچ اولیه و یک سیم پیچ ثانویه تشکیل شده است و وظیفة آن تأمین ولتاژهای بالا (تا kvp 150) برای تولید اشعة ایکس در تیوپ است. در اینجا میدان مغناطیسی از برقراری جریان در سیم پیچ اولیه به وجودآمده و توسط هستة فلزی متمرکز می شود.
o تنظیم ترانسفورماتور:
افت ولتاژی در ترانسفورماتور به وجود می آید که ناشی از تولید گرما در سیم پیچ ها و کاهش ولتاژ خروجی از سیم پیچ ثانویه یا ولتاژ دو سر تیوپ اشعه ایکس می باشد. اگر سیم پیچ ثانویه مدار باز و یا بی بار باشد افت ولتاژ نداریم. اما در حالت بار کامل افت ولتاژ حداکثر خواهد بود. تفاوت ولتاژ پیک ثانویه در شرایط بی باری و بار کامل تنظیم ذاتی ولتاژ نامیده می شود. وقتی جریان ولتاژ افزایش یابد باید ولتاژ اعمال شده به دو سر تیوپ اشعة ایکس کاهش یابد.




o ظرفیت ترانسفورماتور:
در واقع ظرفیت حداکثر، کیلوولت-آمپری (KVA) است که به طور ایمن از سیم پیچ ثانویه می توان گرفت. مثلاً در فلوروسکوپی از جریان کم با ولتاژ بالا استفاده می شود، ولی در پرتونگاری تشخیصی در مدت بسیار کوتاه از جریان زیاد با ولتاژ بالا استفاده می شود.
- مواردی که ظرفیت ترانسفورماتور فشار قوی در دستگاه های رادیوگرافی تشخیصی دربر می گیرد:
1. حداکثر ولتاژی (kvp) که ترانسفورماتور می تواند با ایمنی کامل در شرایط بی بار تحویل دهد.
2. حداکثر جریانی که بیش از یک ثانیه در زمان سرد بودن می تواند عبور دهد که به نام بار لحظه ای یا منقطع نامیده می شود و در اکسپوژرهای تشخیصی به کار می رود.
3. حداکثر جریان ایمنی که بی وقفه می تواند جریان یابد و به نام بار پیوسته موسوم است که در فلوروسکوپی یا رادیوتراپی استفاده می شود.
4. تنظیم ذاتی ولتاژ وقتی حداکثر جریان با بار(loading) ناپیوسته برقرار می شود. این حد نباید از 15% حداکثر kvp در شرایط بی بار بیشتر باشد.
5. تنظیم ذاتی ولتاژ در حداکثر بار پیوسته که مقدار آن نباید از 5% حداکثر kvp در شرایط بی بار بیشتر باشد.
6. درصد مجاز بار اضافی(over load).
7. اطلاعات تکنیکی بیشتر در خصوص علایق بندی، حداکثر افزایش مجاز درجه حرارت در شرایط معین و غیره.
o جبران افت ولتاژ در کابل تغذیه کننده:
بدیهی است تمام انرژیی که در مدار ثانویه استفاده می¬شود، بایستی توسط مدار اولیه تأمین شود. در مدار ایده¬آل که افت انرژی وجود ندارد، توان ثانویه درست برابر توان اولیه است نه بیش از آن. زمانی که توان ثانویه با افزودن kv و یا mA افزایش می یابد، می بایست جریان مدار اولیه نیز افزایش یابد. این کار موجب افزایش افت توان (به صورت گرما) در کابل های تغذیه کننده می شود. مقاومت کابل تأمین کننده نباید از مقدار مشخصی بیشتر باشد. افت ولتاژ در کابل برابر حاصل ضرب شدت جریان در مقاومت R) × (I می باشد. زمانی که لازم است توان ثانویه افزایش یابد، بایستی مقدار جریان اولیه نیز افزایش یابد. مقدار مقاومت Z و نسبت سیم پیچ های x و y عواملی هستند که به طور اتوماتیک اتلاف توان در کابل ها را جبران کرده و توان صحیح در اولیه و در نتیجه ثانویه ثابت نگه داشته می شوند.

• مدارات فشار قوی تشخیصی:
- مدار خود یکسوکننده (یک پالسی):
یکی از اجزاء مدار ثانویه است. چنین مداری اغلب با تیوب اشعه ایکس با آند ثابت استفاده می شود که این تیوپ به عنوان یکسوکننده نیز عمل می کند.
- تیوپ اشعه ایکس با آند ساکن:
در بعضی دستگاه های متحرک، اغلب دستگاه های دندانی و دستگاه های پرتابل استفاده می شود. این تیوپ از حباب شیشه ای که محتوی کاتد و آند است و محفظه ای فلزی مملو از روغن که تیوپ در آن است تشکیل شده.

 تیوپ شیشه ای:
حباب خلاء شیشه ای است که از شیشة مخصوص و محکم ساخته شده است و شامل: 1- فیلامنت سیمی (از جنس تنگستن)، 2- متمرکزکننده از جنس مولیبدنیوم یا فولاد، 3- آند مسی که روی آن هدفی از جنس تنگستن است، می باشد.
 محفظة تیوپ:
از جنس فولاد بوده که مملو از روغن است و حباب شیشه ای را دربرمی گیرد. این محفظه محلی برای اتصال کابل های فشار قوی داشته و دارای پایه ای است که تیوپ را نگه می دارد.
تمام پرتوهایی که از هدف منتشر می شوند به جز پرتوی که از طریق پنجره رادیولوسنت خارج می شود، توسط لایه سربی که به صورت آستری محفظة تیوپ را پوشانیده، به شدت جذب می شوند. روغن داخل محفظه گرم و منبسط می شود. داخل محفظه وسیله ای بادکنکی است که فضای اضافی بوجود می آورد تا در زمان انبساط فضای لازم را ایجاد کند. وظیفة روغن ایجاد عایق الکتریکی و نیز انتقال گرما از آند به محفظه است. برای انتقال جریان از ترانسفورماتور فشار قوی به تیوپ اشعه ایکس از کابل های فشار قوی استفاده می شود. در این دستگاه تیوپ اشعه ایکس ضمن تولید اشعه ایکس به عنوان یکسوکننده نیز عمل می کند. مزیت این دستگاه نسبت به دستگاه های مجهز به یکسو کننده تمام موج عبارت است از سادگی، کوچکی، قابلیت مانور، ارزان بودن و... و عیب آن محدودیت در درجة حرارت است.
گرمای ایجاد شده در هدف تیوپ اشعه ایکس بر حسب واحد گرمایی ( H.V) به این صورت محاسبه می شود:
(زمان بر حسب ثانیه) T × (میانگین) mA × KVp = واحد گرمایی در ثانیه
در استفاده از دستگاه خود یکسوکننده، زمان اکسپوژر طولانی تر و مقدار mA کمتر خواهد بود. عیب دیگر این دستگاه پائین بودن کارآیی تیوپ و ضرورت افزایش عایق بندی است که این مشکلات توسط کاهنده ولتاژ معکوس کاهش می یابد.
- کاهنده ولتاژ معکوس:
بوسیله کاهنده ولتاژ معکوس، ولتاژ معکوس ثانویه را تقریباً به اندازه ولتاژ مثبت می توان کاهش داد. اجزای این وسیله عبارتند از لامپ دیود گازی (یا دیود خشک) و یک مقاومت درست شده که به طور سری به مدار اولیه وصل می شود.
- یکسوکننده تمام موج(دو پالس):
با استفاده مناسب از یکسوکننده ها در مدار ثانویه، جریان طی نیم سیکل در همان جهت نیم سیکل مثبت، از تیوپ اشعه ایکس می گذرد. بدین خاطر می توان گفت همیشه هدف تیوپ اشعه ایکس مثبت و فیلامنت همیشه منفی خواهد بود. در هر لحظه فقط دو یکسوکننده در مدار قرار می¬گیرد و در هر نیم سیکل جریان نقطه دریک جهت از تیوپ اشعه ایکس عبور می کند.
- مدار پتانسیل ثابت تک فاز جهت switching ثانویه:
اجزای این مدار علاوه بر مدار قرارداری چهار لامپی(valve)، شامل دو خازن و دو لامپ خلاء تریود فشار قوی می باشد. لامپ تریود همان طوری که از نامش پیداست حباب شیشه ای خلاء است که شامل سه الکترود یعنی یک آند، یک کاتد و یک شبکه (grid) می باشد.
 آماده سازی اکسپوژر:
با فشار دکمة آماده سازی اکسپوژر فیلامنت های تیوپ اشعه ایکس و لامپ ها (valve) گرم شوند. آند شروع به چرخش می کند و کنتاکتور مدار اولیه برای بر قراری انرژی به ترانسفورماتور فشار قوی بسته می شود.
 تولید اکسپوژر:
با فشار کامل دکمه، اکسپوژر آغاز می شود. ولتاژ مثبت به گرید لامپ های تریود اعمال شده و بار منفی گرید خنثی میگردد. سپس جریان از لامپ ها و تیوپ اشعه ایکس عبور می کند. اعمال ولتاژ مثبت پس از زمان مشخص شده با تایمر متوقف گشته و با دادن ولتاژ منفی به گریدها، عبور جریان متوقف می شود.
 طرز کار مدار ثانویه:
در لحظه شروع اکسپوژر مقدار ولتاژ یکسوشده ترانسفورماتور صفر است. زیرا خازنها هنوز تخلیه نشده اند. درنتیجه تخلیه آنها توسط لامپهای تریود و تیوپ شروع می شود و ضمن تخلیه، ولتاژ آنها کاسته شده و کم کم با ولتاژ یکسوشده ترانسفورماتور فشار قوی برابر می گردد. ولتاژ ترانسفورماتور فشار قوی تا مقدار پیک افزایش یافته سپس خازنها مجدداً شارژ می شوند. ولتاژ خروجی ترانسفورماتور که شروع به کاهش می کند خازنها تخلیه شان شروع می شود و باز ولتاژها برابر می شوند سپس ولتاژ ترانسفورماتور خود به حداکثر رسیده و خازنها تخلیه می شوند و سپس با اعمال مجدد بار منفی به گرید لامپها، اکسپوژر خاتمه می یابد. در پایان ولتاژ خروجی ترانسفورماتور صفر است و خازنها تا حدی تخلیه شده اند.
 کنترل kv (با استفاده از تریودهای فشارقوی):
اختلاف پتانسیل (kv) دو سر تیوپ اشعه ایکس را با تغییر ولتاژ اعمالی به گرید لامپهای تریودی می توان تنظیم کرد. لامپ تریودی را که دارای امپدانس است درنظر می گیریم که مقدارش با بار گرید تغییر می کند. در عمل از اتوترانسفورماتوری استفاده می شود که بتواند کیلوولتاژی بیشتر از حد لازم تولیدکند. پس برای کاهش ولتاژ از لامپ تریودی استفاده می شود.
- مدار سه فاز شش پالس (با شش یکسوکننده):
ژنراتورهای تک فاز به سیم فاز خنثی کننده یا دو سیم فاز برق شهر وصل می شوند ولی ژنراتور سه فاز به سه سیم فاز وصل می شود.
مدار اولیه شامل سه اتوترانسفورماتور، سه سر متصل کننده (کنتاکتور) اولیه، سه سیم پیچ اولیه ترنسفورماتور فشار قوی و... می باشد. طرز کار مدار به صورت زیر است:
جریان فقط در یک جهت از تیوپ اشعه ایکس عبور می کند. جریان از یک یکسوکننده عبورکرده و از یک یکسوکننده دیگر باز می گردد و همیشه جهت جریان در تیوپ از فیلامنت به آند است. نحوه کار مشابه مدار پتانسیل چهار لامپی است، اما منبع برق قوی تری دارد. از تیوپ اشعه ایکس مجهز به کنترل گرید هم به عنوان مولد اشعه ایکس و هم به عنوان سوئیچ ثانویه مدار استفاده می شود که این نوع تیوپ تکرار اکسپوژرهای سریع را که برای سینه فلورگرافی ضروری است تأمین می کند.
• مزایای مدار سه فاز نسبت به مدار تک فاز در زمان اکسپوژر معین:
1- اشعه ایکس بیشتر
2- اشعه ایکس با متوسط طول موج کوتاه تر
• مزایای رادیوگرافیکِ ژنراتورهای اشعه ایکس سه فاز نسبت به تک فاز:
1- تولید پرتو نرم کمتر و کاهش دوز پوست بیمار.
2- تولید اشعه ایکس بیشتردر mA و kvp مشابه.
3- کاهش زمان اکسپوژر.
4- به¬دست آمدن ظرفیت تیوب (tube rating) در زمان اکسپوژر کوتاه.
5- افزایش عمر تیوپ اشعه ایکس به دلیل تحمل حرارتی آن.
- مدار 12 پالس (با 12 یکسوکننده):
با وجود آنکه ولتاژ موجی شکل حاصل از مدار سه فاز در مقایسه با تک فاز نوسان کمتری دارد، در مدار 12 پالس نوسان کمتر است و ولتاژ همواره مقدار ثابتی دارد.
- مدار گرم کننده فیلامنت تیوب اشعه ایکس:
ولتاژ این مدار با انتخاب تعداد مناسب حلقه های اتوترانسفورماتور به دست می آید. نوسان های طولانی مدت توسط جبران کننده، جبران می شود. ولی برای جبران نوسان های لحظه ای از ثابت کننده های استاتیک یا ثابت کننده الکترونیک استفاده می شود.
 ثابت کننده استاتیک:
فاقد قسمت متحرک است. از یک ترانسفورماتور و یک خازن تشکیل شده که اتصال آنها به گونه ای است که اثرات القایی و خازنی در یک فرکانس معین، ولتاژ خروجی ثابتی خواهد بود.
 ثابت کننده الکترونیکی:
از ترانسداکتور استفاده می شود. (ترانسداکتور، القاکننده ای است که امپدانس آن توسط سیم پیچ جداگانه d.c تغییر پیدا می کند)
- جبران کننده بار الکتریکی فضایی: اثرات بار الکتریکی فضایی را جبران می کند.
* بار الکتریکی فضایی: تجمع الکترون ها در اطراف فیلامنت و مقدار آن زمانی که به دو سرتیوب کیلوولتی اعمال نشود حداکثر است. درصورتی که ولتاژ آند بسیار کمتر از آن باشد که جریان اشباع تولیدکند، الکترون ها در اطراف فیلامنت باقی می ماند.
برای بازگرداندن جریان به مقدار اولیه اش (که توسط بار فضایی کاهش یافته) می توان جریان گرمایی فیلامنت را افزایش داد. تغییر جریان فیلامنت بوسیله جبران کننده بار فضایی بوجود می آید.
- کنترل میلی آمپر:
از تعدادی مقاومت تشکیل شده که به دلخواه می توان به هر کدام ولتاژ فیلامنت تیوپ را اعمال و mA مورد نظر را تولید کرد.
- مقاومت متغیر یا تریمر (Trimmer resistance): مقاومت متغیری است که برای تغییر مقادیر mA به کار می رود. هرگاه تمام مقادیر میلی آمپر از مقدار مورد نظر کمتر باشد، می توان مقاومت تریمر را کاهش داد تا مقادیر mAs به مقدار اولیه شان بازگردد.
- ترانسفورماتور کاهنده فیلامنت:
شامل دو سیم پیچ اولیه و دو ثانویه می باشد یکی برای فوکوس بزرگ و یکی برای فوکوس کوچک می باشد. ولتاژ تغذیه کننده فیلامنت را می توان به هر دو سیم پیچ اولیه اعمال کرد. تنظیم سوئیچینگ مدار به نحوی است که در یک زمان فقط می توان به یک سیم پیچ اولیه انرژی داد.
- سوئیچینگ اکسپوژر (مدار اولیه):
با فشار دکمه اکسپوژر، مدار تایمر فعال می شود که سیم پیچ آهنربایی را فعال کرده و موجب بسته شدن کلید مدار اولیه می شود. جریانی که در این حال از مدارات اولیه و ثانویه می گذرد در هدف تیوپ،‌ اشعه ایکس تولید می کند. در انتهای مدت زمانی که توسط مدار تایمر تعیین می گردد انرژی سولنویید آهن ربا قطع شده و کلید مدار اولیه باز می شود و اکسپوژر خاتمه می یابد. سوئیچ مدار اولیه ممکن است مکانیکی (الکترومغناطیسی) و یا الکترونیکی باشد.
 سوئیچ کنتاکتور مکانیکی (الکترومغناطیسی)
1- اجزای ثابت شامل:
الف– سولنوئید که سیم پیچی آن با مدار تایمر به صورت موازی است.
ب– هسته که هنگام عبور جریان از سولنویید مغناطیسی می شود.
ج– تعدادی اتصالات مسی.
2- اجزای متحرک شامل:
الف– اتصالات مسی.
ب– قطعه مغزی بزرگ که در هنگام عبور جریان از سولنویید به سمت هسته آن کشیده می شود.
• ترانسفورماتورهای سه فاز:
برای اینکه بتوانیم ولتاژ تقریباً c 1 در تیوب اشعه ایکس تولید کنیم از ژنراتورهای ولتاژ بالای سه فاز استفاده می کنیم که سه سیم پیچ در طرف اولیه و سه سیم پیچ در طرف ثانویه خود به صورت ستاره یا مثلث دارند، که با توجه به نحوه سیم بندی به سه نوع زیر تقسیم بندی می شود:
الف) شش پالس، شش یکسوکننده.
ب) شش پالس، دوازده یکسوکننده.
ج) دوازده پالس.

[afsanah82]

انتشار اشعه ایکس
یک الکترون می تواند در لایه های اتمی جابه جا شود و یک لایه به لایه ای که هنوز پر نشده نقل مکان پیدا می کند. اگر این انتقال به لایه پائین تر باشد با آزاد شدن انرژی همراه بوده که میزان این تابش انرژی با اختلاف سطح انرژی دو لایه برابر خواهد بود. اگر این تابش انرژی شکل فوتون به خود گرفته و دارای کمیت انرژی کافی باشد. اصطلاحاً اشعه ایکس نامیده می شود. بالعکس اگر حرکت الکترون به لایه بالاتر باشد، این انتقال مستلزم جذب مقداری انرژی توسط الکترون است که مثلاً می توان با تابش اشعه ایکس به آن، ‌این انرژی را تأمین کرد. در تولید اشعه ایکس از سه خاصیت اتمهای تنگستن در هدف لامپ مولد اشعه ایکس استفاده می شود:
1- میدان الکتریکی
2- انرژی همبستگی مدارات الکترونی
احتیاج اتم به قرارگرفتن در پائین ترین وضعیت انرژی.
اثر متقابل اشعه ایکس و ماده
فوتون های اشعة ایکس ممکن است با الکترون های مداری یا هستة اتم ها برخورد نمایند که البته در محدودة انرژی اشعة ایکس تشخیص برخوردها غالباً با الکترون های مداری می باشد. 5 راه اصلی برای برخورد یک فوتون اشعة ایکس با ماده وجود دارد:
1. پراکندگی همدوس Coherent Scattering
2. اثر فتو الکتریک Photoelectric effect
3. پراکندگی کمپتون Compton Scattering
4. تولید جفت Pair Production
5. تجزیه توسط فوتون Photodisintegration

1- پراکندگی همدوس
برخوردی است که بدون ایجاد هرگونه تغییری در طول موج پرتو، فقط جهت آن را تغییر می¬دهد. این برخورد به 2 صورت پراکندگی تامسون و ریلی وجود دارد.
در پراکندگی تامسون یک الکترون منفرد در برخورد شرکت می نماید و لیکن پراکندگی ریلی از برخورد مشترک با تمام الکترون های یک اتم نتیجه می گردد. در محدودة انرژی ایکس تشخیص تعداد کمی پراکندگی همدوس رخ می دهد که گرچه موجب مه آلودگی فیلم می شود ولیکن اهمیت چندانی ندارد.
2- اثر فتوالکتریک
در این برخورد یک فوتون تابشی با انرژی کمی بیشتر از انرژی همبستگی یک الکترون لایة k به یکی از الکترون های این مدار برخورد کرده و آن را از مدارش خارج می کند. تمام انرژی فوتون به الکترون انتقال می یابد. این الکترون به صورت فوتوالکترون در فضا رها می شود. جای خالی الکترون در لایة k توسط الکترون از لایة مجاور پر می گردد. این الکترون مداری انرژی به شکل اشعة ایکس از دست می دهد که اشعة ایکس اختصاصی گفته می شود و جزء خصوصیات هر عنصر می باشد. برخورد فتوالکتریک به دو عامل انرژی اشعه و عدد اتمی مادة جاذب بستگی دارد و از نقطه نظر کیفیت تصویر مطلوب می باشد؛ چرا که عالی ترین کنتراست را بدون تولید میزان قابل توجهی از تشعشعات اسکتر تولید می نماید ولی متاسفانه اکسپوژر بیمار در مقایسه با سایر برخوردها بیشتر است.
3- پراکندگی کمپتون
در این برخورد یک فوتون تابشی با انرژی نسبتاً بالا با یک الکترون آزاد از لایة خارجی اتم برخورد کرده و آن را از مدارش خارج می نماید. فوتون مذبور منحرف شده و در جهت جدیدی به عنوان اشعة اسکتر حرکت می نماید. تقریباً تمام اسکترها از این برخورد ناشی می شوند. احتمال وقوع یک برخورد کمپتون به میزان کل الکترون هایی که در یک جسم کاذب وجود دارد متکی می باشد. این برخورد به عدد اتمی مادة جاذب بستگی ندارد؛ ولی به هرحال تحت تأثیر انرژی پرتو و دانسیتة مادة جاذب می باشد.
این دو نوع برخورد در محدودة انرژی پرتوهای ایکس تشخیصی رخ می دهند.
در تولید جفت یک فوتون با انرژی زیاد تحت تأثیر نیروی هستة اتم، انرژی اش به دو ذره تبدیل شده و خود ناپدید می شود. دو ذره، یکی الکترون معمولی و دیگری پوزیترون می باشد. این برخورد با فوتون هایی که انرژیشان کمتر ازmev 02/1 می باشد رخ نمی دهد.
در تجزیه توسط فوتون، هستة یک اتم توسط یک فوتون پرا نرژی تجزیه می شود. قسمت خارج شده از هستة اتم ممکن است یک نوترون یا پروتون، ذرة آلفا و یا یک دسته از ذرات باشد. فوتون می بایست انرژی کافی برای غلبه بر انرژی همبستگی هسته به میزان mev7 تا 15 را داشته باشد.
به طور کلی در انرژی های پائین برخورد فتوالکتریک متداول تر می باشد؛ در حالی که در انرژی های بالا برخورد کمپتون غالب است.
1.4. تولید اشعه ایکس
هنگامی که یک جریان الکترونی با سرعت زیاد به هدف برخورد کند، شتاب خود را از دست داده و با تبدیل انرژی ایجاد اشعه ایکس می کند.
به طور کلی اشعه در اثر دو فرایند تولید میشوند:
1- پدیده ترمزی در این پدیده الکترونها به دلیل انرژی جنبشی که دارند به داخل اتمهای آند وارد میشوند و تحت تاثیر میدان اتمهای سنگین هدف از مسیر اولیه منحرف شده و دارای تغییر سرعت و کاهش انرژی میشوند. این انرژی به صورت پرتو تابیده میشود. در این فرایند راندمان تولید اشعه بسیار کم و در حدود کمتر از انرژی میباشد. در این طیف ماکزیمم انرژی مربوط به الکترونی است که بیشترین انحراف را توسط هسته داشته و هیچگونه اتلافی در انرژی آن صورت نپذیرفته است. مینیمم انرژی نیز مربوط به مواد جاذب سرراه فوتون ها است که چه کسری از انرژی آنها را جذب کرده اند. قله انرژی نیز مربوط به بالاترین انرژی اعمالی به تیوب است.
2- پدیده تابش اختصاصی: در این پدیده الکترون های تابیده شده از فیلامان به الکترون های مدارهای داخلی اتم های هدف نظیر لایه های و برخورد می کنند و باعث کنده شدن این الکترون ها از مدار مربوطه می شوند و لذا در این لایه یک حفره به وجود می آید. با پُرشدن این حفره توسط الکترون های لایه های بالاتر، اختلاف انرژی دو لایه به صورت فوتون از ماده هدف خارج می شود. طیف اختصاصی برای تنگستن که عنصر سازنده آند در لامپ های اشعه است و می باشد.
اگر شدت باریکه الکترونی را در نظر بگیریم، تولید نور و گرما خواهیم داشت. یعنی در سطح آند از انرژی اولیه باریکه الکترونی تشعشع خواهیم داشت. بعد از فیلتراسیون ذاتی که در اثر پنجره خروج تشعشع صورت می گیرد این شدت به می رسد و در صورت استفاده از فیلتراسیون افزوده این شدت، تا کاهش می یابد. اما همین در صد کم حاوی تعداد زیادی فوتون است مثلاً در یک رادیوگرافی سینه با شرایط معمول در حدود عدد فوتون وجود دارد.
تاثیر انرژی باریکه پرتو بر کیفیت تصویر نهایی: میزان معرف قدرت نفوذ پرتو در بیمار و کیفیت تصویر نهایی است. پائین باعث ایجاد کنتراست زیاد و تمایز بهتر بافتهای نرم میشود. به همین دلیل در ماموگرافی از های پائین استفاده میشود.
بالا باعث افزایش انرژی سیم و افزایش میزان نفوذ تشعشع در بافت و کاهش کنتراست میشود.
به طور کمی مقدار اشعه دریافتی در گیرنده تصویر با توان دوم رابطه دارد.
در مورد رابطه با دانسیته تصویر یک رابطه تجربی وجود دارد. این رابطه بیان میکند که در زیر به ازای هر تغییر، اکسپوژر ما نصف یا دو برابر میشود. در مقادیر بالای این تغییر به ازای هر تغییر رخ میدهد.
تشکیل تصویر اشعه ایکس
عامل تشکیل تصویر، تضعیف متفاوت اشعه ایکس به هنگام عبور از نواحی مختلف بدن (به دلیل اختلاف چگالی و ضریب جرمی در بافتهای مختلف) است.
قانون لامبرت- بیر تضعیف اشعه ایکس را این گونه بیان می کند:
I (z) = I0exp (-µpz) I (z) = شدت
I0 = ایکس شدت اولیه اشعه
µ = ضریب تضعیف خطی
P = چگالی
Z = فاصله بین صفحه منبع و صفحه اندازه گیری
در این رابطه مولد میدان اشعه ایکس یک منبع تک انرژی اشعه ایکس است.
ضریب تضعیف وابسته به انرژی فوتون منبع و عدد اتمی عناصر بافت است.
در محدوده تشخیص (زیر kev 200) سه روش برای تضعیف اشعه ایکس مورد استفاده قرار می گیرد:
1- پراکندگی همدوس، 2- جذب فوتوالکتریک و 3-کامپتون.
• پراکندگی رایلی (همدوس):
به دلیل انحراف باریکه های اشعه ایکس است که از تحریک اتمها (به خاطر پرتو تابنده) و گسیل مجدد امواج نتیجه می شود و در انرژی های کم (زیر kev 50) رخ می دهد.
• جذب فوتوالکتریک:
فوتون اشعه ایکس با جداشدن یک الکترون با پیوند محکم جذب می شود. انرژی جنبشی الکترون به صورت گرما پراکنده می شود و الکترونی از لایه مجاور به جای خالی ایجاد شده می آید. حرکت الکترون با تشعشع فلوئورسنت همراه است. ضریب تضعیف جرمی در این جا متناسب با توان سوم Z است و در انرژی های فوتونی بین 20 تا 50 kev رخ می دهد.
• پراکندگی ناشی از اثر کامپتون:
به علت برخورد بین فوتون اشعه ایکس با یک الکترون آزاد یا با الکترون یک لایه خارجی که پیوند ضعیف تری دارد ایجاد می شود و این برخورد باعث تغییر جهت و کم شدن افت انرژی اشعه ایکس و پراکندگی الکترون است. این پراکندگی اثر مهم در تخریب تصویر دارد و در انرژی های بین kev 50 تا kev 200 رخ می دهد.
 اثر فوتوالکتریک در موادی با عدد اتمی پائین و انرژی کم غالب است.
 پراکندگی کامپتون در انرژیهای بالا غالب است.
 تفاوت در ضریب تضعیف جرمی کنترل کننده تشکیل تصویر در رادیولوژی است.
برای یافتن یک استخوان شکسته در انرژی های فوتونی متوسط (50 تا kev 70) کار می شود تا اختلاف ضریب تضعیف استخوان و بافت نرم قابل مشاهده باشد. با توجه به قانون لامبرت- بیر استخوان بسیار بیشتر از بافت نرم اشعه ایکس را جذب می کند.
این تفاوتها را با محیط کنتراستی می توان افزایش داد. دو محیط کنتراست مثبت و منفی داریم. محیط کنتراست منفی چگالی و تضعیف جرمی بیشتری دارد. مثل دی اکسیدکربن و هوا (بطن نگاری). در محیط کنتراست مثبت عدد اتمی بالا داریم مثل باریم و ید(آنژیوگرافی).

[afsanah82]

فیلتر نمودن:
روشی است که در آن انرژی متوسط یک دسته اشعة ناهمگن با عبور از یک ماده جاذب افزایش می یابد.
با جذب نمودن فوتون های کم انرژی از دسته اشعه، قبل از رسیدن به بیمار می توان بافت ها را محافظت نمود. تنها عمل فیلترها در رادیولوژی تشخیصی کاهشِ دوز دریافتیِ بیمار است. فیلترها معمولاً یک صفحة فلزی می باشند که بین بیمار و لامپ اشعة ایکس قرار می گیرند.
دسته اشعة ایکس بوسیله مواد جاذب در سه سطح مختلف فیلتر می شوند که شروع آن از منبع اشعه می باشد:
1- لامپ اشعة ایکس و حفاظ آن( فیلتراسیون ذاتی)
2- صفحات فلزی که در مسیر دسته اشعة ایکس قرارگرفته است.( فیلتراسیون اضافی)
3- بیمار
این فیلتراسیون در نتیجة اشعة ایکس در حین عبور آن از لامپ و حفاظ آن رخ می دهد. فیلتراسیون ذاتی از 5/0 تا 0/1 میلیمتر معادل آلومینیوم متغیر می باشد.


معادل آلومینیوم: ضخامتی از آلومینیوم است که تضعیفی مشابه ضخامت ماده مورد نظر در اشعه ایجاد می کند. محفظة شیشه ای بیشترین سهم را در این فیلتراسیون دارا می باشد.
این فیلتراسیون از قراردادن مادة جاذب در مسیر دسته اشعة ایکس نتیجه می گردد. آلومینیوم و مس دو ماده ای هستند که معمولاً به عنوان مادة صافی انتخاب می شوند. مس با عدد اتمی 29 فیلتر خوبتری برای تشعشعات با انرژی بالا می باشد و آلومینیوم با عدد اتمی 13 یک صافی عالی جهت تشعشعات کم انرژی و یک صافی خوب برای منظورهای عمومی می باشد.
پس از انتخاب ماده، گام بعدی ضخامت مطلوب فیلتر می باشد. درصد تضعیف اشعة ایکس در ضخامت های مختلف متفاوت است.
آلومینیومی به ضخامت2 میلیمتر تمام فوتون های با انرژی کمتر از20 را حقیقتاً جذب می کند، لذا حداکثر بازده فیلتراسیون با بکارگیری این ضخامت بدست می آید.
این نوع فیلترها برای بدست آوردن دانسیته یکنواخت بر روی فیلم در مواقعی که ضخامت قسمت مورد آزمایش یکسان نیست استفاده می شود.
این نوع فیلترها به طور گسترده ای در درمان بوسیله اشعة ایکس استفاده می شوند.


فیلترهای فلز سنگین( فیلترهای لبة k):

در این فیلترها از لبة جذب k عناصر با عدد اتمی بیشتر از60 استفاده می نمایند که هنگام تصویربرداری با باریم و یا ید مزایای خود را آشکار می سازند. فیلتر فلز سنگین با کاهش در فوتون های کم انرژی دوز جذبی بیمار را کاهش می دهد و با کاهش فوتون های پر انرژی کیفیت تصویر بهبود می یابد. در واقع تعداد زیادی از فوتون ها که در محدودة خاصی از انرژی که بیشترین استفاده را در تصویرگیری تشخیصی دارند تولید می شوند.
از این فیلترها در لامپ های با هدف مولیبدنیوم جهت استفاده در ماموگرافی استفاده می شود. اثر فیلترها بر روی اکسپوژر بیمار و فاکتورهای اکسپوژر فیلترها باعث کاهش اکسپوژر بیمار می شوند به طوری که یک فیلتر 3 تا80% باعث کاهش اکسپوژر بیمار می شود. عمده ترین عدم مزیت فیلترها کاهش شدت اشعه ایکس می باشد. لذا برای جبران کاهش شدت می بایست فاکتورهای تابش (معمولاً زمان) را افزایش دهیم.


کولیماتور
وسیله ای است برای محدود کردن اشعه ایکس به کار می رود. به خروجی تیوب اشعه ایکس در محفظه تیوب وصل می شود تا اندازه و شکل شعاع اشعه ایکس را تنظیم کند.
کلیماتور دارای دو دریچه است می تواند با بازو بسته شدن و محدوده و تابش اشعه ایکس را تغییر دهد. هر دریچه شامل چهار صفحه سربی است که به صورت زوجهابی مستقل حرکت می کنند.
وقتی هردو زوج صفحات صفحات کاملا بسته شوند صفحه هایشان در مرکز میدان اشعه تلاقی می کنند.
میدان اشعه ایکس با شعاع نوری از یک چراغ نوری در کلیماتور روشن می شود. شعاع نوری به وسیله آینه ایی با زوایه 45 منحرف می شود کانون اشعه ایکس چراغ باید از مرکز اشعه ایکس فاصله یکسان داشته باشند یک کلیماتور می تواند مرکز میدان اشعه ایکس را نیز معین کند.

[afsanah82]

گرید:
در رادیوگرافی، شبکه یا گرید شامل یک سری از تیغه های سربی است که به وسیلة مواد شفاف نسبت به اشعه از یکدیگر جدا شده اند. این وسیله مؤثرترین راه جهت حذف پرتوهای ثانویه ناشی از میدان های بزرگ است. گریدها با جذب پرتوهای ثانویه قبل از آنکه به فیلم برسند، کنتراست را بهبود می بخشند.



3 روش جهت ارزیابی عملکرد گرید:

1- عبور پرتوهای اولیه (TP ( Primary Transmission
2- ضریب بوکی (B ( Bucky Factor
3- ضریب بهبود کنتراست (K (Contrast improvement factor

اندازه گیری درصد عبور پرتوهای اولیه از یک گرید می باشد که به صورت ایده آل یک گرید می بایست پرتوهای اولیه را به میزان صددرصد از خود عبور دهد.
TP= درصد پرتوهای عبوری اولیه 100 × P I / TP = IP
IP= شدت پرتوها با گرید P Iَ = شدت پرتوها بدون گرید
اندازه گیری های مختلف نشان می دهد که هنگام استفاده از گرید، کاهش قابل توجه ای در میزان پرتوهای عبوری ایجاد می گردد.
پرتوهای عبوری/ پرتوهای تابشی=B (ضریب بوکی)
هرچه ضریب بوکی بیشتر باشد، شرایط اکسپوژر و پرتو دریافتی بیمار بیشتر خواهدشد.
ضریب بهبود کنتراست نسبت کنتراست با گرید به کنتراست بدون گرید میباشد.
کنتراست بدون گرید/ کنتراست با گرید=K=
این معیار توانایی گرید در بهبود کنتراست که وظیفه اصلی آن می باشد را نشان میدهد.
این ضریب به kVp ، اندازه میدان تابش ضخامت فانتوم بستگی دارد. زیرا این سه عامل میزان پرتوهای ثانویه را تعیین می کند. همچنین افزایش کمیت پرتوهای ثانویه موجب ضعیف تر شدن کنتراست و کاهش این ضریب می گردد.

گریدی که در انرژی های پائین خوب تر عمل می نماید. در برابر پرتوهای انرژی بالا نیز خوب تر عمل می کند.
عبارتست از کاهش پرتوهای اولیه به سبب بازتاب تصویر تیغه های سربی به صوت عریض تر از بزرگنمایی معمولی شان این مسأله در نتیجة رابطه هندسی ضعیف بین دسته اشعة اولیه و تیغه های سربی گرید حاصل می گردد.
میزان قطع گرید در گریدهای با نسبت بالا و فاصله کانونی کوتاه تر بیشتر است.
1- معکوس قرارگرفتن گریدهای کانونی:
به صورت قطع گرید شدیدی در محیط اطراف همراه با یک باند سیاه اکسپوژر در مرکز فیلم و عدم اکسپوژر در دورتادور فیلم مشاهده می شود. هر چه نسبت گرید بالاتر باشد ناحیه اکسپوژر شده، باریک تر می باشد.
2- جابجایی عرضی گرید _ زاویه داربودن گرید:
دراین حالت در سرتاسر سطح گرید کاهش یکنواختی در پرتوهای اولیه ایجاد می گردد و کلیشه رادیوگرافی حاصله به طور یکنواخت روشن می باشد. میزان قطع گرید در این حالت با افزایش نسبت گرید، فاصله از خط کانونی، افزایش و همراه با افزایش فاصله کانونی کاهش می¬یابد. این اثر را با استفاده از گریدهای با نسبت پائین و فاصلة کانونی زیاد می توان تاحدی اصلاح کرد.
3- خارج از کانون بودن گرید:
در این حالت قطع گرید به تدریج با دورشدن از مرکز فیلم ازدیاد می یابد قسمت مرزی فیلم تحت تأثیر فرارنگرفته ولیکن قسمت های محیطی روشن می باشند.
کاهش پرتوهای اولیه مستقیماً با نسبت گرید و فاصله از خط مرکزی متناسب می باشد.
4- ترکیبی از حالات2 و3:
این حالت متداول ترین نوع شناخته شده قطع گرید می باشد. که منجر به تابش غیریکنواخت فیلم شده و در نتیجه فیلم در یک طرف سفید و در سمت دیگر تیره خواهدشد.
میزان قطع گرید به طور مستقیم با نسبت گرید و فاصله از خط کانونی و به طور معکوس با فاصلة کانونی گرید رابطه دارد.

گرید متحرک بوسیلة دکتر پوتر در سال 1920 اختراع گردید. گرید متحرک جهت محونمودن سایة تیغه های سربی از روی تصویر استفاده می شود. جهت اجتناب از ایجاد تصاویر خطوط بر روی فیلم در یک گرید متحرک دو نکته باید توجه شود: 1- گرید بایستی به اندازة کافی سریع حرکت کند. 2- حرکت عرضی گرید نمی بایست با پالس های مولد اشعة ایکس همزمان باشد.
این نوع گریدها گران قیمت بوده و در معرض نقص می باشند و ممکن است موجب لرزش تخت شوند. مهم تر اینکه موجب افزایش دوز تابشی بیمار می شوند.
براساس یک مصلحت گرایی بین کیفیت فیلم و اکسپوژر بیمار صورت می گیرد. گریدهای با نسبت بالا، فیلم هایی با کنتراست بهتر عرضه می نمایند؛ ولیکن در عوض اکسپوژر بیمار را افزایش می دهند. عموماً گریدهای با نسبت پائین برای پرتوهای با انرژی کم کافی می باشند. گریدهای 8:1 می بایست با انرژی های تابشی کمتر از kV90 و گریدهای 12:1 برای انرژی های بالاتر به کار برده شوند.
تکنیکی دیگر برای حذف پرتوهای ثانویه در میدان های وسیع رادیوگرافی می باشد. در این تکنیک فیلم در فاصله دورتری از بدن بیمار قرار می گیرد و پرتوهای ثانویه به سادگی در مسیر برخورد به فیلم قرار نمی گیرند.
در اثر ازدیاد فاصله عوامل اکسپوژر در این تکنیک در مقایسه با گرید بیشتر می باشد. ولی اکسپوژر بیمار عموماً در روش فضای خالی کمتر است؛ چرا که گرید مقداری از پرتوهای اولیه را جذب می نماید.
بوکی یا گرید شامل تعداد زیادی تیغه سربی است که توسط فضاهای شفاف نسبت به اشعه از هم جدا شده اند
اشعه ایکس اولیه در همان محورها که تیغه های سربی قرار دارند می باشد و از بین آنها می گذرد و به فیلم رادیولوژی می رسد بدون اینکه بر آن اثر گذارد اشعه پخش شده از نقاط مختلف در بدن بیمار ایجاد شده و در جهات مختلف حرکت می کند لذا بیشتر آنها بوسیله تیغه های سربی جذب می شوند

نسبت بوکی عبارت است از نسبت ارتفاع تیغه های سربی به فاصله آنها









سه معیار برای ارزیابی کار گرید وجود دارد:
1- ضریب بهبود عملکرد
2- ضریب انتقال اولیه (میزان اشعه رسیده به فیلم با وجود گرید نسبت به اشعه رسیده به فیلم بدون گرید)
3- ضریب بوکی
حرکت گرید:
اگر بوکی ثابت باشد تصویر تیغه های سربی روی فیلم ظاهر می شود. حرکت بوکی این تصویر را از فیلم محو می کند. حرکت بوکی همزمان با شروع چرخش آند تیوب یا همزمان با شروع تابش آغاز می شود.
شرایط تابش با گرید متحرک به دلیل خطای انحراف جانبی و به سبب گسترش تابش روی تمام سطح فیلم کمی از گرید ثابت بیشتر است.
در دستگاههای رادیولوژی دونوع بوکی وجود دارد:
1- بوکی تخت:روی تخت وزیر صفحه رویی تخت قرار می گیرد. برای عکسبرداری از بیمار دو حالت خوابیده استفاده می شود.
2- بوکی ایستاده(بوکی استند): به صورت یک دستگاه جداگانه است وبرای عکسبرداری در وضعیت ایستاده و به کار می رود.

[afsanah82]

فیلم
امروزه دو گروه فیلم در بخش های رادیولوژی استفاده می شوند:
1- فیلم های تابش مستقیم یا فیلم های دارای صفحة تقویت کننده که به صورت ترکیبی از اشعة ایکس و نور مرئی تحت تابش قرار می گیرند. به طور کلی به این گروه فیلم های اشعة ایکس می گویند.
2- فیلم هایی که فقط با نور تحت تابش قرار می گیرند. مانند فیلم های کپی برداری دانسیته و فلووگراف تمام فیلم های گروه دوم یک طرفه می باشند. ولی فیلم های گروه اول می توانند یک طرفه یا دو طرفه باشند.


ساختمان فیلم(Film construction):
هر فیلم شامل قسمت های زیر می باشد:
1- پایة فیلم:
امروزه از پلی استر استفاده می شود. پایة فیلم عامل برای نگهداری لایة امولسیون فیلم و برای عبور نور است که بوسیلة آن تصویر می تواند مشاهده شود. ضخامت پایة فیلم بستگی به نوع فیلم و موارد استفادة آن دارد. ضخامت پایة فیلم های رادیوگرافی معمولی 18/0 میلیمتر است.
2- قسمت زیر لایه: Subbing Layer
این قسمت به منظور اطمینان بیشتر از چسبیدن لایة امولسیون به صورت صاف به پایة فیلم درحین پوشش امولسیون بر روی پایه و جلوگیری از جداشدن امولسیون از پایة فیلم در حین ظهور و ثبوت است. این ماده در واقع ترکیبی از ژلاتین محلول و حلال پایه فیلم میباشد.
3- لایة امولسیون the emulsion layer
این لایه از کریستال های هالید نقرة معلق در ژلاتین تشکیل شده است. امروزه کریستال های پهن جایگزین کریستال های گرد شده اند که در این حالت حساسیت و سرعت فیلم افزایش زیادی پیدامی کند. همچنین مقادیر زیادی از نور تابشی را جذب کرده و نور کمتری به امولسیون طرف دیگر فیلم می رسد و موجب کاهش ناواضحی ناشی از اثر متقاطع می شود.
4- لایة محافظ the super coat layer
این لایه، لایة نازکی از ژلاتین خالص می باشد که بر روی امولسیون کشیده می شود. کار آن محافظت از لایة امولسیون در برابر سائیدگی و ایجاد الکتریسیتة ساکن در حین استفاده از فیلم می باشد و همچنین ایجاد سطحی صاف و صیقلی بر روی فیلم برای جلوگیری از تجمع گردوغبار.


لایة ضد پیچیدن فیلم Non – curl backing:
این لایه فقط در فیلمهای یک طرفه استفاده میشود. به منظور از بین بردن یا کاهش تمایل به پیچیدن در فیلمهای یک طرفه ، لایه هایی را در طرف دیگر پایه فیلم اضافه میکنند.این لایه ها از یک لایه « زیر لایه » و یک لایه ژلاتین تشکیل شده است.
لایه ضد هاله Anti halation layer:
برخی از نورهای تابشی از لایة امولسیون عبورکرده، به پایة فیلم می رسند. در این حالت یا از پایه عبور می کنند و یا به طور کامل به سمت امولسیون منعکس می شوند و هاله هایی را در تصویر اصلی ایجاد می کنند. به این پدیده هاله سازی گفته شده و موجب ناواضحی تصویر می شود.
با افزودن یک رنگیزه به لایة ضد پیچیدن فیلم این اثر خنثی می شود که در اصطلاح به آن لایة ضدهاله گفته می شود. این رنگیزه در طول عمل ظهور از طرح فیلم برداشته می شود.
فیلم هایی که در تصویربرداری پزشکی استفاده می شوند:
A- فیلم های دوطرفه: این فیلم ها در دو سمت خود لایة امولسیون را دارا هستند.
به دو صورت:1- بدون صفحات تشدید کننده؛ مانند فیلم های داخل دهانی و فیلم های جراحی کلیه و فیلم های دوزیمتری. 2- فیلم های دارای صفحات تشدیدکننده.
B- فیلم های یک طرفه: فقط در یک سمت خود لایة امولسیون را دارا هستند.
شامل: 1- فیلم های دارای یک صفحة تشدیدکننده مانند فیلم های ماموگرافی.
2- فیلم های متوفلوروگرافیک مانند فیلم های سینمایی و فیلم های حلقه ای 105 و 70 میلیمتر و فیلم های صفحه ای 100 میلیمتر.
3- فیلم های مخصوص متوگرافی با لامپ پرتو کاتدی (CRT) مانند فیلم های پلوراید.
4- فیلم های کپی برداری.
5- فیلم های تفریق دانسیته.
6- فیلم های مخصوص استفاده در تصویرسازی لیزری

اطلاعات کامل در قسمت "اصول تاریکخانه" موجود میباشد.

کاست :
محفظه ای برای نگهداری فیلمهای حساس به نور می باشد. در این بخش علاوه بر بررسی کاستهای امروزی که صفحات تشدید کننده را در تماس کامل و یکنواخت با فیلم قرار می دهند، کاستهای دیگری که برای اهداف ویژه استفاده می شوند نیز مورد بررسی قرار می گیرند.
کاستهای x-ray با صفحه تشدید کننده،
وظیفه کاست
1) نگهداری از صفحات تشدید کننده و محافظت آنها در برابر آسیب.
2) جلوگیری از ورود نور به کاست و مه آلوده کردن ( fog ) فیلم.
3) ایجاد تماس کامل و یکنواخت بین فیلم و صفحات تشدید کننده.
4) جلوگیری از آلوده شدن و نشستن گرد و غبار برروی صفحات تشدید کننده.
خصوصیات یک کاست مرغوب
1) محکم و مقاوم در برابر کارهای روزانه.
2) وزن سبک برای آسان بودن حمل و نقل آن.
3) باز و بسته شدن آن راحت باشد، به طوری که به راحتی بتوان آن را در نور ایمنی باز کرد.
4) فاقد هر نوع لبه تیز یا گوشه ای که موجب آسیب به بیمار یا کارکنان شود، باشد.
5) قسمت جلویی کاست می بایست حداقل جذب اشعه را داشته باشد و ضخامت آن یکنواخت باشد و فاقد هر نوع ناصافی باشد،‌ زیرا تصویر ناصافی برروی فیلم می افتد.
6) باید دارای یک روزنه مخصوص یا نوار سربی جهت ثبت مشخصات بیمار باشد.
7) در سطح پشتی آن باید یک ورقه نازک سربی برای کاهش اشعه های عبوری از کاست و در نتیجه کاهش خطر اشعه های برگشتی (back scatter ) داشته باشد.
8) در طراحی و ساخت کاست می بایست از موادی استفاده شود که موجب ایجاد حداکثر تماس بین فیلم و صفحات تشدید کننده شوند ( مانند اسفنج و غیره ).
9) در ساخت بدنه کاست از موادی مانند وینیل ( vinyl ) یا مواد دیگر استفاده شود تا گرفتن کاست راحت تر باشد.
10) در اندازه تمام فیلمهای موجود باید کاست وجود داشته باشد.
11) باید مجهز به گارانتی کیفیت در حین خرید باشد.

ساختمان کاست
کاست از یک قسمت قدامی ( front ) و یک قسمت خلفی ( Back ) تشکیل شده است و این دو قسمت توسط یک لولا به همدیگر متصل شده اند. برروی سطح پشتی کاست یک ورقه نازک از سرب قرار گرفته است و بر روی آن یک اسفنج پلاستیکی فشرده می چسبد و بر روی آن یک صفحه تشدید کننده روی اسفنج متصل می شود.
قسمت داخلی سطح قدامی کاست که بعضی مواقع به اسم کاست ( cassette well ) شناخته می شود، دارای یک صفحه تشدید کننده و یک قطعه کوچک سربی که برای ایجاد ناحیه بدون تابش بر روی فیلم استفاده می شود، می باشند. این ناحیه برای ثبت مشخصات بیمار به کار برده می شود.
در برخی از کاستها، زیر صفحه تشدید قدامی کاست نیز یک لایه اسفنج متراکم می گذارند. شرکتهای مختلف از قفلهای گوناگونی برای کاستها استفاده می کنند. مثلاً عده ای از آنها قفلهای فنری و عده ای دیگر از قفلهای میله ای لغزشی استفاده می کنند،‌ اما در تمام آنها هدف اصلی چیزی نیست جز اینکه در حالت بسته از ورود نور به داخل کاست جلوگیری کند و با فشار اسفنج متراکم تماس کامل و یکنواختی بین فیلم و صفحات تشدید کننده به وجود آورد.


تمامی قسمتهای فلزی یا پلاستیک درون کاست باید با رنگ مشکی پوشیده شوند تا از انعکاس نور در کاست جلوگیری شود، باید خاطر نشان ساخت که کاستهایی برای آینده طراحی شده اند که در آنها قسمت پشت کاست خمیده ساخته می شود. این کار باعث ایجاد تماس کامل بین فیلم و صفحه تشدید کننده می شود.
موادی که در ساختمان کاست به کار برده میشود.
از زمانی که تصمیم به ساخت کاستهای سبک وزن گرفته شود، مواد سنتزی زیادی مورد استفاده قرار گرفت.
قسمت قدامی کاست Cassette Front
قسمت قدامی کاست باید دارای ضخامت و چگالی یکنواخت و فاقد هر نوع ناصافی باشد زیرا این ناصافی ها روی فیلم تصویر میشوند. همچنین به منظور به حداقل رساندن جذب اشعه توسط جدار قدامی کاست بهتر است جدار قدامی کاست را مطابق با استاندارد انگلستان ( British standard ) ساخت. بر اساس این استاندارد در صورتی که جدار قدامی کاست از فلز ساخته شده است، ضخامت معادل آلومینیوم آن نباید بیش از 6/1 میلی متر در kvp 60 باشد. در صورتی که از پلاستیک استفاده شود ضخامت معادل آلومینیوم آن نباید بیش از 2 میلی متر باشد.



امروزه برای ساخت قسمت قدامی کاست از فلزات ( مثلاً آلومینیوم ) ، ورقه های پلاستیکی یا فیبرکربنی استفاده می شود. زیرا این مواد از مزایای زیر برخوردارند:
1) مقاوم و محکم هستند.
2) وزن سبکی دارند.
3) اشعه را به مقدار کم جذب می کنند.
استفاده از کاستهای فیبرکربنی موجب کاهش در بیمار به مقدار زیاد می شود زیرا اشعه را به مقدار کمتری جذب می کند به خصوص در کلیوولتاژهای پائین.
قسمت پشت کاست Cassette Back
قسمت پشتی کاست را معمولاً از پلاستیک یا فلزات تهیه می کنند و بر روی آن یک ورقه نازک سربی قرار می دهند. این ورقه سربی باعث محافظت از فیلم در برابر اشعه های پراکنده و برگشتی از سینی بوکی و سایر قسمتها می شود. براساس استاندارد انگلستان ( B-S ) باید ضخامت سرب در kvp 150 به اندازه mm12/0 سرب باشد.
قفلها و سایر قسمتها
قفلها یا نگهدارنده ها را معمولاً از استیل ( Stainless-steel ) می سازند.
لولاها را اصولاً از فلز یا پلاستیک تهیه می کنند.
از اسفنج متراکم مصنوعی نیز برای ایجاد حداکثر تماس بین صفحات استفاده می شوند.




انواع کاستهای موجود
کاستهای دارای 1 صفحه تشدید کننده Single Screen Cassette
برخی از کاستها دارای یک صفحه تشدید کننده می باشند و برای استفاده کردن از فیلمهای یک طرفه طراحی شده اند. از این کاستها معمولاً در ماموگرافی استفاده می شود.







کاستهای خمیده Curved Cassette
امروزه 2 نوع کاست خمیده وجود دارد :
نوع اول :این کاستها در مواردی به کار برده می شوند که کاستهای معمولی نمی تواند حداکثر تماس بین فیلم و عضو مورد نظر را به وجود آورد مانند تصویربرداری از مفصل زانوی خمیده در نمای Intercondylar .
نوع دوم: از این کاستها برای به دست آوردن تصاویر کامل در استخوانهای مندیبل و ماکزیلا در آزمون orthopantomography ) OPG ) استفاده می شود.


کاستهای گریددار Gridded Cassette
این کاستها دارای گریدی از نوع ثابت هستند که در قسمت جلویی کاست قرار گرفته است، محل گرید بین جدار قدامی کاست وصفحه تشدید کننده جلوی کاست می باشد. از این کاستها در مواردی که سیستم بوکی های معمولی موجود نباشد استفاده می شود ( مثلاً در مواردی که مشغول کار با دستگاه موبایل یا پرتابل هستید).
جزئیات مربوط به گرید مانند نسبت گرید و غیره، می بایست در قسمت خارجی کاست نوشته شده باشد. کاستهای گریددار در اندازه های مشابه با کاستهای معمولی موجود هستند.
کاستهای چند مقطعی Multisection Cassette
بیشترین استفاده این کاستها در توموگرافی می باشد. در مواردی از این کاستها استفاده می شود که بخواهیم با تابش، یک سری از تصاویر مربوط به لایه های مختلف بدن داشته باشیم. این کاستها به گونه ای طراحی شده اند که می توانند بین 3 تا 7 فیلم را به همراه صفحات تشدید کننده و ماده پرکننده فضای بین دو فیلم را در خود جای دهد. ماده پرکننده فضای بین دو فیلم باید از اسفنج شفاف به اشعه (radiolucent) با ضخامت بین mm 10-5 ساخته شده باشد. فیلمهایی که با فاصله های 5 میلی متر نسبت به هم قرار گرفته اند تصاویری را تولید می کنند که فاصله متقاطع آنها در بدن mm5 بوده است و مانند آن، فیلمهایی که با فاصله mm10 نسبت به هم قرار گرفته اند تصویر لایه هایی از بدن را با فاصله mm10 تولید می کنند (
در بخش قبل در مورد صفحات تشدید کننده ای که در بین کاستها استفاده می شوند توضیحاتی داده شد.
از کاستهای چند مقطعی در تکنیکی به نام رادیوگرافی متعدد ( multiple radiography ) هم استفاده می شود. در این روش، کاست را با یک سری از فیلمهای مشابه و صفحات تشدید کننده با سرعت متفاوت پر می کنند و در بین آنها از هیچ ماده پر کننده ای استفاده نمی شود. پس از آن با یک بار تابش تصاویری با دانسیته ها و کنتراستهای مختلف تولید می شوند،‌ زیرا سرعت صفحات تشدید کننده با هم تفاوت زیادی داشته اند. پس از آن می توان سیستم فیلم/صفحه مورد نظر را برای ایجاد دانسیته های دلخواه انتخاب کرد ( یعنی از استخوان تا بافت نرم ).
کاست و وسایل مخصوص سیستم تابش اتوماتیک
در مواردی که از این تکنیک استفاده می شود سیستم فوتوتایمر می بایست در پشت کاست نصب شود به همین دلیل دیواره پشتی کاست باید فاقد لایه سربی باشد و همانند دیواره جلویی ( Front ) اشعه را به مقدار کمی جذب کند. البته باید خاطر نشان ساخت که اگر از اتاقک یونیزاسیون برای سیستم تابش اتوماتیک استفاده شود، این اتاقک باید حد فاصل فیلم و منبع تابش اشعه قرار بگیرد و به همین دلیل در این سیستم ها می توان از کاستهای قبلی هم استفاده کرد.
مراقبت از کاست ها Care of X-ray Cassette
در صورتی که از کاستها به خوبی مراقبت شود می توان از آنها تا مدت زیادی استفاده کرد. بی توجهی در انتقال و جابجایی کاست دیر یا زود می تواند منجر به آسیب رسیدن به کاست وایجاد مشکلات دیگر از قبیل تمامس ضعیف فیلم و صفحه و یا نشت نور شود. برای جلوگیری از این آسیب ها بهتر است که به موارد زیر توجه شود:
1) در هنگام استفاده کاست ها را به آرامی انتقال دهید.
2) تعداد کاستهایی را که در یک لحظه انتقال می دهید باید به حدی باشند که بتوان به راحتی آنها را بین بازو و بدن نگه داشت و انگشتان بتوانند زیر آنها را نگه دارند.
3) اگر کاستها را بر روی لبه های آنها نگهداری می کنید بهتر است که اطمینان پیدا کنید که کاستها کاملاً عمودی قرار گرفته اند. زیرا اگر کاستها به صورت مایل باشند و به کاستهای دیگر تکیه داده شده باشد امکان آسیب دیدگی وجود دارد زیرا وزن کاستهای دیگر هم بر روی آن فشار می آورد.
4) در مواردی که کاست می بایست به طور مستقیم زیر بدن مریض گذاشته شود ( بدون استفاده از بوکی )،‌ می بایست از تونل کاست ( cassette tunnel ) استفاده شود تا بدین وسیله از فشار بدن مریض به کاست جلوگیری شود.
5) باید از تماس کاست با مایعات جلوگیری شود و در مواردی که احتمال آغشته شدن مایعات به کاست وجود دارد باید از پوشش های پلاستیک ضد آب استفاده شود.
نگهداری از کاستها Cassette Maintainance
به منظور داشتن کاستهای سالم و یادگیری روشهای نگهداری کاست می بایست از موارد زیر پیروی کرد:
1) تاریخ شروع استفاده از کاست در بخش رادیولوژی، ثبت شود.
2) برای شناسایی بهتر کاست باید یک شماره یا کلمه را برروی یکی از صفحات تشدید کننده و قسمت خارجی کاست نوشت، در این حالت به راحتی می توان از روی تصویر یا تصویرهای تهیه شده به کاست مورد نظر دسترسی پیدا کرد.
3) بهتر است تاریخ و نوع هر گونه مواظبت از کاستها را از قبیل: بررسی کاستها، تمیز کردن کاستها و آزمون نشت نور و غیره را روی بدنه آن ثبت کرد.
کاست و صفحات تشدید کننده را باید به طور منظم مورد بررسی قرار داد تا در صورتی که هر گونه آسیب دیدگی یا سرویس نیاز باشد به سرعت رسیدگی شود.
همچنین اگر تماس بین فیلم و صفحه تشدید کننده کم باشد و باعث مه آلوده شدن (Fog) می شود بهتر است که از آزمون اختصاصی آن که در بخشهای بعدی توضیح داده می شود برای تشخیص آن استفاده شود.
پرکردن و خالی کردن کاستها
عمر مفید صفحات تشدید کننده بستگی به نحوه پر و خالی کردن کاستها دارد، زیرا در این لحظه است که سطح حساس صفحات تشدید کننده در معرض آلودگی با گرد و غبار و خطر آسیب دیدگی است.
خالی کردن کاستها Unloading
در زیر نور ایمنی سطح جلویی کاست را رو به پائین در تماس با میز تاریکخانه قرار داده و پس از آن قفلهای آن را باز کنید و پس از آن فیلم را با دست برداشته و کاست را ببندید.
پرکردن کاستها Loading
زیر نور ایمنی،‌ قسمت جلویی کاست را در تماس با میز تاریکخانه قرار داده و پس از آن درب کاست را باز کرده و فیلمی را که لبه آن را گرفته اید به آرامی درون محفظه کاست قرار دهید. پس از آن با بستن درب کاست و قفل کردن آن می توان از آن استفاده کرد.
انواع دیگر کاست
کاستهای خلاء Vacuum Cassette
این کاستها ( که به همراه یک پمپ خلاء می باشند ) از ماده وینیل ( vinyl ) انعطاف پذیر ساخته شده اند و در یک لبه آنها یک والو ( شیر یک طرفه هوا ) نصب شده است و در داخل آن یک پوشه پلاستیکی قابل تعویض حاوی یک صفحه تشدید کننده قرار گرفته است.
برای آماده سازی کاست جهت استفاده از آن، باید یک فیلم یک طرفه را به نحوی بین پوشه قرار داد که رویه امولسیون دار آن در تماس با صفحه تشدید کننده قرار بگیرد. پس از آن پوشه را به طور کامل درون کاست قرار داده و دو لبه درب کاست را روی هم گذاشته و با استفاده از یک گیره مخصوص درب کاست را به طور کامل ببندید.
در ادامه پمپ خلاء را به شیر یکطرفه ( والو ) متصل کرده و هوای درون کاست را تخلیه کنید. با این عمل صفحه تشدید کننده در تماس کامل با فیلم قرار می گیرد. در این حالت تماس بین آن دو با استفاده از فشار هوا ثابت و یکنواخت باقی می ماند.
در ابتدا از این کاستها در ماموگرافی استفاده می شد ولی به علت انعطاف پذیری آنها، از آنها برای راحتی در وضعیت دهی به بیمار نیز استفاده می شود (مانند عکسبرداری از زیر مفاصل خم شونده ).
این کاستها در اندازه های 24×18 و 30×24 موجود هستند.
کاست های مخصوص ضبط تصاویر متعدد
از این کاستها در تصویربرداری از لامپ پرتو کاتدی (LRT) و مونیتور TV در سونوگرافی، پزشکی هسته ای (NM)، آنژیوگرافی دیجیتالی (DSA) و ام آرای (MRI) استفاده می شود. این کاستها باید به همراه دستگاه مولتی فورمتر ( دستگاه ایجاد کننده چند تصویر همزمان ) (multi formatter ) یا تصویر ساز ویدئویی ( video-image ) باشد.
این کاستها از لبه هایی تشکیل شده اند که کار آنها نگهداری لبه های فیلم یک طرفه می باشد. همچنین دارای 2 پوشش کشویی می باشد و در مواردی که از فیلم استفاده نمی شود از آن در برابر نور محافظت می کند این کاستها فاقد صفحه تشدید کننده می باشد.
برای پرکردن کاست می بایست، زیر نور ایمنی دو پوشش کشویی آن را برداشته و فیلم را به طور کشویی در جای آن به نحوی قرار دهید که امولسیون آن به سمت خارج قرار بگیرد و از طرفین درون لبه های کاست به طور محکم قرار داشته باشند).
باید توجه داشت که هنگامی که کشو برداشته شود فیلم قابل تابش می شود و در انتها فیلم زیر کشو به حالت اول باز می گردد.
در هنگام استفاده کاست باید درون دستگاه مخصوص ثبت تصاویر متعدد (مولتی فورمتر ) قرار بگیرد و کشو سمت مورد تابش برداشته شود و فیلم آماده تابش خواهد شد. پس از آنکه سری تصویرگیری تمام شد کشو روی آن قرار گرفته و کاست بیرون آمده و آن را وارونه کرده و کشوی دوم برداشته می شود و دوباره در دستگاه قرار می گیرد. در این حالت فیلم دوم برای عکسبرداری آماده می شود.
این کاستها در اندازه های 8×10 اینچ و 11×13 اینچ موجود هستند . همچنین بعضی از کارخانه کاستهایی را منطبق با اندازه های سیستم های day light میسازند.
کاستهای آنژیوگرافی


سیستم Siemens Elema Aot
در این کاستها حدود 30 عدد فیلم 35×35 به نحوی قرار می گیرد که بین آنها مواد فلز قرار گیرد. ( تصویر 6-7 ) پس از آنکه این کاست را از زیر نور ایمنی پر کردند باید دو درب کشویی کاست را بسته و سپس کاست را به دستگاه آنژیوگرافی Aot متصل می کنند. پس از قرارگرفتن کاست در محل مربوط درب کشویی آن باز شده و فیلم ها را در اختیار دستگاه قرار می دهد).
هنگامی که عمل تصویربرداری به طور کامل انجام شد فیلمها پس از عبور از ناحیه مربوط به تصویربرداری به داخل کاستی که در طرف دیگر دستگاه قرار گرفته است ( کاست دریافت فیلم ) انتقال می یابند. پس از آن با فشار دکمه ای که در قسمت جلویی کاست قرار گرفته است، درب کشویی کاست دریافت فیلم بسته می شود پس از آن این کاست ( کاست دوم حاوی فیلمهای تابش شده ) از محل مخصوص جدا شده و به تاریکخانه منتقل می شود. در آنجا فیلمهای تابش شده را خارج ساخته و ظاهر می کنند.
سیستم Puck
این سیستم از نظر جزئیات ساختمانی تفاوت زیادی با سیستم AOT دارد. ولی از نظر اصول پایه ای تقریباً مشابه هستند ( یعنی در هر دو دستگاه در طول آنژیوگرافی فیلمهای cm 35×36 به سرعت از ناحیه مورد نظر عبور کرده و در کاست دوم قرار می گیرد) .
کاستهای فتوفلوروگرافی
فتوفلوروگرافی، یا ضبط تصاویر از فسفر خروجی یک تیوب تشدید تصویر، معمولاً با استفاده از حلقه های فیلم 70 تا 105 میلی متری یا ورقه های فیلم 100 میلی متری انجام می شود و برای هر کدام از این فیلمها کاستهای مخصوص طراحی شده است.

[afsanah82]

تختهای رادیوگرافی درطرح های مختلف ساخته می شوند که می توانند بدون بوکی یا با بوکی باشند . تمام تختهای با بوکی رادیولوژی در زیر سطح رویی یک قسمت برای تعبیه شدن بوکی دارند . هر بوکی شامل یک محل برای قرارگرفتن کاست و یک محل درروی کاست برای قرار گرفتن گرید هستند . این وسیله توسط دکتر بوکی
(Gustave Bucky ) در سال 1913 اختراع گردید و هنوز موثرترین راه جهت حذف پرتوهای ثانویه ناشی از میدانهای بزرگ رادیوگرافی محسوب می گردد .
پس هر بوکی شامل گرید و کاست است . این بوکی می تواند به بالا و پائین تخت حرکت نماید . طرح دیگری که در تختهای رادیوگرافی وجود دارد ، تختهایی با رویه شناور است . بعضی از تختها می توانند از وضعیت افقی تغییر حالت داده بیمار به وضعیت ایستاده قرار می گیرد و یا سر بیمار پائین تر قرار بگیرد تا تکنیک خاصی ( ترندلنبورگ ) اجرا شود . چنین تختهایی در اطاق فلورسکوپی نیز به کار می روند .
بعضی از تختها ، تحت نام تختهای بالا و پائین نامیده می شوند که ضمن بالا یا پائین رفتن به بیمار کمک می کنند که بیمار روی تخت قرار گرفته و به بالا و پائین حرکت داده شود .
تختهای شناور می توانند چهارپایه باشند ویا اینکه ستون یک پایه داشته باشند .
سطح روی تخت ، مهمترین قسمت تخت است ، به علت اینکه کاست در زیر آن قرار می گیرد . تخت باید از جنس رادیولوسنت و نازک بوده تا اشعه براحتی از آن عبور کند ، همچنین باید سخت و مقاوم باشد و بعد از گذشت زمان بر اثر فشار وزن بیمار ، فرورفتگی در سطح آن پیش نیاید . سطح تخت باید صاف بوده تا مایعات بدن و یا مایع کنتراست در قسمتی از آن تجمع نیابد . هم چنین می تواند در حرکت ، قابلیت های مختلفی از خود نشان دهد . ضخامت تخت در تمام مساحت آن باید یکنواخت و هموژن باشد .
تختهایی با رویه ثابت نمی توانند به همه طرف حرکت کنند و برای سانتر کردن مناسب اشعه در روی منطقه تشریحی مورد نظر ، بیمار باید در طول تخت به بالا و پائین حرکت کند . بعضی از تختهای شناور در طول تخت به بالا و پائین حرکت می کنند و بعضی به طور عرضی قابلیت حرکت دارند . تختهایی با رویه شناور می توانند در تمام جهات حرکت کنند و چرخش ˚360 داشته باشند و در نتیجه برای وضعیت دادن به بیمار ، راحت تر هستند و نیازی به حرکت بیمار برای سانتر کردن اشعه نمی باشد .
در ضمن حاشیه رویه تخت از جنس AL می باشد تا اشعه را جذب نکند . این حاشیه باید ریلی باشد تا برای نصب پایه سوم و کمپرس مشکلی پیش نیاید . تختهای بوکی شناور بعلت توانایی حرکت باید ترمز داشته باشند .



تخت رادیولوژی دو دسته هستند:
1- تخت ساده با رویه شناور
در واقع یک میز ساده است رویه آن قابل حرکت است در حالت عادی رویه تخت توسط فقلهای الکترومکانیکی ثابت است با فشار دادن یک کلید قفلها رها شده و اپراتور می تواند رویه تخت را در جهات مختلف حرکت دهد
با رها کردن کلید قفلها دوباره فعال می شوند و رویه تخت در حالت مورد نظر ثابت می شود و مجهز به بوکی نیز می باشند.
تختR/F:
هم امکان انجام رادیوگرافی و هم فلوروسکوپی را فراهم میکند.
عمل فلوروسکوپی توسط تیوپی که در زیر تخت است انجام می شود. هم محور باتیوب سریوگراف در روی تخت قرار دارد.
برای رادیوگرافی تیوب دیگری که بر روی ستون نگهدارنده است از بالا تخت را پوشش می دهد. در برخی از انواع آنها رادیوگرافی و فلوروسکوپی توسط یک تیوب انجام پذیر است.
ویژگیهای عمومی تخت R/F عبارتند از:
1- قابلیت حرکت چرخش تخت
2- قابلیت حرکت رویه تخت
3- مجهز بودن به سریوگراف
4- مجهز بودن به بوکی
5- مجهز بودن تیوب زیر تخت به کلیماتور نوع اتوماتیک
6- رویه تخت دارا ی ضریب جذب اشعه خیلی کم باشد.
تخت های کنترل از راه دور:
تختهایی طراحی ساخته شده اند می تواند کلیه امور مربوط به انجام فلوروسکوپی واسپات فیلم را از اتاق کنترل انجام می دهند حرکات موردنیاز رادیولوژیست توسط میز فرمان مخصوص معمولا در اتاق کنترل کنار میز فرمان است قابل اجرای می باشد.