Tubo a raggi X oggetto Radiologia Tradizionale RadioscopiaTC

Tubo a raggi X
oggetto
Schermi di
rinforzo
Scintillatori
Rivelatori
Radiologia Radioscopia TC
Tradizionale
Fosfori a
memoria
Fotoconduttori
Radiologia Digitale
oscar fiorucci
.
[email protected]
Fluoroscopia
• Nella fluoroscopia l’immagine prodotta (dai raggi X)
può essere vista in tempo reale.
• Il rivelatore è un intensificatore di brillanza accoppiato
ad una videocamera e ad uno schermo TV o
catturata in formato digitale e vista/manipolata in
seguito.
Tubo rX
fascio
IB
paziente
monitor
Il tubo intensificatore di brillanza (IB)
La funzione del tubo IB è quella
di trasformare, amplificare e
trasportare a distanza
l’informazione posseduta dal
fascio radiante che emerge dal
paziente.
Il tubo intensificatore di brillanza (IB)
E’ costituito da un tubo cilindrico in vetro sotto
vuoto, avvolto da una guaina metallica protettiva.
Tubo in vetro sotto vuoto
Il tubo intensificatore di brillanza (IB)
SCHERMO
PRIMARIO
SEZIONE
ACCELERATRICE
SCHERMO
SECONDARIO
SCHERMO PRIMARIO
Strato
SCINTILLATORE
Strato
FOTOCATODICO
FOTOCATODO D’INGRESSO o SCHERMO
PRIMARIO.
Costituito da uno strato SCINTILLATORE.
(cristalli di solfuro di zinco e cadmio o ultimamente fosfori
di ioduro di cesio)
Strato scintillatore
Tubo in vetro sotto vuoto
L’immagine radiologica (fascio emergente dal
paziente) viene trasformata in un’immagine
luminosa..
Fotoni luminosi
Raggi X
Fotocatodo o strato fotocatodico (antimonio e cesio)
adeso allo strato scintillatore tramite un sottile
strato adesivo trasparente.
Strato scintillatore
Strato fotocatodico
Il FOTOCATODO, quando colpito dai fotoni
luminosi, emette per effetto termoelettrico degli
elettroni, proporzionalmente alla quantità di
fotoni luminosi incidenti (l’immagine luminosa viene
trasformata in un’immagine elettronica).
Fotoni luminosi
elettroni
Raggi X
fotocadoto
scintillatore
SCHERMO SECONDARIO o fosforo d’uscita, di
ridotte dimensioni con fosfori costituiti da
microcristalli.
Schermo secondario
Raggi X
Un cilindro metallico (anodo) collegato al polo
positivo di un generatore di corrente continua ad
alta tensione.
Il cilindro metallico (catodo, polo negativo) è
situato attorno allo schermo fotocatodico.
Catodo
Raggi X
Anodo
Tra il fotocatodo e il secondario è disposta una
serie di elettrodi cilindrici portati a potenziali
elettrici diversi e scalari, con la funzione di
focalizzare il flusso di elettroni, agendo come
lenti elettrostatiche focalizzanti.
elettrodi
Raggi X
Gli elettroni generati dal fotocatodo e accelerati
dalla differenza di potenziale esistente fra anodo
e catodo, convergono sul piccolo schermo
focalizzati dalle lenti elettrostatiche.
fotocatodo
Raggi X
Sul piccolo schermo si forma l’immagine
precedentemente prodotta sul primario, identica,
ma capovolta, più piccola e rinforzata nella sua
luminosità di alcune migliaia di volte.
ingresso
uscita
L’immagine ottenuta sullo schermo secondario
dell’IB viene indirizzata tramite un obiettivocollimatore ai vari distributori ottici.
Obiettivo-collimatore
I distributori ottici sono costituiti da una
torretta contenente uno specchio inclinato,
montato su di un dispositivo rotante motorizzato,
capace di proiettare l’immagine ricevuta su uno dei
canali d’uscita.
Canale d’uscita
La catena televisiva
TELECAMERA
Cavi di collegamento e di alimentazione
MONITOR
TELECAMERA
L’immagine viene focalizzata tramite un
obiettivo sul bersaglio del tubo da
ripresa, e trasformata :
da immagine luminosa
in immagine di cariche elettriche.
obiettivo
Tubo da ripresa
bersaglio
TELECAMERA
Il bersaglio è composto da un gran
numero di elementi immagine, ciascuno
costituito da un fotoresistore.
obiettivo
Tubo da ripresa
Bersaglio fotoconduttivo
TELECAMERA
L’immagine nello strato fococonduttivo
viene esplorata (punto x punto, linea x
linea) da un pennello elettronico.
Pennello elettronico
TELECAMERA
Il pennello fornisce in uscita un segnale
di tensione proporzionale all’intensità di
luce che ha caricato il fotoresistore:
SEGNALE VIDEO
CAVO COASSIALE
Trasporta
il segnale
video
SEGNALE
VIDEO
MONITOR
Dispositivo che converte il segnale video
in un’immagine luminosa.
In pratica è l’apparecchio che provvede a
generare l’immagine in base al segnale
ricevuto dalla telecamera o da altra
sorgente
Cinescopio: trasduttore elettro-ottico
Tubo a vuoto, a forma di campana,
costituito da:
A) sorgente di elettroni
Segnale
video
Accanto alla sorgente, nel collo del tubo,
sono
presenti
delle
griglie
di
accelerazione
e
focalizzazione
del
pennello elettronico.
griglie
Pennello elettronico
Segnale
video
Sorgente di e-
Una
coppia
di
bobine
manovra
magneticamente il pennello (giogo di
deflessione)
griglie
Segnale
video
bobine
pennello elettronico
Lo strato luminescente dello schermo del
cinescopio intercetta il pennello che
provoca l’eccitazione dei fosfori con
l’emissione di una radiazione luminosa di
intensità proporzionale all’intensità del
fascio elettronico.
strato luminescente
griglie
Segnale
video
bobine
Nel cinescopio bianco/nero l’assenza di
segnale
viene
interpretata
come
informazione NERA;
il massimo segnale trasportato dal
pennello
viene
interpretata
come
informazione BIANCA.
griglie
Segnale
video
bobine
La variazione della velocità degli
elettroni, sono pilotate dalla tensione del
segnale video che viene applicata alle
griglie di accelerazione.
griglie
Segnale
video
bobine
La costruzione dell’immagine televisiva
avviene secondo un tracciato detto
reticolo o RASTER.
La descrizione del raster viene detta
SCANSIONE.
Le righe di scansione sono 625 Europa.
Normalmente la frequenza minima è di 25
Hz (625 righe per 25 volte al secondo).
In USA 525 righe di scansione ad una frequenza di 30 Hz.
•Schermo circolare messo a diretto contatto con IB e
irradiato con un tubo radiogeno tipicamente con 0,5-2
mA e 40-50kVp.
•CONTRASTO= definito come il rapporto tra la
luminanza in uscita con e senza schermo.
•RISOLUZIONE SPAZIALE: definita in termini di
coppie di linee per mm (lp/mm) valore tipico: 4-6 lp/mm.
- Vignetting: riduzione di luminosità alla periferia,
dovuta ad una raccolta di luce non uniforme.
- Velatura: degrado del contrasto del soggetto, dovuto a
defocalizzazione dei fotoelettroni e a diffusione dei
fotoni di luce.
DISTORSIONE
-Risulta dalla proiezione del fascio di raggi X su una
superficie di ingresso curva; facilmente visualizzata
prendendo l’immagine di una griglia rettangolare.
-Gli elettroni nell’IB si muovono lungo cammini stabili;
sorgenti elettromagnetiche esterne modificano il loro
cammino, più alla periferia che al centro del tubo. Ne
risulta una distorsione ad S, principalmente per tubi a
grande immagine.
-Il centro dell’immagine è in genere più luminoso, ha
una migliore risoluzione e meno distorsione.
Ritardo
Persistenza della luminescenza dopo che lo stimolo da
raggi X è finito. Il ritardo degrada la risoluzione
temporale dell’immagine dinamica. Tipici valori 1 ms.
-Guadagno di luminosità
G = guadagno di riduzione*guadagno di flusso
Guadagno di riduzione: area di ingresso/area di uscita
Guadagno di flusso: numero di fotoni generati dal
fosforo di uscita per ogni fotone prodotto dal
fosforo di ingresso.
(Il guadagno di luminosità è stato soppiantato come
stadndard dal Fattore di conversione Gx:
Luminanza immagine di uscita
(cd/m2)
Rate dose rate raggi X di ingresso (mR/s)
•
•
DISTORSIONE
- Risulta dalla proiezione del fascio di raggi X su una superficie
di ingresso curva; facilmente visualizzata prendendo l’immagine
di una griglia rettangolare