Tao ra tia x x-ray production

5,883 views
5,562 views

Published on

Published in: Health & Medicine
2 Comments
12 Likes
Statistics
Notes
No Downloads
Views
Total views
5,883
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
9
Actions
Shares
0
Downloads
63
Comments
2
Likes
12
Embeds 0
No embeds

No notes for slide
  • The following slides identify atomic structure, the forces at work inside the atom, types of electromagnetic radiation (including x-rays), x-ray characteristics, components of an x-ray machine and x-ray tube, how x-rays are formed and ways to modify the x-ray beam.
  • Atomic Structure An atom is composed of electrons (with a negative charge), protons (with a positive charge) and neutrons (no charge). The protons and neutrons are found in the nucleus of the atom and the electrons rotate (orbit) around the nucleus. The number of electrons equals the number of protons in an atom so that the atom has no net charge (electrically neutral). Different materials (for example, gold and lead) will have different numbers of protons/electrons in their atoms. However, all the atoms in a given material will have the same number of electrons and protons. (See diagram next slide)
  • Atom This atom has 7 protons and 7 neutrons in the nucleus. There are 7 electrons orbiting around the nucleus.
  • The electrons are maintained in their orbits around the nucleus by two opposing forces. The first of these, known as electrostatic force, is the attraction between the negative electrons and the positive protons. This attraction causes the electrons to be pulled toward the protons in the nucleus. In order to keep the electrons from dropping into the nucleus, the other force, known as centrifugal force, pulls the electrons away. The balance between these two forces keeps the electrons in orbit.
  • Electrostatic force is the attraction between the positive protons and negative electrons. Electrons in the orbit closest to the nucleus (the K-shell) will have a greater electrostatic force than will electrons in orbits further from the nucleus. Another term often used is binding energy ; this basically represents the amount of energy required to overcome the electrostatic force to remove an electron from its orbit. For our purposes, electrostatic force and binding energy are the same. The higher the atomic number of an atom (more protons), the higher the electrostatic force will be for all electrons in that atom.
  • Centrifugal force pulls the electrons away from the nucleus
  • Electromagnetic Radiation An x-ray is one type of electromagnetic radiation. Electromagnetic radiation represents the movement of energy through space as a combination of electric and magnetic fields. All types of electromagnetic radiation, which also includes radiowaves, tv waves, visible light, microwaves and gamma rays, travel at the speed of light (186,000 miles per second). They travel through space in wave form.
  • The waves of electromagnetic radiation have two basic properties: wavelength and frequency. The wavelength (W) is the distance from the crest of one wave to the crest of the next wave. The frequency (F) is the number of waves in a given distance (D). If the distance between waves decreases (W becomes shorter), the frequency will increase. The top wave above has a shorter wavelength and a higher frequency than the wave below it.
  • Electromanetic spectrum Which of the above examples of electromagnetic radiation has the shortest wavelength? Cosmic rays Which of the above has the lowest frequency? Radio waves
  • X-ray Energy The energy of a wave of electromagnetic radiation represents the ability to penetrate an object. The higher the energy, the more easily the wave will pass through the object. The shorter the wavelength, the greater the energy will be and the higher the frequency, the greater the energy will be.
  • Which of the above x-rays has the highest energy? A: It has the shortest wavelength, highest frequency
  • X-ray Characteristics X-rays are high energy waves, with very short wavelengths, and travel at the speed of light. X-rays have no mass (weight) and no charge (neutral). You cannot see x-rays; they are invisible. X-rays travel in straight lines; they can not curve around a corner. An x-ray beam cannot be focused to a point; the x-ray beam diverges (spreads out) as it travels toward and through the patient. This is similar to a flashlight beam.
  • X-rays are differentially absorbed by the materials they pass through. More dense materials (like an amalgam restoration) will absorb more x-rays than less dense material (like skin tissue). This characteristic allows us to see images on an x-ray film. X-rays will cause certain materials to fluoresce (give off light). We use this property with intensifying screens used in extraoral radiography. X-rays can be harmful to living tissue. Because of this, you must keep the number of films taken to the minimum number needed to make a proper diagnosis.
  • X-ray Equipment X-ray equipment has three basic components: (1) the x-ray tubehead, which produces the x-rays, (2) support arms, which allow you to move the tubehead around the patient’s head and (3) the control panel, which allows you to alter the duration of the x-ray beam (exposure time) and, on some x-ray machines, the intensity (energy) of the x-ray beam.
  • The x-ray tubehead is attached to the support arms so that it can rotate up and down (vertically;measured in degrees) and sideways (horizontally) to facilitate proper alignment of the x-ray beam. The PID (Position Indicating Device) is attached to the x-ray tubehead where the x-ray beam exits and it identifies the location of the x-ray beam. Some people refer to the PID as a “cone”; the PID’s on very old x-ray machines used to be coneshaped.
  • The control panel, like the one above left, allows you to change exposure time but nothing else. Some machines, like the one above right, have controls for changing the mA and kVp settings in addition to exposure time. The individual controls will be discussed more later.
  • X-rays are produced in the x-ray tube, which is located in the x-ray tubehead. X-rays are generated when electrons from the filament cross the tube and interact with the target. The two main components of the x-ray tube are the cathode and the anode.
  • The cathode is composed of a tungsten filament which is centered in a focusing cup. Electrons are produced by the filament (see next slide) and are focused on the target of the anode where the x-rays are produced. The focusing cup has a negative charge, like the electrons, and this helps direct the electrons to the target (“focuses” them; electrons can be focused, x-rays cannot). Focusing cup, Filament, side view (cross-section), front view (facing target)
  • Thermionic Emission When you depress the exposure button, electricity flows through the filament in the cathode, causing it to get hot. The hot filament then releases electrons which surround the filament (thermionic emission). The hotter the filament gets, the greater the number of electrons that are released. (Click to depress exposure button and heat filament).
  • The anode in the x-ray tube is composed of a tungsten target embedded in a copper stem. When electrons from the filament enter the target and generate x-rays, a lot of heat is produced. The copper helps to take some of the heat away from the target so that it doesn’t get too hot.
  • X-ray Tube Components 1. focusing cup 6. copper stem 2. filament 7. leaded glass 3. electron stream 8. x-rays 4. vacuum 9. beryllium window 5. target
  • X-ray Tube Components (continued) 1. Focusing cup: focuses electrons on target 2. Filament: releases electrons when heated 3. Electron stream: electrons cross from filament to target during length of exposure 4. Vacuum: no air or gases inside x-ray tube that might interact with electrons crossing tube 5. Target: x-rays produced when electrons strike target 6. Copper stem: helps remove heat from target 7. Leaded glass: Keeps x-rays from exiting tube in wrong direction 8. X-rays produced in target are emitted in all directions 9. Beryllium window: this non-leaded glass allows x-rays to pass through. The PID would be located directly in line with this window.
  • Photo of an X-ray Tube
  • X-ray Machine Components Autotransformer Step-down transformer Step-up transformer
  • X-ray Machine Voltage The x-ray machine is plugged into a 110-volt outlet (most machines) or a 220-volt outlet (some extraoral machines). The current flowing from these outlets is 60-cycle alternating current. Each cycle is composed of a positive and negative phase. X-rays are only produced during the positive phase; the target needs to be positive to attract the negative electrons from the filament. During the positive portion of the cycle, the voltage starts out at zero and climbs to the maximum voltage before dropping back down to zero and entering the negative phase. Each complete cycle lasts 1/60 of a second; there are 60 cycles per second. (See next slide)
  • voltage starts at zero and reaches a maximum of 110 or 220 before going back to zero target positive; electrons flow target negative; no electron flow
  • Many machines now convert the alternating current into a direct current (constant potential). Instead of cycles going from zero to the maximum, both positive and negative, the voltage stays at the maximum positive value, creating more effective x-ray production. This allows for shorter exposure times. 60-cycle Alternating Current Direct Current (Constant Potential)
  • The timer controls the length of the exposure. The black numbers above represent impulses. The red numbers are seconds.
  • With alternating current, there are 60 complete cycles each second; each cycle represents an impulse and is 1/60 of a second. To change impulses into seconds, divide the number of impulses by 60. To convert seconds to impulses, multiply by 60. 60 impulses/60 = 1 second 30 impulses/60 = 0.5 (1/2) second 15 impulses/60 = 0.25 (1/4) second 0.75 (3/4) second X 60 = 45 impulses 0.1 (1/10) second X 60 = 6 impulses
  • There are two electrical circuits operating during an x-ray exposure. The first of these is the low-voltage circuit that controls the heating of the filament. When the exposure button is depressed, this low voltage circuit operates for ½ second or less to heat up the filament. There are no x-rays produced during this time. As you continue to depress the exposure button, the high-voltage circuit is activated. This circuit controls the flow of electrons across the x-ray tube; during the positive portion of the alternating current cycle, the negative electrons are pulled across the x-ray tube to the positive target. X-rays are produced until the exposure time ends. The length of time the high-voltage circuit is operating represents the exposure time. (See next slide).
  • X-ray Exposure 1. Depress exposure button 2. Activate low-voltage circuit to heat filament 3. Activate high-voltage circuit to pull electrons across tube 4. Electrons cross tube, strike target and produce x-rays 5. X-ray production stops when exposure time ends. Release exposure button
  • Exposure Button The timer determines the length of the exposure, not how long you hold down the exposure button; you cannot overexpose by holding the exposure button down for an extended period. However, you can underexpose by releasing the exposure button too soon; the exposure terminates as soon as you release the button.
  • The mA (milliAmpere) setting determines the amount of current that will flow through the filament in the cathode. This filament is very thin; it doesn’t take much current (voltage) to make it very hot. The higher the mA setting, the higher the filament temperature and the greater the number of electrons that are produced.
  • Step-Down Transformer If the voltage flowing through the filament is too high, the filament will burn up. In order to reduce the voltage, the current flows through a step-down transformer before reaching the filament. The voltage reaching the step-down transformer is determined by the mA setting. The step-down transformer reduces the incoming voltage to about 10 volts, which results in a current of 4-5 amps flowing through the filament.
  • Step-Down Transformer The current enters the step-down transformer on the primary (input) side and exits on the secondary (output) side. The fewer turns in the coil on the secondary side, the lower the output voltage will be. The primary coil below would have 110 turns, the secondary coil would have 10. (Each loop of the coil is a “turn”; the number of turns in the diagram below has been reduced for easier viewing).
  • The kVp control regulates the voltage across the x-ray tube. (A kilovolt represents 1000 volts; 70 kV equals 70,000 volts. A 70 kVp setting means the peak, or maximum voltage, is 70,000 volts). The higher the voltage, the faster the electrons will travel from the filament to the target. The kVp control knob regulates the autotransformer (see next slide).
  • Autotransformer The autotransformer determines how much voltage will go to the step-up transformer. Basically, a transformer is a series of wire coils. In the autotransformer, the more turns of the coil that are selected (using the kVp control knob), the higher the voltage across the x-ray tube will be. This is similar to the function of a rheostat. The following slide shows how this works. The incoming line voltage will be 110 volts. The exiting voltage will be 65 volts if the kVp control is set at 65. The exiting voltage will be 80 volts if the kVp setting is 80.
  • Autotransformer: the initial setting is 65; 65 volts leave the autotransformer. Autotransformer: if the setting is changed to 80, 80 volts leave the autotransformer. current flow
  • Step-Up Transformer The voltage coming from the autotransformer next passes through the step-up transformer, where it is dramatically increased. The ultimate voltage coming from the step-up transformer is roughly a thousand times more than the entering voltage. For example, if you set the kVp control knob to 65, 65 volts will exit the autotransformer. This 65 volts is increased to 65,000 volts by the step-up transformer. (The “k” in kVp stands for one thousand; 65 kV is 65,000 volts). The side of the step-up transformer where the voltage enters (primary side) has far fewer turns in the coil than the exit (secondary) side.
  • The current enters the step-down transformer on the primary (input) side and exits on the secondary (output) side. The more turns in the coil on the secondary side, the higher the output voltage will be. The secondary coil in the step-up transformer has 1000 times as many turns as the primary coil. (Again, the number of turns has been reduced for easier viewing).
  • The relationship of the various x-ray machine components are shown in the diagram below. They form the high-voltage and low-voltage circuits. For a more detailed review of the components, see next slide.
  • The x-ray machine is plugged into the electrical outlet (110 volts usually). The length of the exposure is selected with the timer. When the exposure button is depressed, the current can flow into the x-ray tubehead. This activates the low-voltage circuit which heats the filament; this lasts for ½ second (Click to depress exposure button). While keeping the exposure button depressed, the high-voltage circuit is activated to pull the electrons from the filament to the target, producing x-rays. (Click to produce x-rays) The x-rays pass through the filter and collimator before exiting through the PID. (Click for next slide). exposure button,step-up trans, step-down strans, PID, collimator, filter, filament.
  • The tubehead is filled with oil which surrounds the transformers, x-ray tube and electrical wires. The primary function of the oil is to insulate the electrical components. It also helps to cool the anode and, as we will discuss later, it helps in filtration of the x-ray beam. The barrier material prevents the oil from leaking out of the tubehead but still allows most x-rays to pass through.
  • X-ray Production There are two types of x-rays produced in the target of the x-ray tube. The majority are called Bremsstrahlung radiation and the others are called Characteristic radiation.
  • Bremsstrahlung Radiation (Also known as braking radiation or general radiation) Bremsstrahlung x-rays are produced when high-speed electrons from the filament are slowed down as they pass close to, or strike, the nuclei of the target atoms. The closer the electrons are to the nucleus, the more they will be slowed down . The higher the speed of the electrons crossing the target, the higher the average energy of the x-rays produced. The electrons may interact with several target atoms before losing all of their energy.
  • Bremsstrahlung X-ray Production High-speed electron from filament enters tungsten atom Electron slowed down by positive charge of nucelus; energy released in form of x-ray Electron continues on in different direction to interact with other atoms until all of its energy is lost
  • Bremsstrahlung X-ray Production Maximum energy High-speed electron from filament enters tungsten atom and strikes target, losing all its energy and disappearing The x-ray produced has energy equal to the energy of the high-speed electron; this is the maximum energy possible
  • Characteristic Radiation Characteristic x-rays are produced when a high-speed electron from the filament collides with an electron in one of the orbits of a target atom; the electron is knocked out of its orbit, creating a void (open space). This space is immediately filled by an electron from an outer orbit. When the electron drops into the open space, energy is released in the form of a characteristic x-ray. The energy of the high-speed electron must be higher than the binding energy of the target electron with which it interacts in order to eject the target electron. Both electrons leave the atom.
  • Characteristic Radiation Characteristic x-rays have energies “characteristic” of the target material. The energy will equal the difference between the binding energies of the target electrons involved. For example, if a K-shell electron is ejected and an L-shell electron drops into the space, the energy of the x-ray will be equal to the difference in binding energies between the K- and L-shells. The binding energies are different for each type of material; it is dependent on the number of protons in the nucleus (the atomic number).
  • Characteristic X-ray Production Electron in L-shell drops down to fill vacancy in K-shell High-speed electron with at least 70 keV of energy (must be more than the binding energy of k-shell Tungsten atom) strikes electron in the K shell, knocking it out of its orbit X-ray with 59 keV of energy produced. 70 (binding energy of K-shell electron) minus 11 (binding energy of L-shell electron) = 59. Recoil electron (with very little energy) exits atom Ejected electron leaves atom
  • X-ray Spectrum An x-ray beam will have a wide range of x-ray energies; this is called an x-ray spectrum. The average energy of the beam will be approximately 1/3 of the maximum energy. The maximum energy is determined by the kVp setting. If the kVp is 90, the maximum energy is 90 keV (90,000 electron volts); the average energy will be 30. As shown below, characteristic x-rays contribute a very small number of x-rays to the spectrum.
  • X-ray Spectrum (continued) The x-ray spectrum results from three factors: the varying distances between the high-speed electrons and the nucleus of the target atoms multiple electron interactions. The high-speed electrons keep going until all energy is lost. varying voltage. With an alternating current, the speed of the electrons will change as the voltage changes. The higher the voltage, the faster the electrons will travel. This is not a factor when the newer constant potential x-ray units are used.
  • X-ray production is a very inefficient process. Only 1% of the interactions between the high-speed electrons and the target atoms result in x-rays. 99 % of the interactions result in heat production. The excess heat is controlled by the high melting point of the tungsten target, the conductive properties of the copper sleeve and the cooling from the oil surrounding the x-ray tube.
  • X-ray Beam Modifiers The following slides identify the various ways of changing the energy of the x-ray beam and the number of x-rays produced during an x-ray exposure.
  • Exposure Factors The energy of the x-ray beam and the number of x-rays are primarily regulated by the kVp control, the mA setting and the exposure time. One, two or all three of these exposure factors may need to be adjusted, depending on the size of the patient’s head, the likelihood of patient movement due to tremors or the inability to hold still, etc.. If the exposure factors are not set properly for the current patient, the resultant film may be too light or too dark (see next slide).
  • Exposure factors too high (too dark) Correct exposure factors Exposure factors too low (too light)
  • The kVp primarily controls the energy or penetrating quality of the x-ray beam. The higher the kVp, the higher the maximum energy and the higher the average energy of the beam. A higher kVp allows the x-ray beam to pass through more dense tissue in a larger individual, resulting in a more acceptable radiographic image. In addition to increasing penetrating ability, a higher kVp will also result in the production of more x-rays. Because of this, an increase in kVp will allow for a decrease in exposure time, which may be helpful in children or in adults with uncontrolled head movement.
  • In switching from 70 kVp to 90 kVp, the average energy increases (dotted lines below), the maximum energy increases (from 70 keV to 90 keV) and the number of x-rays increases. (Click to change from 70 kVp to 90 kVp).
  • The mA setting determines the heating of the filament. The hotter the filament, the more electrons that are emitted; the more electrons crossing the x-ray tube, the greater the number of x-rays that result. There is no change in the average energy or maximum energy of the x-ray beam. Doubling the mA setting results in twice as many x-rays. (Click to change from 5 mA to 10 mA).
  • Exposure Time An increase in exposure time will result in an increase in the number of x-rays. Doubling the exposure time doubles the number of x-rays produced. Exposure time has no effect on the average or maximum energy of the x-ray beam. (Click to change exposure time from 5 impulses to 10 impulses).
  • All x-ray machines have an mA setting (may be fixed or variable) and an exposure time setting (always variable) for each radiograph taken. The product of the mA setting times the exposure time equals mAs or mAi, depending on whether the exposure time is in seconds or impulses. As long as the mAs remains constant for a given patient size, the x-ray output will remain the same. For example, if the mA setting is 5 and the exposure time is 30 impulses, the mAi would be 150 (5 times 30). If we change the mA setting to 10 and decrease the exposure time to 15, the mAi is still 150 (10 times 15). There will be no change in the number of x-rays. If an x-ray machine has variable mA settings, increasing the mA will allow for a decrease in exposure time; this will be advantageous in most cases.
  • In the following situations, would you expect the x-ray film to be (A), overexposed, (B) correctly exposed or (C) underexposed? (No change in patient size). Recommended kVp, mA, exposure time (e.t.) Increase mA; no change in kVp, e.t. Decrease e.t.; no change in kVp, mA Increase kVp; no change in mA, e.t. Double mA, halve e.t.; no change in kVp
  • Filtration Low-energy x-rays do not contribute to the formation of an x-ray image; all they do is expose the body to radiation. Therefore, we need to get rid of them. The process of removing these low-energy x-rays from the x-ray beam is known as filtration. Filtration increases the average energy (quality) of the x-ray beam. There are two components to x-ray filtration. The first of these, called inherent filtration , results from the materials present in the x-ray machine that the x-rays have to pass through. These include the beryllium window of the x-ray tube, the oil in the tubehead and the barrier material that keeps the oil from leaking out of the tubehead. This removes very weak x-rays.
  • The second component is the addition of aluminum disks placed in the path of the x-ray beam ( added filtration ). These disks remove the x-rays that had enough energy to get through the inherent filtration but are still not energetic enough to contribute to image formation. Disks of varying thicknesses, when combined with the inherent filtration, produce the total filtration for the x-ray machine. Federal regulations require that an x-ray machine capable of operating at 70 kVp or higher must have total filtration of 2.5 mm aluminum equivalent. (The inherent filtration is “equivalent” to a certain thickness of aluminum). X-ray machines operating below 70 kVp need to have a total filtration of 1.5 mm aluminum equivalent.
  • Filtration: beryllium window, oil, barrier material, filter, collimator PID beryllium window of x-ray tube , Oil/Metal barrier, Aluminum filter
  • The filter is usually located in the end of the PID which attaches to the tubehead.
  • Collimation Collimation is used to restrict the area of the head that the x-rays will contact. We want to cover the entire film with the x-ray beam, but don’t want to overexpose the patient. Also, when x-rays from the tubehead interact with the tissues of the face, scatter radiation is produced (see below). This scatter radiation creates additional exposure of the patient and also decreases the quality of the x-ray image. (Scatter will be discussed in greater detail in the section on biological effects of x-rays).
  • The collimator, located in the end of the PID where it attaches to the tubehead, is a lead disk with a hole in the middle (basically a lead washer). The size of the hole determines the ultimate size of the x-ray beam. The shape of the hole will determine the shape of the x-ray beam. You are looking up through the PID at the collimator (red arrows), which is a circular lead washer with a circular cutout in the middle. This will produce a round x-ray beam. The light gray area in the center is the aluminum filter.
  • The shape of the opening in the collimator determines the shape of the x-ray beam. The size of the opening determines the size of the beam at the end of the PID. PID’s come in varying lengths; longer PID’s have a smaller opening in the collimator.
  • The x-ray beam continues to spread out as you get further from the x-ray source (target). More surface is exposed on the exit side of the patient than the entrance side. By collimating the beam, less overall surface is exposed and as a result, less scatter radiation is produced. Both of these things reduce patient exposure. 2.75 inches (7 cm) is the maximum diameter of a circular beam or the maximum length of the long side of a rectangular beam at the end of the PID.
  • If you switch from a 7 cm round PID to a 6 cm round PID, the patient receives 25% less radiation because the area covered by the beam is reduced by 25%. Rectangular collimation (dotted line at left) results in the patient receiving 55 % less radiation when compared to what they would receive with a 7 cm round PID.
  • The quality, or average energy, of the x-ray beam is increased with an increase in kVp or an increase in filtration. The quantity, or number of x-rays , is increased with an increase in kVp, mA setting and kVp setting. Collimation does not change the energy or number of x-rays in the x-ray beam that reach the film; it just limits the size and shape of the beam. Quality Quantity Filtration
  • Tao ra tia x x-ray production

    1. 1. NỘI DUNG:Cấu trúc nguyên tử, các lực hoạt động bêntrong nguyên tử.Các dạng bức xạ điện từ (bao gồm tia X).Tính chất của tia X.Thành phần của máy X quang và bóng đèn tia X.Tia X được tạo thành như thế nào và cách làmgiảm chùm tia X.TẠO RA TIA X(X-RAY PRODUCTION)
    2. 2. Nguyên tử (atom) gồm electrons (điện tích âm),protons (điện tích dương) và neutrons (khôngmang điện). Protons và neutrons nằm trong nhâncủa nguyên tử và electrons chuyển động quay(quỹ đạo/orbit) quanh nhân. Số lượng electronsbằng số lượng protons trong cùng một nguyên tửđể nguyên tử trung hòa về điện. Các chất khácnhau (như vàng và chì) có số lượngprotons/electrons khác nhau trong nguyên tử củachúng. Tuy nhiên, tất cả các nguyên tử của cùngmột chất sẽ có số lượng electrons và protons nhưnhau.Cấu trúc nguyên tử
    3. 3. Nguyên tửNguyên tử này có 7 protons và 7 neutrons trong nhân. Có7 electrons chuyển động theo quỹ đạo quanh nhân.protonsneutronselectrons
    4. 4. Các electrons được giữ trong quỹ đạo (orbits)của chúng xung quanh nhân là do 2 lực đối lậpnhau. Một là lực tĩnh điện (electrostatic force),là lực hút giữa electrons âm và protons dương.Lực hút này làm cho electrons bị kéo về phíaprotons ở nhân. Để giữ cho electrons không bịhút vào trong nhân, một lực khác là lực ly tâm(centrifugal force), kéo electrons trở lại. Sự cânbằng giữa 2 lực này giữ electrons nằm trongquỹ đạo.
    5. 5. Lực tĩnh điện là lực hút giữa protons và electrons.Electrons ở quỹ đạo gần nhân nhất (quỹ đạo K) sẽ cólực hút tĩnh điện lớn hơn electrons ở các quỹ đạo xanhân hơn. Một thuật ngữ khác thường được dùng lànăng lượng liên kết (binding energy); là năng lượngcần để thắng lực hút tĩnh điện để đánh bật electronra khỏi quỹ đạo của nó. Theo mục đích của chúng ta,thì lực tĩnh điện và năng lượng liên kết là giốngnhau. Số hiệu nguyên tử (Z) của một nguyên tử cànglớn (nhiều protons), lực tĩnh điện đối với electronstrong nguyên tử càng lớn. Electron ở lớp K có NLliên kết cao nhất.
    6. 6. Lực ly tâm kéo electrons ra khỏi nhân.
    7. 7. Cân bằng giữa lực tĩnh điện EF và lực ly tâmCF giữ cho electrons nằm trong quỹ đạo củachúng quanh nhân.EF CF
    8. 8. Bức xạ điện từ(Electromagnetic Radiation)Tia X là một dạng bức xạ điện từ có bức sóngngắn, có thể gây ion hóa và xuyên qua chấtrắn. Bức xạ (sóng) điện từ là chuyển động củanăng lượng xuyên qua không gian như mộtsự kết hợp giữa điện trường (electric field) vàtừ trường (magnetic fields). Tất cả các dạngbức xạ điện từ gồm sóng radio, sóng tv, visóng (microwaves), ánh sáng nhìn thấy, và tiagamma,… lan truyền trong không khí dướidạng sóng với vận tốc của ánh sáng (186,000dặm/s).
    9. 9. DWWSóng bức xạ điện từ có 2 đặc tính cơ bản: bước sóngW (wavelength) và tần số F (frequency). Bước sóng làkhoảng cách giữa 2 đỉnh của 2 sóng liên tiếp. Tần sốlà số lượng sóng trong một khoảng cách nào đó (D).Nếu khoảng cách giữa các sóng nhỏ (W nhỏ), tần sốsẽ cao.Hình trên: sóng phía trên có bước sóng ngắn hơn vàcó tần số cao hơn sóng dưới.F = 3F = 2
    10. 10. SóngradioSóngtvAS nhìnthấyTia X TiagammaTia vũ trụBức xạ điện từ nào có bước sóng nhỏ nhất?Bức xạ nào có tần số nhỏ nhất?Tia vũ trụ (Cosmic rays)Sóng Radio
    11. 11. Năng lượng của sóng điện từ tượng trưngcho khả năng xuyên qua vật thể. Năng lượngcàng cao, sóng xuyên qua vật thể càng dễ.Bước sóng càng ngắn, năng lượng càng cao,và tần số càng cao, năng lượng càng lớn.Năng lượng tia XλchfhE.. ==h = 6,625.10-34Js : hằng số Planck.f, λ : là tần số và bước sóng của photon.c= 3.108m/s : vận tốc ánh sáng trong chân không.
    12. 12. ABCTia X nào có năng lượng cao nhất?A: bước sóng ngắn nhất, tần số cao nhất.
    13. 13. Tính chất của tia X• Tia X là sóng có năng lượng cao, với bướcsóng rất ngắn, lan truyền với vận tốc ánh sáng.• Tia X không có trọng lượng, không mang điệntích, không nhìn thấy được.• Tia X truyền theo đường thẳng.• Chùm tia X không thể hội tụ tại một điểm; chùmtia X phân kỳ khi nó truyền tới và đi qua BN.Giống như chùm ánh sáng đèn flashlight.
    14. 14. • Tia X được hấp thu khác nhau bởi các chất màchúng đi qua. Chất có mật độ càng dày đặc (nhưamalgam) sẽ hấp thu tia X nhiều hơn chất có mật độít dày đặc hơn (mô da). Tính chất này cho phép tanhìn thấy hình ảnh trên phim X quang.• Tia X sẽ làm phát quang (fluoresce) một số chất.Ứng dụng tính chất này trong bảng tăng sáng(intensifying screens) dùng trong chụp phim ngoàimặt.• Tia X gây hại cho tổ chức sống. Do đó, phải hạnchế số lượng phim chụp đến mức tối thiểu khi chẩnđoán.Tính chất của tia X
    15. 15. Máy X quang
    16. 16. Máy X quang 3 phần chính:(1)Đầu đèn (tubehead) tia X,tạo ra tia X.(2)Giá đỡ (support arms),cho phép di chuyển đầuđèn quanh đầu BN.(3)Hộp điều khiển (controlpanel), cho phép thay đổithời gian chụp (exposuretime) và cường độ (nănglượng) của chùm tia X (ởmột số máy X quang).132
    17. 17. PID(cone)X-rayTubeheaddegreesĐầu đèn dính với cần máy để nó có thể quay lên,xuống (chiều đứng; tính theo độ) và di chuyển sangbên (chiều ngang). Ống côn (PID-Position IndicatingDevice) dính với đầu đèn là nơi tia X đi ra và nó xácđịnh vị trí của chùm tia X.
    18. 18. Hộp điều khiển như hộp ở bên trái, cho phép thayđổi thời gian chụp (exposure time) mà không thayđổi được bất cứ gì khác.Một số máy, như hình bên phải, còn cho phép cài đặtmA và kVp ngoài thời gian chụp ra.exposure time kVp controlmA control
    19. 19. X-ray TubeTia X được tạo ra bởi bóng đèn tia X (x-ray tube),nằm trong đầu đèn tia X (x-ray tubehead). Tia Xđược sinh ra khi electrons đi ra từ dây tóc(filament) của bóng đèn và di chuyển với tốc độcao đập vào và tương tác với bia ngắm (target).2 thành phần chính của bóng đèn tia X là âm cực(cathode) và dương cực (anode).
    20. 20. (tungsten)Âm cựcLy tập trungDây tócÂm cực gồm dây tóc tungsten nằm chính giữa lytập trung (focusing cup). Electrons được sinh rabởi dây tóc và được tập trung vào bia ngắm củadương cực nơi tia X được tạo ra. Ly tập trung cóđiện tích âm, giống như electrons, điều này giúphướng dẫn các electrons hướng về bia ngắm (“tậptrung” chúng; electrons có thể được tập trung,nhưng tia X thì không).Nhìn bên(cross-section)Nhìn trước(facing target)
    21. 21. Sự phát nhiệt (Thermionic Emission)x-sectionoffilamenthotfilamentKhi bấm nút chụp, dòng điện đi qua dây tóc ở cathode,làm nó nóng lên. Dây tóc bị đốt nóng phóng thích raelectrons, chúng nằm xung quanh dây tóc (thermionicemission). Dây tóc càng nóng, càng nhiều electronsđược thoát ra.electronsNút chụp
    22. 22. Dương cựcLõi đồng(Copper stem)Bia ngắm(Target)Dương cực gồm bia ngắm làm bằng tungsten gắndính trong lõi đồng (copper stem). Khi electronstừ dây tóc bắn vào bia ngắm và tạo ra tia X, rấtnhiều nhiệt được sinh ra. Lõi đồng giúp giải nhiệtcho bia ngắm.Nhìn bên Nhìn trướcbia ngắm
    23. 23. Các thành phần của bóng đèn tia X1243586791. Ly tập trung 6. Lõi đồng2. Dây tóc 7. Bóng thủy tinh có chì3. Dòng electron 8. Tia X4. Chân không 9. Cửa sổ Tia X (bằng Beryllium)5. Bia ngắm
    24. 24. 1. Ly tập trung: tập trung electrons hướng về bia ngắm.2. Dây tóc: giải phóng electron khi bị đốt nóng.3. Dòng electron: electrons đi từ dây tóc đến bia ngắmtrong thời gian chụp.4. Chân không: không có không khí hay gas bên trongbóng đèn tia X.5. Bia ngắm: tia X được tạo ra khi electrons đập vào biangắm.6. Lõi đồng: giúp giải nhiệt cho bia ngắm.7. Bóng thủy tinh có chì: giữ tia X không đi ra khỏi bóngđèn theo các hướng không mong muốn.8. Tia X tạo ra ở bia ngắm phát ra theo mọi hướng.9. Cửa sổ Beryllium: phần này không chứa chì, cho phéptia X đi qua. Ống côn sẽ nằm ngay trên đường thẳngchứa cửa sổ này.Các thành phần của bóng đèn tia X
    25. 25. TargetBeryllium WindowFocusing cup(filament located inside)Bóng đèn tia XLeaded glass
    26. 26. Thành phần của máy X quangHộp điều khiển(Control Panel)Đầu đèn(X-rayTubehead)110, 220 line TimerExposure switchmA selectorkVp selectorMáy tự biến thếMáy tăng thếMáy hạ thếBóng đèn (X-ray Tube)Dây điệnDầu
    27. 27. Máy X quang được cắm vào nguồn điện 110-volt(hầu hết các máy) hay 220-volt (một số máy chụpngoài mặt). Dòng điện chạy ra từ nguồn điện làdòng điện xoay chiều 60Hz. Mỗi chu kỳ gồm mộtpha dương và một pha âm.Tia X chỉ được tạo ra trong pha dương; bia ngắmcần điện dương để hút các electrons từ dây tóc.Trong pha dương của chu kỳ, hiệu điện thế bắt đầuở 0 và tăng lên cao nhất trước khi hạ xuống trở lại 0và đi vào pha âm. Mỗi chu kỳ hoàn thành mất 1/60giây; có 60 chu kỳ/s.Hiệu điện thế của máy X quang
    28. 28. + 110, 220- 110, 220positivenegativeBia ngắm có điện;Có dòng electrons0voltage starts at zero and reachesa maximum of 110 or 220 beforegoing back to zeroBia ngắm có điện;Có dòng electronsBia ngắm ko có điện;Ko có dòng electrons
    29. 29. DĐ một chiều (điện thế không đổi)DĐ xoay chiều 60HzNhiều máy X quang hiện nay chuyển đổi dòng điệnxoay chiều thành dòng điện một chiều (điện thếkhông đổi). Thay vì các chu kỳ đi từ 0 đến hiệu điệnthế cao nhất (cả dương và âm), thì hiệu điện thếđược giữ ở giá trị dương cao nhất, tạo ra nhiều tiahiệu quả (effective x-ray) hơn. Điều này cho phépthời gian chụp ngắn hơn.
    30. 30. TimerTimer điều khiển thời gian chụp. Số màu đen ở trêntượng trưng cho xung động (impulses). Số màu đỏlà giây.
    31. 31. Số lượng xung60= giây1/60 sec.Với DĐ xoay chiều, có 60 chu kỳ mỗigiây; mỗi chu kỳ là một xung động vàkéo dài 1/60 giây. Để chuyển đổi xungđộng thành giây, ta chia số lượng xungcho 60. Để chuyển đổi giây thành xungđộng thì nhân với 60.Số giây X 60 = xung60 impulses/60 = 1 second30 impulses/60 = 0.5 (1/2) second15 impulses/60 = 0.25 (1/4) second0.75 (3/4) second X 60 = 45 impulses0.1 (1/10) second X 60 = 6 impulses
    32. 32. Có 2 mạch điện (electrical circuits) hoạt động tronglúc chụp tia X. Thứ nhất là mạch có dòng điện vớihiệu điện thế thấp điều khiển sự nóng lên của dâytóc. Khi nhấn nút chụp, dòng điện này hoạt độngtrong ½ giây hay ít hơn để đốt nóng dây tóc. Khôngcó tia X được tạo ra lúc này.Khi tiếp tục ấn giữ nút chụp, mạch có dòng điện vớihiệu điện thế cao được kích hoạt. Dòng điện nàykiểm soát dòng electrons đi trong bóng đèn; trongpha dương của chu kỳ của DĐ xoay chiều, cácelectrons bị hút về bia ngắm. Tia X được tạo ra đếnhết thời gian chụp. Thời gian dòng điện có hiệu điệnthế cao này hoạt động tương đương với thời gianchụp.
    33. 33. Chụp tia X2. Kích hoạt mạch có hiệu điện thế thấp đốt nóng dây tóc.3. Kích hoạt mạch có hiệu điện thế cao để kéo e- về bia ngắm.4. Electrons di chuyển, đập vào bia ngắm và tạo ra tia X.1. Nhấn nút chụp.5. Tia X ngừng tạo ra khi hết thời gian chụp. Buông nút chụp ra.
    34. 34. Exposure ButtonTimer quyết định thời gian chụp, không phải thờigian ấn giữ nút chụp; không thể chụp tia cứng(overexpose) bằng cách giữ nút chụp trong thờigian dài. Tuy nhiên, có thể chụp tia mềm(underexpose) bằng cách buông nút chụp ra ngay;việc chụp sẽ kết thúc ngay khi buông nút chụp.
    35. 35. mA settingmilliAmpere (mA) selectorPhần cài đặt mA (milliAmpere) quyết định cườngđộ dòng điện sẽ chạy qua dây tóc ở cathode. Dâytóc này rất mỏng; không mất nhiều điện (hiệuđiện thế) để làm nó nóng. Cài đặt mA càng lớn,nhiệt độ của dây tóc càng lớn và số lượngelectrons được tạo ra càng nhiều.
    36. 36. Máy hạ thế (Step-Down Transformer)Nếu hiệu điện thế chạy qua dây tóc quá cao, dâytóc sẽ cháy. Để hạ hiệu điện thế xuống, dòngđiện chạy qua một máy hạ thế trước khi đến dâytóc. Hiệu điện thế đạt được ở máy hạ thế đượcquyết bởi việc cài đặt mA. Máy hạ thế làm giảmhiệu điện thế đến khoảng 10 volts, tạo ra mộtdòng điện 4-5A chạy qua dây tóc.
    37. 37. Máy hạ thếPrimarySecondary110 voltsor lesscurrentflow10 voltscurrentflowDòng điện đi vào máy hạ thế ở bên vào (primary /input) vàra ở bên ra (secondary /output). Cuộn dây bên ra càng ítvòng xoắn, hiệu điện thế ra càng thấp.Cuộn dây bên vào dưới đây có 110 vòng, cuộn bên ra sẽ có10 vòng.
    38. 38. kiloVolt peak (kVp) controlkVp readoutkVp control knobkVp control điều chỉnh hiệu điện thế đi qua bóng đèntia X. (một kilovolt = 1000 V; 70 kV = 70,000 V). Cài đặt70 kVp có nghĩa là hiệu điện thế đỉnh (peak/maximumvoltage) là 70,000 V. Hiệu điện thế càng cao,electrons di chuyển từ dây tóc sang bia ngắm càngnhanh. Nút kVp control knob là tự biến thế.
    39. 39. Máy tự biến thế (Autotransformer)Máy tự biến thế quyết định hiệu điện thế tăng lênbao nhiêu khi đến máy tăng thế. Về cơ bản, máybiến thế là nhiều cuộn dây. Trong máy tự biếnthế, số vòng xoắn của cuộn dây được lựa chọn(dùng nút kVp control knob) càng nhiều, thì hiệuđiện thế đi qua bóng đèn càng cao. Nó có chứcnăng giống như một cái biến trở (rheostat).Hiệu điện thế đến là 110 volts. Hiệu điện thế rasẽ là 65 volts nếu kVp control được thiết lập ở65. Hiệu điện thế ra sẽ là 80 volts nếu kVp đượcthiết lập là 80.
    40. 40. 110 V65 voltsDòngđiệnMáy tự biến thế: thiết lập ban đầu là 65; hiệu điện thếra là 65 volts.80 voltsto step-up transformerkVpselectorMáy tự biến thế: nếu thiết lập đổi thành 80; hiệu điệnthế ra là 80volts.
    41. 41. Hiệu điện thế đi ra từ máy tự biến thế tiếp theo sẽ đếnmáy tăng thế, nơi nó sẽ tăng lên một cách đáng kể.Hiệu điện thế cuối cùng đến từ máy tăng thế lớn gấp1000 lần so với hiệu điện thế vào.VD, cài đặt kVp control knob là 65, hiệu điện thế 65volts sẽ đi ra khỏi máy tự biến thế. HĐT 65 volts nàytăng lên 65,000 volts (65kV) bởi máy tăng thế.Ở bên vào của máy tăng thế (primary side) số vòngxoắn của cuộn dây ít hơn bên ra (secondary side).Máy tăng thế (Step-Up Transformer)
    42. 42. Máy tăng thếPrimarySecondary65-90 voltscurrentflow65,000 to90,000 voltscurrentflowDòng điện đi vào máy tăng thế ở bên vào (primary /inputside) và ra ở bên ra (secondary /output side). Cuộn dây bênra càng nhiều vòng xoắn, HĐT ra càng lớn. Cuộn dây bênra trong máy tăng thế có số vòng xoắn gấp 1000 lần bênvào.
    43. 43. 65,000 to90,000 voltskVpDây tóc110 volts10 voltsMối liên hệ của các thành phần khác nhau trong máy Xquang được trình bày trong sơ đồ dưới đây. Chúng tạothành mạch điện có HĐT cao và mạch điện có HĐT thấp.
    44. 44. Nút chụpDầuMàng lọcMáy X quang được cắm vào nguồn điện (thường là 110V).Thời gian chụp được thiết lập với timer.Khi nhấn nút chụp, DĐ chạy vào đầu đèn, kích hoạt mạch có HĐT thấp đốtnóng dây tóc; khoảng ½ giây.Trong lúc giữ nút chụp, mạch có HĐT cao được kích hoạt để kéo e từ dâytóc qua bia ngắm, tạo ra tia X.Dây tócTia X đi qua mành lọc (filter) và ống chuẩn trực (collimator) trước khi rakhỏi ống côn (PID).Máy tăng thếMáy hạ thếỐng cônỐng chuẩntrực
    45. 45. Đầu đèn chứa đầy dầu (oil), chúng bao quanh các máybiến thế, bóng đèn tia X và dây điện. Chức năng chủ yếucủa dầu là để cách ly các thành phần điện với nhau. Nócũng giúp giải nhiệt cho anode và, nó giúp lọc chùm tiaX. Có màng ngăn (barrier material) không cho dầu rò rangoài đầu đèn nhưng vẫn cho hầu hết tia X đi qua.oilbarriermaterialStep-upTransStep-downTrans
    46. 46. TẠO RA TIA XCó 2 dạng tia X được tạo ra ở bia ngắm củabóng đèn tia X.Phần lớn là bức xạ hãm (Bremsstrahlung),còn lại là bức xạ đặc trưng.Bremsstrahlung (tiếng Đức): từ chữ bremsen nghĩa là "hãm,phanh" và Strahlung nghĩa là "bức xạ".
    47. 47. Tia X (bức xạ hãm) được tạo ra khi electrons tốcđộ cao từ dây tốc đột ngột bị hãm lại khi chúngđến gần, hay đập vào hạt nhân của nguyên tử biangắm. Electrons càng gần hạt nhân, chúng sẽ bịhãm lại nhiều hơn. Tốc độ của electrons càng cao,năng lượng trung bình của tia X được sinh racàng lớn. Electrons có thể tương tác với một sốnguyên tử khác của bia ngắm trước khi mất hếtnăng lượng.Bức xạ hãm(braking radiation / deceleration radiation)
    48. 48. Tạo ra tia X (bức xạ hãm)+Electron tốc độcao từ dây tốc đivào nguyên tửtungsten.Electron bị hãmđột ngột bởi điệntích dương củahạt nhân; nănglượng giải phóngdưới dạng tia X.Electron tiếp tục di chuyển theohướng khác để tương tác với cácnguyên tử khác cho đến khi toànbộ năng lượng của nó mất hết.
    49. 49. Tạo ra tia XNăng lượng cực đại (Maximum energy)Electron tốc độ cao từdây tốc đập vào biangắm, mất hết nănglượng và biến mất.Tia X được tạo ra có năng lượngbằng với năng lượng của electrontốc độ cao; đây là năng lượng lớnnhất có thể có được.+
    50. 50. Bức xạ đặc trưng (Characteristic Radiation)Tia X đặc trưng được sinh ra khi một electron tốcđộ cao từ dây tóc va chạm với một electron trongmột quỹ đạo của nguyên tử bia ngắm; electron bịđánh bật ra khỏi quỹ đạo của nó, tạo ra mộtkhoảng trống (open space). Khoảng này ngay lậptức được lấp đầy bởi một electron từ một quỹđạo phía ngoài. Khi electron rơi vào trongkhoảng trống này, năng lượng được giải phóngdưới dạng bức xạ tia X đặc trưng. Năng lượngcủa electron tốc độ cao phải lớn hơn năng lượngliên kết của electron bia ngắm, để khi tương tácnó có thể đánh bật electron bia ngắm. Cả 2electrons đều bị văng ra ngoài nguyên tử.
    51. 51. Tia X đặc trưng có năng lượng “đặc trưng” của vậtchất làm bia ngắm. NL sẽ bằng với hiệu số giữa NL liênkết của các electrons bia ngắm có liên quan.VD, nếu một electron lớp K bị đánh bật và một electronlớp L rơi xuống khoảng trống, NL của tia X sẽ bằng vớihiệu số giữa NL liên kết của lớp K và lớp L. NL liên kếtkhác nhau đối với mỗi loại vật chất; nó phụ thuộc vàosố lượng protons trong hạt nhân (số hiệu nguyên tử).Bức xạ đặc trưngK-shellM-shellL-shell
    52. 52. Tạo ra bức xạ tia X đặc trưngLKMElectron tốc độ cao vớiNL ít nhất là 70 keV(phải lớn hơn NL liênkết của lớp K nguyêntử Tungsten) đập vàomột electron ở lớp K,đánh bật nó ra khỏiquỹ đạo.Electron bị đánh bậtra khỏi nguyên tửElectron dội lại(với NL rất nhỏ) đira khỏi nguyên tử.Chổ trốngTia X có NL 59keV được tạora. 70 (NL liênkết của e lớpK) trừ đi 11(NL liên kếtcủa e lớp L) =59.Electron ở lớp Lrơi xuống lấp đầychổ trống ở lớp K
    53. 53. Quang phổ của tia X (X-ray Spectrum)Chùm tia X sẽ có một khoảng NL rộng; đây gọi là quangphổ (spectrum) của tia X. NL trung bình của chùm tiakhoảng 1/3 NL cực đại. NL cực đại được quyết định bởiviệc thiết lập kVp. Nếu kVp là 90, NL tối đa là 90 keV(90,000 electron volts); NL trung bình sẽ là 30 keV.Như thấy ở dưới, tia X đặc trưng có số lượng tia rất nhỏtrong quang phổ.X-ray energy (keV)characteristicx-rays(59 & 67 keV)#ofx-raysBremmstrahlungx-rays
    54. 54. Quang phổ của tia XQuang phổ của tia X là do 3 yếu tố :(1) Khoảng cách giữa e tốc độ cao vàhạt nhân nguyên tử bia ngắm khácnhau.(2) Sự tương tác của nhiều electron.Electrons tốc độ cao tiếp tục dichuyển đến khi tất cả NL của nómất hết.(3) HĐT khác nhau. Với DĐ xoaychiều, vận tốc của electrons sẽ thayđổi khi HĐT thay đổi. HĐT càng cao,electrons di chuyển càng nhanh.Đây không phải là một yếu tố khidùng dòng điện không đổi.
    55. 55. Sự tạo ra tia X là một quá trình không có hiệu quả.Chỉ 1% sự tương tác giữa electrons tốc độ cao vànguyên tử bia ngắm tạo ra tia X. 99% sự tương tácsinh ra nhiệt.Nhiệt độ nóng quá mức được kiểm soát bằng biangắm tungsten có điểm nóng chảy cao, tính chấtdẫn nhiệt của lõi đồng bên ngoài và sự giải nhiệtcủa dầu xung quanh bóng đèn tia X.heat
    56. 56. Phương tiện làm thay đổi tínhchất của chùm tia X(X-ray Beam Modifiers)
    57. 57. Các thông số khi chụp phim(Exposure factors)kVP, mA và exposure time.NL của chùm tia X và số lượng tia X đượcđiều chỉnh chủ yếu bởi kVp control, mAsetting và thời gian chụp (exposure time). Một,hai hoặc tất cả 3 yếu tố này có thể cần đượcđiều chỉnh, tùy thuộc kích thước đầu BN, cửđộng của BN do run hay không thể giữ yênđược, ... Nếu các yếu tố này không được thiếtlập phù hợp thì phim chụp ra có thể quá mờhay quá sáng.
    58. 58. Chỉnh thông số quá lớn(hình quá sáng)Thông số phù hợpChỉnh thông số quá thấp(hình quá mờ)
    59. 59. kVp (kilovolt peak)kVp chủ yếu kiểm soát năng lượng hay khả năngxuyên thấu của chùm tia X. kVp càng cao, NL cựcđại và NL trung bình của chùm tia càng lớn. kVpcao cho phép chùm tia X xuyên qua các tổ chứcđặc ở người có tầm vóc to, tạo ra hình ảnh có thểchấp nhận được. Ngoài làm tăng khả năng xuyênthấu, kVp lớn cũng sẽ giúp tạo ra nhiều tia X hơn.Do đó, tăng kVp sẽ cho phép giảm thời gian chụp,điều này có ích cho trẻ em hay người lớn khôngkiểm soát được cử động của đầu.
    60. 60. kVp (kiloVolt peak)X-ray Energy (keV)NumberofX-rays70 9090 kVp70 kVpChuyển từ 70 kVp lên 90 kVp, NL trung bình tăng(đường đứt đoạn bên dưới), NL cực đại tăng (từ 70keV lên 90 keV) và số lượng tia X cũng tăng.NL trung bìnhNL cực đại
    61. 61. mA (milliampere)mA setting quyết định sự đốt nóng dây tóc. Dây tóc càngnóng, càng nhiều electrons bị đẩy ra; càng nhiềuelectrons di chuyển trong bóng đèn, số lượng tia X tạo racàng lớn. Không có sự thay đổi trong NL trung bình hayNL cực đại của chùm tia X. Tăng mA gấp đôi làm sốlượng tia X tăng 2 lần.Thay đổi từ 5 mA thành 10 mA:NumberofX-raysX-ray Energy10 mA (twice as many x-rays)5 mAmaximum energyaverage energy(no change)(no change)
    62. 62. NumberofX-raysX-ray Energy10 impulses(twice as many x-rays)5 impulsesmaximum energyaverage energyThời gian chụpTăng thời gian chụp sẽ làm tăng số lượng tia X.Thời gian tăng gấp đôi thì số lượng tia X tạo ratăng gấp đôi. Thời gian chụp không ảnh hưởngđến NL trung bình hay NL cực đại của chùm tia X.Thay đổi thời gian chụp từ 5 impulses thành 10impulses:(no change)(no change)
    63. 63. mAs or mAimAs = milliamperes (mA) x seconds (s)mAi = milliamperes (mA) x impulses (i)Tất cả máy X quang đều có mA setting (có thể là cố định hoặcthay đổi được) và exposure time setting (luôn luôn điều chỉnhđược). Kết quả của phép nhân “mA setting” với “exposuretime” sẽ bằng mAs hay mAi, phụ thuộc vào exposure timetính bằng giây hoặc bằng impulses.VD, nếu mA setting là 5 và exposure time là 30 impulses, thìmAi sẽ là 150 (5 x 30). Nếu thay đổi mA setting thành 10 vàgiảm exposure time thành 15, mAi vẫn là 150 (10 x 15). Sẽkhông có sự thay đổi số lượng tia X. Nếu máy X quang có mAsettings điều chỉnh được, việc tăng mA sẽ cho phép giảmexposure time; điều này có ích cho đa số các trường hợp.
    64. 64. 1. kVp, mA, exposure time (e.t.) theo khuyến cáo.2. Tăng mA; không đổi kVp, e.t.3. Giảm e.t.; không đổi kVp, mA4. Tăng kVp; không đổi mA, e.t.5. Tăng mA 2 lần, giảm e.t. 2 lần; không đổi kVp.A CBBACABoverexposed correct exposure underexposedTrong những tình huống sau đây, bạn nghĩ phim Xquang sẽ là: (A) tia cứng, (B) tia phù hợp hay (C) tiamềm? (cùng một BN).
    65. 65. Sự lọc tia X (Filtration)Tia X NL thấp không góp phần vào việc tạo ảnh trênphim; và chúng làm cho cơ thể phơi nhiễm với bứcxạ. Do đó chúng cần được loại bỏ. Quá trình loại bỏnhững tia X có NL thấp ra khỏi chùm tia X được gọilà lọc (filtration). Quá trình lọc làm tăng NL trungbình (chất lượng) của chùm tia X.Có 2 thành phần để lọc tia X. Thứ nhất là thành phầnlọc vốn có (inherent filtration), do các vật liệu có bêntrong máy X quang mà tia X phải đi qua. Chúng gồmcửa sổ bằng beryli (beryllium window) của bóng đèntia X, dầu trong đầu đèn và màng ngăn không chodầu rò khỏi đầu đèn. Chúng loại bỏ những tia X rấtyếu.
    66. 66. Lọc tia XThành phần lọc thứ 2 là đĩa nhôm được thêm vào ở trênđường đi của chùm tia X (thành phần lọc thêm vào-added filtration) => màng lọc. Các đĩa này loại bỏ nhữngtia X có đủ năng lượng để đi qua khỏi những thànhphần lọc vốn có nhưng vẫn không đủ năng lượng để tạoảnh.Đĩa có độ dày thay đổi, khi kết hợp với thành phần lọcvốn có, sẽ tạo thành thành phần lọc toàn phần (totalfiltration) của máy X quang.Máy X quang hoạt động ở 70 kVp hoặc cao hơn đòi hỏiphải có total filtration tương đương 2.5 mm nhôm.(inherent filtration “tương đương” với một bề dày nàođó của nhôm). Máy X quang hoạt động dưới 70 kVp cầncó một total filtration tương đương 1.5 mm nhôm.
    67. 67. Bộ phận lọc tia XInherentCửa sổ berylliumcủa bóng đèn tia XAddedMàng lọcTotalDầu/ Màngngăn kim loạiMàng lọcỐng cônỐng chuẩn trựcMàngngăn dầuCửa sổberylliumDầuBóng đèn tia X
    68. 68. filterPIDMàng lọc (filter)thường đặt ở đầu ốngcôn (PID), gắn dính vớiđầu đèn.
    69. 69. Tia X sơ cấp(primary x-ray)Tia X tán xạ(scattered x-ray)Sự chuẩn trực (Collimation)Collimation được dùng với mục đích thu hẹp vùng bịchiếu tia X (giảm nhiễm tia cho BN) và giảm các tia tán xạ.Chúng ta muốn chùm tia X đi tới toàn bộ phim, nhưngkhông muốn phơi nhiễm quá mức cho BN. Khi tia X từ đầuđèn tương tác với mô vùng mặt, tia tán xạ (scatterradiation) được tạo ra. Tia tán xạ làm tăng phơi nhiễm choBN và cũng làm giảm chất lượng hình ảnh trên phim.
    70. 70. CollimationỐng chuẩn trực (collimator), đặt ở đầu ống côn nơinó gắn dính với đầu đèn, nó là một đĩa chì (leaddisk) có 1 lổ ở giữa. Kích thước của lổ quyết địnhkích thước cuối cùng của chùm tia X. Hình dạngcủa lổ sẽ quyết định hình dạng của chùm tia X.Nhìn qua ống côn thấy được ốngchuẩn trực (mũi tên) có một lổtròn ở giữa. Nó sẽ tạo ra chùm tiaX có hình tròn. Vùng màu xámnhạt ở giữa là màng lọc nhôm.
    71. 71. Hình dạng lổ trong ống chuẩn trựcquyết định hình dạng chùm tia X.Kích thước của lổ quyết định kíchthước chùm tia ở đầu ống côn. Ốngcôn có độ dài khác nhau; ống côncàng dài thì lổ trong ống chuẩn trựccàng nhỏ.TrònTứ giácCollimation
    72. 72. Chùm tia chuẩn trực(collimated beam)collimatortarget(x-ray source)Collimation2.75 inches (7 cm) là đường kính lớn nhất của chùm tia hình trònhay độ dài lớn nhất của cạnh dài chùm tia tứ giác ở đầu ống côn.
    73. 73. Nếu đổi ống côn tròn đk7 cm thành 6 cm, BN sẽnhận bức xạ ít hơn 25%do vùng bị chiếu tia giảm25%.Lổ ống chuẩn trực hìnhtứ giác làm BN nhận tiaít hơn 55% so với lổ trònđk 7 cm.6 cm roundfilm(4.5 cm long)entranceentranceexitexit6 cm7 cmarea covered at skin surface (6 cm round PID)area covered as beam exits (6 cm round PID)area covered at skin surface (7 cm round PID)area covered as beam exits (7 cm round PID)Collimation
    74. 74. Chất lượng Số lượng(chủ yếu)kVpmAThời gian chụpSự lọc tia XKhông đổiKhông đổiCollimation không làm thay đổi năng lượng hay sốlượng tia X trong chùm tia X đi đến phim; nó chỉ hạnchế kích thước và hình dạng của chùm tia.Chất lượng hay năng lượng trung bình của chùm tiaX tăng khi tăng kVp hay tăng khả năng xuyên thấu.Số lượng tia X tăng khi tăng kVp, mA setting và kVpsetting.
    75. 75. This concludes the section on X-rayProduction.Additional self-study modules are availableat: http://dent.osu.edu/radiology/resources.phpIf you have any questions, you may e-mailme at: jaynes.1@osu.eduRobert M. Jaynes, DDS, MSDirector, Radiology GroupCollege of DentistryOhio State University

    ×