radio Flashcards
cours 1-
en quelle date les rayonx ont été découvertes et par qui
8 nov 1895 par Wilhelm Roentgen
c’était quoi la premiere rx médicale et en quelle date
22 déc 1895
rx de la main de sa femme, 25 min d’exposition
depuis la découverte des rayons x nous avons amélioré 2 aspects:
la création de rayon x qui est plus pénétrant, energie plus forte
rapidité des capteurs/ récepteurs
1 ère rx dentaire par qui est en quelle année
Otto Walkhoff 1895
1ere appareil commercial a rx dentaire en quelle année
1905
est-ce que l’anatomie générale de la machine de rx dentaire a changé depuis sa découverte
non
maintenant on a cb de sec d’exposition pour une rx
0.1 s d’exposition
A et Z, lequel numéro atomique lequel nb de masse
A masse (protons + neutrons)
Z numéro atomique (protons)
masse relatif de electron, proton, neutron
electron 1
proton et neutron 1836
la premiere et deuxieme couche d’orbital s’appelent (la lettre)
K, ensuite L
quel modele est utilisé pour décrire la position des nuages d’électrons autour du noyau
Orbitales s p d f
quel modele est utilisé en radiologie pour les electrons qui voyagent dans orbitales
modele de Bohr (K,L,M,N,O)
c’est quoi la formule pour savoir cb de electron sur chaque orbite
2n^2
k=2
L=8
M=18
plus on est proche du noyau __ on a d’électrons
moins
définition de énergie de liaison et son unité de mesure
Unité de mesure : électron-volt (eV)
Définition: énergie cinétique nécessaire pour accélérer un électron en présence d’une différence de potentiel de 1 volt.
1 ev c’est cb de J
1 eV = 1.602 x 10^-19 Joule
plus on est proche du noyau, __ d’energie nécessaire pcq attraction bcp plus grande
plus
c’est les intéractions entre les electrons et quoi qui créent le rayons x
tungstène
que peut-on dire des energie de liaison (keV) dans l’orbitale k vs L vs M
pour le tungstene c’est 70keV pour orbitale K, mais après ça diminue de façon drastique (L: 12keV)
2 types de radiations
radiation corpusculaire
radiation électromagnétique
différences des 2 types de radiatoins (corpusculaire et électromagnétique)
masse
charge
origine
caractéristiques de radiation corpusculaire
- provient de noyau instable de gros atomes (Z>80) (Le noyau est trop gros et instable donc le noyau va libérer des protons, des neutrons ou une combinaison des 2 et c’est la radioaction corpusculaire. Ex. Uranium, iode, plutonium… ) radioactivité
- a une masse et une charge(sauf neutron) (pas le cas pour radiation EM)- donc bcp d’énergie
- massde + vélocité + charge + = énergie +++ (dangereux mais sur courte distance)
exemples de radiations corpusculaires
- particules alpha: 2P+ et 2N (noyau d’hélium): bcp d’énergie mais parcourt courte distance
- particules beta: 1E (7000x moins lourd que particule alpha mais voyage plus loin): peu énergétique, mais plus pénétrant
- proton (noyau d’hydrogène), neutron
caractéristiques de radiations EM
Mouvement d’énergie par une combinaison de champs électrique et magnétique
Générée lors d’un changement de vélocité d’une particule électriquement chargée
RAYONS X
(On va créer un électron, on va l’accelerer et va frapper l’Atome de tungstène et en interagissant avec les atomes de tungstène, va décéléré et cette décélération va créer le rayon X. La radiation éléctromagnétique est créée par ce changement de vitesse là.
Donc on accélère une particule, un é-, on le fait ralentir brusquement et cette différence d’énergie va etre émise sous forme de radiation électromagnétique de rayon X)
(si on a un électron qui voyage à 70 keV et qu’on le ralentit à 10, les 60 keV vont etre créer sous forme de rayon X)
2 facons (théories) pour décrire la radiation EM
une onde
une particule (amas d’énergie ou photon)
(les 2 semblent vrais)
c’est quoi la théories des ondes
aucune masse, aucune charge
vitesse de lumière (c)
longueur d’onde (lamda) inversement proportionnel à sa fréquence (v)
c (m/s) = long. onde (nm) x fréquence (Hz)
c’est quoi la théorie quantique
Rayon X peut agir comme une particule (photon) (au lieu d’une onde)
Voyage à la vitesse de la lumière c
Énergie varie selon la fréquence
E = h * ν h: constante de planck
c = λ * ν
E = h * c / λ –> E (keV) = 1.24 / λ (nm)
(Si on combine les 2 formules, on voit que l’Energie va varier selon la longueur d’onde.
Plus on a de l’Energie, plus la longueur d’onde va etre courte. Et moins on a de l’Energie, plus la longueur d’onde va etre longue)
les diff type des radiation EM
rayons gamma
rayons x
rayons uv
lumiere visible
lumiere IR
micro ondes
ondes radio
+ d’énergie ___ pénétrant
moins
effets des radiations ionisantes
Entre lumière et UV, on passe d’une radiation qui est non-ionisante a une radiation ionisante donc qui a des effets sur le corps humain ex. UV coup de soleil, c’est de la radiation ionisante d’une radiation éléctromagnétique
Propriétés des rayons X
Pas de masse ni charge électrique
Voyage à la vitesse de la lumière c
Trajectoire en ligne droite (dévie) si frappe qqch
Peut être décrit comme une onde ou un photon
c = λ * ν et E = 1.24 / λ
Pouvoir ionisant
cours 2–
les parties de l’appareil a rayons x
panneau de controle (exterieur de la salle)
bras du tube à rayons x (pour articulation)
tete du tube à rayons x (crée rayons x)
il y a cb de sources de courant dans la tete du tube a rayons x
2
energie des rayons x
0-70 keV (faible energie)
les structures de la tete du tube a rayons x
- tube à rayons x (Cathode (-) - Filament et coupe de concentration et Anode (+) - Tige de cuivre et foyer sur la cible en tungstène)
- sources de courant (2)
- filtre d’aluminium (Elimine les rayons X de faible energie car inutile, ils rajoutent de la dose au patient pour rien (ne le traverse pas))
- Cône
- Collimateur
- Huile (Baignait ds l’huile pour évacuer la chaleur)
- Châssis (Le reste du boitier est tapissé de plomb ou autre matériaux dense pour bloquer les rayon X)
**Car les rayon X s’en vont partout, 360C autour du site de création. Collimation pour réduire la dimension, pour que à la sortie du tube, le rayon X occupe l’Espace du tube mais pas plus. Il faut limiter le faisceau pour que, arriver au bout du tube, le faisceau mesure exactement la grosseur de l’ouverture
qu’est-ce qu’il y a dans la boite de appareil a rayons x
vide (même pas O2 ou autre gas)
comment on crée le rayon x dans la tête du tube
On chauffe le filament, ça crée des électron (réaction Thermoionique) —>la coupe de concentration va les guider vers un pt spécifique sur l’anode (Cible) et autour il y a la tige en cuivre qui va dissiper la chaleur qui est produite.
La cathode est - et anode +, donc les é- vont aller vers l’anode car on crée une différence de potentiel entre cathode et anode, donc les électrons qui sont - vont être attirer vers l’Anode (+) et frapper l’anode (cible) a une certaine vitesse et on aura une interaction
Le tungstène va interagir avec les électrons et va provoquer la formation des rayons X
La formation de radiation électromagnétique est fait par un changement de vitesse, quand l’électron va frapper le tungstène, il va ralentir ou stopper, cette différence de vitesse là va créer un rayon X
Les électrons frappent la cible puis les rayon X veulent s’en aller ds tte les directions possibles mais les seuls utiles (Faisceau de rayons X utiles) sont ceux qui sortent par la fenêtre.
c’est un enveloppe de ___ qui bloque les rayons x
verre
role de la coupe de concentration
coupe de concentration: dirige les électrons dans direction spécifique (vers la cible en tungstène)
quand est-ce qu’on utilise une anode rotative
rx EO, 3D, ou plus de rayons x pour plus longue durée.
En intra-oral, les radiographie sont courte à faire. Donc on a pas besoin d’anode rotative. L’Anode fixe est suffisante, elle ne surchauffera pas (si on en fait trop, la machine doit se reposer mais c rare)
Mais pour une panoramique, chaque radiographie est 6 seconde d’exposition continu donc ca peut chauffer et on a besoin d’une anode rotative. (Aussi pr CT scan…)
Mais quand on tombe dans une radiographie extra-orale, 3D, ou on veut produire plus de rayon X pour une plus longue période.
Pour intra-oral, l’exposition c’Est 1/4 de seconde d’Exposition mais pour panoramique c’est va être environ 6 secondes de long donc on doit gérer cette chaleur produite et si on a une anode fixe, ça peut causer des problème donc, pour corriger ce problème, on utilise une ANODE ROTATIVE càd, on a une cible en anneau. On va tourner l’anode très vite, donc pendant l’Exposition, le faisceau d’électron va toujours être en mouvement, ça réparti la chaleur sur la cible et donc de ne pas surchauffer.
cb de sec de radiation pour panorex
6 sec
dans l’anode rotative, est-ce que le rotor est en contact avec le stator
non, mais se font tourner
dans les appareil à rayons x- cathode
c’est quoi le filament
c’est quoi la coupe de concentration
Filament: Tungstène(W)
Coupe de concentration: Molybdène(Mo)
dans les appareil à rayons x- anode
c’est quoi la cible
c’est quoi la tige
Cible: Tungstène (W)
Tige: Cuivre (Cu) (pour dissiper la chaleur)
Propriétés du tungstène
Numéro atomique (Z) élevé: 74
–Augmente les chances d’interaction avec les électrons
(Plus il y a d’é-, plus le noyau est gros, plus il y a des chance d’intéraction entre l’electron quon va envoyer et la matière.
Ex. Si on veut faire réagir un é- avec l’helium qui a juste 2 protons/2neutrons, il y a vraiment peu de chances d’intéraction. Alors qu’avec le tungstène, il y a 74 protons et 74 é, il y a bcp plus de chance d’intéraction avec les é- et le tungstène ) mais on peut pas aller plus que ca sinon radioactivité
Point de fusion élevé: 3370 °C, donc Résiste à la chaleur produite
Tension de vapeur basse, donc Maintient le vide et augmente la durabilité
Conductivité thermique élevée, donc Transmet la chaleur rapidement à la tige de cuivre
pq est-ce qu’on a 2 sources de courants
On a 2 sources de courants ds la machine parce qu’on a besoin de 2 choses différentes:
- On a besoin d’Accélérer les électrons. On crée les électrons en chauffant le filament et on les envoie vers l’anode (+) (car différence de potentiel avec la cathode: 70kV de différence entre les 2. Pour créer ce courant, on a besoin d’augmenter le voltage de la machine. La machine est branchée ds le mur (120V) mais on doit créer une différence de potentiel entre cathode et anode de 70,000V donc on doit augmenter de bcp le voltage de la machine pr créer cette différence pr accélérer les électrons. On veut que les é créer vont a la vitesse de 70keV qui est cette energie cinétique. Pour ça, on va utiliser un TRANSFORMATEUR À HAUT VOLTAGE pr augmenter le voltage.
La machine qui est branchée ds le mur (courant alternatif), une partie de son courant va être transformer et le voltage va être augmenter pr créer la différence de potentiel cathode-anode pr accéléré l’électron.
Avant ca, on doit créer les électrons en chauffant le filament. Pour chauffer le filament, ça ne prend pas du voltage mais de l’Ampérage élevé. Voltage et ampérage fonctionne de façon asymétrique. Un TRANSFORMATEUR À BAS VOLTAGE va baisser le voltage de 120V ce qui va avoir comme impact d’augmenter l’Ampérage et de chauffer le filament
Pour que le courant électrique passe, il faut que les fils soit connectés à 2 morceaux. Donc le transformateur à haut voltage est connecter des 2 cotés pour créer la différence de potentiel entre la cathode et l’Anode. Tandis que le transformateur à bas voltage (Stepdown) les 2 cotés sont connéctés à la cathode car c’est juste avec la cathode que le transformateur a bas voltage va intéragir
c’est quoi step-up et step-down dans voltages
step-up: transformateur a haut voltage, On augmente le voltage pour créer la différence de potentiel, entre anode et cathode
step-down: transformateur a bas voltage, On baisse le voltage pour augmenter l’ampérage et chauffer le filaments de la cathode
dans la Transformation du courant alternatif, c’est quoi l’auto rectification
- On laisse aller la partie positive et qd le courant s’enmène ds le négative, on bloque. Puis on fait l’autre moitié du cycle et on relaisse passer le courant ds le positive. On ne va jamais dans le négatif
- Mais pendant 1/120ième de seconde, il n’y a pas courant, il n’y a pas de différence de potentiel entre la cathode et l’anode. C’est pas mal mais si jai besoin d’une certaine quantité de rayon X de produit, ça va prendre le double du temps car a chaque demi cycle il n y a pas de rayon X de produit. Pour régler ça:
dans la Transformation du courant alternatif, c’est quoi la rectification complète
- On est ds le positive, puis au lieu de tomber ds le négative, il y a un mécanisme qui bascule/switch de bord et qui va le ramener ds le positif. La courbe du milieu qui aurait du etre negative et ramener au positif donc on a couper de moitier le temps besoin pr chercher la meme qtité de rayon X
le problème avec l’auto-rectification et la rectification complète c’est que ça prend un certain temps pr que la création de rayons X embarque et tt de suite la différence de potentiel redescend et le nombres d’éléctrons produits redescend (previous slide ** last image)
pq l’auto rectification et rectification complète ne sont pas idéales
le problème avec l’auto-rectification et la rectification complète c’est que ça prend un certain temps pr que la création de rayons X embarque et tt de suite la différence de potentiel redescend et le nombres d’éléctrons produits redescend (previous slide ** last image)
dans la Transformation du courant alternatif, c’est quoi 6 et 12 impulsions
On peut faire des impulsions qu’on va superposer l’une à l’Autre. Ici, dans la rectification complète, il y a 3 impulsions mais si on est capable de prendre un autre courant et au lieu de le superposé complètement, on le décale un peu, chaque courbe va monter jusqu’en haut et descendre. La ligne rouge c’est la différence de potentiel qui va varier bcp moins car il y a tjrs une impulsion qui vient et qui garde la différence de potentiel très élevé. Oui il y a une variation mais minime donc la production de rayon X va rester à un niveau d’énergie acceptable.
c’est quoi les methodes de transformation du courant alternatif en domaine dentaire
rectification complete,
6 et 12 impulsions
dans la Transformation du courant alternatif, c’est quoi le potentiel constant
CT scan hopital, coute $$, pas utilisé en rx dentaire.
Ds les Machine plus complexe. Ex. en milieu hospitalier, les CT scan utilisent du potentiel constant mais ces générateurs sont plus chers et on ne les utilisent pas dentaire)
Juste la source de rayon X coute ds les 6 chiffres
En dentaire, on utilisent les impulsions et c’Est ~30-40k pr source de rayon X
cours 3-
la production des rayons x est une émission __
thermoionique
Création de rayon X:
1) On chauffe le filament avec bas voltage / haut ampérage
2) On applique la différence de potentiel avec le transformateur à haut voltage ce qui va attirer les electrons (-) vers l’Anode (+)
3) L’interaction ici va créer des rayon X (on va voir ca)
dans la production des rayons x, cest quoi le % de production de chaleur vs rayons x
99% chaleur
1% rayons x
dans ces 1%, 2 méthodes de formation de rayons x:
Radiation Bremsstrahlung « radiation de freinage »
95 %
Radiation caractéristique
5 %
c’est quoi la radiation Bremsstrahlung
Radiation de freinage: L’électron va ralentir, il va freiner. ex. 3 électrons incidents et chacun va interagir avec le noyau/atome a different endroit
e1 va frapper noyau: fréquence + élevé, donc énergie + élevé. max énergie. toute l’énergie va se transformer en rayon x (70keV)
e2 passe près du noyau, mais ne le frappe pas. dévié. va perdre son énergie. ex, le 70keV, 60 est transformé en rayon x.
e3 plus loin du noyau, 50keV énergie.
Plus l’électron passe loin du noyau, plus le rayon X produit va etre de faible energie. Ça se peut que l’é soit dévier 4 fois et intéragit 4 fois et produit 4 rayons X, l’Energie va baisser à chaque fois. On se ramasse avec un spectre de radiation qui part de 0 jusqu’au maximum possible (next slide)
dans le spectre de radiation de Bremsstrahlung, c’est quoi l’énergie moyenne
entre le 1/3 et la 1/2 du voltage max.
caractéristiques des radiations caractéristiques
l’autre 5% (de 1% rayon x)
Plan orbital K: 69.5 keV
Plan orbital L: 11 keV
Plan orbital M: 2.5 keV
si un e (70keV) intéragit avec un e de orbital K, va pouvoir forcer l’ionisation/ éjection de cet e. le e éjecté aura une énergie de 0.5keV (la diff) et peut aller intéragir ailleurs. mtn on a 1e dans K qui reste, donc 1 e de orbital L va prendre place. et c’est là que rayon x est produit (diff entre orbital k et l, 69.5-11=58.5 KeV).
L’é- incident aurait pu interagir avec un é- de n’importe quel orbital. On a vu l’Exemple avec orbital K mais il aurait pu interagir avec l’é- de l’orbital L et le rayon X aurait été produit quand l’é- de M passe à L…
Ou é- incident interagit avec é- de l’orbital K et au lieu que ce soit un e- de l’orbital suivant qui le remplace, c’est l’orbital d’après donc e- de l’orbital M aurait pu directement prendre la place de e- de l’orbital K et le rayon X produit aurait 67 keV d’énergie (69.5 - 2.5 = 67 keV).
C’est pour ça que ça s’appelle la RADIATION CARACTÉRISTIQUE car on sait toutes les possibilités d’énergie des rayons X produits (ce n’est pas un spectre comme avec les radiations de Bremsstrahlung), c’est des points spécifiques (next slide)
Facteurs influençant le faisceau
facteurs qu’on peut controler:
Temps d’exposition (s)
Intensité du courant (mA)
Tension/voltage (kVp)
inhérente à la machine:
Filtration
Collimation
Distance foyer-objet-film
caractéristiques de temps d’exposition (s)
ça modifie quoi
qu’est-ce qui reste pareil
Modification de la QUANTITÉ de photons
Pas de modification de l’énergie (qualité)
SI on double le temps d’Exposition de 1 à 2 secondes, on va doubler la quantité de photons. Donc si on avait 1 photon à 70 kVp, on se retrouve avec 2 photons à 70 kVp. Si on avait 50 à 25 kVp, on est rendu à 100…
Le spectre ne change pas de la gauche vers la droite, il va seulement doubler la quantité.
—>Dès qu’on double le temps, on double la quantité (L’inverse est vrai et si on triple, ça triple, si on diminue le temps de moitié, la quantité diminue de moitié…)
caractéristiques de intensité de courant (mA)
ça modifie quoi
qu’est-ce qui reste pareil
Modification de la QUANTITÉ de photons
Pas de modification de l’énergie (qualité)
même chose que pour le temps.
combinaison de intensité et temps (mAs)
effet?
lequel on priorise
Modification de la QUANTITÉ de photons
Pas de modification de l’énergie (qualité)
Si on veut viser le patient avec 5 mAs, on favorise le 5mA pour 1s au lieu du 1mA pour 5s car le patient peut bouger plus en 5s qu’en 1s donc on choisit toujours le mA le plus élevé et le temps d’Exposition le plus bas (PS: La dose est la même et le faisceau est le même pour 5mAs)
caractéristiques de tension de courant (kVp)
ça modifie quoi
qu’est-ce qui reste pareil
Modification de la QUANTITÉ de photons
Modification de l’énergie (QUALITÉ)
la qté augmente, mais pas ratio 1:1 comme le temps et intensité. donc pas proportionnel.
Qualité: on modifie la diff de potentiel entre cathode et anode donc on modifie voltage maximum et donc le voltage moyen. (entre 1/3 et 1/2 du max)
influence de kVp et ce qu’on cherche en dentaire
ca joue sur le contraste, l’échelle de gris.
en dentaire 65-70kVp
kvp eleve = moins de contraste
kvp bas= plus de contraste
3 caractéristiques qu’on peut controler dans machine xray
voltage
amperage
temps d’exposition
3 choses qu’on peut pas changer dans les machines xray
filtration
collimation
distance foyer-objet-film
but de filtration
Le but de la filtration c’est d’éliminer les rayon X de très faible intensité qui n’allait pas être utiles à l’image et juste augmenter la dose au patient sans avoir de but diagnostique.
2 types de filtrations
inhérente (a la machine, dans la machine elle-meme): Enveloppe de verre, huile, parois du tube
externe (on rajoute de la filtration): aluminium (Panneau d’aluminium pour bloquer encore plus les rayons X de basse énergie)
La quantité de filtration qu’on va utiliser dans ces machines par la loi:
Minimum de filtration (couche de demi-absorption)
si la machine opère à ≤ 70 kVp : Filtration totale équivalente à 1.5 mm d’Al
> 70 kVp : Filtration totale équivalente à 2.5 mm d’Al
c’est quoi la Couche de demi-absorption
Épaisseur de matériau nécessaire pour réduire de moitié l’intensité initiale du faisceau de rayons X
Exemples avec intensité initiale de 100
1 CDA: intensité sortante = 50
2 CDA: intensité sortante = 25
Ex. Un faisceau qui a une intensité de 100, si on le fait passer à travers une couche de demi-absorption (CDA), ça va être 50 qui va rester en sortant. Si on le fait passer à travers une 2ième CDA, il reste 25. C’est logarithmique et c’est cet aspect logarithmique là qui explique que c’est vraiment les faisceaux de basse énergique qui sont affectés mais que mon faisceau de 90 kV va passer meme s’il y a 1,2,3 CDA… ça va baisser l’intensité mais il va toujours en rester qd même qui va passer à travers.
dans la filtration, que va passer, que va etre absorbé
Bas kVp (absorbés)
Basse fréquence
Longue longueur d’onde
Basse énergie
Photon peu pénétrant
Haut kVp (va passer)
Fréquence élevée
Longueur d’onde courte
Haute énergie
Photon plus pénétrant
effets de filtration sur qté de photons et qualité (énergie), qu’est-ce que ca modifie
Modification de la QUANTITÉ de photons (ça le diminue)
Modification de l’énergie (QUALITÉ) (change pas le max et min, mais déplace la moyenne vers la droite pcq bloque les basse énergies)
c’est quoi la collimation de la machine
collimateur : pour réduire en dimension la grosseur du faisceau. (pour réduire la dose au patient)
(Parce que le faisceau qui va frappé le capteur, s’il est trop gros, le reste va frapper le patient)
CHECK WHICH ONE BETTER RECTANGULAR OR CIRCULAR
Lequel est mieux, cône court ou long
long.
Si le cone est trop court, les faisceaux peuvent diverger bcp et frappent le patient sur bcp de surface. Alors que plus le cône est long, plus c’est limité. Le cône long bloque les faisceaux qui seraient sortis sur les coté, et donc le Faisceau est moins divergent et moins de radiation pr le patient. On préfère un cône long à un cône court.
Mais si trop long 1m, la source est plus loin du patient, c’est un pb car l’intensité du faisceau va aussi dépendre de la proximité entre la source et le capteur/ l’objet qu’on vise
intensité inversement proportionnelle (de facon exponentielle) entre distance entre faisseau et source.
si on double, intensité diminue de 4.
caractéristiques de distance de machine
L’intensité du faisceau est inversement proportionnel au carré de la distance entre la source et la cible.
En doublant la distance, l’intensité est réduite par un facteur de 4.
I1/I2 = (D2/D1)^2
Si on triple la distance, l’intensité divisé par 9
Si on coupe la distance de moitié, on augmente l’intensité de 4
C’est pr ça on peut pas prendre un cône trop long, car l’intensité va baisser.
La norme c’Est un cône de 40cm (c’est un bon compromis entre distance - intensité et la divergence du faisceau)
effets augmentation des paramètre suivants sur QUALITÉ and QTÉ
- mAs (intensité et temps ensemble)
- kVp
- Filtration
- Collimation
- Distance
- mAs : Ql: aucune Qté: augmente 1:1
- kVp : Ql: augmente (spectre déplacé vers droite +moy et max) Qté: augmente mais pas proportionnelle
- Filtration: Ql: augmente (moy vers droite), Qté: diminue
- Collimation: Ql: augmente, Qté: Diminution
- Distance : Ql: aucun Qté: Diminution (pas qu’il y a moins de faisceau, mais moins sur la même surface)
cours 4-
4 intéractions possibles des rayons x avec la matière
- Diffusion cohérente (classique, Rayleigh, Thomson) 7%
- Diffusion Compton 57%
- Absorption photo-électrique 27%
- Aucune interaction 9%