Rtg. Přístroj

Rentgenový přístroj je zařízení využívající RTG záření k diagnostice, případně terapii. Skládá se z retgenky (zdroje záření), zdroje žhavícího a anodového napětí, chladícího systému, ovladače a clon.

Rentgenka

Schéma rentgenky

Rentgenka je skleněná vakuovaná trubice s anodou a katodou. Katodu zde představuje spirálovitě stočené wolframové vlákno uložené v kovové misce. Tím, že je na ni ze zdroje přivedeno žhavící napětí, dojde k termoemisi elektronů. Při termoemisi jsou elektrony uvolňovány z katody, tedy ze stočeného wolframového vlákna. Emitované elektrony vytvoří kolem elektronový oblak. Ten zabraňuje emitaci příliš velkého množství elektronů. Díky tomu, že je katoda uložena v záporně nabité kovové misce jsou od ní elektrony odpuzovány.

Když potom připojíme kladné napětí na anodu jsou k ní elektrony, uvolněné termoemisí z katody, přitahovány. Při dopadu elektronů na anodu se přemění 1% jejich energie na RTG záření a zbytek, tedy 99% jejich energie, na teplo. Proto je andonu třeba chladit. Chlazení může být zajišťováno přívodem vody anodu nebo se může použít rotační anoda díky čemuž pak chlazení potřeba nebude. Díky tomu, že se rotační anoda otáčí, dopadají elektrony z katody vždy na jiné místo a tudíž nedojde k jejímu přehřátí.

Anoda je tedy kladně nabitá elektroda přitahující elektrony uvolněné z katody. Dříve byla vyráběna z wolframu, avšak dnes využíváme anody typu RTM. To jsou anody rotační. Rotační disk anody je tvořen rheniem a molybdenem, zatímco wolfram tvoří aktivní část elektrony, tedy tu, na níž dopadají elektrony a zníž je pak vyzařováno RTG záření.

V rentgence může být kromě dvou elektrod (anody a katody) použit ještě Wehneltův válec. Ten již zmíněné elektrony, které jsou přitahované ke kladně nabité elektrodě, usměrňuje do jednoho bodu anody. Wehnelův válec nám též umožňuje regulovat anodový proud nezávisle na anodovém napětí.

Rentgena jako taková je potom chráněna před poškozením kovovým krytem.

Ovladač a droje anodového a žhavícího napětí

Jak už bylo zmíněno, pro vznik RTG záření je nezbytné žhavící a anodové napětí. Jejich zdrojem jsou transformátory. Běžně užíváme napětí v rozmezí 30-200 kV. Anodové napětí je díky ovladači (viz. níže) možno regulovat plynule či skokově. Anodový proud se mění v rozmezí několika ampér. Regulujeme ho plynule a to pouze při napětích 5-15 V.

Ovladač slouží k ovládání, kontrole a regulaci přístroje. Jeho nedílnou součástí je hlavní vypínač, regulátor vysokého napětí, miliampérmetr, kilovolt metr, časové relé pro snímkování a další kontrolní a regulační systémy.

Clony

Pojem clona v případě RTG přístroje zahrnuje kolimátory a filtr. Clony slouží ke zlepšení kvality RTG obrazu a k minimalizaci nežádoucí radiační zátěže pacienta.

Filtr se nachází hned za rentgenkou (směrem k pacientovi). Je to tenká destička často zhotovená z hliníku či mědi. Propouští jen tvrdší složku RTG záření, která má větší pronikavost. Naopak měkčí složku záření pohlcuje. Měkčí složka záření totiž nemá pro diagnostiku žádný význam, byla by totiž pohlcena v povrchových tkání, tudíž by jen představovala radiační zátěž pro pacienta. A tak absorbce těchto fotonů nemá na vyšetření žádný vliv.

Primární clona se nachází mezi retgenkou a tělem pacienta. Její součástí je i výše zmiňovaný filtr. Stejně jako v případě filtru je i u primární clony hlavní funkci snížit radiační zátěž pacienta. Prmární clona totiž vymezuje svazek záření tak, aby s co největší přesností zasáhl pouze vyšetřovanou oblast.

Při průchodu RTG záření tělem pacietna vzniká sekundární záření. To má jiný směr šíření než primární záření vznikající v rentgence a při dopadu fotonů na detektor tak zhoršuje kvalitu RTG obrazu. Proto používáme sekundární clonu. Sekundární clonu představuje mřížka s olověnými absorpčními pásky. Mezerami mezi nimi je propuštěno jen primární záření, zatímco fotony sekundárního záření jsou kvůli svému odlišnému směru šíření pohlceny absorbčními páskami. Hustota mřížky pak určuje kvalitu clony, zde určujeme tzv. mřížkový poměr $M$. Ten vyjadřuje poměr mezi vzdáleností jednotlivých absorpčních pásků od sebe a jejich výškou.

Odkazy

související články

• Rentgenové záření
• Rtg záření - mechanismus vzniku
• Princip zobrazení pomocí RTG záření
• Skiagrafie
• Skiaskopie

zdroje

• BENEŠ, Jiří, Jaroslava KYMPLOVÁ a František VÍTEK. Základy fyziky pro lékařské a zdravotnické obory. 5. vydání. [Praha] : Grada, 2015. ISBN 978-80-247-4712-5.

• BENEŠ, Jiří, Daniel JIRÁK a František VÍTEK. Základy lékařské fyziky. 5. vydání. [Praha] : Karolinum, 2022. ISBN 978-80-246-5398-3.