predmet :

ZÁKLADNÉ DIAGNOSTICKÉ METÓDY V MEDICÍNE

    prednášajúci :  Prof. Mudr. Jakuš 
Fyzikálne diagnostické metódy - 
               Rőntgenologické vyšetrovacie metódy


Sú to veľmi dôležité a efektívne vyšetrovacie metódy, ktoré sa od čias objavenia rtg. lúčov W.C.  Röntgenom v r.1895, neustále zdokonaľovali až po dnešné kombinované využitie účinkov rtg. žiarenia a moderných počítačových detekčných a zobrazovacích metód. Röntgen bol za objav X - lúčov odmenený v r.1901 Nobelovou cenou. RTG zobrazovacie metódy tým že sú najrozšírenejšie a najlacnejšie sú prakticky aj najvýznamnejšie zobrazovacie metódy v medicíne. 
Ich princípom je rozdielna absorpcia a rozptyl rtg. žiarenia v jednotlivých tkanivách tela.
RTG žiarenie (X - lúče): elektromagnetické vlnenie podobné svetlu ale s vlnovou dĺžkou 100000 -násobne menšou. Kým viditeľné svetlo má vlnovú dĺžku od 400 -760nm, tak rtg. lúče majú vlnovú dĺžku cca 0,05 nm. Rtg. žiarenie je IONIZUJÚCE, zdraviu škodlivé, na rozdiel od viditeľného svetla. Preto sa treba pred rtg. žiarením chrániť (olovené zástery, skrátenie expozície, dozimetria).

RTG lúče vznikajú v röntgenovej lampe zloženej z kladne nabitej ANÓDY+ a záporne nabitej KATÓDY-. Katóda je obyčajne z Wolfrámu a je žeravená jednosmerným el. prúdom o I = 2-3 A, a vysiela záporne nabité elektróny e-. Anóda je napájaná z transformátora, ktorý dodáva prúd o napätí až 150 000 V. Tento prúd je vyhladený DC prúd, ktorý vznikol usmernením a vyhladením AC prúdu. Medzi oboma elektródami sa vytvára silné elmag. pole a tak elektróny sa pohybujú veľkou rýchlosťou. Elektróny narážajú do ANÓDY, ktorá ich zabrzdí, a vzniká veľké množstvo tepla (99 %) - olejové chladenie a len asi 1% rtg. lúčov, ktoré vychádzajú otvorom z röntgenky smerom ku pacientovi. Rtg. žiarenie môže byť tzv. charakteristické (závisí od materiálu ANÓDY) a žiarenie brzdné.

Podstatou vzniku rtg. žiarenia je to, že elektróny z Katódy prechodom cez Anódu, vyrazia iné elektróny z obalu atómu, a na miesto vyrazených elektrónov v obale atómu prechádzajú iné elektróny a energetický rozdiel sa vyžiari ako rtg. žiarenie. Rtg. žiarenie je buď tzv. tvrdé, s kratšími vlnovými dĺžkami, dobre prechádzajúce tkanivami, a tzv. mäkké, s väčšími vlnovými dĺžkami, menej priepustné tkanivom. Platí, čím väčší je ANODOVÝ prúd, tým tvrdšie rtg. lúče vznikajú.
Tiež platí, že čím je väčší KATÓDOVÝ (žeraviaci) prúd, tým je väčšia intenzita rtg. žiarenia.


Rtg. lúče z röntgenky prechádzajú tkanivami pacienta, pričom narážajú na elektróny tkaniva, vznikajú fotoelektróny (Fotoefekt, Comptonov rozptyl, Tvorba e-pozit. párov)a tie umožňujú vznik rtg. obrazu tkanív. Fotóny rtg. žiarenia prechádzajú cez stenu röntgenky, potom sú nízkoenergetické fotóny absorbované v primárnej done (hliník) a po prechode orgánom sú absorbované v tzv. Buckyhodone(tenké olovené pásy) uloženej tesne pred filmom. Také tkanivá ako sú svaly, tukové tkanivo sa znázorňujú veľmi zle, naopak kostné tkanivo, ale aj vzduchová bublina v žalúdku sa zobrazia veľmi kontrastne. Preto mäkké tkanivá, ako je napr. pažerák, črevo, žlčník, vidíme na rtg. snímku zle v natívnom preparáte. Ak ich chceme zviditeľniť, potom podávame rtg. kontrastné látky do tela, napr. báryová kaša (tzv. pozitívny kontrast) injikovanie farbív do krvného riečišťa, a tieto látky sa dostávajú krvou do orgánov. Napr. jódové kontrastné látky na vyšetrenie štítnej žľazy, thórium, ale kontrastnou látkou môže byť aj vzduch, príp. kyslík, alebo Hélium (tzv. negatívny kontrast) pri zobrazení mozgových komôr a pod.

RTG obraz je tieňový obraz určitého orgánu, pričom čierno-biely kontrast obrazu veľmi závisí od  odstupňovanej absorpcie rtg. žiarenia tkanivom, čo má za následok odstupňované sčernanie rtg. filmu. Veľmi závisí aj od charakteru tkaniva, od jeho hrúbky, ale aj od spomínanej tvrdosti či mäkkosti rtg. žiarenia, ďalej od fotografickej emulzie, kvality a spracovania filmu. 
Ročná dávka rtg. žiarenia je max. 5mSv pre stochastické (chronické, rakovinové) účinky
                                             50mSv pre deterministické (akútne, orgánové) účinky.

SKIASKOPIA - obr. prezeranie orgánov pod štítom - je klasická a dobrá metóda na zobrazenie 
pohybu orgánov. Kedysi kvalita obrazu bola horšia, lekár pozoroval orgány na fluorescenčnom štíte, a pacient ako aj lekár boli viac exponovaní rtg. žiarením. Tzv. snímkovanie zo štítu na screening TBC, resp. rakoviny pľúc. Dnes sa používa tzv. zosilňovač štítového obrazu, alebo moderná skiaskopia využíva nie priame pozorovanie orgánu na fluorescenčnom štíte, ale obraz sa sníma videokamerou a zobrazuje na TV obrazovku (napr. digitálna angiografia - vyšetrenie ciev pomocou kontrastných látok).

SKIAGRAFIA - snímkovanie, namiesto štítu sa používa fotografický film, na ktorom viac rtg. žiarenia spôsobí väčšie sčernenie filmovej emulzie. Exponovaný film sa vyvoláva chemicky, ustaľuje, suší, podobne ako film používaný vo fotoaparáte. Kvalita získaného obrazu pri skiagrafii je lepšia ako pri klasickej skiaskopii. Na zlepšenie kontrastu sa používajú napr. tzv. kontrastné látky. Pri digitálnej subtrakčnej angiografii sa zhotovia dve snímky tej istej oblasti - jedna snímka je s kontrastnou látkou a druhá bez - potom sa obrazy digitálne od seba odčítajú a na výslednom snímku sa objaví len to čím sa obrazy navzájom líšili (krvné riečište, krvný výron a pod.)
Rtg. prístroje sú rôznej veľkosti podľa použitia. Rozmerovo najmenšie rtg. prístroje sa používajú v stomatológii. Röntgenka je miniatúrna a dáva sa tesne pred zub, pacient si drži malý kúsok filmu prstom na opačnej časti tváre.

XERORÁDIOGRAFIA - je to moderná rtg. zobrazovacia metóda - kombinácia skiaskopie a kopírky. Obraz (xerorádiogram) nevzniká na fluorescenčnom štíte, ani na filme, ale na kladne elektricky nabitej selénovej doske. Fotóny rtg. žiarenia na doske vytvoria obraz, ktorý sa účinkom jemne rozptýlenej modrej farby kopíruje na papier. Obraz je kontrastný, vznikne už za 1 minútu po expozícii. Dá sa urobiť veľa lacných kópií. Nevýhoda je vyššia expozícia pacienta žiarením, než je tomu pri skiagrafii. Výhoda - znázornenie kostí.


KLASICKÁ A VÝPOČTOVÁ TOMOGRAFIA - sú efektívne rtg. metódy, využívajúce ionizačné účinky rtg. žiarenia, tj. schopnosť žiarenia rozkmitať elektróny v obale atómov z ktorých sú zložené tkanivá, uvoľniť fotoelektrón a tým vytvoriť obraz prežarovaného tkaniva. 

TOMOGRAFIA znamená vyšetrenie orgánu, po jeho vrstvách -dôležité na posúdenie prerastania 
nádoru cez steny orgánu do okolia a pod., na zistenie metastáz primárnych nádorov...
Princíp klasickej (vrstvovej) tomografie: Pacient leží na rtg. stole, nad ním sa pohybuje röntgenová lampa, pod pacientom je kazeta s rtg. filmom, ktorý sa pohybuje v protismere ku pohybu röntgenky. Priemety rtg. lúčov umožňujú zobraziť určitú vrstvu steny orgánu, a tak odlíšiť napr. vznik rakovinového ložiska, či metastázy do orgánu, alebo aj napr. rozšírenie, či zúženie ciev apod.

Výpočtová tomografia (computerova-CT ) - moderná rtg. zobrazovacia metóda, ktorá sa zaviedla do medicínskej rtg. praxe asi v r.1973 a v r.1979 bola odmenená Nobelovou cenou, za tzv. 
zavedenie metódy digitálneho spracovania obrazu, t.j. počítačom spracovaného obrazu. Rozlišovacia schopnosť metódy je vysoká 0,5 mm

CT - má rovnaký princíp ako klasická tomografia, ale namiesto filmu v kazete, používa špeciálne 
DETEKTORY, ktoré registrujú rtg. žiarenie, ktoré prešlo telom pacienta.
Detektory sú plynné- xenónové alebo scintilačné (polovodičové) - fotodiódy, ktoré premieňajú svetlo na elektrický prúd. OBR. pacient leží na stole, nad ním sa pohybuje röntgenka, pod pacientom je systém 
detektorov, obraz z detektorov sa prenáša do výkonného počítača, ktorý prijíma čiastkové obrazy 
orgánu, spracuje ich a výsledný obraz prenesie na TV obrazovku. CT meria hustotu tkaniva v danej vrstve. Jednotkou hustoty je tzv. Hounsfieldova jednotka - HU. 0HU zodpovedá absorbcii rtg. žiarenia vodou, -mínus 1000HU odpovedá absorbcii rtg. žiarenia vzduchom, 3000HU -absorbcii kostným tkanivom. Záporné hodnoty HU zodpovedajú tukovému tkanivu (-200HU)

CT umožňuje tzv. scanovanie orgánov, po vrstvách, lepší kontrast a menšia zrnitosť sa dosahujú 
zvýšením intenzity rtg. žiarenia. Záťaž pacientov rtg. žiarením je rovnaká ako II klasickej skiagrafie. Záťaž je pri klasických scanoch asi 0,1 Radi 1 expoziciu.Indikácia CT: široké, keďže CT má vysokú rozlišovaciu schopnosť, je to vyšetrenie pomerne rýchle a menej finančne náročné (okolo 4000 Sk) než napr. magnetická rezonančná tomografia (10 000 Sk)
- odhaľovanie primárnych nádorov a ich metastáz najmä v dutine brušnej a v panvovej oblasti, ale aj v hrudnej dutine.
- zobrazenie chorobných procesov v pečeni a v pankrease.
- zobrazenie orgánov v pohybe (práca srdca)
- zobrazenie mozgu, miechy, komorového systému
- umožňuje dobré navedenie zavádzanie katétrov, ihiel, a pod. stereotaxia.