Fattori geometrici e immagini radiografiche

CARATTERISTICHE FISICHE

• sono fotoni dotati di energia (proporzionale alla tensione applicata al tubo) privi di massa e di carica elettrica

• sono radiazioni ionizzanti invisibili ( < 1nm)

• si propagano nello spazio con decorso rettilineo

FORMAZIONE DELL’IMMAGINE

• I raggi X interagendo con la materia subiscono un’attenuazione che dipende dal N° atomico ( e peso

atomico) del mezzo attraversato.

• L’attenuazione dell’intensità è direttamente proporzionale al N° atomico e al peso atomico.

• A parità di ogni altra condizione (E della radiazione, coefficiente di attenuazione), l’attenuazione è

proporzionale allo spessore dello strato attraversato.

1

Indipendentemente dai fenomeni di interazione con la materia, l’intensità di un fascio di radiazioni si attenua

nell’allontanarsi dalla sorgente per ragioni puramente geometriche (divergenza delle componenti del fascio)

LEGGE DELLA DISPERSIONE QUADRATICA L’intensità di un fascio di radiazioni in punti situati a

distanze diverse dalla sorgente è inversamente

proporzionale al quadrato delle distanze

Il soggetto esposto alla radiazioni assorbe una dose

che decresce

in proporzione geometrica (e non aritmetica) in

rapporto alla distanza dalla sorgente

LE RADIAZIONI ELETTROMAGNETICHE:

• procedono in linea retta

• possono attraversare il vuoto

• non sono influenzate dai campi magnetici

Se le radiazioni elettromagnetiche incontrano un ostacolo, si determina la formazione di un ombra, dovuta all’ assorbimento

di un fascio Fuoco

Oggetto

Ombra

2

• Se incontrano un corpo solido ne vengono assorbite

La diversa lunghezza d’ onda (legata alla diversa energia) è il motivo del differente comportamento:

• I raggi luminosi non attraversano i corpi solidi (con poche eccezioni), ma ne sono assorbiti o riflessi;

• I raggi x attraversano i corpi solidi venendone parzialmente assorbiti al passaggio. La loro energia è tale da

determinare la ionizzazione.

• I raggi x sono in grado di attraversare i corpi opachi alla luce

• Al passaggio il fascio viene assorbito: l’ attenuazione e in rapporto alla qualità e alla quantità della sostanza attraversata

Le differenze di densità tra le

diverse componenti anatomiche

sono alla base del contrasto

naturale. In generale tanto è

maggiore il contrasto naturale, tanto più è facile riconoscere le diverse componenti anatomiche

L’immagine radiologica può essere considerata la proiezione, visibile su uno schermo radioscopico o su di una

pellicola radiografica, di una serie di ombre ottenute a seguito dell’assorbimento più o meno accentuato che la

radiazione ha subito attraversando il paziente.

Queste ombre possono risultare più o meno contrastate e più o meno definite permettendo, entro certi limiti, di

distinguere due dettagli sufficientemente vicini. I limiti che consentono di percepire la distinzione di questi due

dettagli dipendono in gran misura dalla sfuocatura o degradazione dell’ annerimento tra i due elementi dell’

immagine considerata. Dipendono anche dalle condizioni di osservazione, dalla esperienza dell’ osservatore e

dal rapporto tra la dimensione del dettaglio e la sfuocatura. In ogni modo la sfuocatura risulta sempre un

elemento negativo in termini di informatività del immagine radiologica.

Sfuocature dovute alle radiazioni primarie:

• geometriche

• cinematiche

• causate dal detettore

schermi di rinforzo

o pellicola

o caratteristiche del sistema digitale

o 3

Sfuocature dovute alle radiazioni secondarie

4

5

6

7

8

Sfuocature geometriche

Una sorgente puntiforme F chiamata fuoco proietta su uno schermo S

l’ombra di un eventuale oggetto O secondo questo tipo di geometria :

In pratica però il fuoco del tubo radiogeno non è puntiforme, quindi

la geometria varia in questo modo:

Zona centrale d’ombra : compresa tra le tangenti interne comuni a F e

a O

Zona di penombra : compresa tra le tangenti interne ed esterne

comuni a F e a O

Questa zona di penombra rappresenta un fattore di disturbo in quanto

responsabile di una degradazione dei contorni dell’immagine :

infinita serie di ombre ciascuna proiettata da una infinita serie di

punti costituenti l’area del fuoco

Applicando i criteri di similitudine tra due triangoli, se indichiamo con

D la distanza tra il fuoco e l’ oggetto , e con d la distanza tra l’

oggetto e lo schermo, le dimensioni di questa sfumatura o

penombra P, rispetto alle dimensioni del fuoco F, sarallo legati

dalla relazione P:F = d:D. se la distanza tra lo schermo e l’ oggetto è

maggiore o uguale alla distanza fra l’ oggetto e il fuoco, anche la

sfuocatura sarà maggiore o uguale alle dimensioni del fuoco

Dalla precedente relazione è facile ricavare che se D = d la dimensione della penombra diventa uguale alla

dimensione del fuoco. Ciò in pratica accade quando la dimensione dell’ immagine sul recettore diventa doppia rispetto

a quella dell’ oggetto (rapporto di ingrandimento 2)

Quando poi la dimensione dell’oggetto è più piccola

della dimensione del fuoco, le dimensioni dell’ ombra

tendono a diminuire e contemporaneamente quelle della

penombra tendono ad aumentare man mano che il

recettore di immagine si allontana dall’ oggetto. Quando

poi le dimensioni della penombra diventano superiori a

quelle dell’ ombra, il dettaglio dell’ oggetto perde la sua

risoluzione e diventa illeggibile. Se ne deduce che le

dimensioni del dettaglio più piccolo quando D = d sono pari alla dimensione del fuoco del tubo radiogeno. In ogni

caso se la distanza tra l’oggetto e lo schermo tende a 0, anche la dimensione della sfuocatura tende a 0.

La tecnica dell’ ingrandimento usata qualche volta in

radiologia per aumentare la percettibilità visiva del

contenuto informativo di una radiografia ha di

conseguenza una sua validità solo se i particolare che si

intendono porre in evidenza hanno una dimensione

superiore a quella del fuoco del tubo utilizzato.

Un'altra considerazione, abbastanza intuitiva è che con

il variare dell’ orientamento del recettore dell’ immagine

rispetto al fascio incidente variano le dimensioni dell’

ombra e della sfuocatura geometrica, sul piano del recettore stesso.

9

E’ stato spiegato come le cause di queste sfuocature siano dovute alla dimensione non puntiforme del fuoco del tubo

radiogeno ed alle distanze relative tra il fuoco stesso, l’ oggetto e il recettore dell’ immagine (schermo radioscopico o

pellicola radiografica).

Di conseguenza per ridurre questo tipo di sfuocatura è necessario diminuire l’ ingrandimento, distanziando il fuoco

dall’ oggetto (4.5) o avvicinando l’ oggetto al recettore d’ immagine (4.6) oppure ancora diminuendo le dimensioni del

fuoco del tubo radiogeneo (4.7) 10