Fattori geometrici e immagini radiografiche

Formazione dell'immagine e tecniche speciali

Fattori geometrici e immagini radiografiche

Le radiazioni elettromagnetiche sono caratterizzate da:

• ν = frequenza
• Inversamente proporzionali = lunghezza d’onda (λ)
• c = velocità di propagazione (30000 velocità della luce)
• c = λν

Raggi X naturali

I raggi X sono più correttamente definiti fotoni elettromagnetici di elevata energia.

Fotone: si intende un’unità indivisibile di energia, ovvero una quantità elementare di energia o quanto.

L’energia di un fotone (e) o quanto si esprime in elettronvolt (eV) o nei suoi multipli (1 keV = 10 eV).

L’energia di 1 eV è quella acquisita da un elettrone accelerato in un campo elettrico determinato da una differenza di potenziale di 1 V.

Caratteristiche fisiche

• Sono fotoni dotati di energia (proporzionale alla tensione applicata al tubo), privi di massa e di carica elettrica.
• Sono radiazioni ionizzanti invisibili (λ < 1 nm).
• 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.

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 alle 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.

• 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 è 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 maggiore è 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 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, dall'esperienza dell’osservatore e dal rapporto tra la dimensione del dettaglio e la sfuocatura.