Fisica medica - Raggi X GP

Raggi X

(Pag 750 Kane-Sternheim) Nel 1895, Röntgen scoprì che gli elettroni, accelerati da una differenza di potenziale, producevano un qualcosa che attraversava il vetro e, colpendo minerali fluorescenti circostanti, li faceva illuminare mentre le pellicole fotografiche si impressionavano. Questo nuovo tipo di radiazione fu chiamato raggi X poiché all'epoca la loro natura era ignota.

• Non erano particelle cariche perché non erano deviati da campi elettrici e magnetici.
• Erano forse onde elettromagnetiche? Non presentavano interferenza e diffrazione con reticoli ordinari.

Nel 1912, Laue scoprì che gli atomi di un cristallo, distanziati di circa 10^-10 m, potevano servire da reticolo di interferenza per i raggi X.

Tubo a raggi X

La differenza di potenziale va da 50 kV a 150 kV, e la lunghezza d'onda è compresa tra circa 0.02 nm e 10 nm.

Diffrazione di raggi X

Quando un fascio di raggi X incide su un cristallo i cui atomi sono sistemati su piani reticolari a distanza d, si osserva un angolo di incidenza θ rispetto a una famiglia di piani. La legge di Bragg è data da:

m = 1, 2, 3, … 2dsinθ = mλ per interferenza costruttiva.

• Esistono diverse famiglie di piani.
• Usando polveri, si ottiene una serie di cerchi, dove ciascun cerchio corrisponde alla diffrazione di un certo ordine m prodotta da una particolare famiglia di piani.
• Molecole biologiche come proteine e DNA (Crick e Watson 1953).

Radiografia

I raggi X emessi da un tubo passano attraverso i tessuti corporei e vengono rivelati da pellicole fotografiche. Piccole minime diffrazioni fanno sì che i raggi X proseguano in linea retta. La differenza di assorbimento fra i tessuti corporei indica che minore è l’assorbimento, più scura è la pellicola fotografica. Nella radiografia, sulla pellicola è proiettato l’intero spessore del corpo, il che significa che le varie strutture si sovrappongono.

Tomografia assiale computerizzata (TAC)

L’immagine tomografica è l’immagine di una sezione tagliata attraverso il corpo.

• Un sottile fascio di raggi X passa attraverso il corpo e viene rivelato.
• La sorgente e il rivelatore si spostano solidalmente per eseguire la scansione di tutta la sezione trasversale.
• Si ruota l’apparecchio di vari angoli (da 1° a 180°) intorno all’asse del corpo e si eseguono altre scansioni.
• L’immagine è ricostruita con un calcolatore.
• La scansione è più veloce se si utilizzano fasci a ventaglio di raggi X e molti rivelatori.