Laboratorium RTG

Co warto wiedzieć o aparatach RTG

źródło: Nowy Gabinet Stomatologiczny (www.nowygabinet.pl)
autor: Piotr Szymański
zdjęcia: L-Dent

• kupujemy rentgen
• co na to prawo atomowe
• montujemy rentgen
• z przetwornikiem czy bez
• ognisko
• promieniowanie
• napięcie i prąd lampy
• czas ekspozycji j jej mAs-a
• tubus
• radiologia cyfrowa

Kupujemy rentgen

Minister zdrowia wydał w ubiegłym roku rozporządzenie do prawa atomowego dotyczące aparatów RTG używanych w gabinetach stomatologicznych. Mamy zatem w miarę jasne przepisy, więc warto zastanowić się nad kupnem aparatu RTG. Oferta na rynku jest bardzo duża, a sprzedawcy prześcigają się zachwalając parametry techniczne swoich urządzeń. Oczywiście wszystkie podawane informacje są ważne, ale nie wszystkie najważniejsze. Pomożemy przebrnąć przez ten gąszcz szczegółów technicznych.
 
Zanim jednak zajmiemy się danymi technicznymi, chcemy zwrócić uwagę na praktyczne możliwości montażu różnych aparatów. Niektóre wieszamy na ścianie, inne mocujemy do unitu, jeszcze inne są wyposażone w jezdny wózek. To, jaki rodzaj wybierzemy, zależy od wielkości gabinetu i liczby stanowisk, które ma obsłużyć oraz od wielkości pomieszczenia.

Co na to prawo atomowe

Zanim kupimy aparat RTG, musimy się zastanowić, czy nasz gabinet spełnia warunki wymagane do jego używania. Podstawowym kryterium jest wielkość pomieszczenia. Minister Zdrowia w swoim rozporządzeniu określił, że jeden aparat można zamontować w pomieszczeniu o wielkości 9 m2 i o wysokości 2,5 metra. W niektórych, szczególnych, przypadkach dopuszczalna jest też wysokość 2,2 metra, ale wtedy z aparatem można pracować dwa razy krócej. Istotne są też ściany. Najkorzystniej byłoby, gdyby gabinet z aparatem RTG miał wszystkie ściany ceglane o grubości co najmniej 10 cm. Oczywiście nie zawsze ten warunek jest możliwy do spełnienia. Wtedy trzeba zastosować ekran ochronny. Może być nim płyta ołowiana o grubości 0,1 mm lub stalowa o grubości 1 mm. Oczywiście płyta metalowa nie wygląda najładniej, więc można ją schować nakładając na nią np. płytę gipsowo kartonową. Jest to rozwiązanie dobre z punktu widzenia prawa atomowego.

Montujemy rentgen

Jeśli nie chcemy pracować w metalowej puszcze, a tak się złożyło, że wszystkie ściany nie spełniają wymogów prawa atomowego, możemy w rogu gabinetu urządzić mini-gabinet radiologiczny. Wtedy uzbrajamy jedynie ścianę, na którą pada promieniowanie RTG oraz budujemy wokół tego miejsca ekrany ochronne. W takim przypadku najwygodniej jest zastosować aparat przyczepiony do ściany na stałe. Nie jest to proste, bowiem aparat waży około 30 do 40 kg. W tym od 3 do 10 kg wynosi ciężar głowicy. Jeśli wysuniemy ją na ramieniu, które ma 2 metry długości, siły działające na śruby trzymające aparat w ścianie są bardzo duże. Ściana z płyty gipsowo-kartonowej bez dodatkowych wzmocnień nie wytrzyma ich. Montaż aparatu bezpośrednio do ściany możliwy jest więc tylko w przypadku ścian ceglanych lub betonowych.
Co zrobić, gdy są inne? Można wtedy aparat zamontować na stałe do podłogi na nodze lub podwiesić do sufitu.
Większe pole manewru mamy jeśli nasz gabinet otoczony jest ścianami o odpowiedniej grubości, ewentualnie z odpowiednimi ekranami. Aparat można bowiem umieścić na wózku jezdnym lub na unicie.
To pierwsze rozwiązanie jest szczególnie dogodne, jeśli w przychodni znajduje się kilka foteli. Wtedy jeden aparat może służyć wszystkim pracującym lekarzom. Koszt takiego wózka to ok. 1800 zł. Za nim zdecydujemy się na zakup wózka sprawdźmy szerokość drzwi. Rozstaw kół musi być na tyle mały, aby wózek swobodnie mieścił się w futrynie i na tyle duży aby stał stabilnie na podłodze. Montując aparat do unitu musimy mieć na uwadze, że siłownikowi podnoszącemu fotel pacjenta, a więc i cały unit, dodajemy ok. 40 kg dodatkowego obciążenia. Producent fotela może nie zgodzić się na takie rozwiązanie i unieważnić gwarancję. Wtedy trzeba zamontować aparat w inny sposób. Można to zrobić na dodatkowej nodze postawionej na stałe obok unitu. W niektórych modelach, np. firmy Planmeca, fotel jest niezależny od unitu. Wtedy nie ma problemu z zamontowaniem na nim aparatu RTG. Istnieje również możliwość przymocowania aparatu do sufitu na specjalnym wysięgniku, ale nie jest to proste.
Bardzo ważna jest poprawność montażu aparatu. Musi to zrobić specjalista. Mocowanie ścienne musi być precyzyjnie zainstalowane w pionie i poziomie, niedokładność spowoduje, że ramię może samoczynnie się wysuwać. Podczas wykonywania ekspozycji głowica nie może się przesunąć nawet o 1 mm. Przy źle wypoziomowanym aparacie głowica będzie odjeżdżać. Wtedy nawet najlepszym aparatem nie zrobimy dobrego zdjęcia.
Decydując się na montaż sterownicy do ściany należy przewidzieć, w którym miejscu będziemy stali podczas wykonywania zdjęcia. Promieniowanie rentgenowskie maleje w "kwadracie odległości". Oznacza to, że jeśli staniemy 2 metry od głowicy to promieniowanie będzie 4 razy mniejsze, ale jeśli 3 metry to już 9 razy mniejsze. Zawsze warto stanąć jak najdalej nawet, jeśli mamy najlepszy sprzęt o wartości upływu promieniowania z głowicy = 0 mR/h. Istnieje bowiem promieniowanie rozproszone, powstałe w wyniku odbicia od prześwietlanego obiektu. 
Jeśli już na etapie projektu wyznaczymy miejsce, w którym będziemy stali podczas ekspozycji, możemy od razu poprowadzić w ścianie kabel pomiędzy sterownicą a ekspozytorem. W zależności od typu aparatu kabel ten może mieć długość nawet do 10 m. Zazwyczaj jest to zwykły sześciożyłowy kabel telefoniczny. Schowany w ścianie nie będzie przeszkadzał szpecił gabinetu.

Z przetwornikiem czy bez 

Podstawowym parametrem technicznym aparatu RTG jest rodzaj zastosowanego generatora. Tańsze aparaty mają generator AC. Oznacza to, że napięcie zasilające  lampę narasta i opada sinusoidalnie. Tylko na chwilę osiąga maksymalną wartość po czym znowu spada do zera.  W przypadku generatorów DC (zwanych też HF) napięcie osiąga zadaną wartość i utrzymuje ją do końca ekspozycji. W zależności od wartości napięcia lampa emituje promieniowanie miękkie lub twarde. Tylko to drugie jest użyteczne przy robieniu zdjęć RTG. Zatem należy zminimalizować promieniowanie miękkie, które jest szkodliwe dla zdrowia a nieużyteczne diagnostycznie. Dlatego zdecydowanie lepsze są aparaty z generatorem DC (HF), jednak koszt ich zakupu jest o kilka tysięcy większy niż aparatu AC.
Do wykonania poprawnego zdjęcia aparatami DC i AC, ten pierwszy potrzebuje o 25 proc. mniejszej dawki promieniowania, czyli czas naświetlania jest krótszy.
Gdy się już zdecydujemy na lampę DC, spotkamy się jeszcze z parametrem częstotliwości drgań. Chodzi o drgania napięcia, gdy już osiągnie ono zadaną wartość. Żaden z rentgenów nie ma idealnie jednakowego napięcia w funkcji czasu. Musi się ono zmieniać. Parametr "częstotliwość drgań" określa, jak szybko zmienia się napięcie, a parametr "amplituda drgań" określa zakres tych drgań. Im większa częstotliwość i im mniejsza amplituda, tym lepiej, ale tak naprawdę te dwa parametry istotne są dla inżynierów konstruujących lampy RTG. Dla stomatologa mają one znaczenie drugo- jeśli nie trzeciorzędne.
Istotniejszym parametrem jest ciężar głowicy. W przypadku lamp DC wynosi 3 kg do 5 kg. Lampy z przetwornikiem AC ważą o kilka kilo więcej. Im lżejsza jest głowica, tym łatwiej i dokładniej można ustawić tubus względem głowy pacjenta. Jest to ważny parametr wpływający na poprawność wykonanej ekspozycji.
Istotny jest też fakt, że w przypadku aparatów DC na jakość zdjęcia nie mają wpływu wahnięcia napięcia w sieci miejskiej. W przypadku AC może, choć nie musi mieć to znaczenia.

Ognisko

Kolejnym parametrem aparatu RTG jest wielkość ogniska. W aparatach dla stomatologii dostępne są lampy z ogniskiem od 0,8 mm do 0,4 mm. Im mniejsze ognisko, tym lepsza jakość zdjęcia. Powstają bowiem mniejsze cienie, czyli zdjęcie jest bardziej ostre. Oczywiście decyduje też odległość kliszy od zęba. Im jest ona mniejsza tym i cienie są mniejsze.
Mniejsze ognisko wypala się szybciej niż większe, ponadto czas na chłodzenie lampy przerwy pomiędzy kolejnymi ekspozycjami jest dwa razy dłuższy. W przypadku ogniska 0, 8 mm czas przerwy to 1 do 16, czyli przerwa trwa szesnaście razy dłużej niż ekspozycja. Z kolei w ognisku 0,4 mm czas przerwy wynosi 1 do 32. Przy niektórych zabiegach (np. w radiologii cyfrowej) jest to bardzo istotny parametr. Przy robieniu tylko jednego zdjęcia (gdy wywołujemy klisze) w zasadzie nie gra on roli. Maksymalny czas ekspozycji to ok. 3 sekund, więc przerwa po takim naświetlaniu powinna trwać co najmniej 90 sekund. Jednak zanim wyjmiemy kliszę z ust pacjenta, włożymy następną i ustawimy głowicę z pewnością upłynie co najmniej 1,5 minuty. W przypadku radiologii cyfrowej, gdy zdjęcia możemy wykonywać jedno po drugim, parametr ten może mieć znaczenie. Jednak systemy radiologii cyfrowej są znacznie czulsze niż klisze i w takich naświetlaniach czas ekspozycji nie przekracza dziesiętnych części sekundy. Zatem nawet trzydziestokrotny odpoczynek dla lampy trwa zaledwie 3-6 sekund.  Warto też wspomnieć, że lampy o mniejszych ogniskach są droższe i to czasami znacznie.
Wspomnieliśmy już o czułości materiałów, na które pada obraz . W stomatologii rozróżnia się cztery klasy czułości dla klisz D, E, F oraz I. Ta ostatnia jest najczulsza więc i czas ekspozycji jest najkrótszy, a co za tym idzie promieniowanie najmniejsze. Dlatego radiologia cyfrowa jest znacznie mniej szkodliwa niż zdjęcia wywoływane na kliszy. Obliczono, że jeśli promieniowanie przy zrobieniu zdjęcia aparatem AC, wywoływanym na kliszy, wynosi 1, to dla aparatu DC współczynnik ten równy jest 0,7, przy radiologii cyfrowej (z aparatem AC) już tylko 0,3, z aparatem DC o kolejne 70 proc. mniej czyli 0,21, a jeśli mamy głowicę wyposażoną w tubus prostokątny (odzwierciedlający plan zdjęcia) to tylko 0,1. Zatem stosując radiologię cyfrową możemy ograniczyć promieniowanie aż 10-krotnie w stosunku do zdjęcia robionego klasyczną metodą. Dlatego radiologia cyfrowa jest bardziej bezpieczna niż zdjęcia wykonywane na kliszy.

Promieniowanie

W przypadku promieni rentgena występuje promieniowanie pierwotne oraz promieniowanie rozproszone. Nie ma promieniowania wtórnego. Jest to dobra wiadomość. Nie można bowiem promieniami rentgena naświetlić ścian, sprzętu ubrań. Promieniowanie rentgena nie rozszczepia się! Występuje za to promieniowanie rozproszone. Powstaje ono wtedy, gdy wiązka promieniowania pierwotnego uderzy w prześwietlany obiekt. Oczywiście promieniowanie rozproszone ma zdecydowanie mniejszą dawkę  niż pierwotne i praktycznie stojąc 2-3 metry od pacjenta nie narażamy się na jego skutki. Jednak czym dalej stoimy tym lepiej.

Napięcie i prąd lampy

Najnowsze prawo atomowe dopuszcza do użytku aparaty o napięciu od 50 kV do 70 kV. Im większe napięcie na lampie rentgenowskiej tym większa skala szarości. Po prostu więcej można zobaczyć. Jednak w niektórych przypadkach warto użyć mniejszego napięcia. Z kolei wartości prądów płynących przez lampę RTG wahają się od 2 do 8 mA. W niektórych lampach jest możliwość regulacji prądu i napięcia, a w innych wartości te są zadane przez producenta i nie można ich zmieniać. Gdy istnieje możliwość regulacji prądu, zazwyczaj stosuje się wartość 8 mA do zdjęć wywoływanych na kliszy i 4 mA dla radiologii cyfrowej.

Czas ekspozycji j jej mAs-a

Czas ekspozycji zazwyczaj waha się w zakresie od 0,01 s do 3,2 s i uzależniony jest on od wielu czynników. Podstawowym jest czułość kliszy lub systemu radiografii cyfrowej, drugim czynnikiem jest rodzaj wykonywanego zdjęcia, kolejnym prześwietlany ząb, inne czasy są dla zębów przednich inne dla trzonowców. O czasie decyduje też wielkość pacjenta (dziecko czy osoba dorosła) a także grubość skóry policzka i oczywiście długość tubusu. Zazwyczaj producent zaprogramował czasy ekspozycji. Lekarz, wciskając odpowiednie przyciski, ustala parametry wykonywanego zdjęcia, nie wnikając w szczegóły, jaki czas jest zadany dla danego przypadku. Oczywiście na wyświetlaczu pojawi się wartość czasu ekspozycji. Bardziej dociekliwi lekarze w ten sposób mogą nauczyć się precyzyjnie dobierać czas i nie korzystać później z podpowiedzi producenta, samodzielnie ustawiając parametry zdjęcia. W niektórych systemach np. firmy RSV lekarz jest informowany przez specjalny program o tym czy czas ekspozycji promieni został dobrany optymalnie do warunków. W trakcie wykonywania zdjęcia przeprowadzana jest analiza sygnału pozyskiwanego z czujnika CCD. Lekarz informowany jest po wykonaniu zdjęcia o parametrach czasu ekspozycji, które powinny być dobrane indywidualnie do pacjenta (grubość tkanek miękkich i twardych, odległość tubusa od czujnika itp.)
Gdy jest możliwość regulacji prądu zasilającego lampę RTG, stosuje się pojęcie "masy" jest to skrót od jednostek wyrażających tą wielkość (mAs - miliamperosekundy) a nie od ciężaru promieniowana. "Masa" promieniowania jest to iloczyn czasu oraz prądu. Najmniejsze mAs występują w aparacie RTG firmy Planmeca. Możliwe jest tam ustawienie prądu o wartości 2 mA i czasu 0,01 s. Zatem "masa" takiej ekspozycji wynosi 0,02 mAs.

Tubus

Istotny jest też rodzaj zastosowanego tubusu. Decydują o tym dwa parametry, jego długość oraz kształt. Zazwyczaj tubusy mają długość 20 lub 30 cm. W dłuższym wiązka promieniowania pierwotnego jest znacznie bardziej skupiona. Jednak potrzeba użyć większej dawki promieniowania, aby uzyskać odpowiedniej jakości obraz na kliszy czy czujniku. Ognisko jest bowiem dalej od naświetlanego obiektu. Z drugiej strony, krótszy tubus powoduje większą rozbieżność promieniowania. Dla jakości zdjęcia idealnym rozwiązaniem jest, aby ognisko było możliwie jak najdalej, czyli powinniśmy stosować jak najdłuższe tubusy.
Na rynku dostępne są tubusy o kształcie koła lub prostokąta. Obraz na kliszy zawsze jest prostokątny. W tubusach okrągłych część promieniowania omija klisze, czyli jest zbędna, a jednak naświetla pacjenta. Zatem logiczne jest, że lepiej promieniowanie z tubusu wyprowadzić tak, żeby 100 proc. promieni trafiało na klisze lub czujnik umiejscowiony za zębem. Teoretycznie możliwe jest to tylko w przypadku tubusu prostokątnego. Jednak praktycznie nie ma takiej możliwości. Zawsze naświetlamy większe pole niż klisza. Jednak w przypadku tubusu prostokątnego pole naświetlanej powierzchni jest zdecydowanie mniejsze. Pamiętamy z lekcji matematyki w liceum - pole prostokąta wpisane w okrąg. W przypadku prostokąta o stosunku boków 3 do 4 promieniowanie jest mniejsze o ok. 35 proc.

Piotr Szymański

Radiologia cyfrowa

Cyfrowe uzyskiwanie zdjęć jest o wiele wygodniejsze i tańsze od klasycznego systemu z kliszą. Jednak sprzęt do radiologii cyfrowej jest od 15 do 20 tys. droższy niż sam aparat RTG. Trzeba obliczyć, co się bardziej opłaca. Wykonanie jednego zdjęcia na kliszy kosztuje od 1 do 5 zł. Zatem pieniądze zainwestowane w radiologię cyfrową powinny się zwrócić po wykonaniu ok. 5 tys. zdjęć.

Z drugiej strony mając system cyfrowy możemy tych zdjęć wykonywać dużo więcej. Obraz otrzymujemy praktycznie w czasie rzeczywistym i jeśli okaże się, że potrzebujemy innego ujęcia, możemy za chwilę wykonać kolejne zdjęcie lub nawet całą ich serię. Ponadto możliwość posługiwania się systemem cyfrowym ułatwia lekarzom leczenie endodontyczne i przysparza pacjentów wymagających takiego leczenia. Za nimi idą wpływy do kasy przychodni. Zatem koszt zakupu systemu cyfrowego może się zwrócić dużo szybciej niż pierwotnie zakładaliśmy.

Z kolei robiąc zdjęcia na kliszy, możemy wykonywać usługi RTG dla innych gabinetów. To z pewnością spowoduje przyciągnięcie do naszej przychodni nowych pacjentów. Oczywiście, mając system cyfrowy, można także wykonywać zdjęcia na kliszach. Trzeba tylko zainwestować w wywoływarkę lub używać klisz samowywołujących.

W radiologii cyfrowej mamy trzy rodzaje nośników, na których zapisywany jest obraz.  Pierwszym z nich jest płyta fosforowa. Wkłada się ją w jednorazowe opakowanie i naświetla na nią obraz, po czym skanuje się z niej obraz do komputera. Jest to płyta  wielokrotnego użytku i praktycznie dopiero uszkodzenia mechaniczne powodują konieczność wymiany na nową. Są to płyty pamięciowe zwane PSP. Ich rozdzielczość liniowa  wynosi ok. 8 parlinii na milimetr. Na takiej karcie można zapisać tylko jedno zdjęcie. Więc jeśli chcemy wykonać kilka ujęć, musimy kilkakrotnie wkładać i wyjmować płytkę z ust pacjenta i umieszczać ją w czytniku. Oczywiście za każdym razem należy wkładać płytkę do jednorazowej torebki.

Innym, ostatnio coraz popularniejszym, sposobem przekazywania danych do komputera jest wykorzystanie czujników CCD, lub CMOS które są podłączone bezpośrednio do komputera. Obraz uzyskiwany jest w czasie rzeczywistym.  Lekarz, aby zrobić kilka zdjęć, nie musi wyjmować tej płytki z ust pacjenta. Systemy te mają rozdzielczość rzędu 20 parlinii na milimetr a żywotność czujnika podawana przez producenta to 400 tys. ekspozycji. Zatem o konieczności wymiany czujnika decydują uszkodzenia mechaniczne, a nie ograniczenia techniczne. Niedogodnością tego systemu jest prowadzenie przewodu z ust pacjenta do komputera. Zazwyczaj system ten stosuje się używając pozycjonerów i przewód prowadzi się po jednym z ramion pozycjonera.

Najnowszym rozwiązaniem jest bezprzewodowe przekazywanie obrazu z płytki bezpośrednio do komputera. Na razie sposób ten wprowadził na rynek polski Stern Weber. Jest on jednak znacznie droższy od systemu kablowego.

Wraz z systemem radiografii cyfrowej dostajemy oprogramowanie pozwalające obrobić wykonane zdjęcie. Zazwyczaj program nawet z nieudanego zdjęcia potrafi "wyciągnąć" takie parametry, które pozwalają na prawidłowy odczyt. Oczywiście do systemu cyfrowego konieczny jest komputer z monitorem.

Krzysztof Moroz, Visidental:

Cyfrowy obraz zdjęcia otrzymywany na monitorze komputera jest rezultatem wielu czynników. Można je podzielić na dwie grupy. Pierwsza stanowią elementy o nieznanej charakterystyce. Są to: parametry lampy rtg (rodzaj generatora promieni rtg, długość tubusa, itp.), warunki panujące w jamie ustnej pacjenta (grubość tkanek miękkich, twardych) oraz technika wykonania zdjęcia.

Druga grupa składa się z elementów o znanej charakterystyce takich jak: rozdzielczość czujnika, rodzaj monitora (LCD lub klasyczny CRT)

Każdy z wymienionych czynników ma wpływ na jakość otrzymywanego zdjęcia rtg na monitorze komputera.

System RSV Radiology System Visiodent został skonstruowany tak, że bierze pod uwagę każdy z wymienionych elementów. RSV dokonuje samodzielnej analizy parametrów o nieznanej charakterystyce. Wykonuje to dzięki DSP (Digital Signal Processor) w trakcie każdej ekspozycji. Oprogramowanie to ostatni bardzo ważny element każdego systemu radiologicznego. RSV Imaging jest to prosty w obsłudze program. Wyposażony został w zaawansowane narzędzia - filtry do analizy obrazu, które ułatwiają diagnostykę radiologiczną.

Tadeusz Telesz, Gent:

Stosowane do niedawna proste generatory (lampy) rtg emitowały oprócz fotonów szybkich o wysokiej energii, także pewną ilość fotonów niskoenergetycznych. Ponieważ nie docierały one do kliszy, obciążając pacjenta dawką nie wpływały na powstawanie obrazu. Aby je wyeliminować stosuje się obecnie urządzenia wyposażone w tzw. generatory wysokiej częstotliwości (aparaty DC lub HF) lub, w przypadku aparatu Gendex ORALIX opatentowany system "grid action cathode". Dzięki tym rozwiązaniom możliwe jest obniżenie dawki o około 25 do 30% w porównaniu do systemów wyposażonych wyłącznie w wymaganą przepisami płytkę filtra aluminiowego. Należy przy tym pamiętać, że redukcja ilości promieniowania miękkiego nie zwiększa w zasadniczy sposób bezpieczeństwa personelu. Bardzo często spotykana opinia, że "kupuję aparat z generatorem, bo chcę się czuć bezpiecznie" jest nieporozumieniem - ta funkcja służy wyłącznie pacjentowi!

Agnieszka Kotowska, Amadar:

Wybierając aparat RTG Zanim zajmiemy się danymi technicznymi, musimy zwrócić uwagę na praktyczne możliwości montażu różnych aparatów. Niektóre wieszamy na ścianie, inne mocujemy do unitu, jeszcze inne są wyposażone w jezdny wózek. To, jaki rodzaj wybierzemy, zależy od wielkości gabinetu i liczby stanowisk, które ma obsłużyć oraz od wielkości pomieszczenia. Dane techniczne aparatów są oczywiście bardzo ważne, ale jeśli źle dopasujemy sprzęt do naszych wymagań, to nawet najlepszy i najdroższy aparat nie pozwoli nam osiągnąć spodziewanych wyników.