Radioloogia

pisi|Radioloog picture archiving and communication system (PACS) workstation. San Diego, CA, 2010
pisi|Röntgeniülesvõte jalalabast
pisi|Pilt põlvest Sandnessjøen Hospital, Norra
Radioloogia on teadusharu, mis tegeleb ja uurib ioniseeriva kiirguse kasutamist paljudes teadusvaldkondades, näiteks meditsiinis, bioloogias, põllumajanduses.

Radioloogia on arstiteaduse haru ja eriarstiabi valdkond, mis hõlmab haiguste diagnoosimist ja ravi, kasutades ioniseerivat või mitteioniseerivat kiirgust, lahtisi kiirgusallikaid või ultraheli, ja haiguste ravimist kasutades menetlusradioloogia võtteid või lahtisi kiirgusallikaid.
Radioloogia tegeleb haiguste diagnoosimise ja raviga kasutades erinevaid visualiseerimismeetodeid.

Ioniseerivat kiirgust kasutavad meetodid

 Röntgenoloogia 
Röntgenoloogia on radioloogia meetod, mis kasutab visualiseerimisvahendina ioniseerivat elektromagnetkiirgust ehk röntgenikiirgust.

Ained on valdavalt stabilises olekus, kus elektronid täidavad ennekõike seesmisi orbiite. Kiirgus tekib, kui aine mikrosüsteem (aatomituum, elektronkatte elektronid) toimib väljastpoolt pärineva mõju ja süsteemi energeetilise oleku muutumisel. Välispidise mõju toimel elektronid ergastuvad ja hüppavad kõrgematele orbiitidele. Kiirgus tekib, kui ergastatud olekust läheb mikrosüsteem tagasi stabiilsesse põhiolekusse.

Röntgeniaparaat koosneb röntgenitorust ja röntgenigeneraatorist. Generaator on energiaallikas. Röntgenigeneraator muudab vooluvõrgust saadava pinge röntgenitorule antavaks 35–150 kV kõrgepingeks ja pinget muudab röntgenitehnik kõrgepingetransformaatoris juhtpuldist. Röntgenitorus vajatakse kiirguse saamiseks alalisvoolu, selleks toimub kõrgepingetrafo sekundaarahelas voolu alaldamine.
Röntgeniaparaadi tähtsaim osa on röntgenitoru. Röntgenikiirgus tekib positiivselt laetud anoodi pommitamisel kiirete elektronide vooga. Erineva energiaga primaarsed footonid väljuvad röntgenitorust läbi filterakna. Väga madala energiaga kiirgus filtreeritakse välja.

Uurimiskabineti seinad on pliitatud, millega välditakse kiirguse sattumist teistesse ruumidesse ja läbivalgustusruumi saab teha pimedaks.
Juhtimisruum on ruum, kus puldiga röntgeniaparaati juhitakse.

Röntgenipildi tegemiseks on vajalik ekspositsiooniautomaatika. Sellega mõõdetakse patsiendist läbinud kiirgust. Optimaalsed ülesvõtteparameetreid (kiirenduspinge – kV ja katoodiküttevool sekundis – mAs) seatakse vastavalt patsiendi suurusele ja uuritavale piirkonnale ning kiirtevoog katkestatakse automaatselt, kui piisav hulk footoneid on langenud ekspositsioonikambrile. Samuti peab säritusaeg olema võimalikult väike. Pika ekspositsiooniaja, patsiendi või elundi liikumise tõttu muutub pilt ähmaseks.

Tänapäevane röntgeniaparaat toimib nii, et algul valitakse patsient registratuurist, siis valitakse vastav uuritav piirkond ja uuring. Aparaadile on sisestatud erinevad uuringupiirkonnad ja sellele vastavad parameetrid. Seejärel röntgeniaparaat sõidab ise vastavasse asendisse. Toimub automaateksponeerimine ja režiimi valik. Uuringust ja patsiendist sõltub ekspositsiooniaeg ja kiirguse hulk.

Diafragma on aparaat, millega tehakse pilt ja on käsitsi seatav või automaatne. Diafragma tööpõhimõte: röntgenitorus anoodil tekib erineva energiaga primaarsed footonid; röntgenitoru poolt tekitatud kiirgus levib anooditaldriku pinnalt määratavasse ruumi; kiired väljuvad röntgenitorust läbi filterakna, kus filtreeritakse välja väga madala energiaga kiirgus; kiirgusvälja tuleb diafragmadega piirata (kollimeerida) vastavalt uuritavale piirkonnale; väljalampi kasutatakse kiirgusvälja näitamiseks. Koepaksusest olenevalt pääseb primaarsest kiirgusest ainult 1/10 000 kehast läbi nii, et esialgne liikumissuund säilib ja satuvad detektorile. Osaliselt neelduvad ja liikumissuunda muutvad kiired hajuvad. Väikese nurga all hajumine halvendab kujutist, aga suure nurga all hajumisel saab personal ise kiiritada. Hajukiirguste vähendamiseks muudetakse kiirgusväli väiksemaks diafragmaga ja hajukiirte filtriga. Hajukiirte filter peab kinni hajunud ehk suunda muutnud röntgenikiirguse. Õhukesed pliikihid ei lase kiirgust läbi, alumiiniumi või süsinikukihid lasevad läbi hajumata otse kulgevad kvandid.
Röntgenipildiga kaasneb suurendus. Suurema suurenduse saab, kui objekt asub pildi äärel ja pildist kaugemal. Väiksema suurendusega on pildi keskosas ja lähedale jäävad objektid. Objekt, mida tahetakse näha moonutuseta ja suurenduseta peab olema pildi keskel ja vastu detektorit.

Röntgenikiirguse neeldumine kehas:

 Metall – kiirgus neeldub suures osas, tekib varjustus
 Kontrastaine, raskesti läbilaskev – kiirgus neeldub, tekib varjustus. Läbivalgustusekraanil on objekt must, röntgenipildil valge
 Luud on vähe läbilaskvad – röntgenipildil valged või heledad
 Lihas – haljas
 Õhk – röntgenikiirgus praktiliselt ei neeldu, detektoril helendus. Läbivalgustusekraanil hele, röntgenipildil must.
Röntgeniülesvõte on varipilt, mis saadakse objekti varjude joonistumisel pildiretseptorile, pildijäädvustus vahendile või detektorile. On olemas kõvendusekraan ehk foolio ja filmi kombinatsioon röntgenograafial; digitaalne plaatülesvõte röntgenograafial; elektronoptiline võimendi läbivalgustusel; detektorid kompuutertomograafial.

Kaasaegne digitaalne fluorograafia elektronoptilise võimendiga on kasutusel juba ca 60 aastat. Läbivalgustusel vaja kiirgust väga pikka aega, minuteid kuni tunde. Selleks, et kiirgusdoos ei läheks liiga suureks kasutatakse elektronoptilist võimendit. Elektronoptilise võimendi sidendekraanil muutub röntgenikiirgus luminofooraines valguseks. Valgus päästab fotokatoodilt lahti elektrone, mis suunduvad elektronoptika juhtimisel väljundekraanile. Väljundekraanil tekib elektronide kokkupõrkel luminofoorainega taas valgus.

Fluoroskoopia ehk läbivalgustuse puhul uuritaval kehapiirkonda läbinud röntgenikiired tekitavad fluorestseeruvale ekraanile kujutise ja spetsiaalne kaamera muundab selle videosignaaliks, mida saab monitoril jälgida. Pildid salvestatakse seeria või üksiku ülesvõttena. Fluoroskoopiat kasutatakse sageli dünaamilisteks uuringuteks kontrastainega: seedetrakti läbivalgustuseks, rindkere läbivalgustuseks, menetlusradioloogias ja angiograafias.

Informatsiooni talletamiseks kasutatakse röntgenifilmile, mis on iganenud informatsiooni talletamise viis. Tänapäeval kasutatakse filmiga jäädvustamiseks ainult stomatoloogias üksihamba pildistamiseks. Röntgenikiirgus toimib otse hõbedasooladega fotoemulsioonile ja muudab selle omadusi. Valgustundlikul filmil tekib pärast ilmutamist ja kinnitamist negatiivkujutis, mille heleduse suhteline jaotus on võtteobjekti omale vastupidine.

Röntgenograafia kujutise teke filmil kassetis kõvendusekraani kasutades toimib nii, et filmiemulsioon absorbeerib röntgenikiirgust halvasti ja ülesvõtteks on vaja suurt kiirgusdoosi. Et kiirgusdoosi vähendada, kasutatakse röntgenikassetis kõvendusekraane. Kõvendusekraan absorbeerib röntgenikiiri ja toodab vastaval hulgal valguskiirgust, mis filmi valgustab või säritab.

 Digitaalradioloogia 

Tänapäevases digitaalradioloogias on filmi asemel kassetis fosforplaat. Luminofoorkristallid (forfoorid) absorbeerivad röntgenienergiat oma muutunud kristallstruktuuris, moodustub latentne kujutis. Lugemisseadmes stimuleeritakse kristalle laserkiirega. Talletatud energia vabaneb nähtava valgusena seal, kuhu on absorbeerunud röntgenikiirgus. Nähtav valgus muudetakse elektrisignaaliks ja arvuti koostab digitaalse pildi. Sama kassetti kasutatakse uuesti. Teine viis on otsene digitaalne ülesvõte: digitaalsete röntgenikiirguse sensoritega, kus röntgenikiirgus muudetakse otse valguseks või elektrilaenguks ja aparaadis on kujutis kohe näha.

Digitaalse pildi aluseks on maatriks. Kui maatriks on vaid 10x10 pikslit, siis pildielemendid on suured ja digitaalne pilt on kehv. Ideaalse kujutise saab siis, kui pildielemente on maatriksis nii palju, et üksikud pildielemendid pole eristatavad, näiteks maatriks 4096x4096.

Digitaalradioloogia eelised:

 Tehnilist praaki vähem
 Pole vaja fotolaborit ja filmiarhiivi
 Plaate saab korduvalt kasutada
 Kujutist on hiljem võimalik järeltöödelda, muuta kontrastsust, ja teha mõõtmisi
 Digitaalne pildiarhiiv on kergesti kasutatav, võrreldav vanade ülesvõtetega
 Teleradioloogia – pole oluline, kus pilte kirjeldav radioloog asub, mitmed spetsialistid saavad pilte hinnata
Röntgenifilmil on hea ruumiline lahutusvõime, sest nähtavad on väiksed detailid, kui tegemist on suure erinevusega kudede tiheduses. Sel viisil on hea eristada metallkilde organismis ja raske eristada sarnase tihedusega pehmeid kudesid, näiteks maksa ja neeru.

Röntgenoloogia erimeetodid:

 Tomograafia, kihtülesvõtete tegemine röntgeniaparaadiga, ortopantomograafia
 Fluorograafia, floroskoopia läbivalgustuse tegemine
 Mammograafia – rindade uurimine röntgenikiirguse abil
 DSA – digitaalne subtraktsioonangiograafia, röntgenoloogiline uuring veresoonte uurimiseks
 Flebograafia – veenide uurimine röntgenikiirguse abil
 Urograafia – kuseteede uurimine röntgenikiirguse ja kontrastaine abil.
 Seedetrakti uuringud röntgenikiirguse abil
 Kompuutertomograafia on üks röntgenikiirguse rakendusi.

Tomograafiaga on võimalik täpsemalt selgitada varjustuse struktuuri, leida tühik või lubjastused. Leiab kasutamist näiteks kopsu tipu uurimisel, kus röntgeniülesvõttel summeeruvad rangluud ja roided. Kasutatakse hiiluste piirkonnas, mediastiinumi protsesside ja trahhea seina hindamisel. Tänapäeval on eelistatavam kompuutertomograafia.

Ortopantomograafia – stomatoloogias, pantomograafia on spetsiaalne tomograafiatehnika, kus saadakse röntgenogrammid kaarjast pinnast roteerides röntgenitoru ja detektorplaati ümber patsiendi. Filmihoidjal on pliikate koos kitsa avaga. Röntgenikiir satub filmile läbi kitsa ava alustades ühest otsast. Seega kaarjad objektid nagu mandibula ja maxilla kanduvad 2D-filmile.

Statsionaarse röntgeniaparaadiga saab ülesvõtted kõigist kehapiirkondadest erinevates projektsioonides, hea kujutise kvaliteet, väike patsiendidoos võrreldes teiste uuringutega, personal hästi kaitstud, saab hästi uurida skeletti, rindkeret ja pehmeid kudesid üksteisest ei erista.

Mobiilse palatiaparaadiga saab ülesvõtted kehvema kvaliteediga kui statsionaarse röntgeniaparaadiga tehtud, kiirgusdoos suurem, osakonna personali ja teiste patsientide kaitsmine on oluline, ja kasutatakse erakorralistel juhtudel.

Läbivalgustusaparaadiga võimaldatakse uurida elundeid dünaamiliselt, kujutise kvaliteet on hea ja kiirgusdoosid võivad olla suured.

Angiograafiaga uuritakse veresooni, enamasti artereid, ning ravi viiakse fluoroskoopia abil läbi. Fluoroskoopia käigus saadav röntgenikiirgus kestab mitu minutit ja kiirguskoormus on suur.

Mammograafia on rindade kahesuunaline röntgenoloogiline uurimine, mille käigus kasutatakse spetsiaalset röntgenoloogilist aparatuuri ja erinevaid kassette. Rinnanääre surutakse spetsiaalse plaadi abil vastu filmikassetti, et hajukiirgus ja doos oleksid võimalikult väiksed. Teostatakse palpatoorse leiu korral või skriiningprogrammis kõigile vastavas vanuses naistele.

Müelograafia on uuring, kus kontrastaine viiakse subarahnoidaalruumi, punkteerides seda nimme- või kaelaosas. Nähtavale tuleb röntgeniülesvõttel duurakoti kujul ja duurakotis kulgevad närvijuured.

Kompuutertomograafiaga tehakse patsiendist kihtide kaupa pilte võimsa röntgeniaparaadiga. Saab uurida nii kopsu, pehmeid kudesid kui ka luid. Kompuutertomograafia puhul on kihtülesvõtted. Patsiendi kiirgusdoosid sadu kordi suuremad kui tavaröntgeniülesvõtete puhul, personal hästi kaitstud, suur informatiivsus ja võimalik pärastised rekonstruktsioonid.

Vaata ka
diagnostiline radioloogia
kiiritusravi
kiiritussterilisatsioon

Viited

Allikas
 Ilves P. Kliiniline radioloogia. Vaadatud 30.04.2016.
Lisalugemist
 Luigia Romano, Antonio Pinto, Errors in Radiology, Springer- Verlag Italia, 2012, Google'i raamatu veebiversioon (vaadatud 20.10.2014)(inglise keeles)

Välislingid
Chest X-Ray – Heart Failure
Ischemic and non-ischemic cardiomyopathy
Vascular Anomalies of Aorta, Pulmonary and Systemic vessels
Chest X-Ray – Lung disease
Dementia: role of MRI