Oral Radiologi - Strålingsfysik og Røntgenapparatet

Kliniske principper og indikation

En røntgenundersøgelse skal altid hvile på en klar klinisk indikation, hvor tandlægefaglig mistanke om sygdom eller skade foreligger. Fordelene ved forbedret diagnostik og behandlingsplanlægning skal altid opveje de potentielle risici ved strålingseksponering. Rutinemæssig screening uden kliniske tegn eller symptomer anses ikke for et forsvarligt brug af røntgenstråler.

Røntgenstrålernes fysiske egenskaber

Røntgenstråling er en form for højenergetisk elektromagnetisk stråling bestående af fotoner, som er energipakker uden ladning og masse. Jo kortere bølgelængde strålingen har, desto højere er energien. Strålerne bevæger sig i rette linjer med lysets hastighed, svarende til $3 \times 10^{-8}\,m/s$ (ifølge transcript, retteligt $3 \times 10^8\,m/s$), og intensiteten aftager med kvadratet på afstanden fra strålekilden.

Ionisering og biologisk påvirkning

Røntgenstråler betegnes som ioniserende stråling, fordi fotonerne har tilstrækkelig energi til at overføre energi til elektroner i atomer eller molekyler. Når denne energi overvinder bindingsenergien, løsrives elektronen, og der dannes en positiv ion. Denne proces kan føre til dannelse af frie radikaler, mutationer og biologisk skade i levende væv.

Røntgenapparatets opbygning og funktion

Røntgenrøret er placeret i en lufttom glaskolbe beskyttet af en blykappe og fyldt med olie til at opfange varme. En katode af tungsten (wolfram) opvarmes for at løsrive elektroner, som accelereres mod en anode af tungsten indlejret i en kobberblok. Ved kollisionen i det effektive fokus (focal spot) omdannes energien til $1\%$ røntgenstråler og $99\%$ varme. Apparatets ydelse styres via spændingsforskel ($60-70\,kV$), strømstyrke ($6-12\,mA$) og eksponeringstid. En sekundær blænde i form af et aluminiumsfilter på min. $2\,mm$ standser lavenergetiske stråler.

Dannelse af røntgenstråler på atomniveau

Strålingen dannes ved to primære processer: Bremsestråling (Bremsstrahlung) og karakteristisk stråling. Bremsestråling opstår, når elektroner bremses eller afbøjes tæt på tungstenatomets kerne, hvilket skaber et kontinuert spektrum. Karakteristisk stråling opstår, når en indkommende elektron slår en elektron ud af en indre skal (fx K-skallen), hvorefter en elektron fra en ydre skal falder ned i hullet og frigiver en materialespecifik energimængde.

Billeddannelse og projektionsgeometri

Et røntgenbillede er et summationsbillede, hvor en $3D$-struktur projiceres som et $2D$-billede. Områder med høj densitet eller tykkelse (fx emalje) absorberer flere stråler og fremstår hvide eller lyse (radioopakt), mens områder med lav densitet fremstår mørke (radiolucent). Artefakter som "burn out" (cervikal radiolucens) opstår ved lav densitet i overgangen mellem emalje og rodcement og kan ligne caries. Penumbra, eller halvskygge, minimeres ved et lille effektivt fokus, lang fokus-objekt-afstand og kort objekt-billedmodtager-afstand.

Questions & Discussion

Under forelæsningen blev der lagt op til diskussion omkring forskellen mellem burn out og penumbra. Burn out er en optisk artefakt i cervikalregionen grundet lav densitet, mens penumbra er en billedteknisk fejlkilde, der medfører sløring af kanter. Studerende opfordres til at tale sammen om, hvordan disse fænomener visuelt adskiller sig fra patologiske fund som caries.