| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Anti-pæleorm

25 Diagnosticeringsmetoder

25.1 Røntgen

Radiologi skelner mellem flere diagnosticeringsmuligheder, som kan opdeles i flere grupper. Røntgen- og CT-undersøgelser baseres på røntgenstråler, mens MR- og ultralydsundersøgelser udføres uden brug af skadelige stråler (så vidt vides).

25.1.1 Den klassiske røngtenteknik.

Helt enkelt er et røntgenbillede de synlige fotografiske afbildninger, som fremkommer ved at røntgenstråler passerer gennem en genstand eller en del af et menneske, for derefter at påvirke en speciel fotografisk fim. Som et sort/hvidt ”skyggebillede”.

Man kan betragte røntgenstråler på to forskellige måder. Enten som stråler eller som en strøm af partikler. Strålingsenergi bevæger sig fremad med stor hastighed i form af en bølgebevægelse og man har mulighed for at vælge bølgelængden. Bølgelængden afgør med andre ord typen af stråler. Nedenstående diagram viser de forskellige spektre af de eletromagnetiske stråler, den lodrette stiplede linie viser grænsen mellem ioniserede og ikke-ioniserede stråler:

Figur 24. Strålingsspektre  

Røntgenstråler har en meget kort bølgelængde, og kan samtidig betragtes som en strøm af smådele / energidele også kaldet fotoner. Hermed sagt at strålingen samtidig kan beskrives med egenskaber som bølgelængden og strømmen af partikler. De to egenskaber hænger nøje sammen, da man skal kende strålingens bølgelængde for at kunne finde energien i hver enkelt partikel (et kvantum). Dog kan man mere samlet sige at røntgenstråling er en usynlig elektromagnetisk bølgebevægelse, der forplanter sig på samme måde som lyset.

Røntgenstrålingens egenskaber:

• Meget kort bølgelængde, der gør det muligt at trænge igennem stoffer, der ellers er uigennemtrængeligt for almindeligt lys. 
• Påvirker fotografisk film, så et billede bliver synligt ved fremkaldelse
• Biologisk påvirkning på levende væv, i selv små doser skadeligt for mennesker over tid
• Fremkalder ionisering ved at skyde elektroner ud af atomer der træffes.
    

Den vigtigste af ovenstående, er netop den at strålerne gennemtrænger materiale. Undervejs igennem materialet absorberes en del af strålingen, og kun den andel der trænger igennem er med til billeddannelsen. I virkeligheden kunne man, som tidligere nævnt, kalde røntgenbilledet for et simpelt skyggebillede.

Jo højere spænding strålingen frembringes med, jo mere gennemtrængende bliver den. Til gengæld vil forskelle mellem tyndt og tykt materiale ikke fremstå klart uden de store kontraster. Med en ”blødere” bestråling (lav kV) fremstår billedet tydeligere alt afhængigt af stoffet. Knogler absorbere naturligt langt flere stråler end muskler i et menneske. Derfor kræver optagelse af bløddele og væskefyldte rum, nøje beregning af stråledosis. I vores situation handler det om bestråling af træværk. Træværket kan være vådt eller tørt, samt have forskellig densitet afhængig af sort, alder og behandling.

Uden ellers at drage sammenligninger, kan man sidestille træets struktur med knogler, dog med en lavere densitet. Pæleorms kalkaflejringer i træværket må desuden fremstå tydeligt på et røntgenbillede. Det instrument hvori røntgenstrålerne dannes, kaldes røntgenrøret. Strålerne opstår når elektroner med høj hastighed, støder imod stof af en anden art. Jo større elektronhastigheden er, jo kortere bølgelængde. Store elektronhastigheder opnås bedst i lufttomme rum.

Figur 25.

Ved den traditionelle røngtenteknik afhænger dosis i høj grad af følgende forhold:

• Filmen (foliesystemets) og billedpladens følsomhed
• Antallet af billeder
• Indblændingen
• Fremkaldesystemet
• Produktet af strøm og tid
• Højspændingen

 Man bør optimere billedkvalitet og dosis, så der opnås et resultat med tilstrækkelig billedkvalitet ved mindst mulig dosis. Det gælder i høj grad ved diagnosticering af mennesker, men også i ”fri natur” som i dette projekt. Der vil være mennesker der betjener apparaturet. Problematikken omtales yderligere under afsnittet strålehygiejne.

Mængden af røntgenstråler kan tilpasses på enkel vis, ved at ændre på afstanden mellem kilde og genstand. Strålingen udgår retlinet, analogt til synligt lys, fra rørets fokus i alle retninger. Jo længere man kommer bort fra fokus, jo mindre intens er strålingen, men dens kvalitet forandres ikke.

Forandring af højspændingen, bevirker forandring af strålingens kvalitet. Højere spænding frembringer mere hård og gennemtrængende stråling, mens lavere spænding omvendt giver blødere bestråling der lettere bremses af det undersøgte materiale. Som tidligere beskrevet giver en stigende spænding en nedsat kontrast på billedet.

Billeddannelsen kan ske på flere måder: Den klassiske med enten gennemlysning eller fotografisk optagelse. Til sidstnævnte, og mest relevante, anvendes skærme med bariumsulfat, der udsender blåviolet lys, når de rammes af røntgenstråler. Stoffer med denne evne kaldes fosforer. Filmen er langt mere følsom for blåviolet lys end for røntgenstråler, hvorfor det i høj grad kan betale sig at omforme det usynlige røntgenbillede, strålingsrelieffet, til et blåviolet lysrelief. Man får det største udbytte af disse skærme, jo tykkere det krystalliske lag er, men dette er atter en balance mellem klare kontraster og uskarphed. Efter denne forstærkningsskærm ligger selve den fotografiske film. Denne påvirkes under eksponeringen, dog uden synligt resultat. Som enhver anden film skal den fremkaldes. Røntgenfilmene har en slags emulsion i tyndt lag på begge sider, til forskel fra almindelige fotografiske film, der kun har det på den ene side.

Der findes to typer af røntgenfilm. Skærmtypen, der anvendes i kassetter med forstærkningsskærme. Primært brugt til stationære røntgenanlæg på sygehuse og i industrien. Desuden pakkefilmstypen, der bruges uden forstærkningsskærme, men indpakket i lystætte konvolutter.

Filmens følsomhed omtales ofte som filmen er hurtig eller langsom. Film med høj følsomhed, kan klare sig med mindre strålingsintensitet.

25.1.2 Digital røngtenteknik

Selve fremkaldelsen er gennem de seneste år blevet automatiseret, og billedbehandlingen digitaliseret for en stor dels vedkommende. Den anden teknik, der omtales i denne sammenhæng, baserer sig på digital billedbehandling, hvor røntgengennemstrømningen direkte omsættes til et digitalt billede. Her videre til en monitor med billedbehandlingsprogram. Optagelserne sker ”in real time” og billederne manipuleres på stedet.

Et andet og forholdsvist nyt kapitel indenfor røntgenteknologi kaldes CR-teknik – computer radioagrafi.

Røntgenstrålerne optages på tynde plader, evt. beskyttet i kassetter. Størrelsen af disse plader variere, men de kan bøjes og vendes efter behov. Efter bestråling køres de gennem en scanner (evt. på stedet) og billedet vises på en computermonitor, der indeholder billedbehandlingsprogrammer. Begge disse digitale metoder udmærker sig ved at stråledosis kan nedsættes betydeligt, og at store stationære og dyre fremkalde- og laboratoriefaciliteter undgås.

25.1.3 Industrielle røntgenanlæg

Nedenstående eksempler er hentet i industrien, hvor man til mange formål bruger røntgenstråling.

Toldere ved den engelske grænse, benytter sig af små håndholdte apparater til røntgenoptagelse af bilers handskerum. På apparatet er en monitor, der viser gennemlysningsresultatet. Det man leder efter er typisk narkotika og smuglervarer.

Store lastbiler røntgenfotograferes i fuld skala (i ”striber”), til opdagelse af ulovlige flygtninge. Dette eksempel er ligeledes hentet fra grænsepolitiet ved Den engelske Kanal.

Røntgenoptagelser anvendes i rigt mål i elektronikindustrien, primært til kontrol af mindre kredsløb, hvor svagheder, lodninger m.m. kan undersøges bedre end med det blotte øje. Rent praktisk sker dette i lukkede bokse (med glasfront). På en monitor vurderes resultatet.

Et andet interessant eksempel er fra mejeriindustrien, hvor man røntgenfotograferer oste. Her har man mulighed for at vurdere hullernes placering og fordeling i osten. På boksens yderside kan spændingen (kV) justeres, og man får mulighed for at se de forskellige dybder / afstande skarpt. Al visualisering skabes på det eksakte tidspunkt ved hjælp af digital teknik. Selve røntgenboksen fylder ca. 1 m3.
Af andre eksempler fra fødevareindustrien kan nævnes, gennemlysning af kartoffelprodukter for at undgå sten (erstatningssager), udelukkelse af fiskeben i f.eks. babymad o.s.v.
I den helt lille målestok, røntgenanalyser af fiskeyngel, til udvælgelse af de stærke arter med de stærke (fiske)ben !

I større målestok anvendes røntgenanalyser med mobilt udstyr i stor stil i svejseindustrien. Bl.a. i forbindelse med offshoreanlæg og brobyggeri.

25.2 Ultralyd

Ultralyd er kort fortalt elektrisk energi der omdannes til akustisk energi. Også kaldet sonografi, d.v.s. ”lydbilleder”.
Sammenlignet med røntgenstråling, er der ikke påvist skadelige virkninger på mennesker eller miljø ved brug af denne metode. Der forskes dog intenst på dette felt, og nye muligheder for billeddannelse dukker jævnligt op.

Ved ultralyd forstår man lydbølger, der har en svingningshastighed, der ligger udenfor området, hvor man som menneske opfatter lyd. Mennesket opfatter fra 16 til 18.000 svingninger pr. sekund. Lydbølger med svingningshastigheder over 20.000 pr. sekund, betegnes som ultralyd. Lydbølgerne bevæger sig for eksempel gennem kroppens bløddele, som primært består af vand, med en hastighed af ca. 1540 m/sek.Elementer der ”ødelægger” ultralydens bølger er luft og knogler/hårde genstande. Luften bremser bølgerne da de her kun kan bevæge sig med ringe hastighed, og kan således ikke give yderligere signaler eller oplysninger om de bagvedliggende strukturer. Desuden har der altid været krav om tæt kontakt mellem transducer og objekt, for at undgå netop luft. På mennesker gøres dette ved at smøre en slags gel på huden. Dette krav har forskellige teknikker dog rådet bod på, f.eks. laserlys, der samtidig måler afstand til objektet og tager hensyn til det i optagelserne.

Ultralyd har sin store berettigelse i væskefyldte rum og strukturer, og anvendes da også i stor stil indenfor søfart. Ved denne teknik måles vanddybden under skibet med et ekkolod. Refleksionerne fremkommer, når væv/organers substans er anderledes end det omkringliggende. I skibsfarten når lydbølgerne når bunden, og sendes tilbage til skibet.

Ultralyden udsendes i lydbundter, og lydhovedet (transduceren) opfatter i pauserne de tilbagesendte signaler. Signalerne registreres som ekkoer på en skærm, der samtidig beregner afstanden mellem ekkoerne fra de forskellige strukturer lydbølgerne passerer. Når lydhovedet placeres på objektets overflade, vil ekkoerne afbildedes på skærmen, som prikker svarende til de reflekterende strukturer.

Signalerne afhænger af

Gennem knogler er der en høj absorption - kan måles med lave frekvenser, men giver svage signaler. Dybereliggende organer i mennesket kan også kun måles ved lave frekvenser, P.g.a. den relative store spredning.

Dopplereffekten er en yderligere effektivisering af teknikken: Ved hjælp af en hastighedskomponent kan signalerne gøres endnu mere præcise. Man kan v.h.a. lydmålinger ”høre” om signalet er på vej til eller fra målet. Skiftet i frekvensen er proportional med igangværende impulsstrøm og målets hastighed (placering). Bruges hvor man har brug for at måle aktivitet over tid. Eksempelvis hjertelyde på fostre.

Der findes flere slags transducere og størrelser af lydhoveder, alt efter funktion. De adskiller sig primært ved synsfeltets udformning og sendefrekvenser. Synsfeltet kan være både lineært eller vifteformet, mens sendefrekvensen varierer mellem 2-10 MHz.Ny transducer- og 3D-tekonologi i ”real-time”, mindsker de usikkerheder, der ellers gør at ultralydsteknikken i høj grad baseres på den enkeltes tolkning af billedet. Ingeniørens Produktpris gik i år 2000, netop til et firma der har udviklet denne digitale teknik, samtidig med at udstyret nu er let og bærbart (ca. 12 kilo).

25.2.1 Industrien:

Bruges til utallige formål indenfor industrien, så som svejsning, befugtningsanlæg og tykkelsesmåling. Afstands- og tykkelsesmålere bruges især i forbindelse med metal og lakering, og bevæger sig i ganske små/korte måleområder.

25.3 Termografi

Termografi er en teknologi, der omsætter varmestråling / infrarødt lys til farvebilleder, hvor farverne repræsenterer temperaturer. Det vil sige et medie eller en varmekilde der afgiver varme, samt et kamera der opfatter bølgelængderne.

Teknikken er primært udviklet til at afsløre uhensigtsmæssig varmeudvikling omkring el-installationer. Varmeudviklingen vil være den første indikator på defekte komponenter eller fejldimensionering. Generelt bruges den til fejlfinding og forebyggende vedligehold.

Teknologien medtages i denne sammenhæng, fordi der muligvis er muligheder indenfor beskadiget træ. Det kræver dog en varmekilde og praktiske forsøg ikke mindst. God billeddannelse kræver forholdsvis stor varmeafgivelse fra lækage eller skade, her vil spørgsmålet være hvorvidt skadedyrsangreb er omfattende nok til denne registrering. Nedenstående afsnit omtaler yderligere diagnosticeringsmuligheder, som umiddelbart synes irrelevante i skibssammenhænge, men medtages for fuldstændighedens skyld.

25.4 CT-scanning

CT, computed tomography, er en diagnosticeringsmetode der primært kun lader sig gennemføre ved at føre genstanden gennem et stort scanningsrør. Allerede her er metoden, indenfor vores felt, uaktuel. Ingen forestiller sig at

kunne få et skib gennem en CT-scanner - allerhøjst dele heraf. Den allerseneste udvikling går dog i retning af halve rør, en halvcirkelær CT-arm i flere meters diameter. For helhedens skyld omtales teknikken dog kort, da den tager udgangspunkt i den klassiske røngtenteknik, men har, sammenlignet med den, store diagnostiske fordele. Den grundlæggende teknik fungere, meget enkelt ved at et røntgenrør udsender et V-formet strålebundt. Tykkelsen af strålebundet (snittykkelsen) kan varieres, og røntgenstrålerne kan svækkes efter de aktuelle vilkår. Objektet bevæges gennem scanneren, mens rør og detektorer står stille. Billedet svarer til et almindeligt røntgenbillede – bare digitaliseret. Billederne optages ved at rotere omkring objektet, mens det endelige 3-dimensionelle billede dannes. De 2-dimensionelle billeder er typisk på ca. 1 mm tykkelse

I øvrigt er det ved hjælp af denne teknik at Grauballe-manden på Moesgaard Museum er blevet nøje studeret på Skejby Sygehus.

Ved at dreje røntgenstrålingen kan der måles på et antal små kvadrater. Fra disse profiler kan man måle spredningen fra mediet. Hvilket er selve målet med CT-scanning. Dvs. mere præcist end blot en skygge, men hvilket type væv / densitet i hvert enkelt kvadrat. Det tidligere beskrevne ”strålingsrelief”, er nu i stedet for at blive registreret direkte på film (analoge signaler) registreret som en række målinger af strålingsmængde (digitalt signal). Almindelige røntgenbilleder kan dog også digitaliseres, ved at udstyre røntgenkassetten med en detektorplade, som efter optagelsen husker eksponeringen og senere kan aflæses af en laserstråle og dermed afgive resultatet i digital form.

Figur 26.

Optagelse af CT-scanningsbilleder på video, gør det nu muligt at vurdere forhold i kroppen inden komplicerede operationer, hvilket øger graden af succesfulde resultater. Dette kombineres evt. med ultralydsoptagelser under selve operationen.

Formålet er således undervejs at lokalisere objekt / sygt væv el. a. Her skabes mulighed for volumen-målinger, målinger over tid samt præcise gengivelser af strukturer.

25.5 MR-scanning

Denne diagnosticeringsmetode bygger på magnetisk resonans, og er, selvom den er kostbar, i sine resultater uovertruffen mange andre teknikker. Både i detaljerigdom og dens ikke-skadelige metode. Igen kræver det dog at genstanden / mennesket føres ind i et rør, hvor det magnetiske felt dannes.

Alle atomer i f.eks. kroppen er magnetiske. Samlet er kroppen ikke magnetisk, da alle atomer ligger i tilfældige retninger og ophæver hinandens kraft. I magnetiske felter drejer de sig efter den magnetiske påvirkning ( for at bruge mindst mulig energi selv). Styrken af det indre magnetfelt er proportionalt med det ydre.

Elektromagnetisk stråling kan deles i:

- elektrisk
- magnetisk

Atomerne påvirkes af det eksterne magnetfelt, der sender elektromagnetiske stråler ind i vævet. Et skift i det magnetiske felt, vil skabe en strøm i en spiral ( rundt om genstanden) Størrelsen af strømmen er proportional med styrken af de magnetiske komponenter. På samme måde med frekvensen.

Slukkes der for den magnetiske strøm, vil atomerne skabe elektromagnetisk respons = samlet respons i en skive. Som i CT-teknikken dannes de tredimensionelle billeder udfra disse snit. Teknisk set foregår det ved hjælp af en MR-scanner, hvis hovedbestanddel er en meget kraftig magnet, en radiosender og en computer. Den kraftige magnet er 5 til 15.000 gange kraftigere end jordens magnetfelt.

Skovarbejdere i Canada har bl.a. benyttet denne metode til at kategorisere store træer før fældning. En stor metalring låses rundt om træet, og der foretages en MR-scanning på stedet.

25.6 Scintigrafi

I diagnostiske øjemed benyttes også gammabestråling indenfor medicinen. Et radioaktivt stof injekseres i organet eller genstanden, for derefter at blive målt af gamma-kameraet. Det vil sige, i hvilket omfang optages eller afgiver organet det radioaktive stof. Kan bl.a. bruges til at afklare betændelsestilstande eller tumorer i knogler. Aktive eller anderledes processer fra det omkringliggende væv.

Gamma-kameraet er typisk tilsluttet en computer, hvor man har mulighed for billedbehandling, manipulation og udarbejdelse af grafer og kurver. Det radioaktive stof, der ”bærer” isotoperne, vælges udfra halveringstid samt hvilket materiale/væv det forventes at optaget i.

Strålingen, udsendt i form af isotoper, optages kun delvist af organet, og ”resterne” af strålingen er det kameraet optager. Teknikken kan laves både to- og tredimensionelt, men er næppe aktuel til diagnostik af skadedyr i træ, da det som nævnt skal være aktive processer og kræver injektion af et flydende stof.

25.7 Isotoper

Isotopmålinger bygger på den teori (det faktum) at ustabile isotoper altid vil stræbe efter en stabil tilstand. I denne proces (henfald) afgives stråling, som enten kan være alfa-, beta- eller gammastråling. Man kan sige at isotopen forsøger at rekonstruere sig selv. Hvis man forestiller sig en isotop bestående af flere elementer, vil isotopen søge mod det mindst mulige antal elementer = største stabilitet. Energien er bundet i et øget elementtal, jo flere elementer, desto større energi. I denne teori er elementerne byggestenene til atomerne, som videre er byggesten til grundstofferne. Af hvert enkelt grundstof findes mindst 3 isotoper, hvoraf mindst en er radioaktiv. På grund af måletekniske forhold vil man normalt anvende radioaktive isotoper til sporstofundersøgelser, hvor dette er muligt. Den ioniserende stråling der udsendes i forbindelse med radioaktivt henfald, kan måles / detekteres ved brug af fysiske målemetoder og danner grundlag for mængdebestemmelse eller lokalisering af et specifikt materiale eller ”ujævnhed”. Vælger man stabile isotoper undgår man dog helt den skadelige virkning ioniserende stråling udgør på levende væv.

Eksempler på anvendelse af radioaktive isotoper:

• som radiofarmaka til hospitalsbrug
• sterilisation af hospitalsudstyr
• sterilisation af madvarer
• proceskontrol i industrien, hvor de radioaktive kilder anvendes til måling af niveau og tykkelse, densitet, fugtighed o. lign.
• gammaradiografi, hvor radioaktive kilder bruges til kontrol af svejsninger på stålkonstruktioner

Eksempler på anvendelse af stabile isotoper

• undersøgelser af kvælstofstofskifte, eks. nitrat-reduktion i jord eller proteinomsætning i mennesker.
• nukleare resonansundersøgelser

25.8   Kontraststoffer

Der anvendes kontraststoffer indenfor nærmest alle dele af radiologien. Selvom man ikke lige forestiller sig dette anvendt på en skibsside, hører det med i omtalen af diagnostiske muligheder. Kontraststoffer anvendes generelt for bedre at kunne visualisere anatomiske strukturer, samt give oplysninger om et organs funktion.

 25.8.1 Røntgenkontraststoffer:

Der findes stoffer der enten formindsker røntgen-gennemtrængeligheden (billedet bliver hvidt) eller kontraststoffer der gør at området bliver mere sort på filmen. Positive kontraststoffer kan være luftarter, men ellers er det typisk kemiske væsker, som er negative stoffer.

25.8.2 MR-kontraststoffer:

Virker ved at forøge signalintensiteten, og er væsker til intravenøst brug i den diagnostiske proces. De forskellige stoffer kategoriseres efter hvor længe de er i blodbanen.

25.8.3 Ultralydskontraststoffer:

Disse stoffer øger et vævsområde eller organets ekkogenitet ved at øge reflektiviteten. De anerkendte stoffer er i dag en galaktose-type til at indkapsle og stabilisere de mikroluftbobler, som reflektere lyden.

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |