Pierwotny efekt promieniowania rentgenowskiego. Czym jest promieniowanie rentgenowskie – właściwości i zastosowania promieniowania

• Im wyższe napięcie zostanie przyłożone do biegunów lampy, tym silniejsza będzie między nimi różnica potencjałów, dlatego energia kinetyczna poruszających się elektronów będzie wyższa. Napięcie na lampie określa prędkość elektronów i siłę ich zderzenia z substancją anody, dlatego też napięcie określa długość fali powstałego promieniowania rentgenowskiego.

Klasyfikacja lamp rentgenowskich

1. Według celu
1. Diagnostyczny
2. Terapeutyczny
3. Do analizy strukturalnej
4. Dla półprzezroczystych
2. Przez projekt
1. Przez skupienie

• Pojedyncze ogniskowanie (jedna spirala na katodzie i jedno ognisko na anodzie)
• Dwuogniskowy (na katodzie znajdują się dwie spirale o różnej wielkości i dwie ogniskowe na anodzie)

1. Według typu anody

• Stacjonarne (stałe)
• Obracanie

Promieniowanie rentgenowskie wykorzystuje się nie tylko do celów diagnostyki rentgenowskiej, ale także do celów terapeutycznych. Jak zauważono powyżej, zdolność promieniowania rentgenowskiego do hamowania wzrostu komórek nowotworowych umożliwia jego zastosowanie w radioterapii nowotworów. Oprócz zastosowań medycznych promieniowanie rentgenowskie znalazło szerokie zastosowanie w inżynierii, materiałoznawstwie, krystalografii, chemii i biochemii: na przykład możliwa jest identyfikacja wad strukturalnych w różnych produktach (szynach, spoinach itp.) za pomocą promieniowania rentgenowskiego. Tego typu badania nazywane są wykrywaniem wad. Na lotniskach, dworcach kolejowych i w innych zatłoczonych miejscach aktywnie wykorzystuje się introskopy telewizji rentgenowskiej do skanowania bagażu podręcznego i bagażu ze względów bezpieczeństwa.

W zależności od rodzaju anody lampy rentgenowskie różnią się konstrukcją. Ze względu na fakt, że 99% energii kinetycznej elektronów zamienia się w energię cieplną, podczas pracy lampy następuje znaczne nagrzewanie anody - często wypala się czuły target wolframowy. Anoda jest chłodzona w nowoczesnych lampach rentgenowskich poprzez jej obracanie. Obracająca się anoda ma kształt dysku, który równomiernie rozprowadza ciepło na całej swojej powierzchni, zapobiegając miejscowemu przegrzaniu tarczy wolframowej.

Konstrukcja lamp rentgenowskich różni się także pod względem ogniskowania. Ogniskiem jest obszar anody, w którym generowana jest robocza wiązka promieniowania rentgenowskiego. Podzielony na rzeczywisty punkt ogniskowy i efektywny punkt ogniskowy ( Ryż. 12). Ponieważ anoda jest ustawiona pod kątem, efektywna plamka ogniskowa jest mniejsza niż rzeczywista. W zależności od wielkości obszaru obrazu stosuje się różne rozmiary ogniskowych. Im większy obszar obrazu, tym szersze musi być ognisko, aby pokryć cały obszar obrazu. Jednak mniejsza ogniskowa zapewnia lepszą klarowność obrazu. Dlatego przy wytwarzaniu małych obrazów stosuje się krótki żarnik, a elektrony kierowane są na mały obszar docelowy anody, tworząc mniejszą plamkę ogniskową.

Ryż. 9 - Lampa rentgenowska ze stałą anodą.
Ryż. 10 - Lampa rentgenowska z obracającą się anodą.
Ryż. 11 - Lampa rentgenowska z obracającą się anodą.
Ryż. 12 to schemat tworzenia rzeczywistego i efektywnego ogniska.

WYKŁAD

RTG

Natura promieni rentgenowskich

Promieniowanie rentgenowskie Bremsstrahlung, jego właściwości spektralne.

Charakterystyczne promieniowanie rentgenowskie (w celach informacyjnych).

Oddziaływanie promieniowania rentgenowskiego z materią.

Fizyczne podstawy wykorzystania promieniowania rentgenowskiego w medycynie.

Promienie X (promienie X) odkrył K. Roentgen, który w 1895 roku został pierwszym laureatem Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki.

Natura promieni rentgenowskich

Promieniowanie rentgenowskie – fale elektromagnetyczne o długości od 80 do 10–5 nm. Długofalowe promieniowanie rentgenowskie nakłada się z krótkofalowym promieniowaniem UV, a krótkofalowe promieniowanie rentgenowskie nakłada się z promieniowaniem długofalowym.

Promienie rentgenowskie powstają w lampach rentgenowskich. Ryc.1.

K – katoda

1 – wiązka elektronów

2 – Promieniowanie rentgenowskie

Ryż. 1. Lampa rentgenowska.

Rurka to szklana kolba (z możliwie wysoką próżnią: ciśnienie w niej wynosi około 10–6 mm Hg) z dwiema elektrodami: anodą A i katodą K, do których przykładane jest wysokie napięcie U (kilka tysięcy woltów). Katoda jest źródłem elektronów (ze względu na zjawisko emisji termoelektrycznej). Anoda to metalowy pręt o nachylonej powierzchni w celu skierowania powstałego promieniowania rentgenowskiego pod kątem do osi lampy. Jest wykonany z materiału o wysokiej przewodności cieplnej, który odprowadza ciepło powstające w wyniku bombardowania elektronami. Na skośnym końcu znajduje się płyta z metalu ogniotrwałego (na przykład wolframu).

Silne nagrzewanie anody wynika z faktu, że większość elektronów w wiązce katodowej po dotarciu do anody ulega licznym zderzeniom z atomami substancji i przekazuje im dużą energię.

Pod wpływem wysokiego napięcia elektrony emitowane przez żarnik gorącej katody są przyspieszane do dużych energii. Energia kinetyczna elektronu wynosi mv 2 /2. Jest równa energii, jaką nabywa poruszając się w polu elektrostatycznym rury:

mv 2 /2 = eU (1)

gdzie m, e to masa i ładunek elektronu, U to napięcie przyspieszające.

Procesy prowadzące do pojawienia się promieniowania rentgenowskiego bremsstrahlunga spowodowane są intensywnym hamowaniem elektronów w substancji anodowej przez pole elektrostatyczne jądra atomowego i elektronów atomowych.

Mechanizm występowania można przedstawić następująco. Poruszające się elektrony to pewien prąd, który tworzy własne pole magnetyczne. Spowolnienie elektronów to spadek natężenia prądu i co za tym idzie zmiana indukcji pola magnetycznego, co spowoduje pojawienie się przemiennego pola elektrycznego, tj. pojawienie się fali elektromagnetycznej.

Zatem, gdy naładowana cząstka wlatuje w materię, ulega spowolnieniu, traci energię i prędkość oraz emituje fale elektromagnetyczne.

Właściwości widmowe promieni rentgenowskich bremsstrahlung .

Zatem w przypadku opóźnienia elektronów w substancji anodowej Promieniowanie rentgenowskie Bremsstrahlunga.

Widmo promieni rentgenowskich Bremsstrahlunga jest ciągłe. Przyczyna tego jest następująca.

Kiedy elektrony są zwalniane, część energii idzie na ogrzewanie anody (E 1 = Q), druga część na wytworzenie fotonu rentgenowskiego (E 2 = hv), w przeciwnym razie eU = hv + Q. Zależność między nimi części są losowe.

W ten sposób w wyniku hamowania wielu elektronów powstaje ciągłe widmo promieniowania rentgenowskiego bremsstrahlung, z których każdy emituje jeden kwant promieniowania rentgenowskiego hv(h) o ściśle określonej wartości. Wielkość tego kwantu różne dla różnych elektronów. Zależność strumienia energii rentgenowskiej od długości fali , tj. Widmo promieniowania rentgenowskiego pokazano na ryc. 2.

Ryc.2. Widmo rentgenowskie Bremsstrahlunga: a) przy różnych napięciach U w lampie; b) w różnych temperaturach T katody.

Promieniowanie krótkofalowe (twarde) ma większą siłę przenikania niż promieniowanie długofalowe (miękkie). Promieniowanie miękkie jest silniej absorbowane przez materię.

W przypadku krótkich fal widmo kończy się gwałtownie przy określonej długości fali  min . Takie krótkofalowe bremsstrahlung ma miejsce, gdy energia uzyskana przez elektron w polu przyspieszającym zostaje całkowicie zamieniona na energię fotonu (Q = 0):

eU = hv max = hc/ min,  min = hc/(eU), (2)

 min (nm) = 1,23/UkV

Skład widmowy promieniowania zależy od napięcia na lampie rentgenowskiej, wraz ze wzrostem napięcia wartość  m in przesuwa się w stronę krótkich fal (ryc. 2a).

Kiedy zmienia się temperatura T katody, wzrasta emisja elektronów. W konsekwencji wzrasta prąd I w lampie, ale skład widmowy promieniowania nie ulega zmianie (rys. 2b).

Przepływ energii Ф  bremsstrahlung jest wprost proporcjonalny do kwadratu napięcia U między anodą a katodą, natężenia prądu I w rurze i liczby atomowej Z substancji anody:

Ф = kZU 2 I. (3)

gdzie k = 10 –9 W/(V 2 A).

Charakterystyczne promieniowanie rentgenowskie (na przykład).

Wzrost napięcia na lampie rentgenowskiej prowadzi do pojawienia się widma liniowego na tle widma ciągłego, co odpowiada charakterystycznemu promieniowaniu rentgenowskiemu. Promieniowanie to jest specyficzne dla materiału anody.

Mechanizm jego występowania jest następujący. Przy wysokim napięciu przyspieszone elektrony (o dużej energii) wnikają w głąb atomu i wybijają elektrony z jego wewnętrznych warstw. Elektrony z wyższych poziomów przemieszczają się do wolnych miejsc, w wyniku czego emitowane są fotony charakterystycznego promieniowania.

Widma charakterystycznego promieniowania rentgenowskiego różnią się od widm optycznych.

- Jednolitość.

Jednorodność widm charakterystycznych wynika z faktu, że wewnętrzne warstwy elektronowe różnych atomów są identyczne i różnią się jedynie energetycznie na skutek działania siły z jąder, która wzrasta wraz ze wzrostem liczby atomowej pierwiastka. Dlatego charakterystyczne widma przesuwają się w stronę wyższych częstotliwości wraz ze wzrostem ładunku jądrowego. Zostało to eksperymentalnie potwierdzone przez pracownika Roentgena - Moseleya, który zmierzył częstotliwości przejść rentgenowskich dla 33 pierwiastków. Ustalili prawo.

PRAWO MOSLEY’A – Pierwiastek kwadratowy charakterystycznej częstotliwości promieniowania jest funkcją liniową numeru seryjnego elementu:

= A  (Z – B), (4)

gdzie v jest częstotliwością linii widmowej, Z jest liczbą atomową emitującego pierwiastka. A, B są stałymi.

Znaczenie prawa Moseleya polega na tym, że z tej zależności można dokładnie określić liczbę atomową badanego pierwiastka na podstawie zmierzonej częstotliwości linii rentgenowskiej. Odegrało to dużą rolę w rozmieszczeniu pierwiastków w układzie okresowym.

Niezależność od związku chemicznego.

Charakterystyczne widma rentgenowskie atomu nie zależą od związku chemicznego, w skład którego wchodzi atom pierwiastka. Na przykład widmo rentgenowskie atomu tlenu jest takie samo dla O 2, H 2 O, natomiast widma optyczne tych związków są różne. Ta cecha widma rentgenowskiego atomu stała się podstawą nazwy „ charakterystyczne promieniowanie".

Oddziaływanie promieni rentgenowskich z materią

Oddziaływanie promieniowania rentgenowskiego na obiekty zdeterminowane jest pierwotnymi procesami oddziaływania promieni rentgenowskich foton z elektronami atomy i cząsteczki materii.

Promieniowanie rentgenowskie w materii zaabsorbowany Lub rozprasza się. W tym przypadku mogą zachodzić różne procesy, które są określone przez stosunek energii fotonu promieniowania rentgenowskiego hv do energii jonizacji A i (energia jonizacji A i jest energią wymaganą do usunięcia wewnętrznych elektronów poza atomem lub cząsteczką) .

A) Spójne rozpraszanie(rozpraszanie promieniowania długofalowego) zachodzi, gdy zależność jest spełniona

W przypadku fotonów na skutek oddziaływania z elektronami zmienia się jedynie kierunek ruchu (rys. 3a), ale nie zmienia się energia hv i długość fali (dlatego rozpraszanie to nazywa się zgodny). Ponieważ energia fotonu i atomu się nie zmienia, rozpraszanie koherentne nie wpływa na obiekty biologiczne, jednak tworząc ochronę przed promieniowaniem rentgenowskim, należy liczyć się z możliwością zmiany pierwotnego kierunku wiązki.

B) Efekt fotograficzny dzieje się kiedy

W tym przypadku można zrealizować dwa przypadki.

Foton ulega absorpcji, elektron zostaje oddzielony od atomu (rys. 3b). Następuje jonizacja. Odłączony elektron uzyskuje energię kinetyczną: E к = hv – A и. Jeśli energia kinetyczna jest wysoka, wówczas elektron może zjonizować sąsiednie atomy w wyniku zderzenia, tworząc nowe wtórny elektrony.

Foton jest absorbowany, ale jego energia nie jest wystarczająca, aby usunąć elektron, i wzbudzenie atomu lub cząsteczki(ryc. 3c). Prowadzi to często do późniejszej emisji fotonu w obszarze widzialnym (luminescencja rentgenowska), a w tkankach do aktywacji cząsteczek i reakcji fotochemicznych. Efekt fotoelektryczny zachodzi głównie na elektronach wewnętrznych powłok atomów o wysokim Z.

V) Niespójne rozpraszanie(Efekt Comptona, 1922) występuje, gdy energia fotonów jest znacznie większa niż energia jonizacji

W tym przypadku elektron jest usuwany z atomu (takie elektrony nazywane są odrzut elektronów), zyskuje pewną energię kinetyczną E k, energia samego fotonu maleje (ryc. 4d):

hv = hv” + A i + E k. (5)

Powstałe w ten sposób promieniowanie o zmienionej częstotliwości (długości) nazywa się wtórny, rozprasza się we wszystkich kierunkach.

Elektrony odrzutu, jeśli mają wystarczającą energię kinetyczną, mogą w wyniku zderzenia zjonizować sąsiednie atomy. Zatem w wyniku niespójnego rozpraszania powstaje wtórne rozproszone promieniowanie rentgenowskie i następuje jonizacja atomów substancji.

Wskazane procesy (a, b, c) mogą powodować szereg kolejnych. Na przykład (ryc. 3d), Jeżeli podczas efektu fotoelektrycznego elektrony na wewnętrznych powłokach zostaną oddzielone od atomu, wówczas ich miejsce mogą zająć elektrony z wyższych poziomów, czemu towarzyszy wtórne charakterystyczne promieniowanie rentgenowskie danej substancji. Fotony promieniowania wtórnego, oddziałując z elektronami sąsiadujących atomów, mogą z kolei powodować zjawiska wtórne.

spójne rozpraszanie

uh energia i długość fali pozostają niezmienione

fotoefekt

foton jest pochłaniany, e – oddzielany od atomu – jonizacja

hv = A i + E k

atom A wzbudzony po absorpcji fotonu, R – luminescencja rentgenowska

niespójne rozpraszanie

hv = hv"+A i +E do

procesy wtórne w efekcie fotoelektrycznym

Ryż. 3 Mechanizmy oddziaływania promieniowania rentgenowskiego z materią

Fizyczne podstawy wykorzystania promieni rentgenowskich w medycynie

Kiedy promieniowanie rentgenowskie pada na ciało, lekko odbija się od jego powierzchni, ale głównie przechodzi w głąb ciała, natomiast jest częściowo pochłaniane i rozpraszane, a częściowo przechodzi.

Prawo osłabienia.

Strumień promieni rentgenowskich ulega osłabieniu w substancji zgodnie z prawem:

Ф = Ф 0 e –   x (6)

gdzie  – liniowy współczynnik tłumienia, co znacząco zależy od gęstości substancji. Jest równa sumie trzech składników odpowiadających rozpraszaniu spójnemu  1, niespójnemu  2 i efektowi fotoelektrycznemu  3:

 =  1 +  2 +  3 . (7)

Udział każdego składnika zależy od energii fotonu. Poniżej przedstawiono zależności pomiędzy tymi procesami dla tkanek miękkich (wody).

Cieszyć się masowy współczynnik tłumienia, która nie zależy od gęstości substancji :

 m = /. (8)

Współczynnik tłumienia masowego zależy od energii fotonu i liczby atomowej substancji absorbującej:

 m = k 3 Z 3 . (9)

Współczynniki osłabienia masy kości i tkanki miękkiej (wody) są różne:  m kości /  ​​m wody = 68.

Jeżeli na drodze promieni rentgenowskich umieścimy niejednorodne ciało i przed nim umieścimy ekran fluorescencyjny, wówczas ciało to pochłaniając i osłabiając promieniowanie, utworzy na ekranie cień. Na podstawie natury tego cienia można ocenić kształt, gęstość, strukturę, a w wielu przypadkach naturę ciał. Te. Znacząca różnica w absorpcji promieniowania rentgenowskiego przez różne tkanki pozwala zobaczyć obraz narządów wewnętrznych w projekcji cienia.

Jeżeli badany narząd i otaczające go tkanki w równym stopniu tłumią promieniowanie rentgenowskie, wówczas stosuje się środki kontrastowe. Na przykład po wypełnieniu żołądka i jelit owsianką masą siarczanu baru (BaS0 4) można zobaczyć ich obraz cienia (stosunek współczynników tłumienia wynosi 354).

Zastosowanie w medycynie.

W medycynie promieniowanie rentgenowskie wykorzystuje się w diagnostyce o energiach fotonów od 60 do 100-120 keV oraz w terapii o energii 150-200 keV.

Diagnostyka rentgenowska – rozpoznawanie chorób za pomocą badania rentgenowskiego organizmu.

Diagnostykę rentgenowską wykorzystuje się na różne sposoby, które podano poniżej.

Z fluoroskopią Lampa rentgenowska znajduje się za pacjentem. Przed nim znajduje się fluorescencyjny ekran. Na ekranie widoczny jest obraz cieniowy (pozytywny). W każdym indywidualnym przypadku dobiera się odpowiednią twardość promieniowania tak, aby przechodziło ono przez tkanki miękkie, ale było dostatecznie pochłaniane przez tkanki gęste. W przeciwnym razie otrzymasz jednolity cień. Na ekranie serce i żebra są ciemne, płuca jasne.

Z radiografią obiekt umieszcza się na kasecie zawierającej kliszę ze specjalną emulsją fotograficzną. Lampa rentgenowska jest umieszczona nad obiektem. Powstałe zdjęcie rentgenowskie daje obraz negatywowy, tj. odwrotnie niż obraz obserwowany podczas transiluminacji. W tej metodzie obraz jest wyraźniejszy niż w (1), dzięki czemu obserwuje się szczegóły, które trudno dostrzec poprzez transmisję.

Obiecującą wersją tej metody jest rentgen tomografia i „wersja maszynowa” – komputer tomografia.

3. Z fluorografią, Obraz z dużego ekranu rejestrowany jest na czułej kliszy małoformatowej. Podczas oglądania zdjęcia ogląda się za pomocą specjalnej lupy.

Terapia rentgenowska– wykorzystanie promieni rentgenowskich do niszczenia nowotworów złośliwych.

Biologicznym skutkiem promieniowania jest zaburzenie funkcji życiowych, zwłaszcza szybko namnażających się komórek.

TOMOGRAFIA KOMPUTEROWA (CT)

Metoda rentgenowskiej tomografii komputerowej polega na odtworzeniu obrazu określonego fragmentu ciała pacjenta poprzez rejestrację dużej liczby projekcji rentgenowskich tego odcinka, wykonanych pod różnymi kątami. Informacje z czujników rejestrujących te projekcje trafiają do komputera, który za pomocą specjalnego programu, oblicza dystrybucja obcisływielkość próbki w badanej sekcji i wyświetla ją na ekranie wyświetlacza. Uzyskany w ten sposób przekrojowy obraz ciała pacjenta charakteryzuje się doskonałą wyrazistością i dużą zawartością informacyjną. Program umożliwia, jeśli zajdzie taka potrzeba, zwiększyć kontrast obrazu V dziesiątki, a nawet setki razy. Rozszerza to możliwości diagnostyczne metody.

Kamerzyści (urządzenia z cyfrowym przetwarzaniem obrazu RTG) we współczesnej stomatologii.

W stomatologii główną metodą diagnostyczną jest badanie rentgenowskie. Jednak szereg tradycyjnych cech organizacyjnych i technicznych diagnostyki rentgenowskiej sprawia, że ​​nie jest ona do końca wygodna zarówno dla pacjenta, jak i gabinetów stomatologicznych. Jest to przede wszystkim konieczność kontaktu pacjenta z promieniowaniem jonizującym, które często powoduje znaczne obciążenie radiacyjne organizmu, ale także konieczność przeprowadzenia fotoprocesu, a co za tym idzie, konieczność stosowania fotoodczynników, w tym toksycznych. To w końcu nieporęczne archiwum, ciężkie teczki i koperty z kliszami rentgenowskimi.

Ponadto obecny poziom rozwoju stomatologii sprawia, że ​​subiektywna ocena radiogramów okiem ludzkim jest niewystarczająca. Jak się okazało, z całej gamy odcieni szarości zawartych na zdjęciu rentgenowskim oko dostrzega jedynie 64.

Oczywistym jest, że aby uzyskać wyraźny i szczegółowy obraz tkanek twardych układu zębowo-twarzowego przy minimalnej ekspozycji na promieniowanie, potrzebne są inne rozwiązania. Poszukiwania doprowadziły do ​​powstania tzw. systemów radiograficznych, wideografów – systemów radiografii cyfrowej.

Bez szczegółów technicznych zasada działania takich systemów jest następująca. Promieniowanie rentgenowskie przechodzi przez obiekt nie do błony światłoczułej, ale do specjalnego czujnika wewnątrzustnego (specjalnej matrycy elektronicznej). Odpowiedni sygnał z matrycy przekazywany jest do podłączonego do komputera urządzenia digitalizującego (przetwornika analogowo-cyfrowego, ADC), które przetwarza go na postać cyfrową. Specjalne oprogramowanie tworzy obraz rentgenowski na ekranie komputera i umożliwia jego obróbkę, zapisanie na twardym lub elastycznym nośniku danych (dysk twardy, dyskietka) i wydrukowanie w postaci pliku jako obrazu.

W systemie cyfrowym obraz rentgenowski jest zbiorem punktów o różnych wartościach cyfrowej skali szarości. Optymalizacja wyświetlania informacji zapewniana przez program pozwala uzyskać ramkę o optymalnej jasności i kontraście przy stosunkowo niskiej dawce promieniowania.

W nowoczesnych systemach, stworzonych na przykład przez Trophy (Francja) lub Schick (USA), przy tworzeniu ramki stosuje się 4096 odcieni szarości, czas ekspozycji zależy od obiektu badań i wynosi średnio setne - dziesiąte części sekundę, zmniejszając narażenie na promieniowanie w stosunku do kliszy – do 90% dla systemów wewnątrzustnych, do 70% dla kamerzystów panoramicznych.

Podczas przetwarzania obrazów kamerzyści mogą:

Otrzymuj obrazy pozytywowe i negatywowe, obrazy pseudokolorowe i obrazy reliefowe.

Zwiększ kontrast i powiększ obszar zainteresowania obrazu.

Oceniaj zmiany gęstości tkanek zęba i struktur kostnych, monitoruj równomierność wypełnienia kanałów.

W endodoncji określa się długość kanału o dowolnej krzywiźnie, a w chirurgii wielkość implantu dobiera się z dokładnością do 0,1 mm.

Unikalny system wykrywania próchnicy z elementami sztucznej inteligencji podczas analizy obrazu pozwala wykryć próchnicę w stadium punktowym, próchnicę korzenia oraz próchnicę ukrytą.

„Ф” we wzorze (3) odnosi się do całego zakresu emitowanych długości fal i jest często nazywane „całkowym strumieniem energii”.

W 1895 roku niemiecki fizyk Roentgen, przeprowadzając eksperymenty z przepływem prądu pomiędzy dwiema elektrodami w próżni, odkrył, że ekran pokryty substancją luminescencyjną (solą baru) świeci, chociaż rura wyładowcza jest przykryta czarnym kartonowym ekranem - to to sposób, w jaki promieniowanie przenika przez nieprzezroczyste bariery, zwane promieniowaniem rentgenowskim. Odkryto, że niewidoczne dla człowieka promieniowanie rentgenowskie jest absorbowane w nieprzezroczystych obiektach tym silniej, im większa jest liczba atomowa (gęstość) bariery, dzięki czemu promienie rentgenowskie z łatwością przechodzą przez tkanki miękkie ludzkiego ciała, ale są utrzymywane przez kości szkieletu. Źródła silnego promieniowania rentgenowskiego zostały zaprojektowane tak, aby umożliwić oświetlenie części metalowych i znalezienie w nich wewnętrznych defektów.

Niemiecki fizyk Laue zasugerował, że promienie rentgenowskie to to samo promieniowanie elektromagnetyczne, co promienie światła widzialnego, ale o krótszej długości fali i mają do nich zastosowanie wszystkie prawa optyki, w tym możliwość dyfrakcji. W optyce światła widzialnego dyfrakcję na poziomie elementarnym można przedstawić jako odbicie światła od układu linii - siatki dyfrakcyjnej, która występuje tylko pod pewnymi kątami, a kąt odbicia promieni jest powiązany z kątem padania , odległość między liniami siatki dyfrakcyjnej i długość fali padającego promieniowania. Aby wystąpiła dyfrakcja, odległość między liniami musi być w przybliżeniu równa długości fali padającego światła.

Laue zasugerował, że promieniowanie rentgenowskie ma długość fali bliską odległości między poszczególnymi atomami w kryształach, tj. atomy w krysztale tworzą siatkę dyfrakcyjną dla promieni rentgenowskich. Promienie rentgenowskie skierowane na powierzchnię kryształu odbijały się od kliszy fotograficznej, jak przewidywała teoria.

Wszelkie zmiany położenia atomów wpływają na obraz dyfrakcyjny, a badając dyfrakcję promieni rentgenowskich, można poznać rozmieszczenie atomów w krysztale i zmianę tego ułożenia pod wpływem wszelkich wpływów fizycznych, chemicznych i mechanicznych na kryształ.

Obecnie analizę rentgenowską wykorzystuje się w wielu dziedzinach nauki i techniki, za jej pomocą określa się rozmieszczenie atomów w istniejących materiałach i stworzono nowe materiały o zadanej strukturze i właściwościach. Najnowsze osiągnięcia w tej dziedzinie (nanomateriały, metale amorficzne, materiały kompozytowe) tworzą pole działania dla kolejnych pokoleń naukowców.

Występowanie i właściwości promieniowania rentgenowskiego

Źródłem promieni rentgenowskich jest lampa rentgenowska, która ma dwie elektrody - katodę i anodę. Kiedy katoda się nagrzewa, następuje emisja elektronów, które uciekające z katody są przyspieszane przez pole elektryczne i uderzają w powierzchnię anody. Lampę rentgenowską od konwencjonalnej lampy radiowej (diody) odróżnia przede wszystkim wyższe napięcie przyspieszające (ponad 1 kV).

Kiedy elektron opuszcza katodę, pole elektryczne zmusza go do lotu w stronę anody, a jego prędkość stale rośnie; elektron niesie pole magnetyczne, którego siła wzrasta wraz ze wzrostem prędkości elektronu. Docierając do powierzchni anody, elektron ulega gwałtownemu hamowaniu i pojawia się impuls elektromagnetyczny o długościach fal w określonym przedziale (bremsstrahlung). Rozkład natężenia promieniowania na długości fal zależy od materiału anody lampy rentgenowskiej i przyłożonego napięcia, natomiast po stronie fal krótkich krzywa ta zaczyna się od pewnego progu minimalnej długości fali, w zależności od przyłożonego napięcia. Połączenie promieni o wszystkich możliwych długościach fal tworzy widmo ciągłe, a długość fali odpowiadająca maksymalnemu natężeniu jest 1,5 razy większa od minimalnej długości fali.

Wraz ze wzrostem napięcia widmo promieniowania rentgenowskiego zmienia się dramatycznie w wyniku interakcji atomów z wysokoenergetycznymi elektronami i kwantami pierwotnego promieniowania rentgenowskiego. Atom zawiera wewnętrzne powłoki elektronowe (poziomy energetyczne), których liczba zależy od liczby atomowej (oznaczonej literami K, L, M itp.). Elektrony i pierwotne promieniowanie rentgenowskie wybijają elektrony z jednego poziomu energetycznego na drugi. Powstaje stan metastabilny i do przejścia do stanu stabilnego niezbędny jest skok elektronów w przeciwnym kierunku. Skokowi temu towarzyszy uwolnienie kwantu energii i pojawienie się promieniowania rentgenowskiego. W przeciwieństwie do promieni rentgenowskich o widmie ciągłym, promieniowanie to ma bardzo wąski zakres długości fal i dużą intensywność (promieniowanie charakterystyczne) ( cm. Ryż.). Liczba atomów decydujących o intensywności promieniowania charakterystycznego jest bardzo duża, przykładowo dla lampy rentgenowskiej z anodą miedzianą przy napięciu 1 kV i prądzie 15 mA 10 14 –10 15 atomów wytwarza charakterystyczne promieniowanie w ciągu 1 s. Wartość tę oblicza się jako stosunek całkowitej mocy promieniowania rentgenowskiego do energii kwantu promieniowania rentgenowskiego z powłoki K (seria K charakterystycznego promieniowania rentgenowskiego). Całkowita moc promieniowania rentgenowskiego stanowi zaledwie 0,1% pobieranej energii, reszta jest tracona głównie w wyniku konwersji na ciepło.

Charakterystyczne promienie X ze względu na duże natężenie i wąski zakres długości fal są głównym rodzajem promieniowania wykorzystywanym w badaniach naukowych i kontroli procesów. Równolegle z promieniami serii K generowane są promienie serii L i M, które mają znacznie dłuższe długości fal, ale ich zastosowanie jest ograniczone. Seria K ma dwie składowe o bliskich długościach fal a i b, podczas gdy intensywność składowej b jest 5 razy mniejsza niż a. Z kolei składnik a charakteryzuje się dwiema bardzo bliskimi długościami fal, z których intensywność jednej jest 2 razy większa od drugiej. Aby uzyskać promieniowanie o jednej długości fali (promieniowanie monochromatyczne), opracowano specjalne metody, które wykorzystują zależność absorpcji i dyfrakcji promieni rentgenowskich od długości fali. Wzrost liczby atomowej pierwiastka wiąże się ze zmianą właściwości powłok elektronowych, przy czym im wyższa liczba atomowa materiału anody lampy rentgenowskiej, tym krótsza długość fali serii K. Najczęściej stosowane są lampy z anodami wykonane z pierwiastków o liczbie atomowej od 24 do 42 (Cr, Fe, Co, Cu, Mo) i długości fali od 2,29 do 0,712 A (0,229 - 0,712 nm).

Oprócz lampy rentgenowskiej źródłami promieniowania rentgenowskiego mogą być izotopy radioaktywne, niektóre mogą bezpośrednio emitować promienie rentgenowskie, inne emitują elektrony i cząstki a, które generują promienie rentgenowskie podczas bombardowania celów metalowych. Natężenie promieniowania rentgenowskiego ze źródeł radioaktywnych jest zwykle znacznie mniejsze niż w przypadku lampy rentgenowskiej (z wyjątkiem radioaktywnego kobaltu, który służy do wykrywania wad i wytwarza promieniowanie o bardzo krótkiej długości fali – promieniowanie g), są one niewielkie rozmiary i nie wymagają prądu. Promieniowanie synchrotronowe powstaje w akceleratorach elektronów, długość fali tego promieniowania jest znacznie dłuższa od długości fali uzyskiwanej w lampach rentgenowskich (miękkie promieniowanie rentgenowskie), a jego natężenie jest o kilka rzędów wielkości większe od natężenia promieniowania rentgenowskiego rurki. Istnieją także naturalne źródła promieniowania rentgenowskiego. W wielu minerałach wykryto zanieczyszczenia radioaktywne i zarejestrowano emisję promieniowania rentgenowskiego z obiektów kosmicznych, w tym gwiazd.

Oddziaływanie promieni rentgenowskich z kryształami

W badaniach rentgenowskich materiałów o strukturze krystalicznej analizowane są wzory interferencyjne wynikające z rozpraszania promieni rentgenowskich przez elektrony należące do atomów sieci krystalicznej. Atomy uważa się za nieruchome, nie bierze się pod uwagę ich drgań termicznych, a wszystkie elektrony tego samego atomu uważa się za skupione w jednym punkcie – węźle sieci krystalicznej.

Aby wyprowadzić podstawowe równania na dyfrakcję promieni rentgenowskich w krysztale, uwzględnia się interferencję promieni rozproszonych przez atomy położone wzdłuż linii prostej w sieci krystalicznej. Płaska fala monochromatycznego promieniowania rentgenowskiego pada na te atomy pod kątem, którego cosinus jest równy 0. Prawa interferencji promieni rozproszonych przez atomy są podobne do tych, które obowiązują dla siatki dyfrakcyjnej, która rozprasza promieniowanie świetlne w zakresie długości fal widzialnych. Aby amplitudy wszystkich drgań sumowały się w dużej odległości od rzędu atomów, konieczne i wystarczające jest, aby różnica dróg promieni pochodzących z każdej pary sąsiednich atomów zawierała całkowitą liczbę długości fal. Kiedy odległość między atomami A ten warunek wygląda następująco:

A(A – 0) = godz ja,

gdzie a jest cosinusem kąta między rzędem atomów a odbitą wiązką, H - liczba całkowita. We wszystkich kierunkach, które nie spełniają tego równania, promienie nie rozchodzą się. Zatem rozproszone promienie tworzą układ współosiowych stożków, których wspólną osią jest rząd atomowy. Ślady stożków na płaszczyźnie równoległej do rzędu atomów to hiperbole, a na płaszczyźnie prostopadłej do rzędu - okręgi.

Kiedy promienie padają pod stałym kątem, promieniowanie polichromatyczne (białe) rozkłada się na widmo promieni odchylonych pod stałymi kątami. Zatem szereg atomowy jest spektrografem promieni rentgenowskich.

Uogólnienie na dwuwymiarową (płaską) sieć atomową, a następnie na trójwymiarową wolumetryczną (przestrzenną) sieć krystaliczną daje dwa kolejne podobne równania, które obejmują kąty padania i odbicia promieniowania rentgenowskiego oraz odległości między atomami w trzy kierunki. Równania te nazywane są równaniami Lauego i stanowią podstawę analizy dyfrakcji promieni rentgenowskich.

Amplitudy promieni odbitych od równoległych płaszczyzn atomowych sumują się itp. liczba atomów jest bardzo duża, odbite promieniowanie można wykryć eksperymentalnie. Warunek odbicia jest opisany równaniem Wulffa-Bragga2d sinq = nl, gdzie d jest odległością pomiędzy sąsiednimi płaszczyznami atomowymi, q jest kątem pasowania między kierunkiem padającej wiązki a tymi płaszczyznami w krysztale, l jest długością fali promieniowanie rentgenowskie, n jest liczbą całkowitą zwaną rzędem odbicia. Kąt q to kąt padania w odniesieniu do płaszczyzn atomowych, które niekoniecznie pokrywają się w kierunku z powierzchnią badanej próbki.

Opracowano kilka metod analizy dyfrakcji promieni rentgenowskich, wykorzystujących zarówno promieniowanie o widmie ciągłym, jak i promieniowanie monochromatyczne. Badany obiekt może być nieruchomy lub obrotowy, może składać się z jednego kryształu (monokryształ) lub wielu (polikryształ); promieniowanie ugięte można rejestrować za pomocą płaskiej lub cylindrycznej błony rentgenowskiej lub poruszającego się po obwodzie detektora promieni rentgenowskich, ale we wszystkich przypadkach podczas eksperymentu i interpretacji wyników stosuje się równanie Wulffa – Bragga.

Analiza rentgenowska w nauce i technologii

Wraz z odkryciem dyfrakcji promieni rentgenowskich badacze mieli do dyspozycji metodę, która umożliwiła bez mikroskopu badanie rozmieszczenia poszczególnych atomów i zmian tego układu pod wpływem czynników zewnętrznych.

Głównym zastosowaniem promieni rentgenowskich w naukach podstawowych jest analiza strukturalna, tj. ustalenie przestrzennego rozmieszczenia poszczególnych atomów w krysztale. W tym celu hoduje się monokryształy i przeprowadza analizę rentgenowską, badając zarówno lokalizację, jak i intensywność odbić. Obecnie określono struktury nie tylko metali, ale także złożonych substancji organicznych, w których komórki elementarne zawierają tysiące atomów.

W mineralogii za pomocą analizy rentgenowskiej określono struktury tysięcy minerałów i stworzono ekspresowe metody analizy surowców mineralnych.

Metale mają stosunkowo prostą strukturę krystaliczną, a metoda rentgenowska pozwala badać jej zmiany podczas różnych obróbek technologicznych i tworzyć fizyczne podstawy nowych technologii.

Skład fazowy stopów zależy od położenia linii na dyfraktogramach rentgenowskich, liczba, wielkość i kształt kryształów zależy od ich szerokości, a orientacja kryształów (tekstura) zależy od intensywności rozkład w stożku dyfrakcyjnym.

Za pomocą tych technik bada się procesy zachodzące podczas odkształcenia plastycznego, w tym fragmentację kryształów, występowanie naprężeń wewnętrznych oraz niedoskonałości w strukturze kryształu (dyslokacje). Po podgrzaniu odkształconych materiałów bada się odprężanie i wzrost kryształów (rekrystalizację).

Analiza rentgenowska stopów określa skład i stężenie roztworów stałych. Kiedy pojawia się rozwiązanie stałe, zmieniają się odległości międzyatomowe, a co za tym idzie, odległości między płaszczyznami atomowymi. Zmiany te są niewielkie, dlatego opracowano specjalne, precyzyjne metody pomiaru okresów sieci krystalicznej z dokładnością o dwa rzędy wielkości większą niż dokładność pomiaru przy użyciu konwencjonalnych metod badań rentgenowskich. Połączenie precyzyjnych pomiarów okresów sieci krystalicznej i analizy fazowej umożliwia skonstruowanie granic obszarów fazowych na diagramie fazowym. Metodą rentgenowską można także wykrywać stany pośrednie pomiędzy roztworami stałymi a związkami chemicznymi – uporządkowane roztwory stałe, w których atomy zanieczyszczeń nie są rozmieszczone losowo, jak w roztworach stałych, i jednocześnie nie mają uporządkowania trójwymiarowego, jak w roztworach chemicznych związki. Na obrazach dyfrakcji rentgenowskiej uporządkowanych roztworów stałych znajdują się dodatkowe linie, a interpretacja dyfraktogramów rentgenowskich pokazuje, że atomy zanieczyszczeń zajmują określone miejsca w sieci krystalicznej, np. na wierzchołkach sześcianu.

Gdy stop, który nie ulega przemianom fazowym, zostanie hartowany, może powstać przesycony roztwór stały, który po dalszym ogrzewaniu lub nawet utrzymywaniu w temperaturze pokojowej, stały roztwór rozkłada się z uwolnieniem cząstek związku chemicznego. Jest to efekt starzenia, który pojawia się na zdjęciach rentgenowskich jako zmiana położenia i szerokości linii. Badania nad starzeniem się są szczególnie ważne w przypadku stopów metali nieżelaznych, na przykład starzenie przekształca miękki, hartowany stop aluminium w trwały materiał konstrukcyjny, duraluminium.

Największe znaczenie technologiczne mają badania rentgenowskie obróbki cieplnej stali. Podczas hartowania (szybkiego chłodzenia) stali następuje wolne od dyfuzji przejście fazowe austenit-martenzyt, które prowadzi do zmiany struktury z sześciennej na tetragonalną, tj. komórka elementarna ma kształt prostopadłościanu. Na radiogramach objawia się to poszerzeniem linii i podziałem niektórych linii na dwie. Przyczyną tego efektu jest nie tylko zmiana struktury kryształu, ale także występowanie dużych naprężeń wewnętrznych na skutek nierównowagi termodynamicznej struktury martenzytycznej i nagłego ochłodzenia. Podczas odpuszczania (nagrzewania hartowanej stali) linie na obrazach dyfrakcji rentgenowskiej zwężają się, co wiąże się z powrotem do struktury równowagi.

W ostatnich latach duże znaczenie zyskały badania rentgenowskie obróbki materiałów ze skoncentrowanymi przepływami energii (promienie lasera, fale uderzeniowe, neutrony, impulsy elektronów), które wymagały nowych technik i dawały nowe efekty rentgenowskie. Na przykład, gdy wiązki lasera działają na metale, nagrzewanie i chłodzenie zachodzą tak szybko, że podczas chłodzenia kryształy w metalu mają czas jedynie na osiągnięcie rozmiarów kilku komórek elementarnych (nanokryształy) lub nie mają czasu na powstanie w ogóle. Po schłodzeniu taki metal wygląda jak zwykły metal, ale nie daje wyraźnych linii na dyfraktogramie rentgenowskim, a odbite promienie rentgenowskie rozkładają się w całym zakresie kątów pasania.

Po napromieniowaniu neutronami na dyfraktogramach rentgenowskich pojawiają się dodatkowe plamki (rozproszone maksima). Rozpad promieniotwórczy powoduje także specyficzne efekty rentgenowskie związane ze zmianami w strukturze, a także tym, że badana próbka sama staje się źródłem promieniowania rentgenowskiego.

1. 
   Wysoka zdolność penetracji - jest w stanie przeniknąć do niektórych mediów. Promienie rentgenowskie najlepiej przenikają przez ośrodki gazowe (tkankę płuc), słabo przenikają przez substancje o dużej gęstości elektronowej i dużej masie atomowej (u ludzi, kości).
2. 
   Fluorescencja - blask. W tym przypadku energia promieniowania rentgenowskiego zamieniana jest na energię światła widzialnego. Obecnie zasada fluorescencji leży u podstaw konstrukcji ekranów wzmacniających przeznaczonych do dodatkowego naświetlania błony rentgenowskiej. Pozwala to zmniejszyć obciążenie promieniowaniem ciała badanego pacjenta.
3. 
   Fotochemiczne – zdolność do wywoływania różnych reakcji chemicznych.
4. 
   Zdolność jonizująca - pod wpływem promieni rentgenowskich atomy ulegają jonizacji (rozkład obojętnych cząsteczek na jony dodatnie i ujemne, które tworzą parę jonową).
5. 
   Biologiczne – uszkodzenie komórek. W przeważającej części jest to spowodowane jonizacją struktur istotnych biologicznie (DNA, RNA, cząsteczki białek, aminokwasy, woda). Pozytywne działanie biologiczne - przeciwnowotworowe, przeciwzapalne.

1. 
   Urządzenie z rurą wiązkową

Promienie rentgenowskie powstają w lampie rentgenowskiej. Lampa rentgenowska to szklany pojemnik z próżnią wewnątrz. Są 2 elektrody - katoda i anoda. Katoda jest cienką spiralą wolframową. Anodą w starych lampach był ciężki miedziany pręt ze ściętą powierzchnią zwróconą w stronę katody. Na skośną powierzchnię anody przylutowano płytkę z metalu ogniotrwałego - zwierciadło anody (anoda bardzo się nagrzewa podczas pracy). W centrum lustra znajduje się Ognisko lampy rentgenowskiej- To tutaj powstają promienie rentgenowskie. Im mniejsza wartość ostrości, tym wyraźniejsze kontury fotografowanego obiektu. Za małe skupienie uważa się 1x1 mm lub nawet mniej.

W nowoczesnych aparatach rentgenowskich elektrody wykonane są z metali ogniotrwałych. Zwykle stosuje się lampy z obracającą się anodą. Podczas pracy anoda jest obracana za pomocą specjalnego urządzenia, a elektrony wylatujące z katody padają na ognisko optyczne. Dzięki obrotowi anody położenie ogniska optycznego cały czas się zmienia, dzięki czemu takie lampy są trwalsze i nie zużywają się przez długi czas.

Jak powstają promienie rentgenowskie? Najpierw podgrzewa się włókno katodowe. Aby to zrobić, za pomocą transformatora obniżającego napięcie na lampie zmniejsza się z 220 do 12-15 V. Włókno katodowe nagrzewa się, znajdujące się w nim elektrony zaczynają poruszać się szybciej, część elektronów opuszcza włókno i wokół niego tworzy się chmura wolnych elektronów. Następnie włącza się prąd wysokiego napięcia, który uzyskuje się za pomocą transformatora podwyższającego. Diagnostyczne aparaty rentgenowskie wykorzystują prąd wysokiego napięcia od 40 do 125 kV (1 kV = 1000 V). Im wyższe napięcie na rurze, tym krótsza długość fali. Po włączeniu wysokiego napięcia na biegunach lampy uzyskuje się dużą różnicę potencjałów, elektrony „odrywają się” od katody i pędzą z dużą prędkością do anody (lampa jest najprostszym akceleratorem naładowanych cząstek). Dzięki specjalnym urządzeniom elektrony nie rozpraszają się na boki, ale wpadają niemal w jeden punkt anody - ognisko (ognisko) i są zwalniane w polu elektrycznym atomów anody. Kiedy elektrony są zwalniane, powstają fale elektromagnetyczne, tj. Promienie rentgenowskie. Dzięki specjalnemu urządzeniu (w starych lampach - skośnej anodzie) promienie rentgenowskie kierowane są na pacjenta w postaci rozbieżnej wiązki promieni, zwanej „stożkiem”.

1. 
   Uzyskanie zdjęcia rentgenowskiego

Film rentgenowski ma budowę warstwową, warstwę główną stanowi kompozycja poliestrowa o grubości do 175 mikronów, pokryta fotoemulsją (jodek i bromek srebra, żelatyna).

1. 
   Wywoływanie filmu - przywracane jest srebro (w miejscach, przez które przechodziły promienie - zaczernienie obszaru filmu, w którym się zatrzymywały - obszary jaśniejsze)
2. 
   Utrwalacz - wypłukujący bromek srebra z miejsc, przez które przeszły promienie i nie pozostały.

1. 
   Budowa nowoczesnej pracowni RTG

1. Sama pracownia rentgenowska, w której znajduje się aparat i bada pacjentów. Powierzchnia gabinetu RTG musi wynosić co najmniej 50 m2

2. Pomieszczenie kontrolne, w którym znajduje się panel sterujący, za pomocą którego technik rentgenowski kontroluje całą pracę urządzenia.

3. Ciemnia, w której ładuje się kasety z filmami, wywołuje i utrwala zdjęcia, myje je i suszy. Nowoczesną metodą obróbki fotograficznej medycznych klisz rentgenowskich jest zastosowanie wywoływarek rolowych. Oprócz niewątpliwej łatwości obsługi maszyny wywołujące zapewniają wysoką stabilność procesu obróbki zdjęć. Czas pełnego cyklu od chwili wejścia folii do wywoływarki do momentu uzyskania suchego radiogramu („od suchego do suchego”) nie przekracza kilku minut.

4. Gabinet lekarski, w którym radiolog analizuje i opisuje wykonane zdjęcia rentgenowskie.

1. 
   Metody ochrony personelu medycznego i pacjentów przed promieniowaniem rentgenowskim

3 główne metody ochrony: ochrona przez ekranowanie, odległość i czas.

1 .Ochrona ekranu:

Na drodze promieni rentgenowskich umieszczane są specjalne urządzenia wykonane z materiałów dobrze pochłaniających promieniowanie rentgenowskie. Może to być ołów, beton, beton barytowy itp. Ściany, podłogi i sufity w pracowniach rentgenowskich są zabezpieczone i wykonane z materiałów, które nie przepuszczają promieni do sąsiednich pomieszczeń. Drzwi zabezpieczone są materiałem wyłożonym ołowiem. Okna widokowe pomiędzy pracownią rentgenowską a sterownią wykonane są ze szkła ołowiowego. Lampa rentgenowska umieszczona jest w specjalnej obudowie ochronnej, która nie przepuszcza promieni rentgenowskich, a promienie kierowane są na pacjenta przez specjalne „okno”. Do okna przymocowana jest rurka ograniczająca wielkość wiązki promieni rentgenowskich. Dodatkowo na wyjściu promieni z lampy zainstalowana jest przesłona aparatu rentgenowskiego. Składa się z 2 par płytek prostopadłych do siebie. Płyty te można przesuwać i rozsuwać jak zasłony. W ten sposób możesz zwiększyć lub zmniejszyć pole napromieniowania. Im większe pole napromieniowania, tym większa szkoda, tzw otwór- ważny element ochrony, zwłaszcza u dzieci. Ponadto sam lekarz jest narażony na mniejsze promieniowanie. A jakość zdjęć będzie lepsza. Innym przykładem ekranowania jest przykrycie arkuszami gumy ołowiowej tych części ciała osoby, które nie są obecnie filmowane. Dostępne są także fartuchy, spódnice i rękawiczki wykonane ze specjalnego materiału ochronnego.

2 .Ochrona czasowa:

Podczas badania RTG pacjent powinien być naświetlany jak najkrócej (pośpiesznie, ale nie kosztem postawienia diagnozy). W tym sensie obrazy dają mniejszą ekspozycję na promieniowanie niż transiluminacja, ponieważ Na zdjęciach zastosowano bardzo krótkie czasy otwarcia migawki (czas). Ochrona czasu to główny sposób ochrony zarówno pacjenta, jak i samego radiologa. Badając pacjentów, lekarz, przy wszystkich innych czynnikach, stara się wybrać taką metodę badawczą, która zajmie mniej czasu, ale nie ze szkodą dla diagnozy. W tym sensie fluoroskopia jest bardziej szkodliwa, ale niestety często nie da się obejść bez fluoroskopii. Dlatego podczas badania przełyku, żołądka i jelit stosuje się obie metody. Wybierając metodę badawczą kierujemy się zasadą, że korzyści z badania powinny być większe niż szkody. Czasem w obawie przed zrobieniem dodatkowego zdjęcia pojawiają się błędy w diagnozie i niewłaściwie przepisane leczenie, co czasami kosztuje pacjenta życie. Musimy pamiętać o niebezpieczeństwach związanych z promieniowaniem, ale nie bójmy się go, jest to gorsze dla pacjenta.

3 .Ochrona na odległość:

Zgodnie z kwadratowym prawem światła oświetlenie danej powierzchni jest odwrotnie proporcjonalne do kwadratu odległości źródła światła od oświetlanej powierzchni. W odniesieniu do badania rentgenowskiego oznacza to, że dawka promieniowania jest odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości ogniska lampy rentgenowskiej od pacjenta (ogniskowej). Przy 2-krotnym wzroście ogniskowej dawka promieniowania zmniejsza się 4-krotnie, a przy 3-krotnym wzroście ogniskowej dawka promieniowania zmniejsza się 9-krotnie.

Podczas fluoroskopii niedozwolona jest ogniskowa mniejsza niż 35 cm Odległość od ścian do aparatu rentgenowskiego musi wynosić co najmniej 2 m, w przeciwnym razie powstają promienie wtórne, które powstają, gdy pierwotna wiązka promieni uderza w otaczające przedmioty (ściany itp.). Z tego samego powodu w pracowniach rentgenowskich nie można umieszczać niepotrzebnych mebli. Czasami podczas badania ciężko chorych pacjentów personel oddziału chirurgiczno-terapeutycznego pomaga pacjentowi stanąć za ekranem RTG i stać obok pacjenta w trakcie badania, wspierając go. Jest to dopuszczalne jako wyjątek. Radiolog musi jednak dopilnować, aby pielęgniarki i pielęgniarki pomagające pacjentowi nosiły fartuch ochronny i rękawiczki oraz, jeśli to możliwe, nie stały blisko pacjenta (ochrona poprzez zachowanie dystansu). Jeżeli do gabinetu RTG zgłasza się kilku pacjentów, są oni wzywani na gabinet zabiegowy pojedynczo, tj. W momencie badania powinna przebywać tylko 1 osoba.

1. 
   Fizyczne podstawy radiografii i fluorografii. Ich wady i zalety. Przewaga obrazu cyfrowego nad filmem.

Podczas wykonywania radiografii diagnostycznej wskazane jest wykonanie zdjęć w co najmniej dwóch projekcjach. Wynika to z faktu, że prześwietlenie jest płaskim obrazem trójwymiarowego obiektu. W rezultacie lokalizację wykrytego ogniska patologicznego można ustalić tylko za pomocą 2 projekcji.

Jakość uzyskanego obrazu rentgenowskiego zależy od 3 głównych parametrów. Napięcie dostarczane do lampy rentgenowskiej, natężenie prądu i czas pracy lampy. W zależności od badanych form anatomicznych oraz masy i wymiarów pacjenta parametry te mogą się znacznie różnić. Istnieją wartości średnie dla różnych narządów i tkanek, należy jednak mieć na uwadze, że rzeczywiste wartości będą się różnić w zależności od aparatu, na którym wykonywane jest badanie oraz pacjenta, dla którego wykonywane jest badanie rentgenowskie. Dla każdego urządzenia tworzona jest indywidualna tabela wartości. Wartości te nie mają charakteru bezwzględnego i są dostosowywane w miarę postępu badania. Jakość wykonanych zdjęć w dużej mierze zależy od umiejętności radiologa, aby odpowiednio dostosować tabelę wartości średnich do konkretnego pacjenta.

Najbardziej powszechnym sposobem rejestracji obrazu rentgenowskiego jest nagranie go na kliszy czułej na promieniowanie rentgenowskie, a następnie wywołanie. Obecnie istnieją również systemy umożliwiające cyfrową rejestrację danych. Ze względu na wysokie koszty i złożoność produkcji tego typu sprzęt jest nieco gorszy od analogowego pod względem rozpowszechnienia.

Film rentgenowski umieszcza się w specjalnych urządzeniach - kasetach (mówią, że kaseta jest naładowana). Kaseta chroni folię przed światłem widzialnym; ten ostatni, podobnie jak promienie rentgenowskie, ma zdolność redukcji metalicznego srebra z AgBr. Kasety wykonane są z materiału, który nie przepuszcza światła, ale przepuszcza promienie rentgenowskie. Wewnątrz kaset znajdują się ekrany wzmacniające, film jest umieszczony pomiędzy nimi; Podczas robienia zdjęcia na kliszę padają nie tylko same promienie rentgenowskie, ale także światło z ekranów (ekrany są pokryte solą fluorescencyjną, dzięki czemu świecą i wzmacniają efekt promieni rentgenowskich). Dzięki temu możliwe jest 10-krotne zmniejszenie dawki promieniowania podawanej pacjentowi.

Podczas wykonywania zdjęcia promienie rentgenowskie kierowane są na środek fotografowanego obiektu (centracja). Po nakręceniu w ciemni film wywołuje się w specjalnych środkach chemicznych i utrwala (utrwala). Faktem jest, że na te fragmenty kliszy, na które podczas fotografowania nie trafiły promienie rentgenowskie lub trafiło tylko w ich niewielkiej liczbie, srebro nie zostało przywrócone, a jeśli kliszy nie umieszczono w roztworze utrwalacza (utrwalacza ), następnie podczas oglądania filmu srebro zostaje przywrócone pod wpływem światła widzialnego.Sveta. Cały film stanie się czarny i żaden obraz nie będzie widoczny. Podczas utrwalania (utrwalania) niezredukowany AgBr z folii trafia do roztworu utrwalacza, dlatego w utrwalaczu jest dużo srebra, a roztwory te nie są wylewane, ale przekazywane do ośrodków rentgenowskich.

Nowoczesną metodą obróbki fotograficznej medycznych klisz rentgenowskich jest zastosowanie wywoływarek rolowych. Oprócz niewątpliwej łatwości obsługi maszyny wywołujące zapewniają wysoką stabilność procesu obróbki zdjęć. Czas pełnego cyklu od chwili wejścia folii do wywoływarki do momentu uzyskania suchego radiogramu („od suchego do suchego”) nie przekracza kilku minut.
Zdjęcia rentgenowskie to obraz wykonany w czerni i bieli – negatyw. Czarny – obszary o małej gęstości (płuca, pęcherzyki gazu w żołądku. Biały – obszary o dużej gęstości (kości).
Fluorografia- Istota FOG polega na tym, że za jego pomocą najpierw na ekranie fluorescencyjnym uzyskuje się obraz klatki piersiowej, a następnie robione jest zdjęcie nie samego pacjenta, ale jego obrazu na ekranie.

Fluorografia zapewnia zmniejszony obraz obiektu. Istnieją techniki z małą ramką (na przykład 24 × 24 mm lub 35 × 35 mm) i dużą ramką (w szczególności 70 × 70 mm lub 100 × 100 mm). Ten ostatni podchodzi do radiografii w możliwościach diagnostycznych. FOG służy do badania profilaktyczne populacji(wykrywane są ukryte choroby, takie jak rak i gruźlica).

Opracowano zarówno stacjonarne, jak i mobilne urządzenia fluorograficzne.

Obecnie fluorografia filmowa jest stopniowo zastępowana fluorografią cyfrową. Metody cyfrowe pozwalają na uproszczenie pracy z obrazami (obraz można wyświetlić na ekranie monitora, wydrukować, przesłać siecią, zapisać w medycznej bazie danych itp.), zmniejszyć narażenie pacjenta na promieniowanie i obniżyć koszty dodatkowych badań. materiały (film, wywoływacz do filmów).

Konwencjonalne błonowe zdjęcie rentgenowskie klatki piersiowej zapewnia pacjentowi średnią indywidualną dawkę promieniowania wynoszącą 0,5 milisiwerta (mSv) na zabieg (cyfrowe zdjęcie rentgenowskie – 0,05 mSv), natomiast filmowe zdjęcie rentgenowskie – 0,3 mSv na zabieg (cyfrowe zdjęcie rentgenowskie). – 0,03 mSv), a tomografia komputerowa narządów klatki piersiowej – 11 mSv na zabieg. Rezonans magnetyczny nie wiąże się z narażeniem na promieniowanie

Korzyści z radiografii

1. 
   Szeroka dostępność metody i łatwość prowadzenia badań.
2. 
   Większość badań nie wymaga specjalnego przygotowania pacjenta.
3. 
   Stosunkowo niski koszt badań.
4. 
   Obrazy można wykorzystać do konsultacji u innego specjalisty lub w innej placówce (w odróżnieniu od zdjęć USG, gdzie konieczne jest powtórne badanie, gdyż uzyskane obrazy zależą od operatora).

1. 
   Statyczny charakter obrazu utrudnia ocenę funkcji narządów.
2. 
   Obecność promieniowania jonizującego, które może mieć szkodliwy wpływ na pacjenta.
3. 
   Zawartość informacyjna klasycznej radiografii jest znacznie mniejsza niż współczesnych metod obrazowania medycznego, takich jak CT, MRI itp. Konwencjonalne obrazy rentgenowskie odzwierciedlają nawarstwienie projekcyjne złożonych struktur anatomicznych, czyli ich sumę cienia rentgenowskiego, w przeciwieństwie do seria obrazów warstwa po warstwie uzyskanych nowoczesnymi metodami tomograficznymi.
4. 
   Bez użycia środków kontrastowych radiografia nie jest wystarczająco informacyjna, aby analizować zmiany w tkankach miękkich, które różnią się nieznacznie gęstością (na przykład podczas badania narządów jamy brzusznej).

1. 
   Fizyczne podstawy fluoroskopii. Wady i zalety metody

We współczesnych warunkach stosowanie ekranu fluorescencyjnego nie ma uzasadnienia ze względu na jego małą jasność, co wymusza prowadzenie badań w dobrze zaciemnionym pomieszczeniu i po długim przystosowaniu badacza do ciemności (10-15 minut) do rozróżnić obraz o niskiej intensywności.

Obecnie przy projektowaniu wzmacniacza obrazu rentgenowskiego (wzmacniacza obrazu rentgenowskiego) stosuje się ekrany fluorescencyjne, które zwiększają jasność (poświatę) obrazu pierwotnego około 5000 razy. Za pomocą przetwornika elektronowo-optycznego obraz pojawia się na ekranie monitora, co znacznie poprawia jakość diagnozy i nie wymaga zaciemniania gabinetu RTG.

Zalety fluoroskopii
Główną przewagą nad radiografią jest fakt prowadzenia badań w czasie rzeczywistym. Pozwala to ocenić nie tylko budowę narządu, ale także jego przemieszczenie, kurczliwość czy rozciągliwość, przejście środka kontrastowego i wypełnienie. Metoda pozwala także na szybką ocenę lokalizacji niektórych zmian, wynikających z rotacji obiektu badania podczas badania RTG (badanie wieloprojekcyjne).

Fluoroskopia pozwala monitorować realizację niektórych procedur instrumentalnych - umieszczenie cewników, angioplastykę (patrz angiografia), przetokę.

Powstałe obrazy można umieścić na zwykłej płycie CD lub w pamięci sieciowej.

Wraz z pojawieniem się technologii cyfrowych zniknęły 3 główne wady tradycyjnej fluoroskopii:

Stosunkowo wysoka dawka promieniowania w porównaniu do radiografii – nowoczesne urządzenia niskodawkowe pozostawiły w przeszłości tę wadę. Zastosowanie trybów skanowania pulsacyjnego dodatkowo zmniejsza obciążenie dawką nawet o 90%.

Niska rozdzielczość przestrzenna - na nowoczesnych urządzeniach cyfrowych rozdzielczość w trybie kopiowania jest tylko nieznacznie gorsza od rozdzielczości w trybie radiograficznym. Decydujące znaczenie ma w tym przypadku umiejętność obserwacji stanu funkcjonalnego poszczególnych narządów (serca, płuc, żołądka, jelit) „w dynamice”.

Brak możliwości dokumentowania badań - technologie cyfrowego przetwarzania obrazu umożliwiają utrwalenie materiałów badawczych zarówno klatka po klatce, jak i w postaci sekwencji wideo.

Fluoroskopię wykonuje się głównie w celu diagnostyki rentgenowskiej chorób narządów wewnętrznych zlokalizowanych w jamie brzusznej i klatce piersiowej, zgodnie z planem, który radiolog sporządza przed rozpoczęciem badania. Czasami w celu rozpoznania urazowych uszkodzeń kości, w celu wyjaśnienia obszaru poddawanego radiogramowi, wykorzystuje się tzw. fluoroskopię ankietową.

Badanie fluoroskopowe kontrastowe

Sztuczny kontrast niezwykle rozszerza możliwości badania fluoroskopowego narządów i układów, w których gęstość tkanek jest w przybliżeniu taka sama (na przykład jama brzuszna, której narządy przepuszczają promieniowanie rentgenowskie w mniej więcej takim samym stopniu i dlatego mają niski kontrast). Osiąga się to poprzez wprowadzenie do światła żołądka lub jelit wodnej zawiesiny siarczanu baru, która nie rozpuszcza się w sokach trawiennych, nie jest wchłaniana ani przez żołądek, ani jelita i jest wydalana w sposób naturalny w całkowicie niezmienionej postaci. Główną zaletą zawiesiny baru jest to, że przechodząc przez przełyk, żołądek i jelita, pokrywa ich wewnętrzne ściany i daje na ekranie lub filmie pełny obraz charakteru wzniesień, zagłębień i innych cech błony śluzowej. Badanie wewnętrznego odciążenia przełyku, żołądka i jelit pomaga rozpoznać szereg chorób tych narządów. Przy ciaśniejszym wypełnieniu można określić kształt, rozmiar, położenie i funkcję badanego narządu.

1. 
   Mammografia - podstawy metody, wskazania. Przewaga mammografii cyfrowej nad mammografią filmową.

2.diagnostyka różnicowa nowotworu i łagodnego rozrostu dyshormonalnego (FAM) gruczołu sutkowego;

3. ocena wzrostu guza pierwotnego (ogniska nowotworowe jednowęzłowe lub wieloośrodkowe);

4. dynamiczne ambulatoryjne monitorowanie stanu gruczołów sutkowych po zabiegach chirurgicznych.

Do praktyki lekarskiej wprowadzono następujące metody radiodiagnostyki raka piersi: mammografię, ultrasonografię, tomografię komputerową, rezonans magnetyczny, dopplerografię kolorową i mocy, biopsję stereotaktyczną pod kontrolą mammografii, termografię.

Mammografia rentgenowska
Obecnie w zdecydowanej większości przypadków na świecie w diagnostyce raka piersi u kobiet (BC) wykorzystuje się mammografię projekcyjną rentgenowską, filmową (analogową) lub cyfrową.

Procedura trwa nie dłużej niż 10 minut. Aby zdjęcie zostało wykonane, piersi należy chwycić dwoma paskami i lekko ucisnąć. Zdjęcie wykonuje się w dwóch projekcjach, co pozwala na dokładne określenie lokalizacji guza w przypadku jego wykrycia. Ponieważ symetria jest jednym z czynników diagnostycznych, należy zawsze zbadać obie piersi.

Mammografia MRI

Skargi dotyczące cofnięcia lub wybrzuszenia jakiejkolwiek części gruczołu

Wydzielina z sutka, zmiana jego kształtu

Tkliwość piersi, obrzęk, zmiana wielkości

Łagodne nowotwory piersi (w szczególności gruczolakowłókniak)

Procesy zapalne (zapalenie sutka)

Mastopatia

Nowotwory narządów płciowych

Choroby gruczołów dokrewnych (tarczyca, trzustka)

Bezpłodność

Otyłość

Historia chirurgii piersi

Zalety mammografii cyfrowej w porównaniu z kliszą:

Zmniejszanie dawki dawki podczas badań rentgenowskich;

Zwiększenie efektywności badań, pozwalające na identyfikację niedostępnych wcześniej procesów patologicznych (możliwości cyfrowego przetwarzania obrazu komputerowego);

Możliwość wykorzystania sieci telekomunikacyjnych do transmisji obrazu na potrzeby zdalnej konsultacji;

Osiągnięcie efektu ekonomicznego przy prowadzeniu badań masowych.

Promieniowanie rentgenowskie jest rodzajem wysokoenergetycznego promieniowania elektromagnetycznego. Jest aktywnie wykorzystywany w różnych gałęziach medycyny.

Promienie rentgenowskie to fale elektromagnetyczne, których energia fotonów w skali fal elektromagnetycznych mieści się pomiędzy promieniowaniem ultrafioletowym a promieniowaniem gamma (od ~10 eV do ~1 MeV), co odpowiada długościom fal od ~10^3 do ~10^−2 angstremów (od ~10^−7 do ~10^−12 m). Oznacza to, że jest to promieniowanie nieporównywalnie twardsze niż światło widzialne, które mieści się w tej skali pomiędzy promieniami ultrafioletowymi i podczerwonymi („termalnymi”).

Granicę między promieniowaniem rentgenowskim a promieniowaniem gamma rozróżnia się warunkowo: ich zakresy przecinają się, promienie gamma mogą mieć energię 1 keV. Różnią się one pochodzeniem: promienie gamma emitowane są podczas procesów zachodzących w jądrach atomowych, natomiast promienie rentgenowskie powstają podczas procesów z udziałem elektronów (zarówno wolnych, jak i tych znajdujących się w powłokach elektronowych atomów). Jednocześnie na podstawie samego fotonu nie da się określić, w jakim procesie powstał, czyli podział na zakresy rentgenowskie i gamma jest w dużej mierze dowolny.

Zakres promieniowania rentgenowskiego dzieli się na „miękki” i „twardy”. Granica między nimi przebiega przy długości fali 2 angstremów i energii 6 keV.

Generator promieni rentgenowskich to rura, w której wytwarzana jest próżnia. Znajdują się tam elektrody - katoda, do której przykładany jest ładunek ujemny, oraz anoda naładowana dodatnio. Napięcie między nimi wynosi od kilkudziesięciu do kilkuset kilowoltów. Generowanie fotonów rentgenowskich ma miejsce, gdy elektrony „odrywają się” od katody i z dużą prędkością uderzają w powierzchnię anody. Powstałe promieniowanie rentgenowskie nazywa się „bremsstrahlung”; jego fotony mają różne długości fal.

Jednocześnie generowane są fotony o widmie charakterystycznym. Część elektronów w atomach substancji anodowej ulega wzbudzeniu, to znaczy przemieszcza się na wyższe orbity, a następnie wraca do normalnego stanu, emitując fotony o określonej długości fali. W standardowym generatorze wytwarzane są oba rodzaje promieniowania rentgenowskiego.

Historia odkryć

8 listopada 1895 roku niemiecki naukowiec Wilhelm Conrad Roentgen odkrył, że niektóre substancje zaczynają świecić pod wpływem „promieni katodowych”, czyli strumienia elektronów wytwarzanych przez lampę katodową. Wyjaśnił to zjawisko wpływem niektórych promieni rentgenowskich – tak obecnie w wielu językach nazywa się to promieniowanie. Później V.K. Roentgen badał odkryte przez siebie zjawisko. 22 grudnia 1895 wygłosił referat na ten temat na uniwersytecie w Würzburgu.

Później okazało się, że promieniowanie rentgenowskie obserwowano już wcześniej, ale wówczas zjawiskom z nim związanym nie przywiązywano większej wagi. Lampa elektronopromieniowa została wynaleziona dawno temu, ale zanim V.K. Nikt nie zwracał większej uwagi na promienie rentgenowskie, na zaczernienie klisz fotograficznych w ich pobliżu itp. zjawiska. Nieznane było również niebezpieczeństwo, jakie stwarza promieniowanie przenikliwe.

Rodzaje i ich wpływ na organizm

„Promieniowanie rentgenowskie” to najłagodniejszy rodzaj promieniowania przenikliwego. Nadmierna ekspozycja na miękkie promieniowanie rentgenowskie przypomina skutki promieniowania ultrafioletowego, ale w cięższej postaci. Na skórze tworzy się oparzenie, ale uszkodzenie jest głębsze i goi się znacznie wolniej.

Twarde promieniowanie rentgenowskie jest pełnoprawnym promieniowaniem jonizującym, które może prowadzić do choroby popromiennej. Kwanty promieniowania rentgenowskiego mogą rozbijać cząsteczki białka tworzące tkanki ludzkiego ciała, a także cząsteczki DNA genomu. Ale nawet jeśli kwant promieniowania rentgenowskiego rozbije cząsteczkę wody, nie ma to znaczenia: w tym przypadku powstają chemicznie aktywne wolne rodniki H i OH, które same są w stanie wpływać na białka i DNA. Choroba popromienna występuje w cięższej postaci, im bardziej dotknięte są narządy krwiotwórcze.

Promieniowanie rentgenowskie ma działanie mutagenne i rakotwórcze. Oznacza to, że wzrasta prawdopodobieństwo wystąpienia samoistnych mutacji w komórkach podczas napromieniania, a czasami zdrowe komórki mogą przerodzić się w komórki nowotworowe. Zwiększone prawdopodobieństwo wystąpienia nowotworów złośliwych jest standardową konsekwencją narażenia na promieniowanie, w tym promieniowanie rentgenowskie. Promienie rentgenowskie są najmniej niebezpiecznym rodzajem promieniowania przenikliwego, ale nadal mogą być niebezpieczne.

Promieniowanie rentgenowskie: zastosowanie i działanie

Promieniowanie rentgenowskie znajduje zastosowanie w medycynie, a także w innych obszarach działalności człowieka.

Fluoroskopia i tomografia komputerowa

Najbardziej powszechnym zastosowaniem promieni rentgenowskich jest fluoroskopia. „Prześwietlenie” ludzkiego ciała pozwala uzyskać szczegółowy obraz zarówno kości (są one najwyraźniej widoczne), jak i obrazy narządów wewnętrznych.

Różna przezroczystość tkanek ciała w promieniowaniu rentgenowskim jest związana z ich składem chemicznym. Cechą strukturalną kości jest to, że zawierają dużo wapnia i fosforu. Inne tkanki składają się głównie z węgla, wodoru, tlenu i azotu. Atom fosforu waży prawie dwukrotnie więcej niż atom tlenu, a atom wapnia 2,5 razy (węgiel, azot i wodór są nawet lżejsze od tlenu). Pod tym względem absorpcja fotonów promieniowania rentgenowskiego w kościach jest znacznie wyższa.

Oprócz dwuwymiarowych „migawek” radiografia umożliwia stworzenie trójwymiarowego obrazu narządu: ten rodzaj radiografii nazywany jest tomografią komputerową. W tym celu stosuje się miękkie promieniowanie rentgenowskie. Ilość promieniowania otrzymanego z jednego zdjęcia jest niewielka: jest w przybliżeniu równa promieniowaniu otrzymanemu podczas 2-godzinnego lotu samolotem na wysokości 10 km.

Rentgenowska detekcja wad pozwala wykryć drobne wady wewnętrzne produktów. Wykorzystuje twarde promienie rentgenowskie, ponieważ wiele materiałów (na przykład metal) jest słabo „przezroczystych” ze względu na dużą masę atomową substancji składowej.

Analiza dyfrakcji rentgenowskiej i fluorescencji rentgenowskiej

Promienie rentgenowskie mają właściwości, które pozwalają im szczegółowo badać poszczególne atomy. Analiza dyfrakcji promieni rentgenowskich jest aktywnie wykorzystywana w chemii (w tym biochemii) i krystalografii. Zasada jego działania polega na rozpraszaniu dyfrakcyjnym promieni rentgenowskich na atomach kryształów lub złożonych molekuł. Za pomocą analizy dyfrakcji promieni rentgenowskich określono strukturę cząsteczki DNA.

Analiza fluorescencji rentgenowskiej pozwala szybko określić skład chemiczny substancji.

Istnieje wiele form radioterapii, ale wszystkie polegają na wykorzystaniu promieniowania jonizującego. Radioterapię dzieli się na 2 typy: korpuskularną i falową. Korpuskularny wykorzystuje strumienie cząstek alfa (jądra atomów helu), cząstek beta (elektronów), neutronów, protonów i ciężkich jonów. Fala wykorzystuje promienie widma elektromagnetycznego - promienie rentgenowskie i gamma.

Metody radioterapii stosowane są przede wszystkim w leczeniu nowotworów. Faktem jest, że promieniowanie wpływa przede wszystkim na aktywnie dzielące się komórki, dlatego tak bardzo cierpią narządy krwiotwórcze (ich komórki nieustannie się dzielą, wytwarzając coraz więcej nowych czerwonych krwinek). Komórki nowotworowe również stale się dzielą i są bardziej podatne na promieniowanie niż zdrowa tkanka.

Stosowany jest poziom promieniowania, który hamuje aktywność komórek nowotworowych, mając jednocześnie umiarkowany wpływ na zdrowe komórki. Pod wpływem promieniowania nie następuje zniszczenie komórek jako takich, ale uszkodzenie ich genomu – cząsteczek DNA. Komórka ze zniszczonym genomem może istnieć przez pewien czas, ale nie może się już dzielić, co oznacza zatrzymanie wzrostu guza.

Terapia rentgenowska jest najłagodniejszą formą radioterapii. Promieniowanie falowe jest łagodniejsze niż promieniowanie korpuskularne, a promieniowanie rentgenowskie jest łagodniejsze niż promieniowanie gamma.

Podczas ciąży

Stosowanie promieniowania jonizującego w czasie ciąży jest niebezpieczne. Promienie rentgenowskie są mutagenne i mogą powodować problemy u płodu. Terapia promieniami rentgenowskimi jest niewskazana w przypadku ciąży: można ją stosować tylko wtedy, gdy podjęto już decyzję o aborcji. Ograniczenia dotyczące fluoroskopii są łagodniejsze, ale w pierwszych miesiącach jest również surowo zabronione.

Jeżeli jest to absolutnie konieczne, badanie RTG zastępuje się rezonansem magnetycznym. Ale w pierwszym trymestrze też starają się tego unikać (ta metoda pojawiła się niedawno i możemy z całą pewnością powiedzieć, że nie ma żadnych szkodliwych konsekwencji).

Wyraźne niebezpieczeństwo powstaje w przypadku ekspozycji na dawkę całkowitą co najmniej 1 mSv (w starych jednostkach - 100 mR). Dzięki prostemu prześwietleniu rentgenowskiemu (na przykład podczas fluorografii) pacjent otrzymuje około 50 razy mniej. Aby jednorazowo otrzymać taką dawkę, należy przejść szczegółową tomografię komputerową.

Oznacza to, że sam fakt 1-2 x „prześwietlenia rentgenowskiego” na wczesnym etapie ciąży nie grozi poważnymi konsekwencjami (ale lepiej nie ryzykować).

Leczenie nim

Promieniowanie rentgenowskie wykorzystuje się przede wszystkim w walce z nowotworami złośliwymi. Ta metoda jest dobra, ponieważ jest bardzo skuteczna: zabija guz. Źle, że zdrowe tkanki radzą sobie niewiele lepiej i występują liczne skutki uboczne. Szczególnie zagrożone są narządy krwiotwórcze.

W praktyce stosuje się różne metody ograniczania wpływu promieni rentgenowskich na zdrową tkankę. Promienie są skierowane pod kątem, tak że guz znajduje się w obszarze ich przecięcia (dzięki temu właśnie tam następuje główna absorpcja energii). Czasami zabieg wykonywany jest w ruchu: ciało pacjenta obraca się względem źródła promieniowania wokół osi przechodzącej przez guz. W tym przypadku zdrowe tkanki znajdują się w strefie napromieniania tylko sporadycznie, a chore tkanki są stale odsłonięte.

Promienie rentgenowskie wykorzystuje się w leczeniu niektórych chorób zwyrodnieniowych stawów i podobnych chorób, a także chorób skóry. W tym przypadku zespół bólowy zmniejsza się o 50-90%. Ponieważ stosowane promieniowanie jest bardziej miękkie, nie obserwuje się skutków ubocznych podobnych do tych, które występują w leczeniu nowotworów.