Rentgensko sevanje in njegova uporaba v medicini. Lestvica elektromagnetnega nihanja. Kaj je značilno za to vrsto sevanja?

Visoka prodorna sposobnost - lahko prodre v določene medije. Rentgenski žarki najbolje prodrejo skozi plinasta sredstva (pljučno tkivo), slabo prodrejo skozi snovi z visoko elektronsko gostoto in visoko atomsko maso (pri človeku kosti).
Fluorescenca - sij. V tem primeru se energija rentgenskega sevanja pretvori v energijo vidne svetlobe. Trenutno je načelo fluorescence osnova zasnove ojačevalnih zaslonov, namenjenih dodatni osvetlitvi rentgenskega filma. To vam omogoča zmanjšanje sevalne obremenitve telesa preučevanega bolnika.
Fotokemičnost – sposobnost induciranja različnih kemičnih reakcij.
Ionizacijska sposobnost - pod vplivom rentgenskih žarkov se atomi ionizirajo (razpad nevtralnih molekul na pozitivne in negativne ione, ki tvorijo ionski par.
Biološka – poškodba celic. Večinoma nastane zaradi ionizacije biološko pomembnih struktur (DNK, RNK, beljakovinskih molekul, aminokislin, vode). Pozitivni biološki učinki - protitumorski, protivnetni.

Naprava žarkovne cevi

Rentgenski žarki nastajajo v rentgenski cevi. Rentgenska cev je steklena posoda z vakuumom v notranjosti. Obstajata 2 elektrodi - katoda in anoda. Katoda je tanka volframova spirala. Anoda v starih ceveh je bila težka bakrena palica s poševno površino, obrnjeno proti katodi. Na poševno površino anode je bila spajkana plošča iz ognjevarne kovine - ogledalo anode (anoda se med delovanjem zelo segreje). V središču ogledala je Fokus rentgenske cevi- To je kraj, kjer nastajajo rentgenski žarki. Manjša kot je vrednost ostrenja, jasnejše so konture fotografiranega motiva. Za majhno žarišče se šteje 1x1 mm ali celo manj.

V sodobnih rentgenskih aparatih so elektrode izdelane iz ognjevzdržnih kovin. Običajno se uporabljajo cevi z vrtečo se anodo. Med delovanjem se anoda vrti s posebno napravo, elektroni, ki letijo s katode, padejo na optično žarišče. Zaradi vrtenja anode se položaj optičnega žarišča ves čas spreminja, zato so takšne cevi bolj vzdržljive in se dolgo ne obrabijo.

Kako nastanejo rentgenski žarki? Najprej se segreje katodna nitka. Da bi to naredili, se z uporabo padajočega transformatorja napetost na cevi zmanjša z 220 na 12-15V. Katodna nitka se segreje, elektroni v njej se začnejo premikati hitreje, del elektronov zapusti žarilno nitko in okoli nje nastane oblak prostih elektronov. Po tem se vklopi visokonapetostni tok, ki ga dobimo s pomočjo povečevalnega transformatorja. Diagnostični rentgenski aparati uporabljajo visokonapetostni tok od 40 do 125 kV (1 kV = 1000 V). Višja kot je napetost na cevi, krajša je valovna dolžina. Ko je visoka napetost vklopljena, na polih cevi nastane velika potencialna razlika, elektroni se "odcepijo" od katode in z veliko hitrostjo hitijo do anode (cev je najpreprostejši pospeševalnik nabitih delcev). Zahvaljujoč posebnim napravam se elektroni ne razpršijo na straneh, ampak padejo v skoraj eno točko anode - žarišče (gorišče) in se upočasnijo v električnem polju anodnih atomov. Ko se elektroni upočasnijo, nastanejo elektromagnetni valovi, tj. rentgenski žarki. Zahvaljujoč posebni napravi (v starih ceveh - poševna anoda) so rentgenski žarki usmerjeni na pacienta v obliki divergentnega snopa žarkov, "stožca".

Pridobivanje rentgenske slike

Rentgensko slikanje temelji na slabljenju rentgenskega sevanja, ko prehaja skozi različna tkiva telesa. Zaradi prehajanja skozi tvorbe različnih gostot in sestav se žarek sevanja razprši in upočasni, zato se na filmu oblikuje slika različne stopnje intenziteta - tako imenovana sumacijska slika vseh tkiv (senca).

Rentgenski film je plastna struktura, glavna plast je poliestrska sestava debeline do 175 mikronov, prevlečena s fotoemulzijo (srebrov jodid in bromid, želatina).

Razvijanje filma - obnovi se srebro (kjer so žarki prešli - črnitev predela filma, kjer so se zadržali - svetlejši predeli)
Fiksir - izpiranje srebrovega bromida iz območij, kjer so žarki prešli in se niso zadrževali.

V sodobnih digitalnih napravah je mogoče izhodno sevanje zabeležiti s posebno elektronsko matriko. Naprave z elektronsko občutljivo matriko so veliko dražje od analognih naprav. V tem primeru se filmi natisnejo le po potrebi, diagnostična slika pa se prikaže na monitorju in v nekaterih sistemih shranjena v podatkovni bazi skupaj z drugimi podatki o bolniku.

Izgradnja sodobne rentgenske sobe

Za namestitev rentgenske sobe so v idealnem primeru potrebne vsaj 4 sobe:

1. Sama rentgenska soba, kjer se nahaja aparat in kjer poteka pregled bolnikov. Površina rentgenske sobe mora biti najmanj 50 m2

2. Nadzorna soba, kjer se nahaja nadzorna plošča, s pomočjo katere rentgenski tehnik nadzoruje celotno delovanje aparata.

3. Temnica, kjer se nalagajo filmske kasete, razvijajo in fiksirajo fotografije, perejo in sušijo. Sodobna metoda fotografske obdelave medicinskih rentgenskih filmov je uporaba valjčnih razvijalnikov. Razvijalni stroji poleg nedvomne enostavne uporabe zagotavljajo visoko stabilnost procesa obdelave fotografij. Čas za celoten cikel od trenutka, ko film vstopi v razvijalni stroj, do pridobitve suhega rentgenskega posnetka (»od suhega do suhega«) ne presega nekaj minut.

4. Zdravniška ordinacija, kjer radiolog analizira in opiše posnetke.

Zaščitne metode za medicinsko osebje in za bolnike pred rentgenskim sevanjem

Radiolog je odgovoren za zaščito pacientov in osebja, tako v ordinaciji kot ljudi v sosednjih prostorih. Obstajajo lahko kolektivna in individualna sredstva zaščite.

3 glavne metode zaščite: zaščita z zaščito, razdalja in čas.

1 Zaščitna zaščita:

Na pot rentgenskih žarkov so nameščene posebne naprave iz materialov, ki dobro absorbirajo rentgenske žarke. Lahko je svinčeni, betonski, baritni beton itd. Stene, tla in stropi v rentgenskih prostorih so zaščiteni in izdelani iz materialov, ki ne prepuščajo žarkov v sosednje prostore. Vrata so zaščitena s svinčenim materialom. Razgledna okna med rentgensko sobo in nadzorno sobo so iz svinčenega stekla. Rentgenska cev je nameščena v posebnem zaščitnem ohišju, ki ne prepušča rentgenskih žarkov, žarki pa so usmerjeni na pacienta skozi posebno »okno«. Na okno je pritrjena cev, ki omejuje velikost rentgenskega žarka. Poleg tega je na izhodu žarkov iz cevi nameščena diafragma rentgenskega aparata. Sestavljen je iz 2 parov plošč, pravokotnih druga na drugo. Te plošče je mogoče premikati in razmikati kot zavese. Na ta način lahko povečate ali zmanjšate polje obsevanja. Večje kot je polje obsevanja, večja je škoda, torej zaslonka- pomemben del zaščite, predvsem pri otrocih. Poleg tega je zdravnik sam manj izpostavljen sevanju. Pa tudi kakovost slik bo boljša. Drug primer zaščite z ščitom so tisti deli telesa osebe, ki so v ta trenutek ni mogoče odstraniti in jih je treba prekriti s ploščami iz osvinčene gume. Tu so tudi predpasniki, krila in rokavice iz posebnega zaščitnega materiala.

2 .Časovna zaščita:

Med rentgensko preiskavo naj bo bolnik čim krajši čas obsevan (pohiti, vendar ne na škodo diagnoze). V tem smislu so slike manj izpostavljene sevanju kot transiluminacija, ker Na fotografijah so uporabljeni zelo kratki časi osvetlitve (čas). Varovanje časa je glavni način zaščite tako pacienta kot samega radiologa. Pri pregledu bolnikov zdravnik poskuša izbrati raziskovalno metodo, ki traja manj časa, vendar ne v škodo diagnoze. V tem smislu je fluoroskopija bolj škodljiva, vendar je na žalost pogosto nemogoče brez fluoroskopije. Tako se pri pregledu požiralnika, želodca in črevesja uporabljata obe metodi. Pri izbiri raziskovalne metode nas vodi pravilo, da naj bo korist raziskave večja od škode. Včasih se zaradi strahu pred dodatnim fotografiranjem pojavijo napake pri diagnozi in nepravilno predpisano zdravljenje, kar pacienta včasih stane življenje. Ne smemo pozabiti na nevarnosti sevanja, vendar se ga ne bojte, slabše je za bolnika.

3 .Zaščita z razdalje:

Po kvadratnem zakonu svetlobe je osvetljenost določene površine obratno sorazmerna s kvadratom razdalje od vira svetlobe do osvetljene površine. V zvezi z rentgensko preiskavo to pomeni, da je doza sevanja obratno sorazmerna s kvadratom razdalje od žarišča rentgenske cevi do pacienta (goriščna razdalja). Ko se goriščna razdalja poveča za 2-krat, se doza sevanja zmanjša za 4-krat, ko se goriščna razdalja poveča za 3-krat, se doza sevanja zmanjša za 9-krat.

Pri fluoroskopiji ni dovoljena goriščna razdalja manjša od 35 cm, razdalja od sten do rentgenskega aparata mora biti najmanj 2 m, sicer nastanejo sekundarni žarki, ki nastanejo, ko primarni snop žarkov zadene okoliške predmete. (stene itd.). Iz istega razloga v rentgenskih sobah ni dovoljeno uporabljati nepotrebnega pohištva. Včasih pri pregledu hudo bolnih bolnikov, kirurških in terapevtskih oddelkov pomaga pacientu stati za ekranom pri rentgenskem pregledu in med pregledom stoji ob pacientu ter ga podpira. To je sprejemljivo kot izjema. Toda radiolog mora poskrbeti, da medicinske sestre in medicinske sestre, ki pomagajo bolniku, nosijo zaščitni predpasnik in rokavice ter po možnosti ne stojijo blizu bolnika (zaščita z razdaljo). Če pride v rentgensko sobo več pacientov, jih kličemo v sobo po eno osebo, t.j. V času študija mora biti samo 1 oseba.

Fizične osnove radiografije in fluorografije. Njihove slabosti in prednosti. Prednosti digitalnega pred filmom.

Rentgen (angl. projection radiography, plain film radiography, roentgenography) je študija notranje zgradbe predmetov, ki se s pomočjo rentgenskih žarkov projicirajo na poseben film ali papir. Najpogosteje se izraz nanaša na neinvazivne medicinske raziskave, ki temeljijo na pridobivanju sumacijske projekcijske statike (stacionarni) slike anatomskih struktur telesa s prepuščanjem rentgenskih žarkov skozi njih in beleženjem stopnje oslabitve rentgenskih žarkov.
Načela radiografije

Pri izvajanju diagnostične radiografije je priporočljivo slikati vsaj v dveh projekcijah. To je posledica dejstva, da je rentgenska slika ravna slika tridimenzionalnega predmeta. In posledično je mogoče določiti lokalizacijo odkritega patološkega žarišča le z uporabo dveh projekcij.

Tehnika pridobivanja slike

Kakovost prejetega rentgensko slikanje določajo 3 glavni parametri. Napetost, dovedena v rentgensko cev, jakost toka in čas delovanja cevi. Ti parametri se lahko znatno razlikujejo glede na anatomske formacije, ki se preučujejo, ter težo in dimenzije pacienta. Obstajajo povprečja za različne organe in tkiva, vendar je treba upoštevati, da se bodo dejanske vrednosti razlikovale glede na aparat, kjer se izvaja študija, in pacienta, za katerega se izvaja radiografija. Za vsako napravo je sestavljena posamezna tabela vrednosti. Te vrednosti niso absolutne in se prilagajajo, ko študija napreduje. Kakovost posnetih slik je v veliki meri odvisna od sposobnosti radiografa, da ustrezno prilagodi tabelo povprečnih vrednosti določenemu bolniku.

Snemanje slike

Najpogostejši način snemanja rentgenske slike je snemanje na rentgensko občutljiv film in nato razvijanje. Trenutno obstajajo tudi sistemi, ki omogočajo digitalno snemanje podatkov. Zaradi visokih stroškov in zapletenosti izdelave je ta vrsta opreme glede razširjenosti nekoliko slabša od analogne.

Rentgenski film se postavi v posebne naprave - kasete (pravijo, da je kaseta napolnjena). Kaseta ščiti film pred vidno svetlobo; slednji ima, tako kot rentgenski žarki, sposobnost redukcije kovinskega srebra iz AgBr. Kasete so izdelane iz materiala, ki ne prepušča svetlobe, prepušča pa rentgenske žarke. V kasetah so ojačevalni zasloni, film je nameščen med njimi; Pri slikanju na film ne padejo le sami rentgenski žarki, ampak tudi svetloba z zaslonov (zasloni so prevlečeni s fluorescenčno soljo, zato svetijo in povečajo učinek rentgenskih žarkov). To omogoča zmanjšanje doze sevanja za bolnika za 10-krat.

Pri slikanju so rentgenski žarki usmerjeni v središče fotografiranega objekta (centracija). Po snemanju v temnici se film razvije v posebnih kemikalijah in fiksira (fiksira). Dejstvo je, da se srebro ni obnovilo na tistih delih filma, na katere rentgenski žarki med snemanjem niso zadeli ali pa jih je zadelo le malo, in če film ni nameščen v raztopini fiksirja (fiksir ), potem se pri pregledu filma srebro obnovi pod vplivom vidne svetlobe. Sveta. Celoten film bo postal črn in nobena slika ne bo vidna. Pri fiksiranju (fiksiranju) gre nereduciran AgBr iz filma v raztopino fiksirja, zato je v fiksatorju veliko srebra in te raztopine se ne izlivajo, ampak se oddajo v rentgenske centre.

Na sodoben način obdelava fotografij medicinskih rentgenskih filmov je uporaba valjčnih razvijalnih strojev. Razvijalni stroji poleg nedvomne enostavne uporabe zagotavljajo visoko stabilnost procesa obdelave fotografij. Čas za celoten cikel od trenutka, ko film vstopi v razvijalni stroj, do pridobitve suhega rentgenskega posnetka (»od suhega do suhega«) ne presega nekaj minut.
Rentgenske slike so črno-bele slike – negativ. Črna – območja z nizka gostota(pljuča, plinski mehurček želodca. Bela - z visoko gostoto (kosti).
Fluorografija- Bistvo FOG je, da z njim slika prsni koš najprej jih dobimo na fluorescenčnem zaslonu, nato pa ne posnamemo slike pacienta samega, temveč njegovo sliko na zaslonu.

Fluorografija zagotavlja zmanjšano sliko predmeta. Obstajajo tehnike majhnega okvirja (na primer 24 × 24 mm ali 35 × 35 mm) in velikega okvirja (zlasti 70 × 70 mm ali 100 × 100 mm). Slednja se v diagnostičnih zmožnostih približuje radiografiji. FOG se uporablja za preventivni pregled prebivalstvo(odkrijejo se skrite bolezni, kot sta rak in tuberkuloza).

Razvite so bile stacionarne in mobilne fluorografske naprave.

Trenutno filmsko fluorografijo postopoma nadomešča digitalna fluorografija. Digitalne metode omogočajo poenostavitev dela s slikami (sliko lahko prikažemo na zaslonu monitorja, natisnemo, prenesemo po omrežju, shranimo v medicinsko bazo ipd.), zmanjšamo izpostavljenost pacienta sevanju in znižamo stroške dodatnega materiali (film, razvijalec za filme).

Obstajata dve pogosti tehniki digitalne fluorografije. Prva tehnika, tako kot običajna fluorografija, uporablja fotografiranje slike na fluorescenčnem zaslonu, vendar se namesto rentgenskega filma uporablja matrika CCD. Druga tehnika uporablja poplastno transverzalno skeniranje prsnega koša s pahljačastim rentgenskim žarkom z detekcijo prepuščenega sevanja z linearnim detektorjem (podobno kot pri običajnem skenerju za papirne dokumente, kjer se linearni detektor premika vzdolž List papirja). Druga metoda omogoča uporabo veliko nižjih odmerkov sevanja. Pomanjkljivost druge metode je daljši čas pridobivanja slike.
Primerjalne značilnosti dozne obremenitve v različnih študijah.

Običajni filmski rentgenski posnetek prsnega koša zagotavlja pacientu povprečno individualno dozo sevanja 0,5 milisievertov (mSv) na poseg (digitalni rentgen - 0,05 mSv), medtem ko filmski rentgen - 0,3 mSv na poseg (digitalni rentgen - 0,03 mSv) in računalniška tomografija prsnega koša - 11 mSv na poseg. Slikanje z magnetno resonanco ne nosi izpostavljenosti sevanju

Prednosti radiografije

Široka dostopnost metode in enostavnost raziskovanja.
Večina testov ne zahteva posebne priprave bolnika.
Relativno nizki stroški raziskav.
Slike lahko uporabimo za posvet pri drugem specialistu ali v drugi ustanovi (za razliko od ultrazvočnih slik, kjer je potrebna ponovna preiskava, saj so nastale slike odvisne od operaterja).

Slabosti radiografije

Zaradi statičnosti slike je težko oceniti delovanje organa.
Razpoložljivost ionizirajoče sevanje, ki lahko zagotovi škodljivi učinki na bolnika.
Informativnost klasične radiografije je bistveno nižja od sodobnih medicinskih slikovnih metod, kot so CT, MRI itd. Konvencionalne rentgenske slike odražajo projekcijsko plastenje kompleksnih anatomskih struktur, to je njihovo sumacijsko rentgensko senco, v nasprotju z niz slik po plasteh, pridobljenih s sodobnimi tomografskimi metodami.
Brez uporabe kontrastnih sredstev radiografija ni dovolj informativna za analizo sprememb v mehkih tkivih, ki se malo razlikujejo po gostoti (na primer pri študiju organov). trebušna votlina).

Fizične osnove fluoroskopije. Slabosti in prednosti metode

RTG SKOPIJA (transmisija) je metoda rentgenskega pregleda, pri kateri z rentgenskimi žarki pridobimo pozitivno sliko preučevanega predmeta na fluorescentnem zaslonu. Med fluoroskopijo so gosta področja predmeta (kosti, tujki) videti temna, manj gosta ( mehke tkanine) - vžigalnik.

IN sodobne razmere uporaba fluorescentnega zaslona ni upravičena zaradi njegove nizke svetilnosti, zaradi česar je treba raziskavo izvajati v dobro zatemnjenem prostoru in po dolgem prilagajanju raziskovalca na temo (10-15 minut) razločiti nizko intenzivnost. slika.

Zdaj se fluorescentni zasloni uporabljajo pri oblikovanju ojačevalnika rentgenske slike (rentgenski ojačevalnik slike), ki poveča svetlost (sijaj) primarne slike za približno 5000-krat. S pomočjo elektronsko-optičnega pretvornika se slika pojavi na zaslonu monitorja, kar bistveno izboljša kakovost diagnoze in ne zahteva zatemnitve rentgenske sobe.

Prednosti fluoroskopije
Glavna prednost pred radiografijo je dejstvo raziskave v realnem času. To vam omogoča, da ocenite ne le strukturo organa, temveč tudi njegov premik, kontraktilnost ali raztegljivost, prehod kontrastnega sredstva in polnjenje. Metoda vam omogoča tudi hitro oceno lokalizacije nekaterih sprememb zaradi rotacije predmeta študije med transiluminacijo (študija z več projekcijami).

Fluoroskopija vam omogoča spremljanje izvajanja nekaterih instrumentalnih postopkov - postavitev katetrov, angioplastika (glej angiografijo), fistulografija.

Nastale slike lahko postavite na običajen CD ali v omrežno shrambo.

S prihodom digitalnih tehnologij so izginile 3 glavne pomanjkljivosti tradicionalne fluoroskopije:

Relativno visok odmerek sevanja v primerjavi z radiografijo – sodobne naprave z nizkimi dozami so to pomanjkljivost pustile v preteklosti. Uporaba impulznih načinov skeniranja dodatno zmanjša dozno obremenitev do 90 %.

Nizka prostorska ločljivost - na sodobnih digitalnih napravah je ločljivost v načinu kopiranja le malo slabša od ločljivosti v radiografskem načinu. V tem primeru je sposobnost opazovanja funkcionalnega stanja odločilnega pomena posamezne organe(srce, pljuča, želodec, črevesje) “v dinamiki”.

Nezmožnost dokumentiranja raziskav – tehnologije digitalne obdelave slik omogočajo shranjevanje raziskovalnih materialov, tako okvir za okvirjem kot v obliki video sekvence.

Fluoroskopija se izvaja predvsem za rentgensko diagnozo bolezni notranjih organov v trebušni votlini in prsne votline, po načrtu, ki ga radiolog sestavi pred začetkom študije. Včasih se za prepoznavanje uporablja tako imenovana pregledna fluoroskopija travmatske poškodbe kosti, da razjasnimo področje, ki ga je treba rentgensko slikati.

Fluoroskopski pregled s kontrastom

Umetni kontrast izjemno razširi možnosti fluoroskopskega pregleda organov in sistemov, kjer je gostota tkiv približno enaka (na primer trebušna votlina, katere organi prepuščajo rentgensko sevanje v približno enaki meri in so zato nizkokontrastni). To dosežemo tako, da v lumen želodca ali črevesja vnesemo vodno suspenzijo barijevega sulfata, ki se ne raztopi v prebavnih sokovih, ga ne absorbira niti želodec niti črevesje in se naravno izloči v popolnoma nespremenjeni obliki. Glavna prednost barijeve suspenzije je v tem, da jih ob prehodu skozi požiralnik, želodec in črevesje obloži. notranje stene in daje na zaslonu ali filmu popolno sliko o naravi vzpetin, vdolbin in drugih značilnosti njihove sluznice. Preučevanje notranjega reliefa požiralnika, želodca in črevesja pomaga prepoznati številne bolezni teh organov. S tesnejšim polnjenjem je mogoče določiti obliko, velikost, položaj in funkcijo proučevanega organa.

Mamografija - osnove metode, indikacije. Prednosti digitalne mamografije pred filmsko mamografijo.

Mamografija- odsek medicinska diagnostika, ki se ukvarja z neinvazivnimi raziskavamimlečne žleze, predvsem ženske, ki se izvaja z namenom:
1. preventivni pregled (presejanje) zdravih žensk za odkrivanje zgodnjih, neotipljivih oblik raka dojke;

2.diferencialna diagnoza med rakom in benigno dishormonalno hiperplazijo (FAM) mlečne žleze;

3. ocena rasti primarnega tumorja (enonodno ali multicentrično žarišče raka);

4. dinamično dispanzersko spremljanje stanja mlečnih žlez po operativnih posegih.

IN zdravniška praksa takšne metode so bile uvedene radiološka diagnostika rak dojke: mamografija, ultrazvočne preiskave, računalniška tomografija, slikanje z magnetno resonanco, barvna in močnostna dopplerografija, mamografsko vodena stereotaktična biopsija, termografija.

Rentgenska mamografija
Trenutno se v svetu v veliki večini primerov za diagnosticiranje raka dojke pri ženskah uporablja rentgenska projekcijska mamografija, filmska (analogna) ali digitalna.

Postopek ne traja več kot 10 minut. Za fotografiranje je treba prsi držati med dvema pasovoma in rahlo stisniti. Slika se naredi v dveh projekcijah, tako da je mogoče natančno določiti lokacijo tumorja, če ga najdemo. Ker je simetrija eden od diagnostičnih dejavnikov, je treba vedno pregledati obe dojki.

MRI mamografija

Pritožbe glede umika ali izbočenja katerega koli dela žleze

Izcedek iz bradavice, sprememba oblike

Občutljivost dojk, otekanje, sprememba velikosti

Mamografija je kot preventivni pregled predpisana vsem ženskam, starejšim od 40 let, ali ženskam v nevarnosti.

Benigni tumorji dojke (zlasti fibroadenom)

Vnetni procesi (mastitis)

Mastopatija

Tumorji genitalnih organov

Bolezni endokrinih žlez (ščitnica, trebušna slinavka)

Neplodnost

debelost

Zgodovina operacije dojke

Prednosti digitalne mamografije pred filmom:

Zmanjšanje doznih obremenitev med rentgenskimi preiskavami;

Povečanje učinkovitosti raziskav za identifikacijo prej nedostopnih patološki procesi(zmožnosti digitalne računalniške obdelave slik);

Možnost uporabe telekomunikacijskih omrežij za prenos slik za namen posvetovanja na daljavo;

Doseganje ekonomskega učinka pri izvajanju množičnih raziskav.

Odkritje in zasluge pri proučevanju osnovnih lastnosti rentgenskih žarkov upravičeno pripadajo nemškemu znanstveniku Wilhelmu Conradu Roentgenu. Neverjetne lastnosti Rentgenski žarki, ki jih je odkril, so takoj dobili velik odmev v znanstvenem svetu. Čeprav si je takrat, leta 1895, znanstvenik težko predstavljal, kakšne koristi in včasih škodo lahko prinese rentgensko sevanje.

Kako tovrstno sevanje vpliva na zdravje ljudi, si poglejmo v tem članku.

Kaj je rentgensko sevanje

Prvo vprašanje, ki je zanimalo raziskovalca, je bilo, kaj je rentgensko sevanje? Z vrsto poskusov je bilo mogoče preveriti, da je to elektromagnetno sevanje z valovno dolžino 10 -8 cm, ki zavzema vmesni položaj med ultravijoličnim in gama sevanjem.

Uporaba rentgenskih žarkov

Vsi ti vidiki uničujočih učinkov skrivnostnih rentgenskih žarkov sploh ne izključujejo presenetljivo obsežnih vidikov njihove uporabe. Kje se uporablja rentgensko sevanje?

Preučevanje zgradbe molekul in kristalov.
Rentgenska odkrivanje napak (v industriji odkrivanje napak na izdelkih).
Metode medicinske raziskave in terapijo.

Najpomembnejšo uporabo rentgenskih žarkov omogočajo zelo kratke valovne dolžine teh valov in njihove edinstvene lastnosti.

Ker nas zanima učinek rentgenskega sevanja na ljudi, ki se z njim srečajo le med zdravniškim pregledom ali zdravljenjem, bomo nadalje obravnavali le to področje uporabe rentgenskih žarkov.

Uporaba rentgenskih žarkov v medicini

Kljub posebnemu pomenu svojega odkritja Roentgen ni patentiral njegove uporabe, zaradi česar je neprecenljivo darilo za vse človeštvo. Že v prvi svetovni vojni so začeli uporabljati rentgenske aparate, ki so omogočali hitro in natančno diagnosticiranje ranjencev. Zdaj lahko ločimo dve glavni področji uporabe rentgenskih žarkov v medicini:

Rentgenska diagnostika;
Rentgenska terapija.

Rentgenska diagnostika

Rentgenska diagnostika se uporablja na različne načine:

Poglejmo razlike med tema metodama.

Vse te diagnostične metode temeljijo na sposobnosti rentgenskih žarkov, da osvetlijo fotografski film, in na njihovi različni prepustnosti za tkiva in kostni skelet.

Rentgenska terapija

Sposobnost rentgenskih žarkov, da biološko vplivajo na tkivo, se v medicini uporablja za zdravljenje tumorjev. Ionizirajoči učinek tega sevanja se najbolj aktivno kaže v njegovem delovanju na hitro deleče celice, ki so celice malignih tumorjev.

Vendar se morate zavedati tudi stranskih učinkov, ki neizogibno spremljajo rentgensko terapijo. Dejstvo je, da se hitro delijo tudi celice hematopoetskega, endokrinega in imunskega sistema. Negativni učinki nanje povzročajo znake radiacijske bolezni.

Vpliv rentgenskega sevanja na človeka

Kmalu po izjemnem odkritju rentgenskih žarkov so ugotovili, da imajo rentgenski žarki vpliv na človeka.

Ti podatki so bili pridobljeni s poskusi na poskusnih živalih, vendar genetiki domnevajo, da se lahko podobne posledice razširijo tudi na človeško telo.

Študija učinkov rentgenskega sevanja je omogočila razvoj mednarodnih standardov za dovoljenih odmerkih obsevanje.

Rentgenski odmerki med rentgensko diagnostiko

Mnogi bolniki se po obisku rentgenske sobe zaskrbijo, kako bo prejeti odmerek sevanja vplival na njihovo zdravje?

Odmerek celotnega sevanja telesa je odvisen od narave opravljenega posega. Za udobje bomo primerjali prejeto dozo z naravnim sevanjem, ki človeka spremlja vse življenje.

Rentgen: prsni koš - prejeta doza sevanja je enaka 10-dnevnemu obsevanju ozadja; zgornjem delu trebuha in Tanko črevo- 3 leta.
Računalniška tomografija trebušnih in medeničnih organov ter celotnega telesa - 3 leta.
Mamografija - 3 mesece.
Rentgensko slikanje okončin je praktično neškodljivo.
Pri rentgenskem slikanju zob je doza sevanja minimalna, saj je pacient izpostavljen ozkemu snopu rentgenskih žarkov s kratkim trajanjem sevanja.

Ti odmerki sevanja ustrezajo sprejemljivim standardom, če pa bolnik pred rentgenskim slikanjem občuti tesnobo, ima pravico zahtevati poseben zaščitni predpasnik.

Izpostavljenost rentgenskim žarkom pri nosečnicah

Vsaka oseba je prisiljena večkrat opraviti rentgenski pregled. Vendar obstaja pravilo - te diagnostične metode ni mogoče predpisati nosečnicam. Zarodek v razvoju je izjemno ranljiv. Rentgenski žarki lahko povzročijo kromosomske nepravilnosti in posledično rojstvo otrok z motnjami v razvoju. Najbolj ranljivo obdobje v zvezi s tem je nosečnost do 16 tednov. Poleg tega so za nerojenega otroka najbolj nevarni rentgenski žarki hrbtenice, medeničnega in trebušnega predela.

Vedeti o škodljiv vpliv Rentgensko sevanje za nosečnost se zdravniki na vse možne načine izogibajo uporabi v tem pomembnem obdobju v življenju ženske.

Vendar pa obstajajo stranski viri rentgenskega sevanja:

elektronski mikroskopi;
slikovne cevi barvnih televizorjev itd.

Bodoče matere se morajo zavedati nevarnosti, ki jo predstavljajo.

Rentgenska diagnostika ni nevarna za doječe matere.

Kaj storiti po rentgenskem slikanju

Da bi se izognili celo minimalnim učinkom izpostavljenosti rentgenskim žarkom, lahko naredite nekaj preprostih korakov:

po rentgenskem slikanju popijte kozarec mleka - odstrani majhne odmerke sevanja;
Zelo koristno je vzeti kozarec suhega vina ali grozdnega soka;
nekaj časa po posegu je koristno povečati delež izdelkov z povečana vsebina jod (morska hrana).

Vendar ne zdravilni postopki ali posebni ukrepi za odstranitev sevanja po rentgenskem slikanju niso potrebni!

Kljub nedvomno resnim posledicam izpostavljenosti rentgenskim žarkom ne gre precenjevati njihove nevarnosti, ko zdravniški pregledi- izvajajo se samo na določenih delih telesa in zelo hitro. Koristi od njih večkrat presegajo tveganje tega postopka za človeško telo.

Nemški znanstvenik Wilhelm Conrad Roentgen lahko upravičeno velja za utemeljitelja radiografije in odkritelja ključnih značilnosti rentgenskih žarkov.

Takrat, leta 1895, ni niti slutil o širini uporabe in priljubljenosti rentgenskih žarkov, ki jih je odkril, čeprav so že takrat sprožili širok odmev v svetu znanosti.

Malo verjetno je, da bi izumitelj lahko uganil, kakšno korist ali škodo bo prinesel plod njegove dejavnosti. Toda danes bomo poskušali ugotoviti, kakšen učinek ima ta vrsta sevanja na človeško telo.

Rentgensko sevanje ima ogromno prodorno moč, ki pa je odvisna od valovne dolžine in gostote materiala, ki ga obsevamo;
pod vplivom sevanja nekateri predmeti začnejo svetiti;
Rentgen vpliva na živa bitja;
zahvaljujoč rentgenskim žarkom se začnejo pojavljati nekatere biokemične reakcije;
Rentgenski žarek lahko vzame elektrone iz nekaterih atomov in jih s tem ionizira.

Tudi sam izumitelj se je ukvarjal predvsem z vprašanjem, kaj točno so žarki, ki jih je odkril.

Po izvedbi cele vrste eksperimentalnih študij je znanstvenik ugotovil, da so rentgenski žarki vmesni valovi med ultravijoličnim in gama sevanjem, katerih dolžina je 10 -8 cm.

Lastnosti rentgenskega žarka, ki so navedene zgoraj, imajo destruktivne lastnosti, vendar to ne preprečuje njihove uporabe v koristne namene.

Torej kje noter sodobni svet ali se lahko uporablja rentgen?

Z njihovo pomočjo lahko preučujete lastnosti številnih molekul in kristalnih formacij.
Za odkrivanje napak, to je za preverjanje industrijskih delov in naprav glede napak.
V medicinski industriji in terapevtskih raziskavah.

Zaradi kratkih dolžin celotnega obsega teh valov in njihovih edinstvenih lastnosti je postalo mogoče kritična aplikacija sevanje, ki ga je odkril Wilhelm Roentgen.

Ker je tema našega članka omejena na vpliv rentgenskih žarkov na človeško telo, ki se z njimi sreča le ob odhodu v bolnišnico, bomo nadalje obravnavali izključno to področje uporabe.

Znanstvenik, ki je izumil rentgenske žarke, jih je naredil za neprecenljivo darilo za celotno prebivalstvo Zemlje, saj svoje ideje ni patentiral za nadaljnjo uporabo.

Od prve kuge so prenosni rentgenski aparati rešili na stotine ranjenih življenj. Danes imajo rentgenski žarki dve glavni uporabi:

Diagnostika z njegovo pomočjo.

Rentgenska diagnostika se uporablja v različnih primerih:

fluoroskopija ali transiluminacija;
Rentgen ali fotografija;
fluorografski pregled;
tomografija z uporabo rentgenskih žarkov.

Zdaj morate ugotoviti, kako se te metode razlikujejo med seboj:

Prva metoda predvideva, da se subjekt postavi med poseben zaslon s fluorescentnimi lastnostmi in rentgensko cev. Zdravnik na podlagi individualnih značilnosti izbere potrebno moč žarka in na zaslonu prejme sliko kosti in notranjih organov.
Pri drugi metodi pacienta namestimo na poseben rentgenski film v kaseti. V tem primeru je oprema nameščena nad osebo. Ta tehnika vam omogoča, da dobite sliko v negativu, vendar z bolj finimi podrobnostmi kot pri fluoroskopiji.
Množični pregledi prebivalstva za pljučne bolezni se lahko izvajajo s fluorografijo. V času posega se slika z velikega monitorja prenese na poseben film.
Tomografija vam omogoča, da dobite slike notranjih organov v več delih. Posname se cela serija slik, ki se kasneje imenujejo tomogrami.
Če na prejšnjo metodo povežete pomoč računalnika, bodo specializirani programi ustvarili popolno sliko, narejeno z rentgenskim skenerjem.

Vse te metode za diagnosticiranje zdravstvenih težav temeljijo na edinstvena lastnina Rentgenski žarki osvetljujejo fotografski film. Hkrati pa je prodorna sposobnost inertnih in drugih tkiv našega telesa drugačna, kar je prikazano na sliki.

Potem ko je bila odkrita še ena lastnost rentgenskih žarkov, da vplivajo na tkivo z biološkega vidika, to funkcijo začeli aktivno uporabljati pri zdravljenju tumorjev.

Celice, zlasti maligne, se zelo hitro delijo, ionizirajoča lastnost sevanja pa pozitivno vpliva na terapevtsko terapijo in upočasni rast tumorja.

A druga plat medalje je negativen vpliv rentgenskih žarkov na celice hematopoetskega, endokrinega in imunskega sistema, ki se tudi hitro delijo. Kot rezultat negativen vpliv Bolezen rentgenskega sevanja se manifestira.

Vpliv rentgenskih žarkov na človeško telo

Dobesedno takoj po tako glasnem odkritju v znanstveni svet, je postalo znano, da lahko rentgenski žarki vplivajo na človeško telo:

Med raziskavami lastnosti rentgenskih žarkov se je izkazalo, da lahko povzročijo opekline kožo. Zelo podobni termalnim. Vendar je bila globina poškodbe veliko večja od domačih poškodb, ki so se slabše celile. Mnogi znanstveniki, ki se ukvarjajo s temi zahrbtnimi sevanji, so izgubili prste.
S poskusi in napakami je bilo ugotovljeno, da se je mogoče izogniti opeklinam, če zmanjšate čas in znesek naložbe. Kasneje so se začeli uporabljati svinčeni zasloni in obsevanje bolnikov na daljavo.
Dolgoročni pogled na škodljive učinke žarkov kaže, da spremembe v sestavi krvi po obsevanju vodijo v levkemijo in zgodnje staranje.
Resnost vpliva rentgenskih žarkov na človeško telo je neposredno odvisna od organa, ki ga obsevamo. Tako lahko pri rentgenskem slikanju medenice pride do neplodnosti, pri diagnozi hematopoetskih organov pa do bolezni krvi.
Že najmanjše izpostavljenosti v daljšem časovnem obdobju lahko povzročijo spremembe na genetski ravni.

Seveda so bile vse študije izvedene na živalih, vendar so znanstveniki dokazali, da se bodo patološke spremembe razširile tudi na ljudi.

POMEMBNO! Na podlagi pridobljenih podatkov so bili razviti standardi izpostavljenosti rentgenskim žarkom, ki so enotni po vsem svetu.

Odmerki rentgenskih žarkov med diagnozo

Verjetno se vsi, ki po rentgenskem slikanju zapustijo ordinacijo, sprašujejo, kako bo ta poseg vplival na njihovo zdravje v prihodnosti?

Izpostavljenost sevanju obstaja tudi v naravi in z njo se srečujemo vsak dan. Da bi lažje razumeli, kako rentgenski žarki vplivajo na naše telo, bomo ta postopek primerjali s prejetim naravnim sevanjem:

z rentgenskim slikanjem prsnega koša oseba prejme odmerek sevanja, ki je enak 10 dneh sevanja ozadja, želodca ali črevesja pa 3 leta;
računalniški tomogram trebušne votline ali celega telesa - enako 3 letom obsevanja;
rentgenski pregled prsnega koša - 3 mesece;
okončine so obsevane tako rekoč brez škode za zdravje;
Zobni rentgen zaradi natančne smeri snopa snopa in minimalnega časa osvetlitve tudi ni nevaren.

POMEMBNO! Kljub temu, da predstavljeni podatki, pa naj se slišijo še tako strašljivo, izpolnjujejo mednarodne zahteve. Pacient pa ima vso pravico zahtevati dodatna sredstva zaščita v primeru močnega strahu za vaše dobro počutje.

Vsi se večkrat srečamo z rentgenskimi preiskavami. Vendar pa so ena kategorija ljudi zunaj zahtevanih postopkov nosečnice.

Dejstvo je, da rentgenski žarki močno vplivajo na zdravje nerojenega otroka. Ti valovi lahko povzročijo intrauterine razvojne napake zaradi vpliva na kromosome.

POMEMBNO! večina nevarno obdobje Za rentgenske žarke je nosečnost do 16 tednov. V tem obdobju so najbolj ranljivi medenični, trebušni in hrbtenični predeli otroka.

Ker vedo za to negativno lastnost rentgenskih žarkov, se zdravniki po vsem svetu poskušajo izogniti njegovemu predpisovanju nosečnicam.

Obstajajo pa tudi drugi viri sevanja, s katerimi se lahko sreča nosečnica:

mikroskopi na električni pogon;
barvni TV monitorji.

Tisti, ki se pripravljajo na materinstvo, morajo vsekakor vedeti o nevarnosti, ki jih čaka. Med dojenjem rentgenski žarki ne predstavljajo nevarnosti za doječo mater in otroka.

Kaj storiti po rentgenskem slikanju?

Tudi najmanjše učinke izpostavljenosti rentgenskim žarkom je mogoče zmanjšati z upoštevanjem nekaj preprostih priporočil:

takoj po posegu popijte mleko. Znano je, da lahko odstrani sevanje;
enake lastnosti ima suho belo vino ali grozdni sok;
Na začetku je priporočljivo jesti več živil, ki vsebujejo jod.

POMEMBNO! Ne smete se zatekati k nobenim medicinskim postopkom ali uporabi metode zdravljenja po obisku rentgenske sobe.

Karkoli negativne lastnosti Ko so jih odkrili, niso imeli rentgenskih žarkov, vseeno pa koristi njihove uporabe znatno presegajo povzročeno škodo. V zdravstvenih ustanovah se postopek svečk izvaja hitro in z minimalnimi odmerki.

Ogromno vlogo pri sodobna medicina igra rentgensko sevanje, zgodovina odkritja rentgenskih žarkov sega v 19. stoletje.

Rentgenski žarki so elektromagnetni valovi, ki nastajajo s sodelovanjem elektronov. Ko nabite delce močno pospešimo, nastanejo umetni rentgenski žarki. Prehaja skozi posebno opremo:

pospeševalci nabitih delcev.

Zgodovina odkritja

Te žarke je leta 1895 izumil nemški znanstvenik Roentgen: pri delu s katodno cevjo je odkril fluorescenčni učinek barijevega platinovega cianida. Nato opis takih žarkov in njihovih neverjetna sposobnost prodrejo skozi telesno tkivo. Žarki so postali znani kot rentgenski žarki (rentgenski žarki). Kasneje so jih v Rusiji začeli imenovati rentgen.

Rentgenski žarki lahko prodrejo celo skozi stene. Tako je rentgen spoznal, kaj je storil največje odkritje v medicini. Od takrat so se začeli oblikovati ločeni oddelki v znanosti, kot sta radiologija in radiologija.

Žarki lahko prodrejo skozi mehko tkivo, vendar so zakasnjeni, njihova dolžina je določena z oviro trde površine. Mehka tkiva v Človeško telo- to je koža, trde pa so kosti. Leta 1901 je znanstvenik prejel Nobelovo nagrado.

Še pred odkritjem Wilhelma Conrada Roentgena pa so se za podobno tematiko zanimali tudi drugi znanstveniki. Leta 1853 je francoski fizik Antoine-Philibert Mason proučeval visokonapetostno razelektritev med elektrodama v stekleni cevi. Plin, ki ga vsebuje, je pri nizkem tlaku začel sproščati rdečkast sij. Črpanje odvečnega plina iz cevi je povzročilo razpad sija v kompleksno zaporedje posameznih svetlečih plasti, katerih odtenek je bil odvisen od količine plina.

Leta 1878 William Crookes ( angleški fizik) je predlagal, da do fluorescence pride zaradi vpliva žarkov na stekleno površino cevi. Toda vse te študije niso bile nikjer objavljene, zato Roentgen o takih odkritjih ni imel pojma. Po objavi svojih odkritij leta 1895 v znanstveni reviji, kjer je znanstvenik zapisal, da so vsa telesa prosojna za te žarke, čeprav zelo različne stopnje, so se drugi znanstveniki začeli zanimati za podobne poskuse. Potrdili so Rentgenov izum, nato pa sta se začela razvoj in izboljšava rentgenskih žarkov.

Sam Wilhelm Roentgen je objavil še dve znanstvena dela na temo rentgenskih žarkov 1896 in 1897, nato pa se je lotil drugih dejavnosti. Tako ga je izumilo več znanstvenikov, vendar je Roentgen objavil znanstvena dela na to temo.

Načela pridobivanja slike

Lastnosti tega sevanja so določene s samo naravo njihovega pojava. Sevanje nastane zaradi elektromagnetnega valovanja. Njegove glavne lastnosti vključujejo:

Odsev. Če val zadene površino pravokotno, se ne bo odbil. V nekaterih situacijah ima diamant lastnost refleksije.
Sposobnost prodiranja v tkivo. Poleg tega lahko žarki prehajajo skozi neprozorne površine materialov, kot so les, papir itd.
Absorpcija. Absorpcija je odvisna od gostote materiala: gostejši kot je, bolj ga absorbirajo rentgenski žarki.
Nekatere snovi fluorescirajo, torej svetijo. Takoj ko preneha sevanje, izgine tudi sij. Če se nadaljuje po prenehanju žarkov, se ta učinek imenuje fosforescenca.
Rentgenski žarki lahko osvetlijo fotografski film, tako kot vidna svetloba.
Če gre žarek skozi zrak, pride do ionizacije v ozračju. To stanje imenujemo električno prevodno in ga določimo z dozimetrom, ki nastavi hitrost doziranja sevanja.

Sevanje - škoda in korist

Ko je prišlo do odkritja, si fizik Roentgen sploh ni mogel predstavljati, kako nevaren je bil njegov izum. V starih časih so bile vse naprave, ki so proizvajale sevanje, daleč od popolnosti in so propadle velikih odmerkih sproščeni žarki. Ljudje niso razumeli nevarnosti takšnega sevanja. Čeprav so nekateri znanstveniki že takrat postavljali teorije o nevarnosti rentgenskih žarkov.

Rentgenski žarki, ki prodrejo v tkiva, imajo nanje biološki učinek. Merska enota za dozo sevanja je reentgen na uro. Glavni vpliv je na ionizirajoče atome, ki se nahajajo znotraj tkiv. Ti žarki delujejo neposredno na strukturo DNK žive celice. Posledice nenadzorovanega sevanja vključujejo:

mutacija celic;
pojav tumorjev;
opekline zaradi sevanja;
radiacijska bolezen.

Kontraindikacije za izvajanje Rentgenske študije:

Bolniki v v resnem stanju.
Obdobje nosečnosti zaradi negativen vpliv za sadje.
Bolniki s krvavitvijo ali odprtim pnevmotoraksom.

Kako deluje rentgen in kje se uporablja?

V medicini. Rentgenska diagnostika se uporablja za pregledovanje živih tkiv z namenom odkrivanja določenih motenj v telesu. Za odpravo tumorskih tvorb se izvaja rentgenska terapija.
V znanosti. Razkriva se zgradba snovi in narava rentgenskih žarkov. S temi vprašanji se ukvarjajo vede, kot so kemija, biokemija in kristalografija.
V industriji. Za odkrivanje nepravilnosti na kovinskih izdelkih.
Zaradi varnosti prebivalstva. Na letališčih in drugih javnih mestih so nameščeni rentgenski aparati za skeniranje prtljage.

Medicinska uporaba Rentgensko sevanje. V medicini in zobozdravstvu se rentgenski žarki pogosto uporabljajo za naslednje namene:

Za diagnosticiranje bolezni.
Za spremljanje presnovnih procesov.
Za zdravljenje številnih bolezni.

Uporaba rentgenskih žarkov v medicinske namene

Poleg odkrivanja zlomov kosti se rentgenski žarki pogosto uporabljajo pri zdravilne namene. Specializirana aplikacija Rentgen je namenjen doseganju naslednjih ciljev:

Za uničenje rakave celice.
Za zmanjšanje velikosti tumorja.
Za zmanjšanje bolečine.

Na primer, radioaktivni jod, ki se uporablja za endokrinološke bolezni, se aktivno uporablja pri raku Ščitnica, s čimer je mnogim pomagal znebiti se tega strašna bolezen. Trenutno so za diagnosticiranje zapletenih bolezni rentgenski žarki povezani z računalniki, kar povzroči najnovejše metodeštudije, kot je računalniška aksialna tomografija.

Ti pregledi dajejo zdravnikom barvne slike, ki prikazujejo človekove notranje organe. Za ugotavljanje delovanja notranjih organov zadostuje majhen odmerek sevanja. tudi široka uporaba Rentgenske žarke so našli tudi pri fizikalnih posegih.

Osnovne lastnosti rentgenskih žarkov

Prodorna sposobnost. Vsa telesa so prosojna za rentgenski žarek, stopnja prosojnosti pa je odvisna od debeline telesa. Zahvaljujoč tej lastnosti se je žarek začel uporabljati v medicini za odkrivanje delovanja organov, prisotnosti zlomov in tujki v organizmu.
Nekateri predmeti lahko povzročijo sijaj. Na primer, če na karton nanesemo barij in platino, bo po prehodu skozi skenirajoče žarke svetil zelenkasto rumeno. Če roko položite med rentgensko cev in zaslon, bo svetloba prodrla bolj v kost kot v tkivo, zato bo na zaslonu videti najsvetlejša. kost, mišičasta pa je manj svetla.
Akcija na fotografskem filmu. Rentgenski žarki lahko tako kot svetloba naredijo film temen, kar vam omogoča fotografiranje senčne strani, ki nastane pri pregledu teles z rentgenskimi žarki.
Rentgenski žarki lahko ionizirajo pline. To omogoča ne le iskanje žarkov, temveč tudi določanje njihove intenzivnosti z merjenjem ionizacijskega toka v plinu.
Imajo biokemični učinek na telo živih bitij. Zahvaljujoč tej lastnosti so rentgenski žarki našli široko uporabo v medicini: lahko zdravijo oboje kožne bolezni in bolezni notranjih organov. V tem primeru izberite zahtevani odmerek sevanja in trajanja žarkov. Dolgotrajna in pretirana uporaba takega zdravljenja je zelo škodljiva in škodljiva za telo.

Uporaba rentgenskih žarkov je prinesla rešitev številnih človeških življenj. Rentgenski žarki ne le pomagajo pravočasno diagnosticirati bolezen, metode zdravljenja z uporabo radioterapije razbremenijo bolnike različnih patologij, od hiperfunkcije ščitnice do malignih tumorjev kostnega tkiva.

PREDAVANJE

RTG

Narava rentgenskih žarkov

Zavorno rentgensko sevanje, njegove spektralne lastnosti.

Karakteristično rentgensko sevanje (za referenco).

Interakcija rentgenskega sevanja s snovjo.

Fizikalne osnove uporabe rentgenskega sevanja v medicini.

Rentgenske žarke (X - žarki) je odkril K. Roentgen, ki je leta 1895 postal prvi Nobelov nagrajenec za fiziko.

Narava rentgenskih žarkov

Rentgensko sevanje – elektromagnetni valovi z dolžino od 80 do 10–5 nm. Dolgovalovno rentgensko sevanje prekriva kratkovalovno UV-sevanje, kratkovalovno rentgensko sevanje pa dolgovalovno  sevanje.

Rentgenski žarki se proizvajajo v rentgenskih ceveh. Slika 1.

K – katoda

1 – elektronski žarek

2 – rentgensko sevanje

riž. 1. Naprava z rentgensko cevjo.

Cev je steklena bučka (z morebitnim visokim vakuumom: tlak v njej je približno 10–6 mm Hg) z dvema elektrodama: anodo A in katodo K, na kateri je priključena visoka napetost U (nekaj tisoč voltov). Katoda je vir elektronov (zaradi pojava termionske emisije). Anoda je kovinska palica z nagnjeno površino, ki usmerja nastalo rentgensko sevanje pod kotom na os cevi. Narejen je iz zelo toplotno prevodnega materiala za odvajanje toplote, ki nastane pri elektronskem bombardiranju. Na poševnem koncu je plošča iz ognjevarne kovine (na primer volfram).

Močno segrevanje anode je posledica dejstva, da večina elektronov v katodnem žarku, ko dosežejo anodo, doživi številne trke z atomi snovi in jim prenese veliko energije.

Pod vplivom visoke napetosti se elektroni, ki jih oddaja vroča katodna nitka, pospešijo do visokih energij. Kinetična energija elektrona je mv 2 /2. Enaka je energiji, ki jo pridobi med premikanjem v elektrostatičnem polju cevi:

mv 2 /2 = eU (1)

kjer sta m, e masa in naboj elektrona, U je pospeševalna napetost.

Procesi, ki vodijo do pojava zavornega rentgenskega sevanja, so posledica intenzivnega upočasnjevanja elektronov v anodni snovi z elektrostatičnim poljem atomskega jedra in atomskih elektronov.

Mehanizem nastanka je mogoče predstaviti na naslednji način. Gibajoči se elektroni so določen tok, ki tvori lastno magnetno polje. Upočasnitev elektronov je zmanjšanje jakosti toka in s tem sprememba indukcije magnetnega polja, kar bo povzročilo pojav izmeničnega električnega polja, tj. pojav elektromagnetnega valovanja.

Ko torej naelektreni delec prileti v snov, se upočasni, izgubi energijo in hitrost ter oddaja elektromagnetno valovanje.

Spektralne lastnosti zavornega sevanja rentgenskih žarkov .

Torej, v primeru upočasnitve elektronov v anodni snovi, Zavorno rentgensko sevanje.

Spekter zavornega rentgenskega sevanja je zvezen. Razlog za to je naslednji.

Ko so elektroni upočasnjeni, gre del energije za segrevanje anode (E 1 = Q), drugi del pa za ustvarjanje rentgenskega fotona (E 2 = hv), sicer pa eU = hv + Q. Razmerje med temi deli so naključni.

Tako nastane neprekinjen spekter rentgenskega zavornega sevanja zaradi upočasnitve številnih elektronov, od katerih vsak odda en rentgenski kvant hv (h) strogo določene vrednosti. Velikost tega kvantuma različne za različne elektrone. Odvisnost energijskega toka rentgenskih žarkov od valovne dolžine , t.j. Rentgenski spekter je prikazan na sliki 2.

Slika 2. Zavorni rentgenski spekter: a) pri različnih napetostih U v cevi; b) pri različnih temperaturah T katode.

Kratkovalovno (trdo) sevanje ima večjo prodorno moč kot dolgovalovno (mehko) sevanje. Mehko sevanje snov močneje absorbira.

Na strani kratke valovne dolžine se spekter nenadoma konča pri določeni valovni dolžini  m i n . Takšno kratkovalovno zavorno sevanje se pojavi, ko se energija, ki jo pridobi elektron v pospeševalnem polju, popolnoma pretvori v energijo fotona (Q = 0):

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

 min (nm) = 1,23/UkV

Spektralna sestava sevanja je odvisna od napetosti na rentgenski cevi, z naraščanjem napetosti se vrednost  m i n pomika proti kratkim valovnim dolžinam (slika 2a).

Ko se temperatura katode T spremeni, se poveča emisija elektronov. Posledično se poveča tok I v cevi, vendar se spektralna sestava sevanja ne spremeni (slika 2b).

Energijski tok Ф  zavorno sevanje je premosorazmeren s kvadratom napetosti U med anodo in katodo, jakostjo toka I v cevi in atomskim številom Z snovi anode:

Ф = kZU 2 I. (3)

kjer je k = 10 –9 W/(V 2 A).

Značilno rentgensko sevanje (za referenco).

Povečanje napetosti na rentgenski cevi vodi do pojava črtastega spektra na ozadju neprekinjenega spektra, ki ustreza značilnemu rentgenskemu sevanju. To sevanje je specifično za material anode.

Mehanizem njegovega nastanka je naslednji. Pri visoki napetosti pospešeni elektroni (s odlična energija) prodrejo globoko v atom in izločijo elektrone iz njegovih notranjih plasti. Elektroni iz zgornjih nivojev se premikajo na prosta mesta, zaradi česar se oddajajo fotoni karakterističnega sevanja.

Spektri karakterističnega rentgenskega sevanja se razlikujejo od optičnih spektrov.

- Enotnost.

Enotnost značilnih spektrov je posledica dejstva, da so notranje elektronske plasti različnih atomov enake in se razlikujejo samo energijsko zaradi sile jeder, ki narašča z naraščanjem atomskega števila elementa. Zato se značilni spektri premaknejo proti višjim frekvencam z naraščajočim jedrskim nabojem. To je eksperimentalno potrdil uslužbenec Roentgena - Moseley, ki je izmeril frekvence rentgenskih prehodov za 33 elementov. Ustanovili so zakon.

MOSLEYEV ZAKON – Kvadratni koren karakteristične frekvence sevanja je linearna funkcija serijske številke elementa:

= A  (Z – B), (4)

kjer je v frekvenca spektralne črte, Z je atomsko število oddajnega elementa. A, B sta konstanti.

Pomen Moseleyjevega zakona je v tem, da je iz te odvisnosti mogoče natančno določiti atomsko število proučevanega elementa na podlagi izmerjene frekvence rentgenske linije. To je imelo veliko vlogo pri umestitvi elementov v periodnem sistemu.

Neodvisnost od kemična spojina.

Značilni rentgenski spektri atoma niso odvisni od kemične spojine, v katero je atom elementa vključen. Na primer, rentgenski spekter atoma kisika je enak za O 2, H 2 O, medtem ko so optični spektri teh spojin različni. Ta značilnost rentgenskega spektra atoma je služila kot osnova za ime " značilno sevanje".

Interakcija rentgenskih žarkov s snovjo

Vpliv rentgenskega sevanja na objekte določajo primarni procesi interakcije rentgenskih žarkov foton z elektroni atomi in molekule snovi.

Rentgensko sevanje v snovi absorbira oz razprši. V tem primeru lahko pride do različnih procesov, ki so določeni z razmerjem med energijo rentgenskega fotona hv in ionizacijsko energijo A in (ionizacijska energija A in je energija, potrebna za odstranitev notranjih elektronov izven atoma ali molekule) .

A) Koherentno sipanje(sipanje dolgovalovnega sevanja) nastopi, ko je razmerje izpolnjeno

Pri fotonih se zaradi interakcije z elektroni spremeni samo smer gibanja (slika 3a), energija hv in valovna dolžina pa se ne spremenita (zato temu sipanju rečemo skladen). Ker se energija fotona in atoma ne spremeni, koherentno sipanje ne vpliva na biološke objekte, pri ustvarjanju zaščite pred rentgenskim sevanjem pa je treba upoštevati možnost spremembe primarne smeri žarka.

b) Foto učinek zgodi, ko

V tem primeru se lahko realizirata dva primera.

Foton se absorbira, elektron se loči od atoma (slika 3b). Pride do ionizacije. Odtrgani elektron pridobi kinetično energijo: E к = hv – A и. Če je kinetična energija visoka, lahko elektron s trkom ionizira sosednje atome in tvori nove sekundarni elektroni.

Foton se absorbira, vendar njegova energija ne zadošča za odstranitev elektrona in vzbujanje atoma ali molekule(slika 3c). To pogosto vodi do posledične emisije fotona v vidnem območju (rentgenska luminiscenca), v tkivih pa do aktivacije molekul in fotokemičnih reakcij. Fotoelektrični učinek se pojavi predvsem na elektronih notranjih lupin atomov z visokim Z.

V) Nekoherentno sipanje(Comptonov učinek, 1922) se pojavi, ko je energija fotona veliko večja od energije ionizacije

V tem primeru se elektron odstrani iz atoma (takšni elektroni se imenujejo povratni elektroni), pridobi nekaj kinetične energije E k, energija samega fotona se zmanjša (slika 4d):

hv = hv" + A in + E k. (5)

Tako nastalo sevanje s spremenjeno frekvenco (dolžino) imenujemo sekundarni, se razprši v vse smeri.

Odbojni elektroni, če imajo dovolj kinetične energije, lahko s trkom ionizirajo sosednje atome. Tako kot posledica nekoherentnega sipanja nastane sekundarno razpršeno rentgensko sevanje in pride do ionizacije atomov snovi.

Navedeni (a, b, c) procesi lahko povzročijo številne poznejše. Na primer (slika 3d), Če se med fotoelektričnim učinkom elektroni na notranjih lupinah ločijo od atoma, potem se elektroni z več visoke ravni, ki ga spremlja sekundarno značilno rentgensko sevanje te snovi. Fotoni sekundarnega sevanja, ki medsebojno delujejo z elektroni sosednjih atomov, lahko povzročijo sekundarne pojave.

koherentno sipanje

uh energija in valovna dolžina ostaneta nespremenjeni

fotoefekt

foton se absorbira, e – se loči od atoma – ionizacija

hv = A in + E k

atom A vzbujen ob absorpciji fotona, R – rentgenska luminiscenca

nekoherentno sipanje

hv = hv"+A in +E do

sekundarni procesi v fotoelektričnem učinku

riž. 3 Mehanizmi interakcije rentgenskega sevanja s snovjo

Fizikalne osnove uporabe rentgenskih žarkov v medicini

Ko rentgensko sevanje pade na telo, se rahlo odbije od njegove površine, vendar večinoma preide globoko vanjo, medtem ko se delno absorbira in razprši ter delno preide skozi.

Zakon oslabitve.

Rentgenski tok se v snovi oslabi po zakonu:

Ф = Ф 0 e –   x (6)

kjer je  – linearna koeficient slabljenja, kar je bistveno odvisno od gostote snovi. Enak je vsoti treh členov, ki ustrezajo koherentnemu sipanju  1, nekoherentnemu  2 in fotoelektričnemu učinku  3:

 =  1 +  2 +  3 . (7)

Prispevek vsakega člena je določen z energijo fotona. Spodaj so razmerja med temi procesi za mehka tkiva (vodo).

Energija, keV	Foto učinek	Comptonov učinek

Uživajte masni koeficient slabljenja, ki ni odvisen od gostote snovi :

 m = /. (8)

Masni koeficient slabljenja je odvisen od energije fotona in od atomskega števila vpojne snovi:

 m = k 3 Z 3 . (9)

Masni koeficienti slabljenja kosti in mehkih tkiv (voda) so različni:  m kost / m voda = 68.

Če na pot rentgenskih žarkov postavimo nehomogeno telo in pred njim postavimo fluorescentni zaslon, potem to telo, ki absorbira in oslabi sevanje, tvori senco na zaslonu. Po naravi te sence lahko presojamo obliko, gostoto, strukturo in v mnogih primerih naravo teles. Tisti. Pomembna razlika v absorpciji rentgenskega sevanja v različnih tkivih omogoča, da vidite sliko notranjih organov v senčni projekciji.

Če preiskovani organ in okoliška tkiva enako oslabijo rentgensko sevanje, uporabimo kontrastna sredstva. Torej, na primer, ko napolnite želodec in črevesje s kašasto maso barijevega sulfata (BaS0 4), lahko vidite njihovo senčno sliko (razmerje koeficientov dušenja je 354).

Uporaba v medicini.

V medicini se uporabljajo rentgenski žarki z energijami fotonov od 60 do 100-120 keV za diagnostiko in 150-200 keV za terapijo.

Rentgenska diagnostika – prepoznavanje bolezni z rentgenskim pregledom telesa.

Rentgensko diagnostiko uporabljamo na različne načine, ki so navedeni v nadaljevanju.

S fluoroskopijo Rentgenska cev se nahaja za bolnikom. Pred njim je fluorescenčni zaslon. Na zaslonu je opazna senčna (pozitivna) slika. V vsakem posameznem primeru je izbrana ustrezna trdota sevanja, tako da le-to prehaja skozi mehka tkiva, gosta pa ga dovolj absorbirajo. V nasprotnem primeru dobite enotno senco. Na zaslonu so srce in rebra vidna temna, pljuča svetla.

Z radiografijo objekt namestimo na kaseto s filmom s posebno fotografsko emulzijo. Rentgenska cev je nameščena nad predmetom. Nastala radiografija daje negativno sliko, tj. nasprotno v nasprotju s sliko, ki jo opazimo med transiluminacijo. Pri tej metodi je slika bolj jasna kot pri (1), zato so opazne podrobnosti, ki jih je težko videti skozi prenos.

Obetavna različica te metode je rentgen tomografija in »strojna različica« – računalnik tomografija.

3. S fluorografijo, Slika z velikega zaslona je zajeta na občutljiv film malega formata. Pri ogledu si fotografije ogledamo s posebnim povečevalnikom.

Rentgenska terapija– uporaba rentgenskih žarkov za uničenje malignih tumorjev.

Biološki učinek sevanja je motnja vitalnih funkcij, predvsem celic, ki se hitro razmnožujejo.

RAČUNALNIŠKA TOMOGRAFIJA (CT)

Metoda rentgenske računalniške tomografije temelji na rekonstrukciji slike določenega dela pacientovega telesa s snemanjem velikega števila rentgenskih projekcij tega dela, izvedenih pod različnimi koti. Informacije iz senzorjev, ki beležijo te projekcije, pridejo v računalnik, ki s posebnim programom izračuna distribucija tesenVelikost vzorca v obravnavanem razdelku in ga prikaže na zaslonu. Za tako pridobljeno prečno sliko pacientovega telesa je značilna odlična jasnost in visoka informativnost. Program omogoča, če je potrebno, porast kontrast slike V več deset in celo stokrat. To razširi diagnostične zmožnosti metode.

Videografi (naprave z digitalno obdelavo rentgenske slike) v sodobnem zobozdravstvu.

V zobozdravstvu je rentgenski pregled glavna diagnostična metoda. Vendar pa zaradi številnih tradicionalnih organizacijskih in tehničnih značilnosti rentgenske diagnostike ni povsem udobno tako za pacienta kot za zobozdravstvene klinike. To je najprej potreba po stiku bolnika z ionizirajočim sevanjem, ki pogosto ustvarja znatno sevalno obremenitev telesa; to je tudi potreba po fotoprocesu in s tem potreba po fotoreagentih, vključno s strupenimi. To je končno zajeten arhiv, težke mape in ovojnice z rentgenskimi posnetki.

Poleg tega je zaradi trenutne stopnje razvoja zobozdravstva subjektivna ocena rentgenskih posnetkov s človeškim očesom nezadostna. Izkazalo se je, da od različnih odtenkov sive, ki jih vsebuje rentgenska slika, oko zazna le 64.

Očitno je, da so za pridobitev jasne in podrobne slike trdih tkiv dentofacialnega sistema z minimalno izpostavljenostjo sevanju potrebne druge rešitve. Iskanje je privedlo do nastanka tako imenovanih radiografskih sistemov, videografov – digitalnih radiografskih sistemov.

Brez tehničnih podrobnosti je načelo delovanja takih sistemov naslednje. Rentgensko sevanje prehaja skozi objekt ne na fotoobčutljiv film, temveč na poseben intraoralni senzor (posebna elektronska matrika). Ustrezen signal iz matrike se prenese v napravo za digitalizacijo (analogno-digitalni pretvornik, ADC), ki je povezana z računalnikom, ki ga pretvori v digitalno obliko. Posebna programska oprema ustvari rentgensko sliko na računalniškem zaslonu in vam omogoča, da jo obdelate, shranite na trdi ali prilagodljivi pomnilniški medij (trdi disk, diskete) in natisnete datoteko kot sliko.

V digitalnem sistemu je rentgenska slika zbirka točk z različnimi digitalnimi vrednostmi sivine. Optimizacija prikaza informacij, ki jo zagotavlja program, omogoča pridobitev okvirja, ki je optimalen glede svetlosti in kontrasta z relativno nizko dozo sevanja.

V sodobnih sistemih, ki so jih ustvarili na primer Trophy (Francija) ali Schick (ZDA), se pri oblikovanju okvirja uporablja 4096 odtenkov sive, čas osvetlitve je odvisen od predmeta študije in je v povprečju stotinke - desetinke drugič, zmanjšanje izpostavljenosti sevanju v zvezi s filmom – do 90 % za intraoralne sisteme, do 70 % za panoramske videografe.

Pri obdelavi slik lahko videografi:

Sprejmite pozitivne in negativne slike, psevdobarvne slike in reliefne slike.

Povečajte kontrast in povečajte območje zanimanja na sliki.

Ocenite spremembe v gostoti zobnih tkiv in kostnih struktur, spremljajte enakomernost polnjenja kanala.

V endodontiji določite dolžino kanala katere koli ukrivljenosti, v kirurgiji pa izberite velikost vsadka z natančnostjo 0,1 mm.

Edinstven sistem detektorja kariesa z elementi umetne inteligence pri analizi slike vam omogoča odkrivanje kariesa v točkovni fazi, kariesa korenine in prikritega kariesa.

»Ф« v formuli (3) se nanaša na celotno območje oddanih valovnih dolžin in se pogosto imenuje »Integralni energijski tok«.