Rentgenski talasi. X-zrake

Visoka sposobnost prodiranja - sposobnost prodiranja u određene medije. Rentgenski zraci najbolje prodiru kroz gasovite medije (plućno tkivo), slabo prodiru kroz supstance velike elektronske gustine i velike atomska masa(kod čovjeka - kosti).
Fluorescencija - sjaj. U ovom slučaju, energija rendgenskih zraka se pretvara u energiju vidljive svjetlosti. Trenutno je princip fluorescencije u osnovi uređaja pojačanih ekrana dizajniranih za dodatno osvjetljenje rendgenskog filma. To vam omogućava da smanjite opterećenje zračenja na tijelu pacijenta koji se proučava.
Fotohemijska - sposobnost izazivanja različitih hemijskih reakcija.
Jonizujuća sposobnost - pod uticajem rendgenskih zraka dolazi do jonizacije atoma (razgradnja neutralnih molekula na pozitivne i negativne ione koji čine jonski par.
Biološki - oštećenje ćelija. Najvećim dijelom je to zbog jonizacije biološki značajnih struktura (DNK, RNK, proteinskih molekula, aminokiselina, vode). Pozitivni biološki efekti - antitumorski, protuupalni.

Uređaj sa zračnom cijevi

X-zrake dobijene u rendgenskoj cijevi. Rendgenska cijev je staklena posuda s vakuumom unutra. Postoje 2 elektrode - katoda i anoda. Katoda je tanka volframova spirala. Anoda u starim cijevima bila je teška bakrena šipka, sa zakošenom površinom okrenutom prema katodi. Na zakošenoj površini anode zalemljena je ploča od vatrostalnog metala - ogledalo anode (anoda je veoma vruća tokom rada). U sredini ogledala je fokus rendgenske cijevi Ovdje se proizvode rendgenski zraci. Što je manja vrijednost fokusa, to su jasnije konture subjekta koji se snima. Mali fokus se smatra 1x1 mm, pa čak i manje.

U modernim rendgenskim aparatima, elektrode se izrađuju od vatrostalnih metala. Obično se koriste cijevi s rotirajućom anodom. Tijekom rada, anoda se rotira posebnim uređajem, a elektroni koji lete s katode padaju u optički fokus. Zbog rotacije anode, položaj optičkog fokusa se stalno mijenja, pa su takve cijevi izdržljivije i ne troše se duže vrijeme.

Kako se dobijaju rendgenski snimci? Prvo se zagreva katodna nit. Da biste to učinili, pomoću opadajućeg transformatora, napon na cijevi se smanjuje sa 220 na 12-15V. Katodna nit se zagrijava, elektroni u njoj počinju da se kreću brže, neki od elektrona izlaze izvan filamenta i oko nje se formira oblak slobodnih elektrona. Nakon toga se uključuje struja visokog napona, koji se dobija korišćenjem pojačanog transformatora. U dijagnostičkim rendgen aparatima koristi se struja visokog napona od 40 do 125 KV (1KV=1000V). Što je veći napon na cijevi, to je kraća talasna dužina. Kada se uključi visoki napon, na polovima cijevi se dobiva velika razlika potencijala, elektroni se "odvajaju" od katode i velikom brzinom jure prema anodi (cijev je najjednostavniji akcelerator nabijenih čestica). Zahvaljujući posebnim uređajima, elektroni se ne raspršuju na strane, već padaju u gotovo jednu tačku anode - fokus (fokalnu tačku) i usporavaju se u električnom polju atoma anode. Kada se elektroni usporavaju, nastaju elektromagnetski talasi, tj. X-zrake. Zahvaljujući posebnom uređaju (u starim cijevima - kosina anode), rendgenski zraci se usmjeravaju na pacijenta u obliku divergentnog snopa zraka, "konusa".

Rendgensko snimanje

Rendgensko snimanje se zasniva na slabljenju rendgenskog zračenja dok ono prolazi kroz različita tkiva u tijelu. Kao rezultat prolaska kroz formacije različite gustoće i sastava, snop zračenja se raspršuje i usporava, te se stoga na filmu formira slika različitog intenziteta - takozvana sumirana slika svih tkiva (sjena).

Rendgenski film je slojevite strukture, glavni sloj je poliesterska kompozicija debljine do 175 mikrona, obložena fotografskom emulzijom (srebrni jodid i bromid, želatina).

Razvijanje filma - obnavlja se srebro (tamo gdje su zraci prolazili - zacrnjenje područja filma, gdje su se zadržavali - svjetlija područja)
Fixer - ispiranje srebrnog bromida sa područja kroz koja su zraci prolazili i nisu se zadržavali.

U modernim digitalnim uređajima izlazno zračenje se može registrovati na posebnoj elektronskoj matrici. Uređaji s elektronskom osjetljivom matricom su mnogo skuplji od analognih uređaja. U ovom slučaju, filmovi se štampaju samo po potrebi, a dijagnostička slika se prikazuje na monitoru i, u nekim sistemima, pohranjuje se u bazu podataka zajedno sa drugim podacima o pacijentu.

Uređaj moderne radiološke sale

U idealnom slučaju, najmanje 4 sobe su potrebne za smještaj rendgenske sobe:

1. Sama rendgen sala u kojoj se nalazi aparat i pregledavaju se pacijenti. Površina rendgenske sobe mora biti najmanje 50 m2

2. Kontrolna soba, u kojoj se nalazi kontrolna tabla, uz pomoć koje rendgenski laboratorijski asistent kontroliše cjelokupni rad aparata.

3. Fotografska laboratorija u kojoj se kasete pune filmom, razvijaju i fiksiraju slike, peru i suše. Moderna metoda obrade fotografija medicinskih rendgenskih filmova je upotreba procesora valjkastog tipa. Osim nesumnjive pogodnosti u radu, procesori pružaju visoku stabilnost procesa obrade fotografija. Vrijeme potpunog ciklusa od trenutka kada film uđe u mašinu za obradu do prijema suve rendgenske slike („od suvog do suvog“) ne prelazi nekoliko minuta.

4. Ordinacija, gdje radiolog analizira i opisuje snimljene rendgenske snimke.

Metode zaštite medicinskog osoblja i pacijenata od rendgenskog zračenja

Radiolog je odgovoran za zaštitu pacijenata, kao i osoblja, kako unutar ordinacije, tako i ljudi u susjednim prostorijama. Mogu postojati kolektivna i individualna sredstva zaštite.

3 glavne metode zaštite: zaštita štitom, udaljenost i vrijeme.

1 .Zaštita štita:

Rendgenski zraci se postavljaju na put specijalnim uređajima napravljenim od materijala koji dobro upijaju rendgenske zrake. Može biti olovo, beton, baritni beton itd. Zidovi, pod, plafon u rendgen sobama su zaštićeni, napravljeni od materijala koji ne propuštaju zrake u susedne prostorije. Vrata su zaštićena olovnim materijalom. Prozori za posmatranje između rendgenske sobe i kontrolne sobe su od olovnog stakla. Rendgenska cijev je smještena u posebno zaštitno kućište koje ne propušta rendgenske zrake, a zraci se kroz poseban „prozor“ usmjeravaju na pacijenta. Na prozor je pričvršćena cijev koja ograničava veličinu rendgenskog zraka. Osim toga, dijafragma rendgenskog aparata je instalirana na izlazu zraka iz cijevi. Sastoji se od 2 para ploča okomitih jedna na drugu. Ove ploče se mogu pomicati i rastavljati poput zavjesa. Na taj način se polje zračenja može povećati ili smanjiti. Što je veće polje zračenja, veća je šteta otvor blende važan je dio zaštite, posebno kod djece. Osim toga, sam doktor je manje ozračen. I kvalitet slika će biti bolji. Drugi primjer zaštite je zašiven - one dijelove tijela subjekta koji trenutno nisu predmet snimanja treba prekriti listovima olovne gume. Tu su i kecelje, suknje, rukavice od specijalnog zaštitnog materijala.

2 .Zaštita po vremenu:

Pacijenta treba zračiti tokom rendgenskog pregleda što je kraće moguće (žuriti, ali ne na štetu dijagnoze). U tom smislu, slike daju manje opterećenje zračenja od transiluminacije, jer. na slikama se koriste vrlo male brzine zatvarača (vrijeme). Vremenska zaštita je glavni način zaštite i pacijenta i samog radiologa. Prilikom pregleda pacijenata, lekar, sa dr jednaki uslovi, pokušava izabrati metodu istraživanja koja oduzima manje vremena, ali ne nauštrb dijagnoze. U tom smislu, fluoroskopija je štetnija, ali je, nažalost, često nemoguće bez fluoroskopije. Dakle, u proučavanju jednjaka, želuca, crijeva koriste se obje metode. Prilikom odabira metode istraživanja vodimo se pravilom da korist od istraživanja treba da bude veća od štete. Ponekad zbog straha od dodatnog snimanja dolazi do grešaka u dijagnozi, pogrešno se propisuje liječenje, što ponekad košta pacijenta života. Neophodno je zapamtiti o opasnostima zračenja, ali nemojte ga se bojati, to je još gore za pacijenta.

3 .Zaštitna udaljenost:

Prema kvadratnom zakonu svjetlosti, osvjetljenje date površine je obrnuto proporcionalno kvadratu udaljenosti od izvora svjetlosti do osvijetljene površine. U odnosu na rendgenski pregled, to znači da je doza zračenja obrnuto proporcionalna kvadratu udaljenosti od fokusa rendgenske cijevi do pacijenta (žižna daljina). S povećanjem žarišne daljine za 2 puta, doza zračenja se smanjuje za 4 puta, s povećanjem žarišne daljine za 3 puta, doza zračenja se smanjuje za 9 puta.

Za fluoroskopiju nije dozvoljena žižna daljina manja od 35 cm. Udaljenost od zidova do rendgenskog aparata mora biti najmanje 2 m, inače nastaju sekundarne zrake koje nastaju kada primarni snop zraka udari u okolne objekte ( zidovi itd.). Iz istog razloga, dodatni namještaj nije dozvoljen u rendgenskim sobama. Ponekad, prilikom pregleda teško bolesnih pacijenata, osoblje hirurškog i terapijskog odjeljenja pomaže pacijentu da stane iza paravana radi transiluminacije i stane pored pacijenta tokom pregleda, podržavajući ga. Kao izuzetak, ovo je prihvatljivo. Ali radiolog se mora pobrinuti da sestre i medicinske sestre koje pomažu bolesnima stave zaštitnu kecelju i rukavice i, ako je moguće, ne stoje blizu pacijenta (zaštita daljinom). Ako je u RTG salu došlo više pacijenata, u proceduru ih poziva 1 osoba, tj. U studiji bi trebala biti samo 1 osoba istovremeno.

Fizičke osnove radiografije i fluorografije. Njihovi nedostaci i prednosti. Prednosti digitalnog u odnosu na film.

Radiografija (eng. projection radiography, plain film radiography, roentgenography,) je proučavanje unutrašnje strukture objekata koji se projektuju pomoću rendgenskih zraka na poseban film ili papir. Najčešće se pojam odnosi na medicinsku neinvazivnu studiju zasnovanu na dobivanju statičke projekcije sumiranja (popravljeno) slike anatomskih struktura tijela propuštanjem rendgenskih zraka kroz njih i snimanjem stepena slabljenja rendgenskih zraka.
Principi radiografije

Za dijagnostičku radiografiju preporučljivo je napraviti slike u najmanje dvije projekcije. To je zbog činjenice da je radiografija ravna slika trodimenzionalnog objekta. I kao rezultat toga, lokalizacija otkrivenog patološkog fokusa može se utvrditi samo uz pomoć 2 projekcije.

Tehnika snimanja

Kvalitetu rezultirajuće rendgenske slike određuju 3 glavna parametra. Napon primijenjen na rendgensku cijev, jačina struje i vrijeme rada cijevi. Ovisno o proučavanim anatomskim formacijama, te podacima o težini i veličini pacijenta, ovi parametri mogu značajno varirati. Postoje prosječne vrijednosti za različite organe i tkiva, ali treba imati na umu da će se stvarne vrijednosti razlikovati ovisno o aparatu na kojem se vrši pregled i pacijentu koji se rendgenski snima. Za svaki uređaj, a individualni sto vrijednosti. Ove vrijednosti nisu apsolutne i prilagođavaju se kako studija napreduje. Kvalitet izvedenih snimaka u velikoj mjeri ovisi o sposobnosti radiografa da adekvatno prilagodi tablicu prosječnih vrijednosti određenom pacijentu.

Snimanje slike

Najčešći način snimanja rendgenske slike je fiksiranje na film osjetljiv na rendgensko zračenje, a zatim razvijanje. Trenutno postoje i sistemi koji omogućavaju digitalno snimanje podataka. U vezi sa visoka cijena i složenosti proizvodnje, ova vrsta opreme je nešto inferiornija od analogne u smislu rasprostranjenosti.

Rendgenski film se stavlja u posebne uređaje - kasete (kažu - kaseta se puni). Kaseta štiti film od vidljive svjetlosti; potonji, poput rendgenskih zraka, ima sposobnost reduciranja metalnog srebra iz AgBr. Kasete su napravljene od materijala koji ne propušta svjetlost, ali propušta rendgenske zrake. Unutar kasete su pojačani ekrani, između njih se postavlja film; pri snimanju slike ne padaju samo rendgenski zraci na film, već i svjetlost sa ekrana (ekrani su prekriveni fluorescentnom solju, tako da svijetle i pojačavaju djelovanje rendgenskih zraka). To vam omogućava da smanjite opterećenje zračenja na pacijenta za 10 puta.

Prilikom snimanja slike, rendgenski zraci se usmjeravaju na centar objekta koji se fotografiše (centracija). Nakon snimanja u foto laboratoriju, film se razvija u posebnim hemikalijama i fiksira (fiksira). Činjenica je da na onim dijelovima filma koji tokom snimanja nisu bili pogođeni rendgenskim zracima ili ih je bilo malo, srebro nije restaurirano, a ako se film ne stavi u otopinu fiksatora (fiksatora), onda kada ispitivanjem filma srebro se obnavlja pod uticajem vidljive svetlosti.Sveta. Cijeli film će postati crn i nikakva slika neće biti vidljiva. Prilikom fiksiranja (fiksiranja) neredukovani AgBr iz filma prelazi u rastvor fiksera, tako da u fiksatoru ima dosta srebra, te se te otopine ne izlivaju, već se predaju rendgenskim centrima.

na moderan način foto obrada medicinskih rendgenskih filmova je upotreba procesora valjkastog tipa. Osim nesumnjive pogodnosti u radu, procesori pružaju visoku stabilnost procesa obrade fotografija. Vrijeme potpunog ciklusa od trenutka kada film uđe u mašinu za obradu do prijema suve rendgenske slike („od suvog do suvog“) ne prelazi nekoliko minuta.
Rendgenski zraci su slika napravljena u crno-beloj boji – negativ. Crno - područja sa malom gustinom (pluća, mjehurić želudačnog plina. Bijela - s velika gustoća(kosti).
Fluorografija- Suština FOG-a je da se kod njega prvo dobije slika grudnog koša na fluorescentnom ekranu, a zatim se slika ne samog pacijenta, već njegova slika na ekranu.

Fluorografija daje smanjenu sliku objekta. Postoje tehnike malih okvira (npr. 24×24 mm ili 35×35 mm) i velikih okvira (npr. 70×70 mm ili 100×100 mm). Potonji se, u smislu dijagnostičkih mogućnosti, približava radiografiji. MAGLA se koristi za preventivni pregled stanovništva(otkrivaju se skrivene bolesti kao što su rak i tuberkuloza).

Razvijeni su i stacionarni i mobilni fluorografski uređaji.

Trenutno se filmska fluorografija postupno zamjenjuje digitalnom. Digitalne metode omogućavaju pojednostavljenje rada sa slikom (slika se može prikazati na ekranu monitora, štampati, prenositi preko mreže, pohranjivati u medicinsku bazu podataka itd.), smanjuje izloženost zračenju pacijenta i smanjuje trošak od Dodatni materijali(film, programer filma).

Postoje dvije uobičajene metode digitalne fluorografije. Prva tehnika, kao i konvencionalna fluorografija, koristi fotografisanje slike na fluorescentnom ekranu, samo se koristi CCD matrica umjesto rendgenskog filma. Druga tehnika koristi poprečno skeniranje grudnog koša sloj-po-sloj rendgenskim snopom u obliku lepeze uz detekciju prepuštenog zračenja linearnim detektorom (slično kao kod konvencionalnog skenera papirnih dokumenata, gdje se linearni detektor kreće duž lista papira). Druga metoda omogućava korištenje mnogo nižih doza zračenja. Neki nedostatak druge metode - više vremena primanje slike.
Komparativne karakteristike opterećenja dozom u različitim studijama.

Konvencionalni filmski fluorogram grudnog koša daje pacijentu prosječnu individualnu dozu zračenja od 0,5 milisiverta (mSv) po proceduri (digitalni fluorogram - 0,05 mSv), dok filmski radiograf - 0,3 mSv po proceduri (digitalni radiograf - 0,03 mSv), i kompjuterizovana tomografija grudnog koša - 11 mSv po proceduri. Magnetna rezonanca ne nosi izlaganje radijaciji

Prednosti radiografije

Široka dostupnost metode i lakoća istraživanja.
Većina studija ne zahtijeva posebnu pripremu pacijenata.
Relativno niska cijena istraživanja.
Slike se mogu koristiti za konsultacije sa drugim specijalistom ili u drugoj ustanovi (za razliku od ultrazvučnih snimaka, gde je neophodan drugi pregled, jer su dobijene slike zavisne od operatera).

Nedostaci radiografije

Statička slika - složenost procjene funkcije tijela.
Dostupnost jonizujuće zračenje sposoban da obezbedi štetno dejstvo na pacijentu.
Informativnost klasične radiografije je mnogo niža od modernih metoda medicinskog snimanja kao što su CT, MRI, itd. Obične rendgenske snimke odražavaju projekcijsko slojevitost složenih anatomskih struktura, odnosno njihovu sumaciju rendgenske sjene, za razliku od slojevitih serija snimaka dobijenih savremenim tomografskim metodama.
Bez upotrebe kontrastnih sredstava, radiografija nije dovoljno informativna za analizu promjena u mekim tkivima koje se malo razlikuju po gustoći (na primjer, kada se proučavaju organi trbušne duplje).

Fizičke osnove rendgenoskopije. Nedostaci i prednosti metode

RADIOSKOPIJA (transmisija) - metoda rendgenskog pregleda, u kojoj se na fluorescentnom ekranu pomoću rendgenskih zraka dobija pozitivna slika predmeta koji se proučava. Tokom fluoroskopije, gusta područja predmeta (kosti, strana tijela) izgledaju tamna, manje gusta (meka tkiva) - svjetlija.

AT savremenim uslovima upotreba fluorescentnog ekrana nije opravdana zbog njegove niske osvjetljenosti, zbog čega je potrebno istraživanje provoditi u dobro zamračenoj prostoriji i nakon dužeg prilagođavanja istraživača na mrak (10-15 minuta) razlikovati slabo svjetlo. slika intenziteta.

Sada se u dizajnu pojačivača rendgenske slike koriste fluorescentni ekrani, koji povećavaju svjetlinu (sjaj) primarne slike za oko 5.000 puta. Uz pomoć elektronsko-optičkog pretvarača, slika se pojavljuje na ekranu monitora, što značajno poboljšava kvalitetu dijagnostike, ne zahtijeva zamračenje rendgenske sobe.

Prednosti fluoroskopije
Glavna prednost u odnosu na radiografiju je činjenica da se studija provodi u realnom vremenu. To vam omogućava da procijenite ne samo strukturu organa, već i njegov pomak, kontraktilnost ili rastegljivost, prolaz kontrastnog sredstva i punoću. Metoda vam također omogućava brzu procjenu lokalizacije nekih promjena, zbog rotacije predmeta proučavanja tokom transiluminacije (studija sa više projekcija).

Fluoroskopija vam omogućava kontrolu provedbe nekih instrumentalnih zahvata - postavljanje katetera, angioplastika (vidi angiografiju), fistulografiju.

Rezultirajuće slike se mogu staviti na običan CD ili mrežno skladište.

Pojavom digitalnih tehnologija nestala su 3 glavna nedostatka svojstvena tradicionalnoj fluoroskopiji:

Relativno visoka doza zračenja u odnosu na radiografiju - moderni uređaji s malim dozama ostavili su ovaj nedostatak u prošlosti. Korištenje režima pulsnog skeniranja dodatno smanjuje opterećenje dozom do 90%.

Niska prostorna rezolucija - na modernim digitalnim uređajima, rezolucija u scopy modu je samo malo inferiorna u odnosu na rezoluciju u radiografskom modu. AT ovaj slučaj Od presudnog je značaja sposobnost posmatranja funkcionalnog stanja pojedinih organa (srce, pluća, želudac, crijeva) "u dinamici".

Nemogućnost dokumentovanja istraživanja - digitalne tehnologije obrada slike omogućava spremanje istraživačkih materijala, kako okvir po kadar, tako i kao video sekvencu.

Fluoroskopija se uglavnom izvodi u radiodijagnostici bolesti. unutrašnje organe koji se nalaze u trbušnoj i grudnoj šupljini, prema planu koji radiolog sačinjava prije početka studije. Ponekad se koristi takozvana anketna fluoroskopija za prepoznavanje traumatskih ozljeda kostiju, da bi se razjasnilo područje koje se radi radiografijom.

Kontrastni fluoroskopski pregled

Umjetni kontrast uvelike proširuje mogućnosti rendgenskog pregleda organa i sistema gdje je gustina tkiva približno jednaka (npr. trbušna šupljina čiji organi propuštaju rendgenske zrake u približno istoj mjeri i samim tim imaju nizak kontrast). To se postiže unošenjem u lumen želuca ili crijeva vodene suspenzije barijum sulfata, koji se ne otapa u probavnim sokovima, ne apsorbira se ni u želucu ni u crijevima i izlučuje se. prirodno u potpuno nepromijenjenom obliku. Glavna prednost barijeve suspenzije je da, prolazeći kroz jednjak, želudac i crijeva, oblaže njihove unutrašnje zidove i daje na ekran ili film full view o prirodi uzvišenja, udubljenja i drugih karakteristika njihove sluzokože. Proučavanje unutrašnjeg reljefa jednjaka, želuca i crijeva doprinosi prepoznavanju niza bolesti ovih organa. Uz čvršće punjenje moguće je odrediti oblik, veličinu, položaj i funkciju organa koji se proučava.

Mamografija - osnove metode, indikacije. Prednosti digitalne mamografije u odnosu na film.

Mamografija- poglavlje medicinska dijagnostika, koja se bavi neinvazivnim istraživanjimamliječne žlijezde, uglavnom ženske, koja se provodi s ciljem:
1. profilaktički pregled (skrining) zdravih žena radi otkrivanja ranih, nepalpabilnih oblika raka dojke;

2. diferencijalna dijagnoza između raka i benigne dishormonalne hiperplazije (FAM) dojke;

3. procjena rasta primarnog tumora (jednočvorna ili multicentrična kancerogena žarišta);

4.Dinamičko dispanzersko praćenje stanja mliječnih žlijezda nakon operacije.

U medicinsku praksu uvedene su sljedeće metode radijacijske dijagnostike karcinoma dojke: mamografija, ultrazvuk, kompjuterska tomografija, magnetna rezonanca, kolor i power dopler, stereotaksična biopsija vođena mamografijom i termografija.

Rendgenska mamografija
Trenutno se u svijetu u velikoj većini slučajeva za dijagnosticiranje raka dojke kod žena (BC) koristi rendgenska projekcijska mamografija, filmska (analogna) ili digitalna.

Postupak traje ne više od 10 minuta. Za šut, prsa treba učvrstiti između dvije daske i lagano stisnuti. Slika se snima u dvije projekcije tako da možete precizno odrediti lokaciju neoplazme, ako se pronađe. Budući da je simetrija jedan od dijagnostičkih faktora, uvijek treba pregledati obje dojke.

MRI mamografija

Pritužbe na povlačenje ili ispupčenje bilo kojeg dijela žlijezde

Iscjedak iz bradavice, mijenjajući njen oblik

Bolnost mliječne žlijezde, njeno oticanje, promjena veličine

Kao preventivna metoda skrininga, mamografija se propisuje svim ženama od 40 i više godina, odnosno ženama koje su u riziku.

Benigni tumori dojke (posebno fibroadenom)

Upalni procesi (mastitis)

Mastopatija

Tumori genitalnih organa

Bolesti endokrinih žlijezda (tiroidne žlijezde, pankreasa)

Neplodnost

Gojaznost

Istorija operacije dojke

Prednosti digitalne mamografije u odnosu na film:

Smanjenje opterećenja dozom tokom rendgenskih studija;

Poboljšanje efikasnosti istraživanja, omogućavajući identifikaciju prethodno nedostupnih patoloških procesa (mogućnost digitalne kompjuterske obrade slike);

Mogućnosti korištenja telekomunikacionih mreža za prijenos slika u svrhu daljinskog savjetovanja;

Postizanje ekonomskog efekta tokom masovnih istraživanja.

Moderna medicina koristi mnoge liječnike za dijagnozu i terapiju. Neki od njih se koriste relativno nedavno, dok se drugi praktikuju više od desetina ili čak stotina godina. Također, prije sto deset godina, William Conrad Roentgen otkrio je nevjerovatne rendgenske zrake, koje su izazvale značajan odjek u naučnom i medicinskom svijetu. I sada ih doktori širom planete koriste u svojoj praksi. Tema našeg današnjeg razgovora bit će rendgenske zrake u medicini, o njihovoj primjeni ćemo govoriti malo detaljnije.

X-zrake su jedna od varijanti elektromagnetnog zračenja. Odlikuju se značajnim prodornim kvalitetima, koji zavise od talasne dužine zračenja, kao i od gustine i debljine ozračenih materijala. Osim toga, rendgenske zrake mogu uzrokovati sjaj niza tvari, utjecati na žive organizme, ionizirati atome, a također katalizirati neke fotokemijske reakcije.

Upotreba rendgenskih zraka u medicini

Do danas, svojstva rendgenskih zraka omogućavaju im široku primjenu u rendgenskoj dijagnostici i rendgenskoj terapiji.

Rentgenska dijagnostika

Rentgenska dijagnostika se koristi kada se radi:

Rendgen (transmisija);
- radiografija (slika);
- fluorografija;
- Rendgen i kompjuterizovana tomografija.

Fluoroskopija

Za provođenje takve studije, pacijent se mora postaviti između rendgenske cijevi i posebnog fluorescentnog ekrana. Specijalista radiolog odabire potrebnu tvrdoću rendgenskih zraka, primajući na ekranu sliku unutrašnjih organa, kao i rebara.

Radiografija

Za ovu studiju pacijent se stavlja na kasetu koja sadrži poseban film. Rendgen aparat se postavlja direktno iznad objekta. Kao rezultat, na filmu se pojavljuje negativna slika unutrašnjih organa koja sadrži niz finih detalja, detaljnijih nego prilikom fluoroskopskog pregleda.

Fluorografija

Ova studija se provodi tokom masovnih medicinskih pregleda stanovništva, uključujući i za otkrivanje tuberkuloze. Istovremeno, slika sa velikog platna se projektuje na poseban film.

Tomografija

Prilikom izvođenja tomografije, kompjuterske zrake pomažu da se dobiju slike organa na nekoliko mjesta odjednom: u posebno odabranim poprečnim dijelovima tkiva. Ova serija rendgenskih zraka naziva se tomogram.

Kompjuterski tomogram

Takva studija vam omogućava da registrirate dijelove ljudskog tijela pomoću rendgenskog skenera. Nakon unosa podataka u kompjuter dobija se jedna slika u poprečnom preseku.

Svaka od navedenih dijagnostičkih metoda zasniva se na svojstvima rendgenskog snopa da osvjetljava film, kao i na činjenici da se ljudska tkiva i koštani skelet razlikuju po različitoj propusnosti za svoje djelovanje.

Rentgenska terapija

Sposobnost rendgenskih zraka da na poseban način utječu na tkiva koristi se za liječenje tumorskih formacija. Istovremeno, jonizujuće kvalitete ovog zračenja posebno su aktivno uočljive kada je izloženo ćelijama koje su sposobne za brza podjela. Upravo te kvalitete razlikuju stanice malignih onkoloških formacija.

Međutim, vrijedi napomenuti da rendgenska terapija može uzrokovati mnogo ozbiljnih nuspojava. Takav uticaj agresivno utiče na stanje hematopoetskog, endokrinog i imunog sistema čije se ćelije takođe vrlo brzo dele. Agresivni utjecaj na njih može uzrokovati znakove radijacijske bolesti.

Utjecaj rendgenskog zračenja na ljude

Tokom proučavanja rendgenskih zraka, ljekari su otkrili da oni mogu dovesti do promjena na koži koje podsjećaju na opekotine od sunca, ali su praćene dubljim oštećenjem kože. Takvi čirevi zarastaju veoma dugo. Naučnici su otkrili da se takve lezije mogu izbjeći smanjenjem vremena i doze zračenja, kao i korištenjem posebnih štitnika i metoda. daljinski upravljač.

Agresivni utjecaj rendgenskih zraka može se manifestirati i dugoročno: privremene ili trajne promjene u sastavu krvi, sklonost leukemiji i rano starenje.

Učinak rendgenskih zraka na osobu ovisi o mnogim faktorima: o tome koji organ je zračen i koliko dugo. Zračenje hematopoetskih organa može dovesti do oboljenja krvi, a izlaganje genitalnih organa može dovesti do neplodnosti.

Sprovođenje sistematskog zračenja prepuno je razvoja genetskih promjena u tijelu.

Prava šteta rendgenske snimke u radiodijagnostici

Prilikom pregleda ljekari koriste minimalnu moguću količinu rendgenskih zraka. Sve doze zračenja zadovoljavaju određene prihvatljive standarde i ne mogu naštetiti osobi. Rendgenska dijagnostika predstavlja značajnu opasnost samo za ljekare koji je provode. I onda savremenim metodama zaštite pomažu da se agresija zraka svede na minimum.

Najsigurnije metode radiodijagnoze uključuju radiografiju ekstremiteta, kao i rendgenske snimke zuba. Na sljedećem mjestu ove ocjene je mamografija, zatim kompjuterska tomografija, a nakon nje je radiografija.

Da bi upotreba rendgenskih zraka u medicini donijela samo korist osobi, potrebno je provesti istraživanje uz njihovu pomoć samo prema indikacijama.

Godine 1895., njemački fizičar Roentgen, dok je provodio eksperimente na prolasku struje između dvije elektrode u vakuumu, otkrio je da ekran prekriven luminiscentnom tvari (barijevom soli) svijetli, iako je cijev za pražnjenje zatvorena crnim kartonskim ekranom - tako je otkriveno zračenje koje prodire kroz neprozirne barijere, nazvane rendgenski rendgenski zraci. Utvrđeno je da se rendgenski zraci, nevidljivi za čovjeka, apsorbiraju u neprozirnim objektima što je jače što je veći atomski broj (gustina) barijere, pa rendgenske zrake lako prolaze kroz meka tkiva ljudskog tijela, ali se zadržavaju. kostima skeleta. Dizajnirani su izvori snažnih rendgenskih zraka, koji su omogućili da se prosije kroz metalne dijelove i pronađu unutrašnje nedostatke u njima.

Njemački fizičar Laue je sugerirao da su rendgenski zraci isto elektromagnetno zračenje kao i zraci vidljive svjetlosti, ali s kraćom talasnom dužinom i na njih su primjenjivi svi zakoni optike, uključujući i difrakciju. U optici vidljivog svjetla, difrakcija na elementarnom nivou može se predstaviti kao refleksija svjetlosti od sistema žljebova - difrakcione rešetke, koja se javlja samo pod određenim uglovima, dok je ugao refleksije zraka povezan sa upadnim uglom, udaljenost između žljebova difrakcione rešetke i valne dužine upadnog zračenja. Za difrakciju je potrebno da udaljenost između poteza bude približno jednaka talasnoj dužini upadne svjetlosti.

Laue je sugerirao da X-zrake imaju talasnu dužinu blisku udaljenosti između pojedinačnih atoma u kristalima, tj. atomi u kristalu stvaraju difrakcijsku rešetku za rendgenske zrake. Rendgenski zraci usmjereni na površinu kristala reflektirali su se na fotografsku ploču, kao što je predviđeno teorijom.

Svaka promjena položaja atoma utiče na difrakcijski obrazac, a proučavanjem difrakcije rendgenskih zraka može se saznati raspored atoma u kristalu i promjena tog rasporeda pod bilo kojim fizičkim, kemijskim i mehaničkim utjecajima na kristal. .

Sada se rendgenska analiza koristi u mnogim oblastima nauke i tehnologije, uz njenu pomoć su naučili raspored atoma u postojeći materijali i kreirali nove materijale sa željenom strukturom i svojstvima. Najnovija dostignuća u ovoj oblasti (nanomaterijali, amorfni metali, kompozitni materijali) stvaraju polje aktivnosti za naredne naučne generacije.

Pojava i svojstva rendgenskih zraka

Izvor rendgenskih zraka je rendgenska cijev, koja ima dvije elektrode - katodu i anodu. Kada se katoda zagrije, dolazi do emisije elektrona, elektroni emitirani iz katode se ubrzavaju električno polje i udario u površinu anode. Rentgenska cijev se razlikuje od konvencionalne radio lampe (diode) uglavnom po većem naponu ubrzanja (više od 1 kV).

Kada elektron izleti iz katode, električno polje ga tjera da leti prema anodi, dok mu brzina neprestano raste, elektron nosi magnetsko polje čija se jačina povećava sa brzinom elektrona. Dospijevajući do površine anode, elektron se naglo usporava i javlja se elektromagnetski impuls s valnim duljinama u određenom rasponu (kočno svjetlo). Raspodjela intenziteta zračenja po talasnim dužinama zavisi od materijala anode rendgenske cevi i primenjenog napona, dok na strani kratkih talasa ova kriva počinje od određenog praga minimalne talasne dužine, koja zavisi od primenjenog napona. Skup zraka sa svim mogućim talasnim dužinama formira kontinuirani spektar, a talasna dužina koja odgovara maksimalnom intenzitetu je 1,5 puta veća od minimalne talasne dužine.

Sa povećanjem napona, rendgenski spektar se dramatično mijenja zbog interakcije atoma sa visokoenergetskim elektronima i kvantima primarnih rendgenskih zraka. Atom sadrži unutrašnje elektronske ljuske (energetske nivoe), čiji broj zavisi od atomskog broja (označenog slovima K, L, M, itd.) Elektroni i primarni rendgenski zraci izbacuju elektrone sa jednog energetskog nivoa na drugi . Nastaje metastabilno stanje, a za prelazak u stabilno stanje elektroni moraju skočiti obrnuti smjer. Ovaj skok je praćen oslobađanjem kvanta energije i pojavom rendgenskih zraka. Za razliku od rendgenskih zraka kontinuiranog spektra, ovo zračenje ima vrlo uzak raspon talasnih dužina i visok intenzitet (karakteristično zračenje) ( cm. pirinač.). Broj atoma koji određuju intenzitet karakterističnog zračenja je vrlo velik, na primjer, za rendgensku cijev s bakrenom anodom na naponu od 1 kV struja od 15 mA, 10 14–10 15 atoma daje karakteristiku zračenje za 1 s. Ova vrijednost se izračunava kao omjer ukupne snage rendgenskog zraka i energije kvanta rendgenskog zraka iz K-ljuske (K-serija rendgenskog karakterističnog zračenja). Ukupna snaga rendgenskog zračenja u ovom slučaju iznosi samo 0,1% potrošene snage, ostatak se gubi, uglavnom zbog prijelaza na toplinu.

Zbog svog visokog intenziteta i uskog raspona talasnih dužina, karakteristično rendgensko zračenje je glavna vrsta zračenja koja se koristi u naučno istraživanje i tehnološka kontrola. Istovremeno sa snopovima K-serije, generišu se snopovi L i M-serije, koji imaju mnogo veće talasne dužine, ali je njihova primena ograničena. K-serija ima dvije komponente sa bliskim talasnim dužinama a i b, dok je intenzitet b-komponente 5 puta manji od a. Zauzvrat, a-komponentu karakteriziraju dvije vrlo bliske valne dužine, od kojih je intenzitet jedne 2 puta veći od druge. Da bi se dobilo zračenje sa jednom talasnom dužinom (monokromatsko zračenje), razvijeno posebne metode, koristeći ovisnost apsorpcije i difrakcije rendgenskih zraka o talasnoj dužini. Povećanje atomskog broja elementa povezano je s promjenom karakteristika elektronske ljuske, dok što je veći atomski broj materijala anode rendgenske cijevi, to je kraća valna dužina K-serije. Najviše se koriste cijevi sa anodama od elemenata s atomskim brojem od 24 do 42 (Cr, Fe, Co, Cu, Mo) i valnim dužinama od 2,29 do 0,712 A (0,229 - 0,712 nm).

Pored rendgenske cijevi, izvori rendgenskog zraka mogu biti radioaktivnih izotopa, neki mogu direktno da emituju rendgenske zrake, drugi emituju elektrone i a-čestice koje stvaraju rendgenske zrake kada bombarduju metalne mete. Intenzitet rendgenskog zračenja radioaktivnih izvora je obično mnogo manji od intenziteta rendgenske cijevi (s izuzetkom radioaktivnog kobalta koji se koristi u detekciji mana i daje zračenje vrlo male valne dužine - g-zračenje), oni su male veličine i ne zahtijevaju struju. Sinhrotronske rendgenske zrake proizvode se u elektronskim akceleratorima, valna duljina ovog zračenja je mnogo veća od one dobivene u rendgenskim cijevima (meki rendgenski zraci), njegov intenzitet je nekoliko redova veličine veći od intenziteta rendgenskih cijevi. Postoje također prirodni izvori rendgensko zračenje. Radioaktivne nečistoće su pronađene u mnogim mineralima, a zabilježeni su i rendgenski zraci iz svemirskih objekata, uključujući zvijezde.

Interakcija rendgenskih zraka sa kristalima

U rendgenskom istraživanju materijala s kristalnom strukturom analiziraju se obrasci interferencije koji nastaju raspršivanjem rendgenskih zraka elektronima koji pripadaju atomima kristalne rešetke. Atomi se smatraju nepokretnim, njihove toplotne vibracije se ne uzimaju u obzir, a smatra se da su svi elektroni istog atoma koncentrisani u jednoj tački - čvoru kristalne rešetke.

Da bismo izveli osnovne jednadžbe difrakcije rendgenskih zraka u kristalu, razmatramo interferenciju zraka raspršenih atomima smještenim duž prave linije u kristalna rešetka. Na ove atome pod uglom, čiji je kosinus jednak a 0, pada ravni talas monohromatski rendgenski zraci. Zakoni interferencije zraka raspršenih atomima slični su onima koji postoje za difrakcijsku rešetku koja raspršuje svjetlosno zračenje u opsegu vidljivih valnih dužina. Da bi se amplitude svih vibracija zbrajale na velikoj udaljenosti od atomskog niza, potrebno je i dovoljno da razlika u putanji zraka koje dolaze iz svakog para susjednih atoma sadrži cijeli broj valnih dužina. Kada je udaljenost između atoma a ovo stanje izgleda ovako:

a(a – a0) = h l ,

gdje je a kosinus ugla između atomske serije i odbijenog snopa, h- cijeli broj. U svim pravcima koji ne zadovoljavaju ovu jednačinu, zraci se ne šire. Dakle, raspršeni snopovi formiraju sistem koaksijalnih čunjeva, čija je zajednička osa atomski red. Tragovi čunjeva na ravni paralelnoj sa atomskim redom su hiperbole, a na ravni okomitoj na red kružnice.

Kada zraci padaju pod konstantnim uglom, polihromatsko (bijelo) zračenje se razlaže u spektar zraka koji se odbijaju pod fiksnim uglovima. Dakle, atomska serija je spektrograf za X-zrake.

Generalizacija na dvodimenzionalnu (ravnu) atomsku rešetku, a zatim na trodimenzionalnu volumetrijsku (prostornu) kristalnu rešetku daje još dvije slične jednadžbe, koje uključuju uglove upada i refleksije X-zraka i udaljenosti između atoma u tri uputstva. Ove jednačine se nazivaju Laue jednadžbe i leže u osnovi analize difrakcije rendgenskih zraka.

Amplitude zraka reflektovanih od paralelnih atomskih ravni se zbrajaju i od tada broj atoma je vrlo velik, reflektirano zračenje se može eksperimentalno fiksirati. Stanje refleksije opisano je Wulff-Bragg-ovom jednačinom 2d sinq = nl, gdje je d udaljenost između susjednih atomskih ravnina, q je ugao gledanja između smjera upadnog snopa i ovih ravnina u kristalu, l je X-zraka talasna dužina, a n je cijeli broj koji se naziva red refleksije. Ugao q je upadni ugao u odnosu na atomske ravni, koje se ne moraju nužno poklapati u pravcu sa površinom uzorka koji se proučava.

Razvijeno je nekoliko metoda rendgenske difrakcijske analize, koristeći zračenje kontinuiranog spektra i monohromatsko zračenje. U ovom slučaju, predmet koji se proučava može biti stacionaran ili rotirajući, može se sastojati od jednog kristala (monokristal) ili više (polikristal), difraktirano zračenje može se snimiti pomoću ravnog ili cilindričnog rendgenskog filma ili detektora rendgenskih zraka koji se kreće oko obima, međutim, u svim slučajevima, tokom eksperimenta i interpretacije rezultata, koristi se Wulf-Braggova jednačina.

Rentgenska analiza u nauci i tehnologiji

Otkrićem difrakcije rendgenskih zraka, istraživačima je na raspolaganju metoda koja im omogućava da proučavaju raspored pojedinačnih atoma i promjene u tom rasporedu pod vanjskim utjecajima bez mikroskopa.

Glavna primjena rendgenskih zraka u fundamentalna nauka– strukturna analiza, tj. uspostavljanje prostornog rasporeda pojedinačnih atoma u kristalu. Da bi se to postiglo, uzgajaju se monokristali i provodi se rendgenska analiza, proučavajući i lokaciju i intenzitet refleksije. Sada su strukture ne samo od metala, već i složene organska materija, u kojoj elementarne ćelije sadrže hiljade atoma.

U mineralogiji su rendgenskom analizom utvrđene strukture hiljada minerala i stvorene su ekspresne metode za analizu mineralnih sirovina.

Metali imaju relativno jednostavnu kristalnu strukturu, a rendgenska metoda omogućava proučavanje njenih promjena tokom različitih tehnoloških tretmana i stvaranje fizičke osnove nove tehnologije.

Fazni sastav legura određen je rasporedom linija na rendgenskim uzorcima, broj, veličina i oblik kristala su određeni njihovom širinom, orijentacija kristala (tekstura) određena je distribucijom intenziteta u difrakcijski konus.

Uz pomoć ovih tehnika proučavaju se procesi tokom plastične deformacije, uključujući fragmentaciju kristala, pojavu unutrašnja naprezanja i nesavršenosti kristalna struktura(dislokacije). Kada se deformirani materijali zagrijavaju, proučava se rasterećenje i rast kristala (rekristalizacija).

Kada se rendgenskom analizom legura određuju sastav i koncentracija čvrstih otopina. Kada se pojavi čvrsta otopina, međuatomske udaljenosti i, posljedično, udaljenosti između atomskih ravnina se mijenjaju. Ove promjene su male, stoga su razvijene posebne precizne metode za mjerenje perioda kristalne rešetke sa tačnošću za dva reda veličine većom od tačnosti mjerenja konvencionalnim rendgenskim metodama istraživanja. Kombinacija preciznih mjerenja perioda kristalne rešetke i fazne analize omogućava iscrtavanje granica faznih područja na dijagramu stanja. Metodom rendgenskih zraka može se otkriti i međustanja između čvrstih otopina i kemijskih spojeva – uređenih čvrstih otopina u kojima atomi nečistoća nisu raspoređeni nasumično, kao u čvrstim otopinama, a istovremeno ne trodimenzionalnim redoslijedom, kao u kemijskim spojeva. Na rendgenskim uzorcima uređenih čvrstih otopina postoje dodatne linije; interpretacija rendgenskih uzoraka pokazuje da atomi nečistoće zauzimaju određena mjesta u kristalnoj rešetki, na primjer, na vrhovima kocke.

Tokom gašenja legure koja ne prolazi kroz fazne transformacije, postaje prezasićena čvrsti rastvor a daljnjim zagrijavanjem ili čak držanjem na sobnoj temperaturi, čvrsti rastvor se raspada uz oslobađanje čestica hemijskog jedinjenja. Ovo je učinak starenja i pojavljuje se na rendgenskim snimcima kao promjena položaja i širine linija. Proučavanje starenja je posebno važno za obojene legure, na primjer, starenje pretvara meku, očvrsnutu aluminijsku leguru u izdržljiv strukturni materijal, duralumin.

Rendgenske studije termičke obrade čelika su od najvećeg tehnološkog značaja. Za vrijeme kaljenja (brzo hlađenje) čelika, bez difuzije fazni prelaz austenit - martenzit, što dovodi do promjene strukture od kubične do tetragonalne, tj. jedinična ćelija dobija oblik pravougaona prizma. Na rendgenskim snimcima to se pojavljuje kao proširenje linija i razdvajanje nekih linija na dvije. Razlozi ovog efekta nisu samo promjena kristalne strukture, već i pojava velikih unutrašnjih naprezanja zbog termodinamičke neravnoteže martenzitne strukture i brzog hlađenja. Prilikom kaljenja (zagrijavanja kaljenog čelika) linije na rendgenskim uzorcima se sužavaju, što je zbog povratka u ravnotežnu strukturu.

AT poslednjih godina Rendgenske studije obrade materijala koncentrisanim energetskim tokovima (laserski snopovi, udarni talasi, neutroni, elektronski impulsi) dobijaju veliki značaj, zahtevaju nove tehnike i proizvode nove rendgenske efekte. Na primjer, pod djelovanjem laserskih zraka na metale, zagrijavanje i hlađenje se dešavaju tako brzo da u metalu, kada se ohlade, kristali imaju vremena da narastu samo do veličine od nekoliko jediničnih ćelija (nanokristala) ili nemaju vremena da se formiraju. uopšte. Takav metal nakon hlađenja izgleda kao običan, ali ne daje jasne linije na rendgenskom uzorku, a reflektirani rendgenski zraci se distribuiraju po cijelom rasponu uglova gledanja.

Nakon neutronskog zračenja, na rendgenskim uzorcima se pojavljuju dodatne mrlje (difuzni maksimumi). radioaktivnog raspada također uzrokuje specifične rendgenske efekte povezane s promjenom strukture, kao i činjenicu da sam uzorak koji se proučava postaje izvor rendgenskih zraka.

Otkriće i zasluge u učenju osnovna svojstva x-zrake s pravom pripada njemačkom naučniku Wilhelmu Conradu Roentgenu. Zadivljujuća svojstva rendgenskih zraka koje je otkrio odmah su dobila ogroman odjek u naučnom svijetu. Iako je tada, davne 1895. godine, naučnik teško mogao zamisliti kakvu korist, a ponekad i štetu, rendgenski zraci mogu donijeti.

Otkrijmo u ovom članku kako ova vrsta zračenja utječe na ljudsko zdravlje.

Šta je rendgensko zračenje

Prvo pitanje koje je zanimalo istraživača bilo je šta je rendgensko zračenje? Brojni eksperimenti su omogućili da se to potvrdi elektromagnetno zračenje sa talasnom dužinom od 10 -8 cm, zauzimaju srednju poziciju između ultraljubičastog i gama zračenja.

Primena rendgenskih zraka

Svi ovi aspekti destruktivnih efekata tajanstvenih rendgenskih zraka uopće ne isključuju iznenađujuće opsežne aspekte njihove primjene. Gdje se koriste rendgenski zraci?

Proučavanje strukture molekula i kristala.
Rentgenska detekcija grešaka (u industriji, otkrivanje nedostataka u proizvodima).
Metode medicinskog istraživanja i terapije.

Najvažnije primjene rendgenskih zraka postale su moguće zahvaljujući vrlo kratkim valnim dužinama cijelog raspona ovih valova i njihovim jedinstvenim svojstvima.

Budući da nas zanima utjecaj rendgenskih zraka na ljude koji se s njima susreću samo prilikom medicinskog pregleda ili liječenja, onda ćemo razmotriti samo ovo područje primjene rendgenskih zraka.

Upotreba rendgenskih zraka u medicini

Unatoč posebnom značaju svog otkrića, Rentgen nije patentirao njegovu upotrebu, što ga čini neprocjenjivim poklonom za cijelo čovječanstvo. Već u Prvom svjetskom ratu počele su se koristiti rendgenske jedinice koje su omogućile brzu i preciznu dijagnozu ranjenika. Sada možemo razlikovati dva glavna područja primjene rendgenskih zraka u medicini:

rendgenska dijagnostika;
rendgenska terapija.

Rentgenska dijagnostika

Rentgenska dijagnostika se koristi u različitim opcijama:

Pogledajmo razliku između ovih metoda.

Sve ove dijagnostičke metode zasnivaju se na sposobnosti rendgenskih zraka da osvjetljavaju film i na njihovoj različitoj propusnosti za tkiva i koštani skelet.

Rentgenska terapija

Sposobnost rendgenskih zraka da imaju biološki učinak na tkiva koristi se u medicini za liječenje tumora. Jonizujući učinak ovog zračenja najaktivnije se očituje u djelovanju na stanice koje se brzo dijele, a to su stanice malignih tumora.

Međutim, trebali biste biti svjesni i nuspojava koje neizbježno prate radioterapiju. Činjenica je da se ćelije hematopoetskog, endokrinog i imunološkog sistema takođe brzo dijele. Negativan uticaj na njima izaziva znakove radijacijske bolesti.

Utjecaj rendgenskog zračenja na ljude

Nedugo zatim divno otkriće Rendgenski zraci su otkrili da rendgenski zraci utiču na ljude.

Ovi podaci su dobiveni u eksperimentima na eksperimentalnim životinjama, međutim, genetičari sugeriraju da se slični efekti mogu primijeniti i na ljudsko tijelo.

Proučavanje efekata izlaganja rendgenskim zracima dovelo je do razvoja međunarodnih standarda za prihvatljive doze zračenja.

Doze rendgenskog zračenja u rendgenskoj dijagnostici

Nakon posjete rendgenskoj sali, mnogi pacijenti su zabrinuti - kako će primljena doza zračenja utjecati na njihovo zdravlje?

Doza općeg zračenja tijela ovisi o prirodi postupka. Radi praktičnosti, uporedit ćemo primljenu dozu s prirodnom izloženošću, koja prati osobu tijekom cijelog života.

Rendgen: grudni koš - primljena doza zračenja je ekvivalentna 10 dana pozadinskog izlaganja; gornji dio želuca i tankog crijeva - 3 godine.
Kompjuterska tomografija trbušne šupljine i karlice, kao i cijelog tijela - 3 godine.
Mamografija - 3 mjeseca.
Radiografija ekstremiteta je praktično bezopasna.
Što se tiče rendgenskih zraka zuba, doza zračenja je minimalna, budući da je pacijent izložen uskom snopu rendgenskih zraka s kratkim trajanjem zračenja.

Ove doze zračenja zadovoljavaju prihvatljive standarde, ali ako pacijent osjeća anksioznost prije rendgenskog snimanja, ima pravo zatražiti posebnu zaštitnu pregaču.

Izlaganje rendgenskim zracima trudnica

Svaka osoba mora se više puta podvrgnuti rendgenskom pregledu. Ali postoji pravilo - ova dijagnostička metoda ne može se prepisivati trudnicama. Embrion u razvoju je izuzetno ranjiv. X-zrake mogu uzrokovati hromozomske abnormalnosti i, kao rezultat, rađanje djece s malformacijama. Najranjivija u tom pogledu je gestacijska dob do 16 sedmica. Štaviše, najopasniji za buduću bebu je rendgenski snimak kičme, karlice i trbušne regije.

Znajući za štetan uticaj rendgenskih zraka na trudnoću, lekari izbegavaju da ga koriste na sve moguće načine tokom ovog ključnog perioda u životu žene.

Međutim, postoje sporedni izvori rendgenskih zraka:

elektronski mikroskopi;
TV kineskopi u boji itd.

Buduće majke treba da budu svjesne opasnosti koju predstavljaju.

Za dojilje radiodijagnostika nije opasna.

Šta učiniti nakon rendgenskog snimka

Da biste izbjegli čak i minimalne efekte izlaganja rendgenskim zracima, možete poduzeti nekoliko jednostavnih koraka:

nakon rendgenskog snimanja, popijte čašu mlijeka - uklanja male doze zračenja;
vrlo zgodno uzeti čašu suhog vina ili soka od grožđa;
neko vrijeme nakon zahvata korisno je povećati udio hrane s visokim sadržajem joda (morski plodovi).

Ali, nisu potrebne nikakve medicinske procedure ili posebne mjere za uklanjanje zračenja nakon rendgenskog snimanja!

Uprkos nesumnjivo ozbiljnim posljedicama izlaganja rendgenskim zracima, ne treba precijeniti njihovu opasnost kada ljekarski pregledi- izvode se samo na određenim dijelovima tijela i to vrlo brzo. Njihova korist mnogostruko premašuje rizik od ovog postupka za ljudski organizam.

Radiologija je grana radiologije koja proučava efekte rendgenskog zračenja na organizam životinja i ljudi koji nastaju zbog ove bolesti, njihovo liječenje i prevenciju, kao i metode za dijagnosticiranje različitih patologija pomoću rendgenskih zraka (rentgenska dijagnostika) . Tipičan rendgenski dijagnostički aparat uključuje napajanje (transformatore), visokonaponski ispravljač koji pretvara naizmjenična struja mreže u trajnu, kontrolnu ploču, stativ i rendgensku cijev.

X-zrake su vrsta elektromagnetnih oscilacija koje nastaju u rendgenskoj cijevi prilikom naglog usporavanja ubrzanih elektrona u trenutku njihovog sudara s atomima anodne tvari. Trenutno je općeprihvaćeno gledište da rendgenski zraci u svojoj fizičke prirode su jedna od vrsta energije zračenja, čiji spektar uključuje i radio talase, infracrvene zrake, vidljivu svetlost, ultraljubičaste zrake i gama zrake radioaktivnih elemenata. rendgensko zračenje može se okarakterisati kao skup njegovih najmanjih čestica – kvanta ili fotona.

Rice. 1 - mobilni rendgen aparat:

A - rendgenska cijev;
B - napajanje;
B - podesivi stativ.

Rice. 2 - Kontrolna tabla rendgenskog aparata (mehanička - lijevo i elektronska - desno):

A - panel za podešavanje ekspozicije i tvrdoće;
B - dugme za napajanje visokog napona.

Rice. 3 je blok dijagram tipičnog rendgenskog aparata

1 - mreža;
2 - autotransformator;
3 - pojačani transformator;
4 - rendgenska cijev;
5 - anoda;
6 - katoda;
7 - opadajući transformator.

Mehanizam proizvodnje rendgenskih zraka

X-zrake nastaju u trenutku sudara struje ubrzanih elektrona sa materijalom anode. Kada elektroni stupe u interakciju sa metom, 99% njih kinetička energija pretvara u toplotnu energiju i samo 1% - u rendgenskim snimcima.

Rendgenska cijev se sastoji od staklene posude u kojoj su zalemljene 2 elektrode: katoda i anoda. Vazduh se ispumpava iz staklenog cilindra: kretanje elektrona od katode do anode moguće je samo u uslovima relativnog vakuuma (10 -7 -10 -8 mm Hg). Na katodi se nalazi filament, koji je čvrsto uvijena volframova nit. Prilikom prijave električna struja Emisija elektrona se javlja na filamentu, u kojem se elektroni odvajaju od spirale i formiraju elektronski oblak u blizini katode. Ovaj oblak je koncentrisan na čašici za fokusiranje katode, koja postavlja smjer kretanja elektrona. Čaša - mala depresija na katodi. Anoda, zauzvrat, sadrži volframovu metalnu ploču na koju su fokusirani elektroni - ovo je mjesto formiranja rendgenskih zraka.

Rice. 4 - Uređaj s rendgenskom cijevi:

A - katoda;
B - anoda;
B - volframova nit;
G - šolja za fokusiranje katode;
D - tok ubrzanih elektrona;
E - volfram meta;
G - staklena boca;
Z - prozor od berilija;
I - formirani rendgenski zraci;
K - aluminijumski filter.

Na elektronsku cijev su spojena 2 transformatora: niži i pojačani. Step-down transformator zagrijava volframovu nit niskim naponom (5-15 volti), što rezultira emisijom elektrona. Pojačavajući ili visokonaponski transformator ide direktno na katodu i anodu, koje se napajaju naponom od 20-140 kilovolti. Oba transformatora su smeštena u visokonaponski blok rendgen aparata koji je napunjen transformatorskim uljem, koje obezbeđuje hlađenje transformatora i njihovu pouzdanu izolaciju.

Nakon formiranja oblaka elektrona uz pomoć step-down transformatora, pojačani transformator se uključuje, a visokonaponski napon se primjenjuje na oba pola električnog kola: pozitivan impuls na anodu, a negativan puls na katodu. Negativno nabijeni elektroni odbijaju se od negativno nabijene katode i teže pozitivno nabijenoj anodi - zbog takve potencijalne razlike postiže se velika brzina kretanja - 100 tisuća km / s. Pri ovoj brzini, elektroni bombardiraju volframovu anodnu ploču, dovršavajući električni krug, što rezultira rendgenskim zracima i toplinskom energijom.

Rendgensko zračenje se dijeli na kočno i karakteristično. Do kočnog zračenja dolazi zbog naglog usporavanja brzine elektrona koje emituje volframova nit. Karakteristično zračenje nastaje u trenutku preuređenja elektronskih omotača atoma. Oba ova tipa nastaju u rendgenskoj cijevi u trenutku sudara ubrzanih elektrona s atomima anodnog materijala. Emisioni spektar rendgenske cijevi je superpozicija kočnog zraka i karakterističnih rendgenskih zraka.

Rice. 5 - princip formiranja kočnog rendgenskog zraka.
Rice. 6 - princip formiranja karakterističnog rendgenskog zračenja.

Osnovna svojstva rendgenskih zraka

Rendgenski zraci su nevidljivi za vizuelnu percepciju.
Rentgensko zračenje ima veliku prodornu moć kroz organe i tkiva živog organizma, kao i guste strukture nežive prirode, koje ne propuštaju zrake vidljive svjetlosti.
X-zrake uzrokuju sjaj određenih hemijskih jedinjenja, što se naziva fluorescencija.

Cink i kadmijum sulfidi fluoresciraju žuto-zeleno,
Kristali kalcijum volframata - ljubičasto-plavi.

Rendgenski zraci imaju fotohemijski efekat: razlažu jedinjenja srebra halogenima i uzrokuju zacrnjenje fotografskih slojeva, formirajući sliku na rendgenskom snimku.

X-zrake prenose svoju energiju na atome i molekule okruženje kroz koje prolaze, pokazujući jonizujući efekat.

Rentgensko zračenje ima izražen biološki učinak u ozračenim organima i tkivima: u malim dozama stimulira metabolizam, u velikim dozama može dovesti do razvoja radijacijskih ozljeda, kao i akutne radijacijske bolesti. biološka svojstva omogućava korištenje rendgenskih zraka za liječenje tumora i nekih netumorskih bolesti.

Skala elektromagnetnih oscilacija

X-zrake imaju određene dužine talasa i frekvencije vibracija. Talasna dužina (λ) i frekvencija oscilacija (ν) povezane su odnosom: λ ν = c, gdje je c brzina svjetlosti, zaokružena na 300.000 km u sekundi. Energija rendgenskih zraka određena je formulom E = h ν, gdje je h Plankova konstanta, univerzalna konstanta jednaka 6,626 10 -34 J⋅s. Talasna dužina zraka (λ) povezana je sa njihovom energijom (E) relacijom: λ = 12,4 / E.

Rentgensko zračenje se razlikuje od drugih vrsta elektromagnetnih oscilacija po talasnoj dužini (vidi tabelu) i kvantnoj energiji. Što je talasna dužina kraća, veća je njena frekvencija, energija i moć prodiranja. Talasna dužina X-zraka je u opsegu

. Promjenom talasne dužine rendgenskog zračenja moguće je kontrolisati njegovu prodornu moć. X-zrake imaju vrlo kratku talasnu dužinu, ali visoku frekvenciju oscilovanja, pa su nevidljive ljudskom oku. Zbog svoje ogromne energije, kvanti imaju veliku prodornu moć, što je jedno od glavnih svojstava koja osiguravaju upotrebu rendgenskih zraka u medicini i drugim naukama.

rendgenske karakteristike

Intenzitet - kvantitativna karakteristika rendgensko zračenje, koje se izražava brojem zraka koje emituje cijev u jedinici vremena. Intenzitet rendgenskih zraka mjeri se u miliamperima. Upoređujući ga sa intenzitetom vidljive svjetlosti iz konvencionalne žarulje sa žarnom niti, možemo povući analogiju: na primjer, lampa od 20 W sija jednim intenzitetom ili snagom, a lampa od 200 W svijetli drugim, dok kvalitet same svjetlosti (njenog spektra) je isti. Intenzitet rendgenskog zračenja je, u stvari, njegova količina. Svaki elektron stvara jedan ili više kvanta zračenja na anodi, stoga se broj rendgenskih zraka tokom ekspozicije objekta regulira promjenom broja elektrona koji teže anodi i broja interakcija elektrona s atomima volframove mete. , što se može uraditi na dva načina:

Promjenom stepena usijanja katodne spirale pomoću opadajućeg transformatora (broj elektrona proizvedenih tokom emisije ovisit će o tome koliko je volframova spirala vruća, a broj kvanta zračenja ovisit će o broju elektrona);
Promjenom vrijednosti visokog napona koji pojačani transformator dovodi do polova cijevi – katode i anode (što je veći napon doveden na polove cijevi, to više kinetičke energije primaju elektroni, što , zbog svoje energije, mogu stupiti u interakciju s nekoliko atoma anodne tvari zauzvrat - vidi sl. pirinač. 5; elektroni sa malom energijom moći će da uđu u manji broj interakcija).

Intenzitet X zraka (anodna struja) pomnožen sa ekspozicijom (vrijeme cijevi) odgovara ekspoziciji rendgenskim zracima, koja se mjeri u mAs (miliamperima u sekundi). Ekspozicija je parametar koji, kao i intenzitet, karakterizira količinu zraka koje emituje rendgenska cijev. Jedina razlika je u tome što ekspozicija uzima u obzir i vrijeme rada cijevi (na primjer, ako cijev radi 0,01 s, tada će broj zraka biti jedan, a ako je 0,02 s, tada će broj zraka biti drugačije - još dva puta). Izloženost zračenju postavlja radiolog na kontrolnoj tabli rendgenskog aparata, ovisno o vrsti pregleda, veličini objekta koji se proučava i dijagnostičkom zadatku.

Krutost - karakteristika kvaliteta rendgensko zračenje. Mjeri se visokim naponom na cijevi - u kilovoltima. Određuje prodornu moć rendgenskih zraka. Regulira se visokim naponom koji se na rendgensku cijev dovodi preko transformatora za povećanje. Što je veća razlika potencijala stvorena na elektrodama cijevi, to je veća sila koju elektroni odbijaju od katode i jure prema anodi, a njihov sudar s anodom je jači. Što je njihov sudar jači, to je kraća talasna dužina nastalog rendgenskog zračenja i veća je prodorna moć ovog talasa (odnosno tvrdoća zračenja, koja se, kao i intenzitet, na kontrolnoj tabli reguliše parametrom napona na cijev - kilonapon).

Rice. 7 - Ovisnost talasne dužine o energiji talasa:

λ - talasna dužina;
E - energija talasa

Što je veća kinetička energija elektrona koji se kreću, to je jači njihov uticaj na anodu i kraća je talasna dužina rezultirajućeg rendgenskog zračenja. Rendgensko zračenje duge talasne dužine i male prodorne moći naziva se "meko", a kratko talasne dužine i velike prodorne moći - "tvrdo".

Rice. 8 - Omjer napona na rendgenskoj cijevi i valne dužine rezultirajućeg rendgenskog zračenja:

Što se veći napon primjenjuje na polove cijevi, to se na njima pojavljuje jača razlika potencijala, stoga će kinetička energija elektrona koji se kreću biti veća. Napon na cijevi određuje brzinu elektrona i silu njihovog sudara s materijalom anode, stoga napon određuje valnu dužinu rezultirajućeg rendgenskog zračenja.

Klasifikacija rendgenskih cijevi

Po dogovoru

Diagnostic
Terapeutski
Za strukturnu analizu
Za transiluminaciju

Po dizajnu

Po fokusu

Pojedinačni fokus (jedna spirala na katodi i jedna fokusna tačka na anodi)
Bifokalni (dvije spirale različitih veličina na katodi i dvije žarišne točke na anodi)

Po vrsti anode

Stacionarni (fiksni)
Rotirajuće

X-zrake se koriste ne samo u radiodijagnostičke svrhe, već i u terapeutske svrhe. Kao što je gore navedeno, sposobnost rendgenskog zračenja da suzbije rast tumorskih ćelija omogućava njegovu upotrebu u zračnoj terapiji onkoloških bolesti. Pored medicinskog područja primjene, rendgensko zračenje je našlo široku primjenu u inženjerskom i tehničkom području, nauci o materijalima, kristalografiji, hemiji i biohemiji: na primjer, moguće je identificirati strukturne defekte u različitim proizvodima (šine, zavarivanje itd.) korišćenjem rendgenskog zračenja. Vrsta takvog istraživanja naziva se defektoskopija. A na aerodromima, željezničkim stanicama i drugim mjestima gužve, rendgenski televizijski introskopi se aktivno koriste za skeniranje ručne prtljage i prtljage u svrhu sigurnosti.

Ovisno o vrsti anode, rendgenske cijevi se razlikuju po dizajnu. Zbog činjenice da se 99% kinetičke energije elektrona pretvara u toplinsku energiju, tijekom rada cijevi, anoda se značajno zagrijava - osjetljiva volframova meta često izgara. Anoda se hladi u modernim rendgenskim cijevima rotacijom. Rotirajuća anoda ima oblik diska, koji ravnomjerno raspoređuje toplinu po cijeloj površini, sprječavajući lokalno pregrijavanje volframove mete.

Dizajn rendgenskih cijevi također se razlikuje u fokusu. Fokalna tačka - dio anode na kojem se stvara radni snop rendgenskih zraka. Podijeljen je na stvarnu žarišnu tačku i efektivnu žarišnu tačku ( pirinač. 12). Zbog ugla anode, efektivna žarišna tačka je manja od stvarne. Koriste se različite veličine žarišne tačke ovisno o veličini područja slike. Što je veća površina slike, to žižna tačka mora biti šira da pokrije čitavu oblast slike. Međutim, manja žarišna tačka daje bolju jasnoću slike. Stoga se pri proizvodnji malih slika koristi kratka nit i elektroni se usmjeravaju na malu površinu anodne mete, stvarajući manju žarišnu točku.

Rice. 9 - rendgenska cijev sa stacionarnom anodom.
Rice. 10 - rendgenska cijev sa rotirajućom anodom.
Rice. 11 - Uređaj sa rendgenskom cijevi sa rotirajućom anodom.
Rice. 12 je dijagram formiranja stvarne i efektivne žarišne tačke.