Основни свойства на рентгеновото лъчение. Рентгеново лъчение и неговите свойства
Рентгеновото лъчение от гледна точка на физиката е електромагнитно лъчение, чиято дължина на вълната варира в диапазона от 0,001 до 50 нанометра. Открит е през 1895 г. от немския физик В.К.
По природа тези лъчи са свързани със слънчевата ултравиолетова радиация. Радиовълните са най-дългите в спектъра. Зад тях идва инфрачервена светлина, която очите ни не възприемат, но я усещаме като топлина. Следват лъчите от червено до виолетово. След това - ултравиолетови (A, B и C). И веднага след него са рентгеновите лъчи и гама-лъчението.
Рентгеновите лъчи могат да бъдат получени по два начина: чрез забавяне на заредени частици, преминаващи през вещество, и чрез преход на електрони от по-високи към вътрешни слоеве, когато се освобождава енергия.
За разлика от видимата светлина, тези лъчи са много дълги, така че могат да проникнат през непрозрачни материали, без да се отразяват, пречупват или натрупват в тях.
Bremsstrahlung се получава по-лесно. Заредените частици излъчват електромагнитно излъчване при спиране. Колкото по-голямо е ускорението на тези частици и следователно колкото по-рязко е забавянето, толкова повече рентгеново лъчение се произвежда и дължината на вълните му става по-къса. В повечето случаи на практика те прибягват до производството на лъчи по време на забавянето на електроните в твърдите тела. Това позволява източникът на това лъчение да бъде контролиран без опасност от излагане на радиация, тъй като когато източникът е изключен, рентгеновото лъчение изчезва напълно.
Най-често срещаният източник на такова лъчение е, че излъчваното от него лъчение е нехомогенно. Той съдържа както мека (дълга вълна), така и твърда (късовълнова) радиация. Мекото лъчение се характеризира с факта, че се абсорбира напълно от човешкото тяло, така че такова рентгеново лъчение причинява вреда два пъти повече от твърдото лъчение. Когато е изложена на прекомерно електромагнитно излъчване в човешката тъкан, йонизацията може да причини увреждане на клетките и ДНК.
Тръбата има два електрода - отрицателен катод и положителен анод. Когато катодът се нагрява, електроните се изпаряват от него, след което се ускоряват електрическо поле. Когато се сблъскат с твърдото вещество на анодите, те започват да се забавят, което е придружено от излъчване на електромагнитно излъчване.
Рентгеновото лъчение, чиито свойства се използват широко в медицината, се основава на получаване на изображение в сянка на изследвания обект върху чувствителен екран. Ако диагностицираният орган е осветен с лъч от лъчи, успоредни един на друг, тогава проекцията на сенките от този орган ще се предава без изкривяване (пропорционално). На практика източникът на излъчване е по-близък до точков източник, така че се поставя на разстояние от човека и от екрана.
За да се получи, човек се поставя между рентгеновата тръба и екран или филм, който действа като приемник на радиация. В резултат на облъчването костите и другите плътни тъкани се появяват в изображението като очевидни сенки, появяващи се в по-контрастен вид на фона на по-малко изразителни области, които предават тъкани с по-малко абсорбция. На рентгенови лъчи човекът става „прозрачен“.
Тъй като рентгеновите лъчи се разпространяват, те могат да бъдат разпръснати и абсорбирани. Лъчите могат да изминат стотици метри във въздуха, преди да бъдат погълнати. В плътната материя те се усвояват много по-бързо. Човешките биологични тъкани са хетерогенни, така че тяхната абсорбция на лъчи зависи от плътността на органната тъкан. поглъща лъчите по-бързо от меки тъкани, тъй като съдържа вещества с големи атомни номера. Фотоните (отделни частици лъчи) се абсорбират от различни тъкани на човешкото тяло по различни начини, което прави възможно получаването на контрастно изображение с помощта на рентгенови лъчи.
ЛЕКЦИЯ
РЕНТГЕНОВ
Същност на рентгеновите лъчи
Спирачно рентгеново лъчение, неговите спектрални свойства.
Характеристика на рентгеновото излъчване (за справка).
Взаимодействие на рентгеновото лъчение с веществото.
Физически основи на използването на рентгеново лъчение в медицината.
Рентгеновите лъчи (X - лъчи) са открити от К. Рентген, който през 1895 г. става първият Нобелов лауреат по физика.
Същност на рентгеновите лъчи
Рентгеново лъчение – електромагнитни вълни с дължина от 80 до 10–5 nm. Дълговълновото рентгеново лъчение се припокрива с късовълново UV лъчение, а късовълновото рентгеново лъчение се припокрива с дълговълново лъчение.
Рентгеновите лъчи се произвеждат в рентгенови тръби. Фиг. 1.
К – катод
1 – електронен лъч
2 – рентгеново лъчение
Ориз. 1. Устройство за рентгенова тръба.
Тръбата е стъклена колба (с възможно висок вакуум: налягането в нея е около 10–6 mm Hg) с два електрода: анод А и катод К, към които се прилага високо напрежение U (няколко хиляди волта). Катодът е източник на електрони (поради явлението термоелектронна емисия). Анодът е метален прът, който има наклонена повърхност, за да насочи полученото рентгеново лъчение под ъгъл спрямо оста на тръбата. Изработен е от силно топлопроводим материал за разсейване на топлината, генерирана от електронно бомбардиране. В скосения край има плоча от огнеупорен метал (например волфрам).
Силното нагряване на анода се дължи на факта, че по-голямата част от електроните в катодния лъч, достигайки до анода, изпитват многобройни сблъсъци с атоми на веществото и им предават голяма енергия.
Под въздействието на високо напрежение, електроните, излъчени от нишката на горещия катод, се ускоряват до високи енергии. Кинетичната енергия на електрона е mv 2 /2. Тя е равна на енергията, която придобива при движение в електростатичното поле на тръбата:
mv 2 /2 = eU (1)
където m, e са масата и зарядът на електрона, U е ускоряващото напрежение.
Процесите, водещи до появата на спирачно рентгеново лъчение, се дължат на интензивно забавяне на електроните в анодното вещество от електростатичното поле на атомното ядро и атомните електрони.
Механизмът на възникване може да бъде представен по следния начин. Движещите се електрони са определен ток, който образува собствено магнитно поле. Забавянето на електроните е намаляване на силата на тока и съответно промяна в индукцията на магнитното поле, което ще доведе до появата на променливо електрическо поле, т.е. появата на електромагнитна вълна.
Така, когато заредена частица лети в материята, тя се забавя, губи своята енергия и скорост и излъчва електромагнитни вълни.
Спектрални свойства на рентгеновите спирачни лъчи .
Така че, в случай на забавяне на електрони в анодното вещество, Спирачно рентгеново лъчение.
Спектърът на спирачните рентгенови лъчи е непрекъснат. Причината за това е следната.
Когато електроните се забавят, част от енергията отива за нагряване на анода (E 1 = Q), другата част за създаване на рентгенов фотон (E 2 = hv), в противен случай eU = hv + Q. Връзката между тези части е случаен.
По този начин се образува непрекъснат спектър на спирачно рентгеново лъчение поради забавянето на много електрони, всеки от които излъчва един рентгенов квант hv (h) със строго определена стойност. Големината на този квант различни за различните електрони.Зависимостта на рентгеновия енергиен поток от дължината на вълната , т.е. Рентгеновият спектър е показан на фиг. 2.
Фиг.2. Спектър на спирачното рентгеново лъчение: а) при различни напрежения U в тръбата; б) при различни температури Т на катода.
Късовълновата (твърда) радиация има по-голяма проникваща способност от дълговълновата (мека) радиация. Меката радиация се абсорбира по-силно от материята.
От външната страна къси дължинивълни, спектърът свършва рязко при определена дължина на вълната m i n . Такова късовълново спирачно излъчване възниква, когато енергията, придобита от електрон в ускоряващото поле, се преобразува напълно в енергия на фотон (Q = 0):
eU = hv max = hc/ min , min = hc/(eU), (2)
min (nm) = 1,23/UkV
Спектралния състав на лъчението зависи от напрежението на рентгеновата тръба; с увеличаване на напрежението стойността m i n се измества към късите дължини на вълната (фиг. 2а).
Когато температурата T на катода се промени, излъчването на електрони се увеличава. Следователно токът I в тръбата се увеличава, но спектралният състав на лъчението не се променя (фиг. 2b).
Енергийният поток Ф спирачно лъчение е право пропорционален на квадрата на напрежението U между анода и катода, силата на тока I в тръбата и атомния номер Z на анодното вещество:
Ф = kZU 2 I. (3)
където k = 10 –9 W/(V 2 A).
Характеристика на рентгеновото излъчване (за справка).
Увеличаването на напрежението на рентгеновата тръба води до появата на линеен спектър на фона на непрекъснат спектър, който съответства на характерното рентгеново лъчение. Това излъчване е специфично за материала на анода.
Механизмът на възникването му е следният. При високо напрежение ускорените електрони (с висока енергия) проникват дълбоко в атома и избиват електрони от вътрешните му слоеве. На свободни местаелектроните се движат от горните нива, което води до излъчване на фотони с характерно лъчение.
Спектрите на характеристичното рентгеново лъчение се различават от оптичните спектри.
- Еднообразие.
Еднаквостта на характерните спектри се дължи на факта, че вътрешните електронни слоеве на различните атоми са идентични и се различават само енергийно поради силовото действие от ядрата, което се увеличава с увеличаване на атомния номер на елемента. Следователно, характерните спектри се изместват към по-високи честоти с увеличаване на ядрения заряд. Това беше експериментално потвърдено от служител на Roentgen - Моузли, който измерва честотите на рентгеновите преходи за 33 елемента. Те установиха закона.
ЗАКОН НА МОСЛИ – Корен квадратен от характерната честота на излъчване е линейна функция на серийния номер на елемента:
= A (Z – B), (4)
където v е честотата на спектралната линия, Z е атомният номер на излъчващия елемент. A, B са константи.
Значението на закона на Моузли се състои в това, че от тази зависимост е възможно да се определи точно атомният номер на изследвания елемент въз основа на измерената честота на рентгеновата линия. Това изигра голяма роля в разположението на елементите в периодичната таблица.
Независимост от химическо съединение.
Характерните рентгенови спектри на атома не зависят от химичното съединение, в което е включен атомът на елемента. Например, рентгеновият спектър на кислородния атом е еднакъв за O 2, H 2 O, докато оптичните спектри на тези съединения са различни. Тази характеристика на рентгеновия спектър на атома послужи като основа за името " характеристично излъчване".
Взаимодействие на рентгеновите лъчи с веществото
Въздействието на рентгеновото лъчение върху обектите се определя от първичните процеси на взаимодействие на рентгеновите лъчи фотон с електрониатоми и молекули на материята.
Рентгеново лъчение в материята усвоениили разсейва се. В този случай могат да възникнат различни процеси, които се определят от съотношението на енергията на рентгеновия фотон hv и йонизационната енергия A и (йонизационната енергия A и е енергията, необходима за отстраняване на вътрешни електрони извън атома или молекулата) .
а) Кохерентно разсейване(разсейване на дълговълнова радиация) възниква, когато съотношението е изпълнено
За фотоните, поради взаимодействие с електрони, се променя само посоката на движение (фиг. 3а), но енергията hv и дължината на вълната не се променят (затова това разсейване се нарича съгласуван). Тъй като енергията на фотона и атома не се променя, кохерентното разсейване не засяга биологичните обекти, но при създаване на защита срещу рентгеново лъчение трябва да се вземе предвид възможността за промяна на първичната посока на лъча.
б) Фото ефектсе случва, когато
В този случай могат да се реализират два случая.
Фотонът се абсорбира, електронът се отделя от атома (фиг. 3б). Настъпва йонизация. Откъснатият електрон придобива кинетична енергия: E к = hv – A и. Ако кинетичната енергия е висока, тогава електронът може да йонизира съседни атоми чрез сблъсък, образувайки нови вториелектрони.
Фотонът се абсорбира, но енергията му не е достатъчна, за да отстрани електрон и възбуждане на атом или молекула(фиг. 3c). Това често води до последващо излъчване на фотон във видимата област (рентгенова луминесценция), а в тъканите до активиране на молекули и фотохимични реакции. Фотоелектричният ефект възниква главно върху електроните на вътрешните обвивки на атомите с високо Z.
V) Некохерентно разсейване(Compton effect, 1922) възниква, когато енергията на фотона е много по-голяма от енергията на йонизация
В този случай електронът се отделя от атома (такива електрони се наричат електрони на отката), придобива известна кинетична енергия E k, енергията на самия фотон намалява (фиг. 4d):
hv = hv" + A и + E k (5)
Така генерираното лъчение с променена честота (дължина) се нарича втори, разпръсква се във всички посоки.
Електроните на отката, ако имат достатъчна кинетична енергия, могат да йонизират съседни атоми чрез сблъсък. Така в резултат на некохерентно разсейване се образува вторично разсеяно рентгеново лъчение и се получава йонизация на атомите на веществото.
Посочените (a, b, c) процеси могат да предизвикат редица последващи такива. Например (фиг. 3d), Ако по време на фотоелектричния ефект електроните на вътрешните обвивки се отделят от атома, тогава електроните с повече високи нива, което е придружено от вторично характерно рентгеново излъчване на това вещество. Фотоните на вторичното излъчване, взаимодействащи с електроните на съседните атоми, могат от своя страна да причинят вторични явления.
кохерентно разсейване
ъъъ 
енергията и дължината на вълната остават непроменени
фотоефект
фотонът се абсорбира, e – се отделя от атома – йонизация
hv = A и + E k
атом А възбужда се при поглъщане на фотон, R – рентгенова луминесценция
некохерентно разсейване
hv = hv"+A и +E към
вторични процеси във фотоелектричния ефект
Ориз. 3 Механизми на взаимодействие на рентгеновото лъчение с веществото
Физически основи на използването на рентгеновите лъчи в медицината
Когато рентгеновото лъчение попадне върху тялото, то леко се отразява от повърхността му, но основно преминава дълбоко в него, докато частично се абсорбира и разсейва и частично преминава.
Закон за отслабване.
Рентгеновият поток се отслабва в вещество съгласно закона:
Ф = Ф 0 e – x (6)
където – линеен коефициент на затихване,което значително зависи от плътността на веществото. То е равно на сумата от три члена, съответстващи на кохерентно разсейване 1, некохерентно 2 и фотоелектричен ефект 3:
= 1 + 2 + 3 . (7)
Приносът на всеки член се определя от енергията на фотона. По-долу са показани връзките между тези процеси за меките тъкани (вода).
|
Енергия, keV |
Фото ефект |
Комптън ефект |
Наслади се коефициент на затихване на масата,което не зависи от плътността на веществото :
m = /. (8)
Коефициентът на затихване на масата зависи от енергията на фотона и от атомния номер на абсорбиращата субстанция:
m = k 3 Z 3 . (9)
Коефициентите на отслабване на масата на костите и меките тъкани (вода) са различни: m кост / m вода = 68.
Ако на пътя на рентгеновите лъчи се постави нехомогенно тяло и пред него се постави флуоресцентен екран, то това тяло, поглъщайки и отслабвайки излъчването, образува сянка върху екрана. По естеството на тази сянка може да се прецени формата, плътността, структурата и в много случаи природата на телата. Тези. Значителната разлика в абсорбцията на рентгеново лъчение от различни тъкани позволява да се види изображение на вътрешните органи в проекция на сянка.
Ако изследваният орган и околните тъкани еднакво отслабват рентгеновото лъчение, тогава се използват контрастни вещества. Например, след като напълните стомаха и червата с подобна на каша маса от бариев сулфат (BaS0 4), можете да видите тяхното изображение в сянка (съотношението на коефициентите на затихване е 354).
Използване в медицината.
В медицината се използват рентгенови лъчи с енергии на фотони от 60 до 100-120 keV за диагностика и 150-200 keV за терапия.
рентгенова диагностика – разпознаване на заболявания с помощта на рентгеново изследване на тялото.
Рентгеновата диагностика се използва по различни начини, които са дадени по-долу.
С флуороскопияРентгеновата тръба е разположена зад пациента. Пред него има флуоресцентен екран. На екрана се наблюдава сянка (положително) изображение. Във всеки отделен случай се избира подходяща радиационна твърдост, така че да преминава през меките тъкани, но да се абсорбира достатъчно от плътните. В противен случай ще получите равномерна сянка. На екрана сърцето и ребрата са видими тъмни, белите дробове светли.
С радиографияобектът се поставя върху касета, съдържаща филм със специална фотографска емулсия. Рентгеновата тръба е разположена над обекта. Получената рентгенография дава негативен образ, т.е. обратното за разлика от картината, наблюдавана по време на трансилюминация. При този метод изображението е по-ясно, отколкото в (1), така че се наблюдават детайли, които трудно се виждат чрез предаване.
Обещаващ вариант този методе рентген томографияи “машинна версия” – компютър томография.
3. С флуорография,Изображението от големия екран се заснема върху чувствителен филм с малък формат. При разглеждане снимките се разглеждат с помощта на специална лупа.
Рентгенова терапия– използването на рентгенови лъчи за унищожаване на злокачествени тумори.
Биологичният ефект на радиацията е нарушаване на жизнените функции, особено на бързо размножаващите се клетки.
КОМПЮТЪРНА ТОМОГРАФИЯ (CT)
Методът на рентгеновата компютърна томография се основава на възстановяване на изображението на определен участък от тялото на пациента чрез записване на голям брой рентгенови проекции на този участък, направени под различни ъгли. Информацията от сензорите, които записват тези проекции, влиза в компютър, който с помощта на специална програма изчисляваразпространение стегнатиразмер на извадкатав изследваната секция и я показва на екрана на дисплея. Полученото по този начин напречно сечение на тялото на пациента се характеризира с отлична яснота и висока информативност. Програмата позволява, ако е необходимо, нараства контраст на изображението V десетки и дори стотици пъти. Това разширява диагностичните възможности на метода.
Видеооператори (уреди с цифрова обработка на рентгенови изображения) в съвременната стоматология.
В денталната медицина рентгеновото изследване е основен диагностичен метод. Редица традиционни организационни и технически характеристики на рентгеновата диагностика обаче я правят не съвсем удобна както за пациента, така и за денталните клиники. Това е, на първо място, необходимостта от контакт на пациента с йонизиращо лъчение, което често създава значително радиационно натоварване на тялото, това е и необходимостта от фотопроцес и следователно необходимостта от фотореагенти, включително токсични. Това най-накрая е обемист архив, тежки папки и пликове с рентгенови филми.
В допълнение, сегашното ниво на развитие на денталната медицина прави субективната оценка на рентгенографията от човешкото око недостатъчна. Както се оказа, от разнообразието от нюанси сив тонсъдържащи се в рентгеново изображение, окото възприема само 64.
Очевидно е, че за да се получи ясен и детайлен образ на твърдите тъкани на зъбно-лицевата система с минимално облъчване, са необходими други решения. Търсенето доведе до създаването на така наречените радиографски системи, видеографи - дигитални радиографски системи.
Без технически подробности, принципът на работа на такива системи е следният. Рентгеновото лъчение преминава през обекта не към фоточувствителен филм, а към специален интраорален сензор (специална електронна матрица). Съответният сигнал от матрицата се предава на цифровизиращо устройство (аналогово-цифров преобразувател, ADC), свързано към компютъра, което го преобразува в цифрова форма. Специален софтуер създава рентгеново изображение на екрана на компютъра и ви позволява да го обработите, да го запишете на твърд или гъвкав носител за съхранение (твърд диск, дискети) и да го отпечатате като файл като картина.
В цифрова система рентгеновото изображение е съвкупност от точки с различни цифрови стойности на сивото. Оптимизирането на информационния дисплей, осигурено от програмата, позволява да се получи рамка с оптимална яркост и контраст при относително ниска доза радиация.
В съвременните системи, създадени например от Trophy (Франция) или Schick (САЩ), се използват 4096 нюанса на сивото при формиране на рамка, времето на експозиция зависи от обекта на изследване и средно е стотни - десети от второ, намаляване на излагането на радиация по отношение на филма – до 90% за интраорални системи, до 70% за панорамни видеооператори.
Когато обработват изображения, видеооператорите могат:
Получавайте позитивни и негативни изображения, псевдоцветни изображения и релефни изображения.
Увеличете контраста и увеличете зоната на интерес в изображението.
Оценявайте промените в плътността на зъбните тъкани и костните структури, наблюдавайте равномерността на запълването на канала.
В ендодонтията определете дължината на канала с всякаква кривина, а в хирургията изберете размера на импланта с точност до 0,1 mm.
Уникалната система за откриване на кариес с елементи на изкуствен интелект при анализиране на изображение ви позволява да откриете кариес в стадия на място, кариес на корена и скрит кариес.
“Ф” във формула (3) се отнася за целия диапазон на излъчваните дължини на вълните и често се нарича “Интегрален енергиен поток”.
Рентгеновото лъчение (синоним рентгенови лъчи) е с широк диапазон от дължини на вълните (от 8·10 -6 до 10 -12 cm). Рентгеновото лъчение възниква, когато заредени частици, най-често електрони, се забавят в електрическото поле на атомите на веществото. Образуваните при това кванти имат различни енергии и образуват непрекъснат спектър. Максималната енергия на квантите в такъв спектър е равна на енергията на падащите електрони. В (cm) максималната енергия на рентгеновите кванти, изразена в килоелектрон-волта, е числено равна на големината на напрежението, приложено към тръбата, изразено в киловолта. Когато рентгеновите лъчи преминават през вещество, те взаимодействат с електроните на неговите атоми. За рентгенови кванти с енергия до 100 keV най-много характерен външен видвзаимодействието е фотоелектричният ефект. В резултат на такова взаимодействие енергията на кванта се изразходва напълно за изтръгване на електрона от атомната обвивка и придаване на кинетична енергия към него. С увеличаването на енергията на рентгеновия квант вероятността от фотоелектричния ефект намалява и процесът на разсейване на кванти от свободни електрони - така нареченият ефект на Комптън - става преобладаващ. В резултат на такова взаимодействие също се образува вторичен електрон и освен това се излъчва квант с енергия, по-ниска от енергията на първичния квант. Ако енергията на рентгеновия квант надвишава един мегаелектрон-волт, може да възникне така нареченият ефект на сдвояване, при който се образуват електрон и позитрон (виж). Следователно, когато преминава през вещество, енергията на рентгеновото лъчение намалява, т.е. неговият интензитет намалява. Тъй като поглъщането на нискоенергийни кванти става с по-голяма вероятност, рентгеновото лъчение се обогатява с по-високоенергийни кванти. Това свойство на рентгеновото лъчение се използва за увеличаване на средната енергия на квантите, т.е. за увеличаване на неговата твърдост. Увеличаването на твърдостта на рентгеновото лъчение се постига с помощта на специални филтри (виж). Рентгеновото лъчение се използва за рентгенова диагностика (виж) и (виж). Вижте също Йонизиращо лъчение.
Рентгеновото лъчение (синоним: рентгенови лъчи, рентгенови лъчи) е квантово електромагнитно лъчение с дължина на вълната от 250 до 0,025 A (или енергийни кванти от 5·10 -2 до 5·10 2 keV). През 1895 г. е открит от В.К. Спектралната област на електромагнитното лъчение, съседна на рентгеновото лъчение, чиито енергийни кванти надвишават 500 keV, се нарича гама лъчение (виж); радиация, чиито енергийни кванти са под 0,05 kev, представлява ултравиолетова радиация (виж).
По този начин, представлявайки сравнително малка част от обширния спектър на електромагнитно излъчване, което включва както радиовълни, така и видима светлина, рентгеновото лъчение, както всяко електромагнитно лъчение, се разпространява със скоростта на светлината (във вакуум от около 300 хил. km/ sec) и се характеризира с дължина на вълната λ (разстоянието, през което радиацията преминава за един период на трептене). Рентгеновото лъчение има и редица други вълнови свойства (пречупване, интерференция, дифракция), но те са много по-трудни за наблюдение от лъчение с по-голяма дължина на вълната: видима светлина, радиовълни.
Рентгенови спектри: a1 - непрекъснат спирачен спектър при 310 kV; a - непрекъснат спирачен спектър при 250 kV, a1 - спектър, филтриран с 1 mm Cu, a2 - спектър, филтриран с 2 mm Cu, b - K-серия волфрамови линии.
За генериране на рентгеново лъчение се използват рентгенови тръби (виж), в които радиацията възниква, когато бързите електрони взаимодействат с атомите на анодното вещество. Има два вида рентгеново лъчение: спирачно и характеристично. Рентгеновите лъчи на Bremsstrahlung имат непрекъснат спектър, подобен на обикновената бяла светлина. Разпределението на интензитета в зависимост от дължината на вълната (фиг.) е представено чрез крива с максимум; към дългите вълни кривата пада плоско, а към късите вълни пада стръмно и завършва при определена дължина на вълната (λ0), наречена късовълнова граница на непрекъснатия спектър. Стойността на λ0 е обратно пропорционална на напрежението на тръбата. Спирачното лъчение възниква, когато бързите електрони взаимодействат с атомните ядра. Интензитетът на спирачното лъчение е право пропорционален на силата на анодния ток, квадрата на напрежението в тръбата и атомния номер (Z) на анодното вещество.
Ако енергията на електроните, ускорени в рентгеновата тръба, надвиши стойността, критична за анодното вещество (тази енергия се определя от напрежението Vcr, критично за това вещество върху тръбата), тогава възниква характерно излъчване. Характерният спектър е начертан; неговите спектрални линии образуват серии, обозначени с буквите K, L, M, N.
Серията K е с най-къса дължина на вълната, серията L е с по-голяма дължина на вълната, сериите M и N се наблюдават само в тежки елементи (Vcr на волфрам за K-серия е 69,3 kV, за L-серия - 12,1 kV). Характеристичното излъчване възниква, както следва. Бързите електрони избиват атомните електрони от вътрешните им обвивки. Атомът се възбужда и след това се връща в основно състояние. В този случай електроните от външните, по-слабо свързани обвивки запълват пространствата, освободени във вътрешните обвивки, и се излъчват фотони с характерно излъчване с енергия, равна на разликата между енергиите на атома във възбудено и основно състояние. Тази разлика (и следователно енергията на фотона) има определена стойност, характерна за всеки елемент. Това явление е в основата на рентгеноспектралния анализ на елементите. Фигурата показва линейния спектър на волфрам на фона на непрекъснат спектър на спирачно лъчение.
Енергията на електроните, ускорени в рентгеновата тръба, се преобразува почти изцяло в топлинна енергия (анодът става много горещ), само малка част (около 1% при напрежение близо до 100 kV) се преобразува в енергия на спирачното лъчение.
Използването на рентгеновите лъчи в медицината се основава на законите за поглъщане на рентгеновите лъчи от материята. Поглъщането на рентгеновото лъчение е напълно независимо от оптичните свойства на абсорбиращата субстанция. Безцветното и прозрачно оловно стъкло, използвано за защита на персонала в рентгеновите стаи, почти напълно абсорбира рентгеновите лъчи. Обратно, лист хартия, който не е прозрачен за светлина, не отслабва рентгеновите лъчи.
Интензитетът на хомогенен (т.е. с определена дължина на вълната) рентгенов лъч, преминаващ през абсорбиращ слой, намалява според експоненциалния закон (e-x), където e е основата на естествените логаритми (2.718), а показателят x е равен на произведението на масовия коефициент на затихване (μ /p) cm 2 /g за дебелина на абсорбера в g/cm 2 (тук p е плътността на веществото в g/cm 3). Отслабването на рентгеновото лъчение се дължи както на разсейване, така и на поглъщане. Съответно коефициентът на масово затихване е сумата от коефициентите на масово поглъщане и разсейване. Коефициентът на масово поглъщане нараства рязко с увеличаване на атомния номер (Z) на абсорбера (пропорционално на Z3 или Z5) и с увеличаване на дължината на вълната (пропорционално на λ3). Тази зависимост от дължината на вълната се наблюдава в ивиците на поглъщане, на границите на които коефициентът показва скокове.
Коефициентът на масово разсейване се увеличава с увеличаване на атомния номер на веществото. При λ≥0,3Å коефициентът на разсейване не зависи от дължината на вълната, при λ<0,ЗÅ он уменьшается с уменьшением λ.
Намаляването на коефициентите на абсорбция и разсейване с намаляване на дължината на вълната води до увеличаване на проникващата способност на рентгеновото лъчение. Коефициентът на масова абсорбция за костите [поемането се дължи главно на Ca 3 (PO 4) 2 ] е почти 70 пъти по-голям, отколкото за меките тъкани, където поглъщането се дължи главно на вода. Това обяснява защо сянката на костите се откроява толкова рязко на фона на меките тъкани на рентгенографиите.
Разпространението на неравномерен рентгенов лъч през всяка среда, заедно с намаляване на интензитета, е придружено от промяна в спектралния състав и промяна в качеството на излъчването: дълговълновата част от спектъра е абсорбирано в по-голяма степен от късовълновата част, излъчването става по-равномерно. Филтрирането на дълговълновата част от спектъра позволява по време на рентгенова терапия на лезии, разположени дълбоко в човешкото тяло, да се подобри съотношението между дълбоките и повърхностните дози (вижте рентгеновите филтри). За да се характеризира качеството на нехомогенен лъч рентгенови лъчи, се използва концепцията за „слой с половин затихване (L)“ - слой от вещество, който отслабва радиацията наполовина. Дебелината на този слой зависи от напрежението на тръбата, дебелината и материала на филтъра. За измерване на слоеве на полузатихване се използват целофан (до 12 keV енергия), алуминий (20-100 keV), мед (60-300 keV), олово и мед (>300 keV). За рентгенови лъчи, генерирани при напрежения от 80-120 kV, 1 mm мед е еквивалентен по капацитет на филтриране на 26 mm алуминий, 1 mm олово е еквивалентен на 50,9 mm алуминий.
Поглъщането и разсейването на рентгеновото лъчение се дължи на неговите корпускулярни свойства; Рентгеновото лъчение взаимодейства с атомите като поток от корпускули (частици) - фотони, всеки от които има определена енергия (обратно пропорционална на дължината на вълната на рентгеновото лъчение). Енергийният диапазон на рентгеновите фотони е 0,05-500 keV.
Абсорбцията на рентгеновото лъчение се дължи на фотоелектричния ефект: абсорбцията на фотон от електронната обвивка е придружена от изхвърляне на електрон. Атомът се възбужда и, връщайки се в основно състояние, излъчва характерно лъчение. Излъченият фотоелектрон отнася цялата енергия на фотона (минус енергията на свързване на електрона в атома).
Разсейването на рентгеновите лъчи се причинява от електрони в разсейващата среда. Разграничават се класическото разсейване (дължината на вълната на лъчението не се променя, но се променя посоката на разпространение) и разсейването с промяна на дължината на вълната - ефектът на Комптън (дължината на вълната на разсеяното лъчение е по-голяма от тази на падащото лъчение). ). В последния случай фотонът се държи като движеща се топка и разпръскването на фотоните става, според образния израз на Комтън, като игра на билярд с фотони и електрони: сблъсквайки се с електрон, фотонът му предава част от енергията си и се разпръснати, имащи по-малка енергия (съответно дължината на вълната на разсеяното лъчение се увеличава), електронът излита от атома с енергия на отката (тези електрони се наричат електрони на Комптън или електрони на отката). Поглъщането на енергията на рентгеновите лъчи възниква по време на образуването на вторични електрони (Комптън и фотоелектрони) и преноса на енергия към тях. Енергията на рентгеновото лъчение, прехвърлена към единица маса на веществото, определя погълнатата доза рентгеново лъчение. Единицата на тази доза 1 rad съответства на 100 erg/g. Благодарение на погълнатата енергия в поглъщащото вещество протичат редица вторични процеси, имащи важноза рентгенова дозиметрия, тъй като именно на тях се основават методите за рентгеново измерване. (виж Дозиметрия).
Всички газове и много течности, полупроводници и диелектрици повишават електрическата проводимост, когато са изложени на рентгенови лъчи. Проводимостта се открива от най-добрите изолационни материали: парафин, слюда, каучук, кехлибар. Промяната в проводимостта се причинява от йонизация на средата, т.е. разделяне на неутралните молекули на положителни и отрицателни йони (йонизацията се произвежда от вторични електрони). Йонизацията във въздуха се използва за определяне на дозата на експозиция на рентгенови лъчи (доза във въздуха), която се измерва в рентгени (виж Дози на йонизиращо лъчение). При доза от 1 r погълнатата доза във въздуха е 0,88 rad.
Под въздействието на рентгеновото лъчение, в резултат на възбуждането на молекулите на веществото (и по време на рекомбинацията на йони), в много случаи се възбужда видимо сияние на веществото. При висок интензитет на рентгеновото лъчение се наблюдава видимо сияние във въздуха, хартията, парафина и др. (с изключение на металите). Най-високият добив на видима луминесценция се осигурява от кристални фосфори като Zn·CdS·Ag-фосфор и други, използвани за флуороскопски екрани.
Под въздействието на рентгеновото лъчение във веществото могат да протичат различни химични процеси: разлагане на сребърни халогенидни съединения (фотографски ефект, използван в рентгеновата фотография), разлагане на вода и водни разтвори на водороден пероксид, промени в свойствата на целулоид (помътняване и отделяне на камфор), парафин (помътняване и избелване) .
В резултат на пълно преобразуване цялата енергия, погълната от химически инертното вещество, рентгеновото лъчение, се превръща в топлина. Измерването на много малки количества топлина изисква високочувствителни методи, но е основният метод за абсолютни измервания на рентгеновото лъчение.
Вторичните биологични ефекти от експозицията на рентгеново лъчение са в основата на медицинската рентгенова терапия (виж). Рентгеновото лъчение, чиито кванти са 6-16 keV (ефективни дължини на вълната от 2 до 5 Å), се абсорбира почти напълно кожататъкани на човешкото тяло; те се наричат гранични лъчи или понякога лъчи на Bucca (вижте лъчите на Bucca). За дълбока рентгенова терапия се използва твърдо филтрирано лъчение с ефективни енергийни кванти от 100 до 300 keV.
Биологичният ефект на рентгеновото лъчение трябва да се има предвид не само по време на рентгеновата терапия, но и по време на рентгеновата диагностика, както и във всички други случаи на контакт с рентгеново лъчение, които изискват използването на радиационна защита (виж).
Висока проникваща способност - способен да проникне в определени среди. Рентгеновите лъчи проникват най-добре през газови среди (белодробна тъкан); атомна маса(при хората - кости).
Флуоресценция - светене. В този случай енергията на рентгеновото лъчение се преобразува в енергията на видимата светлина. Понастоящем принципът на флуоресценцията е в основата на дизайна на усилващи екрани, предназначени за допълнителна експозиция на рентгенов филм. Това ви позволява да намалите радиационното натоварване върху тялото на изследвания пациент.
Фотохимичен – способността да се предизвикват различни химични реакции.
Йонизираща способност - под въздействието на рентгенови лъчи атомите се йонизират (разпадане на неутрални молекули на положителни и отрицателни йони, които съставляват йонна двойка.
Биологично – увреждане на клетките. В по-голямата си част се причинява от йонизацията на биологично значими структури (ДНК, РНК, протеинови молекули, аминокиселини, вода). Положителни биологични ефекти - противотуморни, противовъзпалителни.
Устройство за лъчева тръба
Рентгеновите лъчи се произвеждат в рентгенова тръба. Рентгеновата тръба е стъклен контейнер с вакуум вътре. Има 2 електрода - катод и анод. Катодът е тънка волфрамова спирала. Анодът в старите тръби беше тежка медна пръчка със скосена повърхност, обърната към катода. Върху скосената повърхност на анода беше запоена плоча от огнеупорен метал - огледало на анода (анодът се нагорещява много по време на работа). В центъра на огледалото е Фокус на рентгенова тръба- Това е мястото, където се произвеждат рентгенови лъчи. как по-малка стойностфокус, толкова по-ясни са контурите на снимания обект. Малък фокус се счита за 1x1 mm или дори по-малко.
В съвременните рентгенови апарати електродите са направени от огнеупорни метали. Обикновено се използват тръби с въртящ се анод. По време на работа анодът се върти с помощта на специално устройство и електроните, летящи от катода, падат върху оптичния фокус. Поради въртенето на анода, позицията на оптичния фокус се променя през цялото време, така че такива тръби са по-издръжливи и не се износват дълго време.
Как се произвеждат рентгенови лъчи? Първо катодната жичка се нагрява. За да направите това, с помощта на понижаващ трансформатор напрежението на тръбата се намалява от 220 на 12-15V. Катодната нишка се нагрява, електроните в нея започват да се движат по-бързо, част от електроните напускат нишката и около нея се образува облак от свободни електрони. След това се включва ток с високо напрежение, който се получава с помощта на повишаващ трансформатор. Диагностичните рентгенови апарати използват ток с високо напрежение от 40 до 125 kV (1 kV = 1000 V). Колкото по-високо е напрежението на тръбата, толкова по-къса е дължината на вълната. При включване на високото напрежение се получава голяма потенциална разлика на полюсите на тръбата, електроните се „откъсват“ от катода и се втурват към анода с висока скорост (тръбата е най-простият ускорител на заредени частици). Благодарение на специални устройства електроните не се разпръскват настрани, а попадат почти в една точка на анода - фокуса (фокалното петно) и се забавят в електрическото поле на анодните атоми. Когато електроните се забавят, възникват електромагнитни вълни, т.е. рентгенови лъчи. Благодарение на специално устройство (в старите тръби - скосен анод), рентгеновите лъчи се насочват към пациента под формата на разминаващ се лъч от лъчи, „конус“.
Получаване на рентгеново изображение
Рентгеновият филм е слоеста структура, основният слой е полиестерна композиция с дебелина до 175 микрона, покрита с фотоемулсия (сребърен йодид и бромид, желатин).
Проявяване на филма - среброто се възстановява (където са преминали лъчите - почерняване на зоната на филма, където са се задържали - по-светли участъци)
Фиксатор - измиване на сребърен бромид от зоните, през които лъчите преминават и не се задържат.
Изграждане на модерен рентгенов кабинет
1. Самата рентгенова зала, където се намира апарата и се преглеждат пациенти. Площта на рентгеновото помещение трябва да бъде най-малко 50 m2
2. Контролна зала, където се намира контролния панел, с помощта на който рентгеновият лаборант контролира цялостната работа на апарата.
3. Тъмна стая, в която се зареждат филмови касети, проявяват и фиксират снимки, измиват се и се сушат. Модерен метод за фотографска обработка на медицински рентгенови филми е използването на ролкови проявителни машини. В допълнение към несъмнената лекота на използване, проявителните машини осигуряват висока стабилност на процеса на обработка на снимки. време пълен цикълот момента на влизане на филма в машината за проявяване до получаване на суха рентгенова снимка („от сухо към сухо“) не надвишава няколко минути.
4. Лекарски кабинет, където рентгенологът анализира и описва направените рентгенови снимки.
Методи за защита на медицинския персонал и пациентите от рентгеново лъчение
3 основни метода на защита: защита чрез екраниране, разстояние и време.
1 . Защита на екрана:
На пътя на рентгеновите лъчи се поставят специални устройства, изработени от материали, които поглъщат добре рентгеновите лъчи. Може да бъде олово, бетон, баритен бетон и др. Стените, подовете и таваните в рентгеновите кабинети са защитени и изработени от материали, които не пропускат лъчи в съседните помещения. Вратите са защитени с оловен материал. Прозорците за наблюдение между рентгеновия кабинет и контролната зала са направени от оловно стъкло. Рентгеновата тръба е поставена в специален защитен кожух, който не пропуска рентгеновите лъчи и лъчите се насочват към пациента през специален „прозорец“. Към прозореца е прикрепена тръба, ограничаваща размера на рентгеновия лъч. Освен това на изхода на лъчите от тръбата е монтирана диафрагма на рентгенов апарат. Състои се от 2 чифта плочи, перпендикулярни една на друга. Тези плочи могат да се движат и отделят като завеси. По този начин можете да увеличите или намалите полето на облъчване. Колкото по-голямо е радиационното поле, толкова по-голяма е вредата, т.н бленда- важна част от защитата, особено при деца. Освен това самият лекар е изложен на по-малко радиация. И качеството на снимките ще бъде по-добро. Друг пример за екраниране е, че онези части от тялото на обекта, които в момента не са обект на заснемане, трябва да бъдат покрити с листове оловна гума. Има и престилки, поли и ръкавици от специален защитен материал.
2 Защита на времето:
Пациентът трябва да бъде облъчван по време на рентгеново изследване за възможно най-малко време (бързайте, но не в ущърб на диагнозата). В този смисъл изображенията дават по-малко облъчване от трансилюминацията, т.к При снимките се използват много кратки скорости на затвора (време). Защитата на времето е основният начин за защита както на пациента, така и на самия рентгенолог. Когато изследва пациентите, лекарят, при равни други условия, се опитва да избере метод на изследване, който отнема по-малко време, но не в ущърб на диагнозата. В този смисъл флуороскопията причинява повече вреда, но, за съжаление, често е невъзможно да се направи без флуороскопия. Така при изследване на хранопровода, стомаха и червата се използват и двата метода. При избора на метод за изследване се ръководим от правилото, че ползите от изследването трябва да са по-големи от вредите. Понякога, поради страх от правене на допълнителна снимка, възникват грешки в диагнозата и лечението се предписва неправилно, което понякога струва живота на пациента. Трябва да помним за опасностите от радиацията, но не се страхувайте от нея, това е по-лошо за пациента.
3 .Защита от разстояние:
Според квадратичния закон на светлината, осветеността на определена повърхност е обратно пропорционална на квадрата на разстоянието от източника на светлина до осветената повърхност. По отношение на рентгеновото изследване това означава, че дозата на облъчване е обратно пропорционална на квадрата на разстоянието от фокуса на рентгеновата тръба до пациента (фокусно разстояние). При увеличаване на фокусното разстояние 2 пъти дозата на облъчване намалява 4 пъти, а при увеличаване на фокусното разстояние 3 пъти дозата на облъчване намалява 9 пъти.
По време на флуороскопия не се допуска фокусно разстояние по-малко от 35 cm. Разстоянието от стените до рентгеновия апарат трябва да бъде най-малко 2 m, в противен случай се образуват вторични лъчи, които се появяват, когато първичният лъч лъчи удари околните предмети. (стени и др.). По същата причина в рентгеновите кабинети не се допускат ненужни мебели. Понякога при изследване на тежко болни пациенти персоналът на хирургичните и терапевтичните отделения помага на пациента да застане зад рентгеновия екран и да стои до пациента по време на изследването, като го подкрепя. Това е приемливо като изключение. Но рентгенологът трябва да гарантира, че медицинските сестри и медицинските сестри, които помагат на пациента, носят предпазна престилка и ръкавици и, ако е възможно, не стоят близо до пациента (защита чрез разстояние). Ако няколко пациенти дойдат в рентгеновата стая, те се извикват в стаята за лечение по един човек, т.е. В момента на проучването трябва да има само 1 човек.
Физически основи на радиографията и флуорографията. Техните недостатъци и предимства. Предимства на цифровото пред филма.
Принципи на радиографията
При диагностична радиография е препоръчително да се правят снимки в поне две проекции. Това се дължи на факта, че рентгеновата снимка е плоско изображение на триизмерен обект. И като следствие, локализирането на открития патологичен фокус може да се установи само с помощта на 2 проекции.
Техника за получаване на изображение
Качеството на получения рентгенов образ се определя от 3 основни параметъра. Напрежението, подавано към рентгеновата тръба, силата на тока и времето на работа на тръбата. В зависимост от изследваните анатомични образувания и теглото и размерите на пациента, тези параметри могат да варират значително. Има осреднени стойности за различните органи и тъкани, но трябва да се има предвид, че действителните стойности ще се различават в зависимост от апарата, на който се извършва изследването и пациента, за който се прави рентгенографията. За всяко устройство се съставя индивидуална таблица със стойности. Тези стойности не са абсолютни и се коригират с напредването на изследването. Качеството на направените изображения до голяма степен зависи от способността на рентгенографа да адаптира адекватно таблицата със средни стойности към конкретен пациент.
Записване на изображение
Най-разпространеният начин за запис на рентгеново изображение е да се запише върху чувствителен на рентгенови лъчи филм и след това да се прояви. В момента има и системи, които осигуряват цифрово записване на данни. Поради високата цена и сложността на производството този видоборудването е малко по-малко разпространено от аналоговото оборудване.
Рентгеновият филм се поставя в специални устройства - касети (казват, че касетата е заредена). Касетата предпазва филма от видима светлина; последното, подобно на рентгеновите лъчи, има способността да редуцира металното сребро от AgBr. Касетите са направени от материал, който не пропуска светлина, но пропуска рентгеновите лъчи. Вътре в касетите има усилващи екрани,филмът се поставя между тях; При снимане върху филма попадат не само самите рентгенови лъчи, но и светлината от екраните (екраните са покрити с флуоресцентна сол, така че светят и усилват ефекта на рентгеновите лъчи). Това дава възможност да се намали дозата на облъчване на пациента 10 пъти.
При заснемане рентгеновите лъчи се насочват към центъра на заснемания обект (центриране). След заснемане в тъмната стая филмът се проявява в специални химикали и се фиксира (фиксира). Факт е, че върху онези части от филма, върху които рентгеновите лъчи не са попаднали по време на снимане или са попаднали само малък брой от тях, среброто не е възстановено и ако филмът не е поставен в разтвор на фиксатор (фиксатор ), след което при изследване на филма среброто се възстановява под въздействието на видимата светлина. Целият филм ще стане черен и няма да се вижда изображение. При фиксиране (фиксиране) нередуцираният AgBr от филма преминава в разтвора на фиксатора, така че във фиксатора има много сребро и тези разтвори не се изливат, а се предават на рентгенови центрове.
По модерен начинфотообработката на медицински рентгенови филми е използването на ролкови проявителни машини. В допълнение към несъмнената лекота на използване, проявителните машини осигуряват висока стабилност на процеса на обработка на снимки. Времето за пълен цикъл от момента на влизане на филма в проявяващата машина до получаването на суха рентгенова снимка („от сухо към сухо“) не надвишава няколко минути.
Рентгеновите изображения са черно-бяло изображение – негатив. Черно – зони с ниска плътност (бели дробове, газов мехур на стомаха). Бяло – зони с висока плътност (кости).
Флуорография- Същността на FOG е, че при него първо се получава образ на гръдния кош на флуоресцентен екран, а след това се прави снимка не на самия пациент, а на неговия образ на екрана.
Флуорографията осигурява намалено изображение на обект. Има техника с малка рамка (например 24 × 24 mm или 35 × 35 mm) и техника с голяма рамка (по-специално 70 × 70 mm или 100 × 100 mm). Последният се доближава до радиографията по диагностични възможности. FOG се използва за профилактични прегледи на населението(откриват се скрити заболявания като рак и туберкулоза).
Разработени са както стационарни, така и мобилни флуорографски апарати.
В момента филмовата флуорография постепенно се заменя с цифрова флуорография. Цифровите методи позволяват да се опрости работата с изображения (изображението може да се покаже на екрана на монитора, да се отпечата, да се предаде по мрежата, да се запише в медицинска база данни и т.н.), да се намали облъчването на пациента и да се намалят разходите за допълнителни материали (филм, проявител за филми).
Има две общи техники за цифрова флуорография. Първата техника, подобно на конвенционалната флуорография, използва фотографиране на изображение на флуоресцентен екран, само вместо рентгенов филм се използва CCD матрица. Втората техника използва послойно напречно сканиране на гръдния кош с ветрилообразен рентгенов лъч с откриване на предаваната радиация от линеен детектор (подобно на конвенционален скенер за хартиени документи, където линеен детектор се движи по протежение на лист хартия). Вторият метод позволява използването на много по-ниски дози радиация. Известен недостатък на втория метод е по-дългото време за получаване на изображение.
Сравнителна характеристика на дозовото натоварване в различни изследвания.
Конвенционалната филмова рентгенова снимка на гръдния кош осигурява на пациента средна индивидуална доза радиация от 0,5 милисиверта (mSv) на процедура (дигитална рентгенова снимка - 0,05 mSv), докато филмовата рентгенова снимка - 0,3 mSv на процедура (дигитална рентгенова снимка - 0,03 mSv), и компютърна томография на гръдни органи - 11 mSv на процедура. Магнитно-резонансната томография не носи облъчване
Предимства на радиографията
Широка достъпност на метода и лекота на изследване.
Повечето тестове не изискват специална подготовка на пациента.
Сравнително ниска цена на изследването.
Изображенията могат да се използват за консултация с друг специалист или в друга институция (за разлика от ултразвуковите изображения, където е необходимо повторно изследване, тъй като получените изображения зависят от оператора).
Статичният характер на изображението затруднява оценката на функцията на органа.
Наличие на йонизиращо лъчение, което може да има вредно въздействие върху пациента.
Информационното съдържание на класическата рентгенография е значително по-ниско от съвременните медицински образни методи като CT, MRI и др. Конвенционалните рентгенови изображения отразяват проекционното наслояване на сложни анатомични структури, тоест тяхната сумарна рентгенова сянка, за разлика от послойна поредица от изображения, получени чрез съвременни томографски методи.
Без използването на контрастни вещества радиографията не е достатъчно информативна, за да анализира промените в меките тъкани, които се различават малко по плътност (например при изследване на коремните органи).
Физически основи на флуороскопията. Недостатъци и предимства на метода
IN съвременни условияизползването на флуоресцентен екран е неоправдано поради ниската му светимост, което налага изследването да се извършва в добре затъмнено помещение и след продължителна адаптация на изследователя към тъмнината (10-15 минути) да се разграничи нисък интензитет изображение.
Сега флуоресцентни екрани се използват при проектирането на усилвател на рентгенови изображения (рентгенов усилвател на изображения), който увеличава яркостта (блясъка) на първичното изображение приблизително 5000 пъти. С помощта на електронно-оптичен преобразувател изображението се появява на екрана на монитора, което значително подобрява качеството на диагностиката и не изисква затъмняване на рентгеновата стая.
Предимства на флуороскопията
Основното предимство пред радиографията е фактът на изследване в реално време. Това ви позволява да оцените не само структурата на органа, но и неговото изместване, контрактилитета или разтегливостта, преминаването на контрастното вещество и пълненето. Методът също така ви позволява бързо да оцените локализацията на някои промени, дължащи се на въртенето на обекта на изследване по време на трансилюминация (многопроекционно изследване).
Флуороскопията ви позволява да наблюдавате изпълнението на някои инструментални процедури - поставяне на катетри, ангиопластика (виж ангиография), фистулография.
Получените изображения могат да бъдат поставени на обикновен компактдиск или в мрежово хранилище.
С навлизането на цифровите технологии изчезнаха 3 основни недостатъка, присъщи на традиционната флуороскопия:
Относително висока доза радиация в сравнение с радиографията - съвременните устройства с ниска доза са оставили този недостатък в миналото. Използването на импулсни режими на сканиране допълнително намалява дозовото натоварване с до 90%.
Ниска пространствена разделителна способност - при съвременните цифрови устройства разделителната способност в режим на копиране е само малко по-ниска от разделителната способност в радиографски режим. В този случай способността да се наблюдава „в динамика“ функционалното състояние на отделните органи (сърце, бели дробове, стомах, черва) е от решаващо значение.
Невъзможността за документиране на изследванията - технологиите за цифрова обработка на изображения позволяват запазването на изследователски материали, както кадър по кадър, така и под формата на видео последователност.
Флуороскопията се извършва главно за рентгенова диагностика на заболявания на вътрешните органи, разположени в коремната и гръдни кухини, според плана, който рентгенологът съставя преди началото на изследването. Понякога се използва така наречената обзорна флуороскопия за разпознаване на травматични костни увреждания, за изясняване на зоната за рентгеново изследване.
Контрастно флуороскопско изследване
Изкуственият контраст изключително разширява възможностите за флуороскопско изследване на органи и системи, където плътността на тъканите е приблизително еднаква (например коремната кухина, чиито органи пропускат приблизително еднаква степен на рентгеново лъчение и поради това са нискоконтрастни). Това се постига чрез въвеждане в лумена на стомаха или червата на водна суспензия на бариев сулфат, която не се разтваря в храносмилателни сокове, не се усвоява нито от стомаха, нито от червата и се отделя по естествен път в напълно непроменен вид. Основното предимство на бариевата суспензия е, че преминавайки през хранопровода, стомаха и червата, тя покрива вътрешните им стени и дава на екран или филм пълна картина за характера на издиганията, вдлъбнатините и други характеристики на тяхната лигавица. Изследването на вътрешния релеф на хранопровода, стомаха и червата помага да се разпознаят редица заболявания на тези органи. При по-плътно запълване може да се определи формата, големината, позицията и функцията на изследвания орган.
Мамография - основи на метода, показания. Предимства на дигиталната мамография пред филмовата мамография.
Мамография- глава медицинска диагностика, занимаваща се с неинвазивни изследваниямлечна жлеза, предимно женска, която се извършва с цел:
1.превантивен преглед (скрининг) на здрави жени за идентифициране на ранни, непалпируеми форми на рак на гърдата;
2.диференциална диагноза между рак и доброкачествена дисхормонална хиперплазия (ДХХ) на млечната жлеза;
3. оценка на растежа на първичния тумор (единичен възел или мултицентрични ракови огнища);
4. динамично диспансерно наблюдение на състоянието на млечните жлези след оперативни интервенции.
В медицинската практика са въведени следните методи за лъчева диагностика на рак на гърдата: мамография, ултразвук, компютърна томография, ядрено-магнитен резонанс, цветна и енергийна доплерография, стереотактична биопсия под мамографски контрол, термография.
Рентгенова мамография
Понастоящем в по-голямата част от случаите в света рентгеновата проекционна мамография, филмова (аналогова) или дигитална, се използва за диагностициране на рак на женската гърда (РМЖ).
Процедурата отнема не повече от 10 минути. За да се направи снимката, гърдите трябва да се държат между две презрамки и леко да се притиснат. Снимката се прави в две проекции, за да може точно да се определи местоположението на тумора, ако бъде открит. Тъй като симетрията е един от диагностичните фактори, винаги трябва да се изследват и двете гърди.
ЯМР мамография
Оплаквания от прибиране или изпъкване на която и да е част от жлезата
Секреция от зърното, промяна на формата му
Чувствителност на гърдите, подуване, промяна в размера
как превантивен методмамографски прегледи се предписват на всички жени на възраст над 40 години или жени в риск.
Доброкачествени тумори на гърдата (по-специално фиброаденом)
Възпалителни процеси (мастит)
Мастопатия
Тумори на гениталните органи
Болести на жлезата вътрешна секреция(щитовидна жлеза, панкреас)
Безплодие
затлъстяване
История на операция на гърдата
Предимства на дигиталната мамография пред филма:
Намаляване на дозовите натоварвания при рентгенови изследвания;
Повишаване на ефективността на изследването, което позволява да се идентифицират преди това недостъпни патологични процеси (възможностите на цифровата компютърна обработка на изображения);
Възможност за използване на телекомуникационни мрежи за предаване на изображения с цел дистанционно консултиране;
постижение икономически ефектпри провеждане на масови изследвания.
РЕНТГЕНОВ
Рентгеново лъчение заема областта на електромагнитния спектър между гама и ултравиолетовото лъчение и е електромагнитно лъчение с дължина на вълната от 10 -14 до 10 -7 m. В медицината рентгеново лъчение с дължина на вълната от 5 х 10 -12 до 2,5 х 10 - 10 се използва m, тоест 0,05 - 2,5 ангстрьома, а за самата рентгенова диагностика - 0,1 ангстрьома. Радиацията е поток от кванти (фотони), разпространяващи се линейно със скоростта на светлината (300 000 km/s). Тези кванти нямат електрически заряд. Масата на кванта е незначителна част от единица атомна маса.
Енергия на квантиизмерено в джаули (J), но на практика те често използват несистемна единица "електрон-волт" (eV) . Един електронволт е енергията, която един електрон придобива при преминаване през потенциална разлика от 1 волт в електрическо поле. 1 eV = 1,6 10~ 19 J. Производните са килоелектрон-волт (keV), равен на хиляда eV, и мегаелектрон-волт (MeV), равен на милион eV.
Рентгеновите лъчи се произвеждат с помощта на рентгенови тръби, линейни ускорители и бетатрони. В рентгеновата тръба потенциалната разлика между катода и целевия анод (десетки киловолта) ускорява електроните, бомбардиращи анода. Рентгеновото лъчение възниква, когато бързите електрони се забавят в електрическото поле на атомите на анодното вещество (тормозно излъчване) или по време на преструктурирането на вътрешните обвивки на атомите (характеристично излъчване) . Характеристика на рентгеновото излъчване има дискретен характер и възниква, когато електроните на атомите на анодното вещество преминават от едно енергийно ниво на друго под въздействието на външни електрони или радиационни кванти. Спирачни рентгенови лъчи има непрекъснат спектър в зависимост от анодното напрежение на рентгеновата тръба. При спиране в анодното вещество електроните изразходват по-голямата част от енергията си за нагряване на анода (99%) и само малка част (1%) се превръща в рентгенова енергия. В рентгеновата диагностика най-често се използва спирачно лъчение.
Основните свойства на рентгеновите лъчи са характерни за всички електромагнитни лъчения, но има някои специални характеристики. Рентгеновите лъчи имат следните свойства:
- невидимост - чувствителните клетки на човешката ретина не реагират на рентгенови лъчи, тъй като тяхната дължина на вълната е хиляди пъти по-къса от тази на видимата светлина;
- право разпространение – лъчите се пречупват, поляризират (разпространяват се в определена равнина) и дифрактират, подобно на видимата светлина. Коефициентът на пречупване се различава много малко от единица;
- проникваща сила - проникват без значителна абсорбция през значителни слоеве вещества, непрозрачни за видимата светлина. Колкото по-къса е дължината на вълната, толкова по-голяма е проникващата способност на рентгеновите лъчи;
- абсорбционна способност - имат способността да се абсорбират от телесните тъкани; Капацитетът на усвояване зависи от специфично теглотъкани (колкото повече, толкова по-голяма е абсорбцията); върху дебелината на обекта; върху радиационната твърдост;
- фотографско действие - разграждат съединенията на сребърния халид, включително тези, открити във фотографски емулсии, което прави възможно получаването на рентгенови изображения;
- луминисцентен ефект - предизвикват луминесценция на редица химични съединения (луминофори), на това се основава техниката на рентгенова трансилюминация. Интензивността на светенето зависи от структурата на флуоресцентното вещество, неговото количество и разстоянието от източника на рентгенови лъчи. Фосфорите се използват не само за получаване на изображения на обекти, които се изследват на флуороскопски екран, но и в радиографията, където позволяват да се увеличи радиационната експозиция на радиографския филм в касетата поради използването на усилващи екрани, повърхностния слой от който е направен от флуоресцентни вещества;
- йонизационен ефект - имат способността да предизвикват разпадането на неутралните атоми на положително и отрицателно заредени частици, на това се основава дозиметрията. Ефектът от йонизацията на всяка среда е образуването в нея на положителни и отрицателни йони, както и свободни електрони от неутрални атоми и молекули на веществото. Йонизацията на въздуха в рентгеновата зала по време на работа на рентгеновата тръба води до повишаване на електропроводимостта на въздуха, повишена статична електрически зарядивърху елементите на шкафа. За да се премахне такова нежелано влияние, принудително захранваща и смукателна вентилация;
- биологичен ефект - оказват въздействие върху биологични обекти, като в повечето случаи това въздействие е вредно;
- закон на обратните квадрати - за точков източник на рентгеново лъчение интензитетът намалява пропорционално на квадрата на разстоянието до източника.