Co to jest promieniowanie rentgenowskie, jego właściwości i zastosowanie. Co to jest promieniowanie rentgenowskie i jak jest wykorzystywane w medycynie Jak powstaje promieniowanie rentgenowskie?
Promienie rentgenowskie to rodzaj wysokoenergetycznego promieniowania elektromagnetycznego. Jest aktywnie wykorzystywany w różnych gałęziach medycyny.
Promieniowanie rentgenowskie to fale elektromagnetyczne, których energia fotonów w skali fal elektromagnetycznych zawiera się między promieniowaniem ultrafioletowym a promieniowaniem gamma (od ~10 eV do ~1 MeV), co odpowiada długości fal od ~10^3 do ~10^−2 angstremów ( od ~10^−7 do ~10^−12 m). Oznacza to, że jest to promieniowanie nieporównywalnie twardsze niż światło widzialne, które mieści się w tej skali między promieniami ultrafioletowymi i podczerwonymi („termicznymi”).
Granica między promieniami X a promieniowaniem gamma jest warunkowo rozróżniana: ich zasięgi się przecinają, promienie gamma mogą mieć energię 1 keV. Różnią się one pochodzeniem: promienie gamma emitowane są podczas procesów zachodzących w jądrach atomowych, a promienie X podczas procesów z udziałem elektronów (zarówno wolnych, jak i tych w powłokach elektronowych atomów). Jednocześnie na podstawie samego fotonu nie da się ustalić, podczas którego procesu powstał, czyli podział na zakresy rentgenowskie i gamma jest w dużej mierze arbitralny.
Zakres promieniowania rentgenowskiego dzieli się na „miękkie promieniowanie rentgenowskie” i „twarde”. Granica między nimi leży na poziomie długości fali 2 angstremów i energii 6 keV.
Generator promieni rentgenowskich to tuba, w której powstaje próżnia. Są elektrody - katoda, do której doprowadzany jest ładunek ujemny, oraz anoda naładowana dodatnio. Napięcie między nimi wynosi od dziesiątek do setek kilowoltów. Generowanie fotonów rentgenowskich następuje, gdy elektrony „odrywają się” z katody i uderzają z dużą prędkością w powierzchnię anody. Powstałe promieniowanie rentgenowskie nazywa się „bremsstrahlung”, jego fotony mają różne długości fal.
Jednocześnie generowane są fotony o charakterystycznym widmie. Część elektronów w atomach substancji anodowej jest wzbudzona, to znaczy przechodzi na wyższe orbity, a następnie powraca do swojego normalnego stanu, emitując fotony o określonej długości fali. Oba rodzaje promieni rentgenowskich są wytwarzane w standardowym generatorze.
Historia odkryć
8 listopada 1895 roku niemiecki naukowiec Wilhelm Conrad Roentgen odkrył, że niektóre substancje pod wpływem „promieni katodowych”, czyli przepływu elektronów generowanych przez lampę katodową, zaczynają świecić. Wyjaśnił to zjawisko wpływem pewnych promieni rentgenowskich - tak ("promieniowanie rentgenowskie") to promieniowanie jest obecnie nazywane w wielu językach. Później V.K. Rentgen badał odkryte przez siebie zjawisko. 22 grudnia 1895 wygłosił na ten temat wykład na Uniwersytecie w Würzburgu.
Później okazało się, że promieniowanie rentgenowskie było obserwowane wcześniej, ale wówczas zjawiska z nim związane nie miały większego znaczenia. Lampa elektronopromieniowa została wynaleziona dawno temu, ale przed V.K. RTG, nikt nie zwracał większej uwagi na wyczernienie klisz fotograficznych w jego pobliżu itp. zjawiska. Nieznane było również niebezpieczeństwo stwarzane przez promieniowanie przenikliwe.
Rodzaje i ich wpływ na organizm
„Promieniowanie rentgenowskie” to najłagodniejszy rodzaj promieniowania penetrującego. Nadmierna ekspozycja na miękkie promieniowanie rentgenowskie jest podobna do ekspozycji na promieniowanie ultrafioletowe, ale w bardziej dotkliwej formie. Na skórze tworzy się oparzenie, ale zmiana jest głębsza i goi się znacznie wolniej.
Twarde promieniowanie rentgenowskie to pełnoprawne promieniowanie jonizujące, które może prowadzić do choroby popromiennej. Kwantowe promieniowanie rentgenowskie może rozbić cząsteczki białka, które tworzą tkanki ludzkiego ciała, a także cząsteczki DNA genomu. Ale nawet jeśli kwant rentgenowski rozbije cząsteczkę wody, nie ma to znaczenia: powstają aktywne chemicznie wolne rodniki H i OH, które same mogą oddziaływać na białka i DNA. Choroba popromienna przebiega w cięższej postaci, im bardziej zajęte są narządy krwiotwórcze.
Promienie rentgenowskie mają działanie mutagenne i rakotwórcze. Oznacza to, że wzrasta prawdopodobieństwo spontanicznych mutacji w komórkach podczas napromieniania, a czasami zdrowe komórki mogą przerodzić się w komórki rakowe. Zwiększenie prawdopodobieństwa wystąpienia nowotworów złośliwych jest standardową konsekwencją każdej ekspozycji, w tym promieni rentgenowskich. Promieniowanie rentgenowskie jest najmniej niebezpiecznym rodzajem promieniowania penetrującego, ale nadal może być niebezpieczne.
Promieniowanie rentgenowskie: zastosowanie i jak to działa
Promieniowanie rentgenowskie jest wykorzystywane w medycynie, a także w innych dziedzinach działalności człowieka.
Fluoroskopia i tomografia komputerowa
Najczęstszym zastosowaniem promieni rentgenowskich jest fluoroskopia. „Prześwietlenie” ludzkiego ciała pozwala na uzyskanie szczegółowego obrazu zarówno kości (są one najlepiej widoczne), jak i obrazów narządów wewnętrznych.
Różna przezroczystość tkanek ciała w promieniowaniu rentgenowskim związana jest z ich składem chemicznym. Cechą budowy kości jest to, że zawierają dużo wapnia i fosforu. Inne tkanki składają się głównie z węgla, wodoru, tlenu i azotu. Atom fosforu prawie dwukrotnie przekracza masę atomu tlenu, a atom wapnia 2,5 razy (węgiel, azot i wodór są lżejsze od tlenu). Pod tym względem absorpcja fotonów rentgenowskich w kościach jest znacznie wyższa.
Oprócz dwuwymiarowych „obrazów” radiografia umożliwia tworzenie trójwymiarowego obrazu narządu: ten rodzaj radiografii nazywa się tomografią komputerową. Do tych celów stosuje się miękkie promienie rentgenowskie. Ilość ekspozycji otrzymanej na pojedynczym zdjęciu jest niewielka: jest w przybliżeniu równa ekspozycji otrzymanej podczas 2-godzinnego lotu samolotem na wysokości 10 km.
Detekcja defektów rentgenowskich pozwala wykryć małe defekty wewnętrzne w produktach. Wykorzystywane są do tego twarde promienie rentgenowskie, ponieważ wiele materiałów (na przykład metal) jest słabo „przezroczystych” ze względu na wysoką masę atomową ich substancji składowej.
Dyfrakcja rentgenowska i analiza fluorescencji rentgenowskiej
Promienie rentgenowskie mają właściwości, które pozwalają im szczegółowo badać poszczególne atomy. Analiza dyfrakcji rentgenowskiej jest aktywnie wykorzystywana w chemii (w tym biochemii) i krystalografii. Zasada jego działania polega na dyfrakcyjnym rozpraszaniu promieni rentgenowskich przez atomy kryształów lub złożone cząsteczki. Za pomocą analizy dyfrakcji rentgenowskiej określono strukturę cząsteczki DNA.
Analiza fluorescencji rentgenowskiej pozwala szybko określić skład chemiczny substancji.
Istnieje wiele form radioterapii, ale wszystkie wymagają użycia promieniowania jonizującego. Radioterapia dzieli się na 2 rodzaje: korpuskularną i falową. Korpuskularny wykorzystuje przepływy cząstek alfa (jąder atomów helu), cząstek beta (elektronów), neutronów, protonów, ciężkich jonów. Fala wykorzystuje promienie widma elektromagnetycznego - promienie rentgenowskie i gamma.
Metody radioterapii stosowane są przede wszystkim w leczeniu chorób onkologicznych. Faktem jest, że promieniowanie oddziałuje przede wszystkim na aktywnie dzielące się komórki, dlatego narządy krwiotwórcze cierpią w ten sposób (ich komórki nieustannie się dzielą, produkując coraz więcej nowych krwinek czerwonych). Komórki rakowe również nieustannie dzielą się i są bardziej podatne na promieniowanie niż zdrowa tkanka.
Stosowany jest poziom promieniowania, który tłumi aktywność komórek nowotworowych, jednocześnie umiarkowanie wpływając na zdrowe. Pod wpływem promieniowania nie jest to zniszczenie komórek jako takie, ale uszkodzenie ich genomu – cząsteczek DNA. Komórka ze zniszczonym genomem może istnieć przez pewien czas, ale nie może się już dzielić, to znaczy zatrzymuje się wzrost guza.
Radioterapia jest najłagodniejszą formą radioterapii. Promieniowanie falowe jest bardziej miękkie niż promieniowanie korpuskularne, a promieniowanie rentgenowskie jest bardziej miękkie niż promieniowanie gamma.
Podczas ciąży
Stosowanie promieniowania jonizującego w czasie ciąży jest niebezpieczne. Promienie rentgenowskie są mutagenne i mogą powodować nieprawidłowości u płodu. Terapia promieniowaniem rentgenowskim jest niezgodna z ciążą: można ją stosować tylko wtedy, gdy podjęto już decyzję o aborcji. Ograniczenia dotyczące fluoroskopii są łagodniejsze, ale w pierwszych miesiącach jest to również surowo zabronione.
W nagłych przypadkach badanie rentgenowskie zastępuje się rezonansem magnetycznym. Ale w pierwszym trymestrze też starają się tego unikać (ta metoda pojawiła się niedawno i z absolutną pewnością mówi się o braku szkodliwych konsekwencji).
Jednoznaczne niebezpieczeństwo powstaje przy ekspozycji na całkowitą dawkę co najmniej 1 mSv (w starych jednostkach - 100 mR). Przy prostym zdjęciu rentgenowskim (na przykład podczas fluorografii) pacjent otrzymuje około 50 razy mniej. Aby otrzymać taką dawkę na raz, trzeba przejść szczegółową tomografię komputerową.
Oznacza to, że sam fakt 1-2-krotnego „prześwietlenia” na wczesnym etapie ciąży nie grozi poważnymi konsekwencjami (ale lepiej nie ryzykować).
Leczenie z nim
Promienie rentgenowskie są wykorzystywane przede wszystkim w walce z nowotworami złośliwymi. Ta metoda jest dobra, ponieważ jest bardzo skuteczna: zabija guza. Źle, bo zdrowe tkanki nie są dużo lepsze, są liczne skutki uboczne. Szczególnie zagrożone są narządy hematopoezy.
W praktyce stosuje się różne metody w celu zmniejszenia wpływu promieni rentgenowskich na zdrowe tkanki. Wiązki są skierowane pod kątem w taki sposób, aby w strefie ich przecięcia znajdował się guz (dzięki temu właśnie tam zachodzi główna absorpcja energii). Czasami zabieg wykonuje się w ruchu: ciało pacjenta obraca się względem źródła promieniowania wokół osi przechodzącej przez guz. Jednocześnie zdrowe tkanki tylko czasami znajdują się w strefie napromieniania, a chore cały czas.
Promienie rentgenowskie są stosowane w leczeniu niektórych chorób zwyrodnieniowych stawów i podobnych chorób, a także chorób skóry. W tym przypadku zespół bólowy zmniejsza się o 50-90%. Ponieważ promieniowanie stosowane w tym przypadku jest łagodniejsze, nie obserwuje się skutków ubocznych podobnych do tych, które występują w leczeniu nowotworów.
Współczesna medycyna wykorzystuje wielu lekarzy do diagnozy i terapii. Niektóre z nich stosowane są stosunkowo niedawno, inne są praktykowane od kilkunastu, a nawet setek lat. Również sto dziesięć lat temu William Conrad Roentgen odkrył niesamowite promienie rentgenowskie, które wywołały znaczący rezonans w świecie naukowym i medycznym. A teraz lekarze na całym świecie stosują je w swojej praktyce. Tematem naszej dzisiejszej rozmowy będą zdjęcia rentgenowskie w medycynie, nieco bardziej szczegółowo omówimy ich zastosowanie.
Promieniowanie rentgenowskie to jedna z odmian promieniowania elektromagnetycznego. Charakteryzują się znacznymi właściwościami penetracyjnymi, które zależą od długości fali promieniowania oraz gęstości i grubości naświetlanych materiałów. Ponadto promieniowanie rentgenowskie może powodować świecenie wielu substancji, wpływać na żywe organizmy, jonizować atomy, a także katalizować niektóre reakcje fotochemiczne.
Zastosowanie promieni rentgenowskich w medycynie
Do tej pory właściwości promieni rentgenowskich pozwalają na ich szerokie zastosowanie w diagnostyce rentgenowskiej i terapii rentgenowskiej.
Diagnostyka rentgenowska
Diagnostyka rentgenowska jest wykorzystywana przy wykonywaniu:
promieniowanie rentgenowskie (transmisja);
- radiografia (zdjęcie);
- fluorografia;
- RTG i tomografia komputerowa.
Fluoroskopia
Aby przeprowadzić takie badanie, pacjent musi ustawić się między lampą rentgenowską a specjalnym ekranem fluorescencyjnym. Specjalista radiolog dobiera wymaganą twardość RTG, otrzymując na ekranie obraz narządów wewnętrznych, a także żeber.
Radiografia
Do tego badania pacjent jest umieszczany na kasecie zawierającej specjalny film. Aparat rentgenowski jest umieszczony bezpośrednio nad obiektem. W efekcie na kliszy pojawia się negatywowy obraz narządów wewnętrznych, który zawiera szereg drobnych szczegółów, bardziej szczegółowych niż podczas badania fluoroskopowego.
Fluorografia
Badanie to jest przeprowadzane podczas masowych badań lekarskich populacji, w tym w celu wykrycia gruźlicy. W tym samym czasie obraz z dużego ekranu wyświetlany jest na specjalnym filmie.
Tomografia
Podczas prowadzenia tomografii wiązki komputerowe pomagają uzyskać obrazy narządów w kilku miejscach jednocześnie: w specjalnie dobranych przekrojach poprzecznych tkanki. Ta seria zdjęć rentgenowskich nazywana jest tomogramem.
Tomogram komputerowy
Takie badanie pozwala zarejestrować fragmenty ludzkiego ciała za pomocą skanera rentgenowskiego. Po wprowadzeniu danych do komputera otrzymujemy jeden obraz w przekroju.
Każda z wymienionych metod diagnostycznych opiera się na właściwościach wiązki promieniowania rentgenowskiego do oświetlania filmu, a także na fakcie, że tkanki ludzkie i szkielet kostny różnią się różną przepuszczalnością ich działania.
Terapia rentgenowska
Zdolność promieni rentgenowskich do wpływania na tkanki w szczególny sposób jest wykorzystywana w leczeniu formacji nowotworowych. Jednocześnie właściwości jonizujące tego promieniowania są szczególnie aktywnie zauważalne w kontakcie z komórkami zdolnymi do szybkiego podziału. To właśnie te cechy wyróżniają komórki złośliwych formacji onkologicznych.
Warto jednak zauważyć, że terapia promieniami X może powodować wiele poważnych skutków ubocznych. Takie oddziaływanie agresywnie wpływa na stan układu krwiotwórczego, hormonalnego i odpornościowego, których komórki również bardzo szybko się dzielą. Agresywny wpływ na nie może powodować objawy choroby popromiennej.
Wpływ promieniowania rentgenowskiego na ludzi
Podczas badania promieni rentgenowskich lekarze stwierdzili, że mogą one prowadzić do zmian skórnych przypominających oparzenia słoneczne, ale towarzyszą im głębsze uszkodzenia skóry. Takie wrzody goją się bardzo długo. Naukowcy odkryli, że takich zmian można uniknąć, skracając czas i dawkę promieniowania, a także stosując specjalne metody ekranowania i zdalnego sterowania.
Agresywne oddziaływanie promieni rentgenowskich może objawiać się również w dłuższej perspektywie: przejściowymi lub trwałymi zmianami w składzie krwi, podatnością na białaczkę i wczesnym starzeniem się.
Wpływ promieniowania rentgenowskiego na człowieka zależy od wielu czynników: od tego, który narząd jest naświetlany i jak długo. Napromienianie narządów krwiotwórczych może prowadzić do dolegliwości związanych z krwią, a narażenie na narządy płciowe może prowadzić do bezpłodności.
Przeprowadzanie systematycznego napromieniania jest obarczone rozwojem zmian genetycznych w ciele.
Prawdziwa szkoda promieniowania rentgenowskiego w diagnostyce rentgenowskiej
Podczas badania lekarze stosują minimalną możliwą ilość prześwietleń. Wszystkie dawki promieniowania spełniają określone dopuszczalne normy i nie mogą zaszkodzić człowiekowi. Diagnostyka rentgenowska stanowi poważne zagrożenie tylko dla przeprowadzających ją lekarzy. A wtedy nowoczesne metody ochrony pomagają zredukować agresję promieni do minimum.
Najbezpieczniejsze metody radiodiagnostyki to radiografia kończyn, a także prześwietlenie zębów. Na kolejnym miejscu tej oceny jest mammografia, następnie tomografia komputerowa, a po niej radiografia.
Aby wykorzystanie promieni rentgenowskich w medycynie przyniosło tylko korzyść osobie, konieczne jest prowadzenie badań z ich pomocą tylko zgodnie ze wskazaniami.
W 1895 r. niemiecki fizyk W. Roentgen odkrył nowy, wcześniej nieznany rodzaj promieniowania elektromagnetycznego, które na cześć odkrywcy nazwano promieniami X. W. Roentgen stał się autorem swojego odkrycia w wieku 50 lat, piastując stanowisko rektora Uniwersytetu w Würzburgu i ciesząc się opinią jednego z najlepszych eksperymentatorów swoich czasów. Jednym z pierwszych, którzy znaleźli techniczne zastosowanie dla odkrycia Roentgena, był amerykański Edison. Stworzył podręczną aparaturę demonstracyjną i już w maju 1896 zorganizował w Nowym Jorku wystawę rentgenowską, gdzie zwiedzający mogli spojrzeć na własną rękę na świetlistym ekranie. Po tym, jak asystent Edisona zmarł z powodu poważnych oparzeń, które otrzymał podczas ciągłych demonstracji, wynalazca przerwał dalsze eksperymenty z promieniami rentgenowskimi.
Promieniowanie rentgenowskie zaczęło być stosowane w medycynie ze względu na jego wysoką zdolność przenikania. Początkowo do badania złamań kości i lokalizowania ciał obcych w ludzkim ciele wykorzystywano promieniowanie rentgenowskie. Obecnie istnieje kilka metod opartych na promieniach rentgenowskich. Ale te metody mają swoje wady: promieniowanie może spowodować głębokie uszkodzenie skóry. Pojawiające się wrzody często zamieniały się w raka. W wielu przypadkach trzeba było amputować palce lub dłonie. Fluoroskopia(jednoznaczne z przeziernością) jest jedną z głównych metod badania rentgenowskiego, która polega na uzyskaniu płaskiego, pozytywowego obrazu badanego obiektu na przeźroczystym (fluorescencyjnym) ekranie. Podczas fluoroskopii badany znajduje się pomiędzy półprzezroczystym ekranem a lampą rentgenowską. Na nowoczesnych ekranach przepuszczających promieniowanie rentgenowskie obraz pojawia się w momencie włączenia lampy rentgenowskiej i znika natychmiast po jej wyłączeniu. Fluoroskopia umożliwia badanie funkcji narządu - pulsacji serca, ruchów oddechowych żeber, płuc, przepony, perystaltyki przewodu pokarmowego itp. Fluoroskopię stosuje się w leczeniu schorzeń żołądka, przewodu pokarmowego, dwunastnicy, schorzeń wątroby, pęcherzyka żółciowego i dróg żółciowych. Jednocześnie sonda medyczna i manipulatory wprowadzane są bez uszkodzenia tkanek, a działania podczas operacji kontrolowane są za pomocą fluoroskopii i są widoczne na monitorze.
Radiografia - metoda diagnostyki rentgenowskiej z rejestracją utrwalonego obrazu na materiale światłoczułym - specjalna. film fotograficzny (klisza rentgenowska) lub papier fotograficzny z późniejszą obróbką fotograficzną; Dzięki radiografii cyfrowej obraz jest utrwalany w pamięci komputera. Wykonywany jest na aparatach rentgenowskich - stacjonarnych, zainstalowanych w specjalnie wyposażonych gabinetach RTG lub mobilnych i przenośnych - przy łóżku pacjenta lub na sali operacyjnej. Na radiogramach elementy struktur różnych narządów są wyświetlane znacznie wyraźniej niż na ekranie fluorescencyjnym. Radiografia jest wykonywana w celu wykrywania i zapobiegania różnym chorobom, jej głównym celem jest pomoc lekarzom różnych specjalności w prawidłowym i szybkim postawieniu diagnozy. Zdjęcie rentgenowskie rejestruje stan narządu lub tkanki tylko w momencie naświetlania. Jednak pojedyncze zdjęcie rentgenowskie rejestruje tylko zmiany anatomiczne w pewnym momencie, daje statykę procesu; poprzez serię zdjęć radiologicznych wykonywanych w określonych odstępach czasu można badać dynamikę procesu, czyli zmiany funkcjonalne. Tomografia. Słowo tomografia można przetłumaczyć z greckiego as kawałek obrazu. Oznacza to, że celem tomografii jest uzyskanie warstwowego obrazu wewnętrznej struktury przedmiotu badań. Tomografia komputerowa charakteryzuje się wysoką rozdzielczością, co pozwala na wyróżnienie subtelnych zmian w tkankach miękkich. CT pozwala wykryć takie patologiczne procesy, których nie można wykryć innymi metodami. Ponadto zastosowanie tomografii komputerowej pozwala na zmniejszenie dawki promieniowania rentgenowskiego otrzymywanego przez pacjentów w trakcie procesu diagnostycznego.
Fluorografia- metoda diagnostyczna, która pozwala uzyskać obraz narządów i tkanek, została opracowana pod koniec XX wieku, rok po odkryciu promieni rentgenowskich. Na zdjęciach widać miażdżycę, zwłóknienie, ciała obce, nowotwory, stany zapalne o rozwiniętym stopniu, obecność gazów i nacieków w jamach, ropnie, torbiele i tak dalej. Najczęściej wykonuje się prześwietlenie klatki piersiowej, które pozwala wykryć gruźlicę, nowotwór złośliwy w płucach lub klatce piersiowej oraz inne patologie.
Terapia rentgenowska- To nowoczesna metoda, za pomocą której wykonuje się leczenie niektórych patologii stawów. Główne kierunki leczenia schorzeń ortopedycznych tą metodą to: Przewlekłe. Procesy zapalne stawów (zapalenie stawów, zapalenie wielostawowe); Zwyrodnieniowe (choroba zwyrodnieniowa stawów, osteochondroza, deformująca spondyloza). Cel radioterapii jest zahamowanie żywotnej aktywności komórek patologicznie zmienionych tkanek lub ich całkowite zniszczenie. W chorobach nienowotworowych terapia promieniami X ma na celu zahamowanie reakcji zapalnej, zahamowanie procesów proliferacyjnych, zmniejszenie wrażliwości na ból i czynności wydzielniczej gruczołów. Należy pamiętać, że gruczoły płciowe, narządy krwiotwórcze, leukocyty i złośliwe komórki nowotworowe są najbardziej wrażliwe na promieniowanie rentgenowskie. Dawka promieniowania w każdym przypadku ustalana jest indywidualnie.
Za odkrycie promieni rentgenowskich Roentgen otrzymał pierwszą Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki w 1901 roku, a Komitet Noblowski podkreślił praktyczne znaczenie jego odkrycia.
Promieniowanie rentgenowskie jest więc niewidzialnym promieniowaniem elektromagnetycznym o długości fali 105 – 102 nm. Promienie rentgenowskie mogą przenikać przez niektóre materiały nieprzezroczyste dla światła widzialnego. Są one emitowane podczas zwalniania szybkich elektronów w materii (widmo ciągłe) oraz podczas przechodzenia elektronów z zewnętrznych powłok elektronowych atomu do wewnętrznych (widmo liniowe). Źródłami promieniowania rentgenowskiego są: lampa rentgenowska, niektóre izotopy promieniotwórcze, akceleratory i akumulatory elektronów (promieniowanie synchrotronowe). Odbiorniki - klisze, ekrany luminescencyjne, detektory promieniowania jądrowego. Promienie rentgenowskie są wykorzystywane w analizie dyfrakcyjnej promieniowania rentgenowskiego, medycynie, wykrywaniu wad, analizie widmowej promieniowania rentgenowskiego itp.
Promieniowanie rentgenowskie (synonim promieniowania rentgenowskiego) ma szeroki zakres długości fal (od 8·10 -6 do 10 -12 cm). Promieniowanie rentgenowskie występuje, gdy naładowane cząstki, najczęściej elektrony, zwalniają w polu elektrycznym atomów substancji. Powstałe kwanty mają różne energie i tworzą ciągłe widmo. Maksymalna energia fotonu w takim widmie jest równa energii padających elektronów. W (patrz) maksymalna energia kwantów rentgenowskich, wyrażona w kiloelektronowoltach, jest liczbowo równa wielkości napięcia przyłożonego do lampy, wyrażonej w kilowoltach. Podczas przechodzenia przez substancję promienie rentgenowskie oddziałują z elektronami jej atomów. Dla kwantów rentgenowskich o energiach do 100 keV najbardziej charakterystycznym rodzajem oddziaływania jest efekt fotoelektryczny. W wyniku takiego oddziaływania energia kwantowa jest całkowicie zużywana na wyciągnięcie elektronu z powłoki atomowej i przekazanie mu energii kinetycznej. Wraz ze wzrostem energii kwantu rentgenowskiego prawdopodobieństwo wystąpienia efektu fotoelektrycznego maleje i dominuje proces rozpraszania kwantów na elektronach swobodnych, tzw. efekt Comptona. W wyniku takiego oddziaływania powstaje również elektron wtórny, a dodatkowo wylatuje kwant z energią niższą niż energia kwantu pierwotnego. Jeśli energia kwantu rentgenowskiego przekracza jeden megaelektronowolt, może wystąpić tak zwany efekt parowania, w którym powstają elektron i pozyton (patrz). W konsekwencji, przechodząc przez substancję, energia promieniowania rentgenowskiego maleje, tj. zmniejsza się jego intensywność. Ponieważ w tym przypadku istnieje większe prawdopodobieństwo absorpcji kwantów niskoenergetycznych, promieniowanie rentgenowskie jest wzbogacone o kwanty o wyższych energiach. Ta właściwość promieniowania rentgenowskiego jest wykorzystywana do zwiększania średniej energii kwantów, czyli do zwiększania ich sztywności. Zwiększenie twardości promieniowania rentgenowskiego uzyskuje się za pomocą specjalnych filtrów (patrz). Promieniowanie rentgenowskie służy do diagnostyki rentgenowskiej (patrz) i (patrz). Zobacz także promieniowanie jonizujące.
Promieniowanie rentgenowskie (synonim: promienie rentgenowskie, promienie rentgenowskie) - kwantowe promieniowanie elektromagnetyczne o długości fali od 250 do 0,025 A (lub kwanty energii od 5 10 -2 do 5 10 2 keV). W 1895 został odkryty przez V.K.Roentgena. Obszar widmowy promieniowania elektromagnetycznego sąsiadujący z promieniami rentgenowskimi, którego kwanty energii przekraczają 500 keV, nazywany jest promieniowaniem gamma (patrz); promieniowanie, którego kwanty energii są poniżej 0,05 keV, to promieniowanie ultrafioletowe (patrz).
W ten sposób, reprezentując stosunkowo niewielką część szerokiego spektrum promieniowania elektromagnetycznego, które obejmuje zarówno fale radiowe, jak i światło widzialne, promieniowanie rentgenowskie, jak każde promieniowanie elektromagnetyczne, rozchodzi się z prędkością światła (około 300 tys. km / s w próżni ) i charakteryzuje się długością fali λ (odległość, na której rozchodzi się promieniowanie w jednym okresie oscylacji). Promieniowanie rentgenowskie ma też szereg innych właściwości falowych (refrakcja, interferencja, dyfrakcja), ale znacznie trudniej je zaobserwować niż w przypadku promieniowania o większej długości fali: światło widzialne, fale radiowe.
Widma rentgenowskie: a1 - ciągłe widmo bremsstrahlung przy 310 kV; a - ciągłe widmo bremsstrahlung przy 250 kV, a1 - widmo przefiltrowane przez 1 mm Cu, a2 - widmo przefiltrowane przez 2 mm Cu, b - seria K linii wolframowej.
Do generowania promieni rentgenowskich stosuje się lampy rentgenowskie (patrz), w których promieniowanie powstaje, gdy szybkie elektrony oddziałują z atomami substancji anodowej. Istnieją dwa rodzaje promieni rentgenowskich: bremsstrahlung i charakterystyczne. Promieniowanie rentgenowskie Bremsstrahlung, które ma widmo ciągłe, jest podobne do zwykłego światła białego. Rozkład natężenia w zależności od długości fali (rys.) przedstawia krzywa z maksimum; w kierunku fal długich krzywa opada delikatnie, aw kierunku fal krótkich stromo załamuje się przy pewnej długości fali (λ0), zwanej granicą krótkofalową widma ciągłego. Wartość λ0 jest odwrotnie proporcjonalna do napięcia na lampie. Bremsstrahlung powstaje w wyniku oddziaływania szybkich elektronów z jądrami atomowymi. Intensywność bremsstrahlung jest wprost proporcjonalna do natężenia prądu anodowego, kwadratu napięcia lampy i liczby atomowej (Z) materiału anodowego.
Jeżeli energia elektronów przyspieszonych w lampie rentgenowskiej przekroczy wartość krytyczną dla substancji anodowej (o tej energii decyduje krytyczne dla tej substancji napięcie lampy Vcr), to powstaje promieniowanie charakterystyczne. Charakterystycznym widmem jest linia, jej linie widmowe tworzą szereg, oznaczany literami K, L, M, N.
Seria K to najkrótsza długość fali, seria L jest dłuższa, serie M i N są obserwowane tylko w ciężkich pierwiastkach (Vcr wolframu dla serii K wynosi 69,3 kv, dla serii L - 12,1 kv). Promieniowanie charakterystyczne powstaje w następujący sposób. Szybkie elektrony wybijają elektrony atomowe z wewnętrznych powłok. Atom jest wzbudzony, a następnie powraca do stanu podstawowego. W tym przypadku elektrony z zewnętrznych, słabiej związanych powłok wypełniają wolne przestrzenie w powłokach wewnętrznych i emitowane są fotony o charakterystycznym promieniowaniu o energii równej różnicy energii atomu w stanie wzbudzonym i podstawowym. Ta różnica (a co za tym idzie energia fotonu) ma określoną wartość, charakterystyczną dla każdego pierwiastka. Zjawisko to leży u podstaw rentgenowskiej analizy widmowej pierwiastków. Rysunek przedstawia widmo liniowe wolframu na tle ciągłego widma bremsstrahlung.
Energia elektronów przyspieszanych w lampie rentgenowskiej zamieniana jest prawie w całości na energię cieplną (anoda jest w tym przypadku silnie nagrzewana), tylko nieznaczna część (około 1% przy napięciu bliskim 100 kV) zamieniana jest na energię bremsstrahlung .
Zastosowanie promieni rentgenowskich w medycynie opiera się na prawach pochłaniania promieni rentgenowskich przez materię. Absorpcja promieni rentgenowskich jest całkowicie niezależna od właściwości optycznych materiału absorbera. Bezbarwne i przezroczyste szkło ołowiowe stosowane do ochrony personelu w pracowniach rentgenowskich prawie całkowicie pochłania promieniowanie rentgenowskie. W przeciwieństwie do tego arkusz papieru, który nie jest przezroczysty dla światła, nie tłumi promieniowania rentgenowskiego.
Natężenie jednorodnej (tj. o określonej długości fali) wiązki promieniowania rentgenowskiego, przechodząc przez warstwę absorbera, zmniejsza się zgodnie z prawem wykładniczym (ex), gdzie e jest podstawą logarytmów naturalnych (2,718), a wykładnik x jest równy iloczynowi współczynnika tłumienia masy (μ/p) cm 2 /g na grubość absorbera wg/cm 2 (tu p jest gęstością substancji w g/cm 3). Promieniowanie rentgenowskie jest tłumione zarówno przez rozpraszanie, jak i absorpcję. W związku z tym współczynnik tłumienia masy jest sumą współczynników pochłaniania masy i rozpraszania. Współczynnik pochłaniania masy gwałtownie wzrasta wraz ze wzrostem liczby atomowej (Z) absorbera (proporcjonalnie do Z3 lub Z5) oraz ze wzrostem długości fali (proporcjonalnie do λ3). Ta zależność od długości fali jest obserwowana w pasmach absorpcji, na granicach których współczynnik wykazuje skoki.
Współczynnik rozpraszania masy wzrasta wraz ze wzrostem liczby atomowej substancji. Dla λ≥0,3Å współczynnik rozproszenia nie zależy od długości fali, dla λ<0,ЗÅ он уменьшается с уменьшением λ.
Spadek współczynników absorpcji i rozpraszania wraz ze zmniejszającą się długością fali powoduje wzrost penetracji promieniowania rentgenowskiego. Współczynnik absorpcji masy dla kości [absorpcja wynika głównie z Ca 3 (PO 4) 2 ] jest prawie 70 razy większy niż dla tkanek miękkich, gdzie absorpcja jest spowodowana głównie wodą. To wyjaśnia, dlaczego cień kości tak wyraźnie wyróżnia się na radiogramach na tle tkanek miękkich.
Propagacji niejednorodnej wiązki promieniowania rentgenowskiego przez dowolne medium, wraz ze spadkiem natężenia, towarzyszy zmiana składu spektralnego, zmiana jakości promieniowania: długofalowa część widma jest pochłaniana do w większym stopniu niż część krótkofalowa promieniowanie staje się bardziej równomierne. Odfiltrowanie długofalowej części widma umożliwia poprawę stosunku dawek głębokich do powierzchniowych podczas terapii promieniami rentgenowskimi ognisk położonych głęboko w ciele człowieka (patrz filtry rentgenowskie). Aby scharakteryzować jakość niejednorodnej wiązki promieniowania rentgenowskiego, stosuje się pojęcie „warstwy półtłumiącej (L)” - warstwy substancji tłumiącej promieniowanie o połowę. Grubość tej warstwy zależy od napięcia na rurze, grubości i materiału filtra. Do pomiaru warstw o połowie tłumienia stosuje się celofan (do energii 12 keV), aluminium (20-100 keV), miedź (60-300 keV), ołów i miedź (>300 keV). W przypadku promieniowania rentgenowskiego generowanego przy napięciach 80-120 kV 1 mm miedzi odpowiada zdolności filtrowania 26 mm aluminium, 1 mm ołowiu odpowiada 50,9 mm aluminium.
Absorpcja i rozpraszanie promieni rentgenowskich wynika z jego właściwości korpuskularnych; Promienie rentgenowskie oddziałują z atomami jako strumień cząstek (cząstek) - fotonów, z których każdy ma określoną energię (odwrotnie proporcjonalną do długości fali promieniowania rentgenowskiego). Zakres energii fotonów rentgenowskich wynosi 0,05-500 keV.
Absorpcja promieniowania rentgenowskiego wynika z efektu fotoelektrycznego: absorpcji fotonu przez powłokę elektronową towarzyszy wyrzut elektronu. Atom jest wzbudzony i wracając do stanu podstawowego emituje charakterystyczne promieniowanie. Emitowany fotoelektron zabiera całą energię fotonu (minus energię wiązania elektronu w atomie).
Rozpraszanie promieniowania rentgenowskiego jest spowodowane elektronami ośrodka rozpraszającego. Wyróżnia się rozpraszanie klasyczne (długość fali promieniowania nie zmienia się, ale kierunek propagacji) oraz rozpraszanie ze zmianą długości fali – efekt Comptona (długość fali promieniowania rozproszonego jest większa od padającego). W tym drugim przypadku foton zachowuje się jak poruszająca się kula, a rozpraszanie fotonów następuje, zgodnie z przenośnym wyrażeniem Comntona, jak gra w bilard z fotonami i elektronami: zderzając się z elektronem, foton przekazuje mu część swojej energii i rozprasza, mając już mniej energii (odpowiednio długość fali rozproszonego promieniowania wzrasta), elektron wylatuje z atomu z energią odrzutu (te elektrony nazywane są elektronami Comptona lub elektronami odrzutu). Absorpcja energii promieniowania rentgenowskiego zachodzi podczas formowania się elektronów wtórnych (Compton i fotoelektrony) i przekazywania im energii. Energia promieni rentgenowskich przeniesiona na jednostkę masy substancji decyduje o pochłoniętej dawce promieni rentgenowskich. Jednostka tej dawki 1 rad odpowiada 100 erg/g. Ze względu na energię pochłoniętą w substancji absorbera zachodzi szereg procesów wtórnych, które są istotne dla dozymetrii rentgenowskiej, gdyż to na nich opierają się rentgenowskie metody pomiarowe. (patrz Dozymetria).
Wszystkie gazy i wiele cieczy, półprzewodników i dielektryków pod wpływem promieni rentgenowskich zwiększają przewodność elektryczną. Przewodnictwo odnajdują najlepsze materiały izolacyjne: parafina, mika, guma, bursztyn. Zmiana przewodnictwa wynika z jonizacji ośrodka, czyli rozdziału obojętnych cząsteczek na jony dodatnie i ujemne (jonizacja jest wytwarzana przez elektrony wtórne). Jonizacja w powietrzu służy do określenia dawki ekspozycji promieniowania rentgenowskiego (dawka w powietrzu), która jest mierzona w rentgenach (patrz Dawki promieniowania jonizującego). Przy dawce 1 r dawka pochłonięta w powietrzu wynosi 0,88 rad.
Pod działaniem promieni rentgenowskich, w wyniku wzbudzenia cząsteczek substancji (oraz podczas rekombinacji jonów), w wielu przypadkach następuje wzbudzenie widocznej poświaty substancji. Przy wysokich natężeniach promieniowania rentgenowskiego obserwuje się widoczny blask powietrza, papieru, parafiny itp. (wyjątek stanowią metale). Najwyższą wydajność światła widzialnego dają takie luminofory krystaliczne jak Zn·CdS·Ag-fosfor i inne stosowane do ekranów w fluoroskopii.
Pod wpływem promieni rentgenowskich w substancji mogą również zachodzić różne procesy chemiczne: rozkład halogenków srebra (efekt fotograficzny stosowany w promieniowaniu rentgenowskim), rozkład wody i wodnych roztworów nadtlenku wodoru, zmiana właściwości celuloidu (zmętnienie i uwalnianie kamfory), parafiny (zmętnienie i rozjaśnienie) .
W wyniku całkowitej konwersji cała energia promieniowania rentgenowskiego pochłonięta przez chemicznie obojętną substancję jest zamieniana na ciepło. Pomiar bardzo małych ilości ciepła wymaga bardzo czułych metod, ale jest główną metodą bezwzględnych pomiarów promieniowania rentgenowskiego.
Podstawą radioterapii medycznej są wtórne skutki biologiczne narażenia na promieniowanie rentgenowskie (patrz). Promienie rentgenowskie, których kwanty wynoszą 6-16 keV (efektywne długości fali od 2 do 5 Å), są prawie całkowicie pochłaniane przez powłokę skóry tkanki ludzkiego ciała; nazywane są promieniami granicznymi, a czasami promieniami Bucca (patrz promienie Bucca). Do głębokiej radioterapii rentgenowskiej stosuje się mocno filtrowane promieniowanie o efektywnych kwantach energii od 100 do 300 keV.
Biologiczny wpływ promieniowania rentgenowskiego należy brać pod uwagę nie tylko w radioterapii, ale także w diagnostyce rentgenowskiej, a także we wszystkich innych przypadkach kontaktu z promieniowaniem rentgenowskim, które wymagają zastosowania ochrony radiologicznej ( zobaczyć).
Wysoka zdolność penetracji - zdolność penetracji niektórych mediów. Promienie rentgenowskie najlepiej przenikają przez media gazowe (tkanka płucna), słabo przenikają przez substancje o dużej gęstości elektronowej i dużej masie atomowej (u ludzi - kości).
Fluorescencja - blask. W tym przypadku energia promieni rentgenowskich zamieniana jest na energię światła widzialnego. Obecnie zasada fluorescencji leży u podstaw urządzenia ekranów wzmacniających przeznaczonych do dodatkowego oświetlenia kliszy rentgenowskiej. Pozwala to zmniejszyć obciążenie radiacyjne ciała badanego pacjenta.
Fotochemiczny - zdolność do wywoływania różnych reakcji chemicznych.
Zdolność jonizacyjna - pod wpływem promieni rentgenowskich następuje jonizacja atomów (rozkład obojętnych cząsteczek na jony dodatnie i ujemne, które tworzą parę jonową.
Biologiczne - uszkodzenie komórek. W większości wynika to z jonizacji struktur o znaczeniu biologicznym (DNA, RNA, cząsteczek białek, aminokwasów, wody). Pozytywne działanie biologiczne - przeciwnowotworowe, przeciwzapalne.
Urządzenie z rurą wiązki
Promienie rentgenowskie są wytwarzane w lampie rentgenowskiej. Lampa rentgenowska to szklany pojemnik, w którym znajduje się próżnia. Są 2 elektrody - katoda i anoda. Katoda jest cienką spiralą wolframową. Anoda w starych lampach była ciężkim miedzianym prętem ze ściętą powierzchnią skierowaną w stronę katody. Na ukośnej powierzchni anody przylutowano płytę z metalu ogniotrwałego - lustro anody (anoda jest bardzo gorąca podczas pracy). Na środku lustra jest ognisko lampy rentgenowskiej To tutaj powstają promienie rentgenowskie. Im mniejsza wartość ostrości, tym wyraźniejsze są kontury fotografowanego obiektu. Za małe ogniskowanie uważa się 1x1 mm, a nawet mniej.
W nowoczesnych aparatach rentgenowskich elektrody są wykonane z metali ogniotrwałych. Zazwyczaj stosuje się lampy z obrotową anodą. Podczas pracy anoda jest obracana przez specjalne urządzenie, a elektrony wylatujące z katody wpadają w ognisko optyczne. Dzięki obrotowi anody, pozycja ogniska optycznego zmienia się cały czas, dzięki czemu takie tuby są trwalsze i nie zużywają się przez długi czas.
Jak uzyskuje się prześwietlenia? Najpierw nagrzewa się żarnik katodowy. Aby to zrobić, za pomocą transformatora obniżającego napięcie na lampie zmniejsza się z 220 do 12-15V. Włókno katody nagrzewa się, znajdujące się w nim elektrony zaczynają poruszać się szybciej, część elektronów wybiega poza włókno i wokół niego tworzy się chmura wolnych elektronów. Następnie włączany jest prąd wysokiego napięcia, który uzyskuje się za pomocą transformatora podwyższającego. W diagnostycznych aparatach rentgenowskich stosowany jest prąd o wysokim napięciu od 40 do 125 KV (1KV=1000V). Im wyższe napięcie na lampie, tym krótsza długość fali. Po włączeniu wysokiego napięcia uzyskuje się dużą różnicę potencjałów na biegunach lampy, elektrony „odrywają się” od katody i pędzą do anody z dużą prędkością (lampa jest najprostszym akceleratorem cząstek naładowanych). Dzięki specjalnym urządzeniom elektrony nie rozpraszają się na boki, ale wpadają w prawie jeden punkt anody - ognisko (ognisko) i są wyhamowywane w polu elektrycznym atomów anody. Kiedy elektrony zwalniają, powstają fale elektromagnetyczne, tj. Promienie rentgenowskie. Dzięki specjalnemu urządzeniu (w starych lampach - skos anody) promienie RTG kierowane są do pacjenta w postaci rozbieżnej wiązki promieni, „stożka”.
Obrazowanie rentgenowskie
Film RTG jest konstrukcją warstwową, warstwa główna to kompozycja poliestrowa o grubości do 175 mikronów, pokryta emulsją fotograficzną (jodek i bromek srebra, żelatyna).
Wywoływanie filmu - przywrócono srebro (przez które przeszły promienie - zaczernienie obszaru filmu, gdzie zalegały - jaśniejsze obszary)
Fixer - wypłukiwanie bromku srebra z miejsc, przez które przeszły promienie i nie zalegały.
Urządzenie nowoczesnej sali radiologicznej
1. Sama sala RTG, w której znajduje się aparat i badani są pacjenci. Powierzchnia gabinetu RTG musi wynosić co najmniej 50 m2
2. Pomieszczenie kontrolne, w którym znajduje się panel kontrolny, za pomocą którego asystent laboratorium rentgenowskiego kontroluje całą pracę urządzenia.
3. Laboratorium fotograficzne, w którym kasety są ładowane filmem, obrazy są wywoływane i utrwalane, są myte i suszone. Nowoczesną metodą obróbki zdjęć medycznych klisz RTG jest zastosowanie procesorów typu roller. Oprócz niewątpliwej wygody w pracy, procesory zapewniają wysoką stabilność procesu obróbki zdjęć. Czas pełnego cyklu od momentu wprowadzenia folii do maszyny obróbczej do otrzymania suchego zdjęcia rentgenowskiego („od suchego do suchego”) nie przekracza kilku minut.
4. Gabinet lekarski, w którym radiolog analizuje i opisuje wykonane zdjęcia rentgenowskie.
Metody ochrony personelu medycznego i pacjentów przed promieniowaniem rentgenowskim
3 główne metody ochrony: ochrona przez ekranowanie, odległość i czas.
1 Ochrona tarczy:
Promienie rentgenowskie są umieszczane na drodze specjalnych urządzeń wykonanych z materiałów dobrze pochłaniających promieniowanie rentgenowskie. Może to być ołów, beton, beton barytowy itp. Ściany, podłoga, sufit w pracowniach RTG są zabezpieczone, wykonane z materiałów nie przepuszczających promieni do sąsiednich pomieszczeń. Drzwi zabezpieczone są materiałem ołowianym. Okna obserwacyjne pomiędzy pracownią rentgenowską a sterownią wykonane są ze szkła ołowiowego. Lampa RTG umieszczona jest w specjalnej osłonie ochronnej, która nie przepuszcza promieni RTG, a promienie kierowane są na pacjenta przez specjalne „okno”. Do okna przymocowana jest rurka, która ogranicza wielkość wiązki rentgenowskiej. Ponadto na wyjściu promieni z tuby zainstalowana jest membrana aparatu rentgenowskiego. Składa się z 2 par płytek prostopadłych do siebie. Płyty te można przesuwać i rozsuwać jak zasłony. W ten sposób można zwiększyć lub zmniejszyć pole napromieniowania. Im większe pole napromieniowania, tym większa szkoda otwór jest ważnym elementem ochrony, zwłaszcza u dzieci. Ponadto sam lekarz jest mniej napromieniany. A jakość zdjęć będzie lepsza. Inny przykład osłony jest szyty - te części ciała obiektu, które nie są aktualnie przedmiotem strzelania, powinny być pokryte arkuszami gumy ołowianej. Są też fartuchy, spódnice, rękawiczki wykonane ze specjalnego materiału ochronnego.
2 Ochrona przez czas:
Pacjent powinien być napromieniany podczas badania rentgenowskiego przez jak najkrótszy czas (pośpiesz się, ale nie ze szkodą dla diagnozy). W tym sensie obrazy dają mniejsze obciążenie promieniowaniem niż transiluminacja, ponieważ. na zdjęciach używane są bardzo długie czasy otwarcia migawki (czas). Ochrona czasu jest głównym sposobem ochrony zarówno pacjenta, jak i samego radiologa. Lekarz badając pacjentów, ceteris paribus, stara się wybrać metodę badawczą, która zajmuje mniej czasu, ale nie ze szkodą dla diagnozy. W tym sensie fluoroskopia jest bardziej szkodliwa, ale niestety często nie można obejść się bez fluoroskopii. Tak więc w badaniu przełyku, żołądka, jelit stosuje się obie metody. Wybierając metodę badawczą kierujemy się zasadą, że korzyści z badań powinny być większe niż szkody. Niekiedy w obawie przed wykonaniem dodatkowego zdjęcia pojawiają się błędy w diagnozie, niewłaściwie przepisane leczenie, co niekiedy kosztuje pacjenta życie. Trzeba pamiętać o niebezpieczeństwach promieniowania, ale nie należy się go bać, jest gorzej dla pacjenta.
3 .Odległość ochronna:
Zgodnie z kwadratowym prawem światła, oświetlenie danej powierzchni jest odwrotnie proporcjonalne do kwadratu odległości od źródła światła do oświetlanej powierzchni. W odniesieniu do badania RTG oznacza to, że dawka promieniowania jest odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości ogniska lampy RTG od pacjenta (ogniskowa). Przy 2-krotnym wzroście ogniskowej dawka promieniowania zmniejsza się 4-krotnie, przy 3-krotnym wzroście ogniskowej dawka promieniowania zmniejsza się 9-krotnie.
Ogniskowa mniejsza niż 35 cm nie jest dozwolona dla fluoroskopii. Odległość od ścian do aparatu rentgenowskiego musi wynosić co najmniej 2 m, w przeciwnym razie powstają promienie wtórne, które powstają, gdy pierwotna wiązka promieni uderza w otaczające przedmioty ( ściany itp.). Z tego samego powodu dodatkowe meble nie są dozwolone w pomieszczeniach rentgenowskich. Niekiedy, podczas badania ciężko chorych pacjentów, personel oddziałów chirurgicznych i terapeutycznych pomaga pacjentowi stać za ekranem do prześwietlenia i stać obok pacjenta podczas badania, wspierając go. W drodze wyjątku jest to dopuszczalne. Ale radiolog musi dopilnować, aby siostry i pielęgniarki pomagające chorym założyły fartuch ochronny i rękawiczki i w miarę możliwości nie stały blisko pacjenta (ochrona na odległość). Jeżeli na salę rentgenowską przyszło kilku pacjentów, na salę zabiegową wzywa ich 1 osoba, tj. W badaniu powinna znajdować się tylko jedna osoba na raz.
Fizyczne podstawy radiografii i fluorografii. Ich wady i zalety. Przewaga technologii cyfrowej nad filmem.
Zasady radiografii
W przypadku radiografii diagnostycznej wskazane jest wykonanie zdjęć w co najmniej dwóch projekcjach. Wynika to z faktu, że radiogram jest płaskim obrazem trójwymiarowego obiektu. W rezultacie lokalizację wykrytego ogniska patologicznego można ustalić tylko za pomocą 2 projekcji.
Technika obrazowania
O jakości powstałego obrazu rentgenowskiego decydują 3 główne parametry. Napięcie przyłożone do lampy rentgenowskiej, natężenie prądu i czas pracy lampy. W zależności od badanych formacji anatomicznych oraz danych dotyczących masy i wielkości pacjenta, parametry te mogą się znacznie różnić. Istnieją wartości średnie dla różnych narządów i tkanek, należy jednak pamiętać, że rzeczywiste wartości będą się różnić w zależności od urządzenia, na którym wykonywane jest badanie oraz pacjenta, który jest prześwietlany. Dla każdego urządzenia zestawiana jest indywidualna tabela wartości. Wartości te nie są bezwzględne i są dostosowywane w miarę postępu badania. Jakość wykonywanych zdjęć w dużej mierze zależy od umiejętności radiologa odpowiedniego dostosowania tabeli średnich wartości do konkretnego pacjenta.
Nagrywanie obrazu
Najpopularniejszym sposobem rejestrowania obrazu rentgenowskiego jest utrwalenie go na kliszy czułej na promieniowanie rentgenowskie, a następnie wywołanie go. Obecnie istnieją również systemy zapewniające cyfrową rejestrację danych. Ze względu na wysoki koszt i złożoność produkcji ten rodzaj sprzętu jest nieco gorszy od sprzętu analogowego pod względem rozpowszechnienia.
Film rentgenowski umieszcza się w specjalnych urządzeniach - kasetach (mówią - kaseta jest załadowana). Kaseta chroni film przed światłem widzialnym; ten ostatni, podobnie jak promieniowanie rentgenowskie, ma zdolność redukcji metalicznego srebra z AgBr. Kasety wykonane są z materiału, który nie przepuszcza światła, ale przepuszcza promieniowanie rentgenowskie. Wewnątrz kasety są ekrany wzmacniające, film leży między nimi; podczas robienia zdjęcia na film padają nie tylko same promienie rentgenowskie, ale także światło z ekranów (ekrany są pokryte solą fluorescencyjną, dzięki czemu świecą i wzmacniają działanie promieni rentgenowskich). Pozwala to 10-krotnie zmniejszyć obciążenie pacjenta promieniowaniem.
Podczas robienia zdjęcia promienie rentgenowskie kierowane są na środek fotografowanego obiektu (centrowanie). Po nakręceniu w laboratorium fotograficznym film jest wywoływany w specjalnych chemikaliach i utrwalany (utrwalony). Faktem jest, że w tych częściach filmu, które nie zostały trafione promieniami rentgenowskimi podczas fotografowania lub było ich niewiele, srebro nie zostało przywrócone, a jeśli film nie zostanie umieszczony w roztworze utrwalacza (utrwalacza), to podczas badania film, srebro zostaje przywrócone pod wpływem światła widzialnego.Sveta. Cały film stanie się czarny i żaden obraz nie będzie widoczny. Podczas utrwalania (utrwalania) niezredukowany AgBr z folii trafia do roztworu utrwalacza, więc w utrwalaczu jest dużo srebra, a roztwory te nie są wylewane, ale poddawane centrom rentgenowskim.
Nowoczesną metodą obróbki zdjęć medycznych klisz RTG jest zastosowanie procesorów typu roller. Oprócz niewątpliwej wygody w pracy, procesory zapewniają wysoką stabilność procesu obróbki zdjęć. Czas pełnego cyklu od momentu wprowadzenia folii do maszyny obróbczej do otrzymania suchego zdjęcia rentgenowskiego („od suchego do suchego”) nie przekracza kilku minut.
Promienie rentgenowskie to obraz wykonany w czerni i bieli - negatyw. Czarny - obszary o małej gęstości (płuca, pęcherzyk gazu w żołądku. Biały - o dużej gęstości (kości).
Fluorografia- Istotą FOG jest to, że za jego pomocą najpierw uzyskuje się obraz klatki piersiowej na ekranie fluorescencyjnym, a następnie wykonuje się zdjęcie nie samego pacjenta, ale jego obrazu na ekranie.
Fluorografia daje zmniejszony obraz obiektu. Istnieją techniki małych ramek (np. 24×24 mm lub 35×35 mm) i dużych ramek (np. 70×70 mm lub 100×100 mm). Ten ostatni pod względem możliwości diagnostycznych zbliża się do radiografii. FOG jest używany do badanie profilaktyczne populacji(wykryto ukryte choroby, takie jak rak i gruźlica).
Opracowano zarówno stacjonarne, jak i mobilne urządzenia fluorograficzne.
Obecnie fluorografia filmowa jest stopniowo zastępowana cyfrową. Metody cyfrowe pozwalają uprościć pracę z obrazem (obraz może być wyświetlany na ekranie monitora, drukowany, przesyłany przez sieć, przechowywany w medycznej bazie danych itp.), zmniejszają narażenie pacjenta na promieniowanie i obniżają koszty materiały dodatkowe (film, wywoływacz do filmów).
Istnieją dwie popularne metody fluorografii cyfrowej. Pierwsza technika, podobnie jak konwencjonalna fluorografia, wykorzystuje fotografowanie obrazu na ekranie fluorescencyjnym, zamiast kliszy rentgenowskiej stosuje się tylko matrycę CCD. Druga technika polega na skanowaniu poprzecznym klatki piersiowej warstwa po warstwie wiązką promieni rentgenowskich w kształcie wachlarza z wykrywaniem przepuszczanego promieniowania przez detektor liniowy (podobny do konwencjonalnego skanera dokumentów papierowych, w którym detektor liniowy porusza się wzdłuż arkusza z papieru). Druga metoda pozwala na zastosowanie znacznie niższych dawek promieniowania. Pewną wadą drugiej metody jest dłuższy czas uzyskania obrazu.
Charakterystyka porównawcza obciążenia dawką w różnych badaniach.
Konwencjonalny fluorogram klatki piersiowej zapewnia pacjentowi średnią indywidualną dawkę promieniowania 0,5 milisiwerta (mSv) na zabieg (fluorogram cyfrowy - 0,05 mSv), natomiast zdjęcie rentgenowskie - 0,3 mSv na zabieg (radiografia cyfrowa - 0,03 mSv) oraz tomografia komputerowa klatki piersiowej - 11 mSv na zabieg. Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego nie powoduje narażenia na promieniowanie
Korzyści z radiografii
Szeroka dostępność metody i łatwość prowadzenia badań.
Większość badań nie wymaga specjalnego przygotowania pacjenta.
Stosunkowo niski koszt badań.
Obrazy mogą być wykorzystane do konsultacji z innym specjalistą lub w innej placówce (w przeciwieństwie do obrazów USG, gdzie konieczne jest powtórne badanie, ponieważ uzyskiwane obrazy są zależne od operatora).
Obraz statyczny – złożoność oceny funkcji organizmu.
Obecność promieniowania jonizującego, które może mieć szkodliwy wpływ na pacjenta.
Zawartość informacji klasycznej radiografii jest znacznie niższa niż takich nowoczesnych metod obrazowania medycznego, jak CT, MRI itp. Zwykłe obrazy rentgenowskie odzwierciedlają nawarstwianie projekcji złożonych struktur anatomicznych, czyli ich sumaryczny cień rentgenowski, w przeciwieństwie do warstwowe serie obrazów uzyskane nowoczesnymi metodami tomograficznymi.
Bez użycia środków kontrastowych radiografia nie jest wystarczająco informacyjna, aby analizować zmiany w tkankach miękkich, które różnią się nieznacznie gęstością (na przykład podczas badania narządów jamy brzusznej).
Fizyczne podstawy rentgenoskopii. Wady i zalety metody
W nowoczesnych warunkach stosowanie ekranu fluorescencyjnego nie znajduje uzasadnienia ze względu na jego niską jasność, co powoduje konieczność prowadzenia badań w dobrze zaciemnionym pomieszczeniu i po długiej adaptacji badacza do ciemności (10-15 minut) do odróżnić obraz o niskiej intensywności.
Obecnie w konstrukcji wzmacniacza obrazu rentgenowskiego wykorzystuje się ekrany fluorescencyjne, które zwiększają jasność (poświatę) obrazu pierwotnego około 5000 razy. Za pomocą przetwornika elektronowo-optycznego obraz pojawia się na ekranie monitora, co znacznie poprawia jakość diagnostyki, nie wymaga zaciemnienia gabinetu RTG.
Zalety fluoroskopii
Główną przewagą nad radiografią jest fakt badania w czasie rzeczywistym. Pozwala to ocenić nie tylko strukturę narządu, ale także jego przemieszczenie, kurczliwość lub rozciągliwość, przejście środka kontrastowego i pełność. Metoda pozwala również na szybką ocenę lokalizacji niektórych zmian, ze względu na rotację badanego obiektu podczas transiluminacji (badanie wielorzutowe).
Fluoroskopia pozwala kontrolować wykonanie niektórych zabiegów instrumentalnych - umieszczenie cewnika, angioplastykę (patrz angiografia), fistulografia.
Powstałe obrazy można umieścić na zwykłej płycie CD lub w pamięci sieciowej.
Wraz z pojawieniem się technologii cyfrowych zniknęły 3 główne wady tradycyjnej fluoroskopii:
Stosunkowo wysoka dawka promieniowania w porównaniu do radiografii – nowoczesne urządzenia niskodawkowe w przeszłości pozostawiały tę wadę. Zastosowanie trybów skanowania pulsacyjnego dodatkowo zmniejsza obciążenie dawki nawet o 90%.
Niska rozdzielczość przestrzenna - na nowoczesnych urządzeniach cyfrowych rozdzielczość w trybie scopy jest tylko nieznacznie gorsza od rozdzielczości w trybie radiograficznym. W tym przypadku decydujące znaczenie ma zdolność obserwowania stanu czynnościowego poszczególnych narządów (serca, płuc, żołądka, jelit) „w dynamice”.
Brak możliwości dokumentowania badań – technologie obrazowania cyfrowego umożliwiają zapisywanie materiałów badawczych zarówno poklatkowych, jak i sekwencji wideo.
Fluoroskopię wykonuje się głównie w diagnostyce rentgenowskiej chorób narządów wewnętrznych zlokalizowanych w jamie brzusznej i klatce piersiowej, zgodnie z planem, który radiolog opracowuje przed rozpoczęciem badania. Niekiedy do rozpoznania urazowych uszkodzeń kości w celu wyjaśnienia obszaru do prześwietlenia stosuje się tak zwaną fluoroskopię przeglądową.
Badanie fluoroskopowe z kontrastem
Sztuczny kontrast znacznie rozszerza możliwości badania rentgenowskiego narządów i układów, w których gęstość tkanek jest w przybliżeniu taka sama (na przykład jama brzuszna, której narządy przepuszczają promieniowanie rentgenowskie w przybliżeniu w tym samym stopniu, a zatem mają niski kontrast). Osiąga się to poprzez wprowadzenie do światła żołądka lub jelit wodnej zawiesiny siarczanu baru, która nie rozpuszcza się w sokach trawiennych, nie jest wchłaniana przez żołądek lub jelita i jest naturalnie wydalana w postaci całkowicie niezmienionej. Główną zaletą zawiesiny barowej jest to, że przechodząc przez przełyk, żołądek i jelita powleka ich wewnętrzne ściany i daje pełny obraz charakteru wzniesień, zagłębień i innych cech ich błony śluzowej na ekranie lub filmie. Badanie wewnętrznego odciążenia przełyku, żołądka i jelit przyczynia się do rozpoznania szeregu schorzeń tych narządów. Przy ciaśniejszym wypełnieniu można określić kształt, wielkość, położenie i funkcję badanego narządu.
Mammografia – podstawy metody, wskazania. Przewaga mammografii cyfrowej nad filmem.
Mammografia- rozdział diagnostyka medyczna, zajmująca się badaniami nieinwazyjnymigruczoł sutkowy, głównie żeński, który przeprowadza się w celu:
1. badanie profilaktyczne (przesiewowe) zdrowych kobiet w celu wykrycia wczesnych, niewyczuwalnych postaci raka piersi;
2. diagnostyka różnicowa między rakiem a łagodnym rozrostem dyshormonalnym (FAM) piersi;
3. ocena wzrostu guza pierwotnego (ogniska nowotworowe jednowęzłowe lub wieloośrodkowe);
4.Dynamiczne ambulatoryjne monitorowanie stanu gruczołów sutkowych po zabiegu.
Do praktyki lekarskiej wprowadzono następujące metody diagnostyki radiacyjnej raka piersi: mammografia, ultrasonografia, tomografia komputerowa, rezonans magnetyczny, doppler kolorowy i mocy, biopsja stereotaktyczna pod kontrolą mammografii, termografia.
Mammografia rentgenowska
Obecnie na świecie w zdecydowanej większości przypadków w diagnostyce raka piersi u kobiet (BC) stosuje się mammografię projekcyjną rentgenowską, filmową (analogową) lub cyfrową.
Zabieg trwa nie dłużej niż 10 minut. Do strzału klatkę piersiową należy zamocować między dwiema deskami i lekko ścisnąć. Zdjęcie jest robione w dwóch projekcjach, dzięki czemu można dokładnie określić lokalizację nowotworu, jeśli zostanie znaleziony. Ponieważ symetria jest jednym z czynników diagnostycznych, zawsze należy badać obie piersi.
Mammografia MRI
Skargi na cofanie się lub wybrzuszenie jakiejkolwiek części gruczołu
Wypływ z brodawki zmieniającej jej kształt
Bolesność gruczołu sutkowego, jego obrzęk, zmiana rozmiaru
W ramach profilaktycznej metody przesiewowej mammografia jest zalecana wszystkim kobietom w wieku 40 lat i starszym lub kobietom z grupy ryzyka.
Łagodne guzy piersi (zwłaszcza gruczolakowłókniak)
Procesy zapalne (mastitis)
Mastopatia
Guzy narządów płciowych
Choroby gruczołów dokrewnych (tarczyca, trzustka)
Bezpłodność
Otyłość
Historia operacji piersi
Przewaga mammografii cyfrowej nad filmem:
Zmniejszenie obciążeń dawek podczas badań rentgenowskich;
Poprawa efektywności badań, pozwalająca na identyfikację niedostępnych wcześniej procesów patologicznych (możliwość cyfrowego przetwarzania obrazu komputerowego);
Możliwości wykorzystania sieci telekomunikacyjnych do transmisji obrazów w celu zdalnej konsultacji;
Osiąganie efektu ekonomicznego podczas badań masowych.
