Методы, основанные на использовании рентгеновского излучения

 

Природа рентгеновского излучения.

Рентгеновское излучение это вид электромагнитных колебаний, возникающих в момент столкновения ускоренных электронов с атомами вещества анода рентгеновской трубки.

Устройство и принцип работы рентгеновской трубки с вращающимся анодом:

 

1 - стеклянный баллон 2 - ротор анода 3 - диск анода 4 - центральная часть трубки 5 - рабочая поверхность анода (фокусное пятно) 6 - катод (спираль накала) 7 - фокусирующая система катода

 

Этапы работы рентгеновской трубки (на примере трубки с неподвижным анодом):

 

Анод - изготовлен из медного стрежня (для отведения тепла) на поверхности которого закреплено вольфрамовое «зеркало». Катод - вольфрамовая спираль на нее подан ток низкого напряжения. Спираль нагревается, вокруг нее образуется «электронное облако».	Включено высокое напряжение между анодом и катодом. Электроны от катода устремляются к аноду; при взаимодействии ускоренных электронов с атомами вещества анода образуется рентгеновское излучение. КПД рентгеновской трубки - 1%

Основные свойства рентгеновского излучения

Свойство излучения	Описание свойства	Применение в медицине
1. Проникающая способность	Способность проникать через вещества и среды, непрозрачные для видимого света	Получение изображения
2. Различное поглощение излучения средами	Способность поглощаться средами, зависит: 1. От длины волны излучения - чем больше длина волны, тем больше поглощение 2. От свойств вещества (атомный вес, толщина, плотность)	Получение изображения
3. Прямолинейное распространение	Рентгеновское излучение всегда распространяется прямолинейно расходящимся пучком	Скиалогия (наука о тенеобразовании)
4. Флюоресценция	Способность вызывать свечение люминофоров	Рентгеноскопия и использование усиливающих экранов
5. Фотохимическое действие	Способность засвечивать фотоматериалы (восстановление металлического серебра из его галогенидов)	Рентгенография, томография
6. Уменьшение интенсивности излучения в зависимости от расстояния	Интенсивность излучения обратно пропорциональна квадрату расстояния между рентгеновской трубкой и облучаемым объектом	Защита расстоянием, рентгенотерапия
7. Ионизирующее действие	Способность преобразовывать электрически нейтральную среду в электропроводную (способность образовывать ионы)	Рентгенотерапия, дозиметрия
8. Образование вторичного излучения	Способность вызывать образование рентгеновского излучения при взаимодействии первичного пучка рентгеновского излучения с атомами среды.	Дозиметрия
9. Биологический эффект	Способность вызывать изменения в биологических тканях	Рентгенотерапия

Рентгеноскопия

1 – Рентгеновская трубка 2 – Пациент 3 – Усилитель рентгеновского изображения (УРИ) 4 – Дисплей

 

Принцип метода	- Рентгеновское излучение образуется в рентгеновской трубке, проходит через тело пациента и попадает на электронно-оптический преобразователь (усилитель рентгеновского изображения), который передает изображение на дисплей. Изображение на экране – позитивное
Достоинства метода	1. Возможность изучать функцию - можно наблюдать движение органов, пульсацию сердца, движение диафрагмы, перемещение контрастного вещества. 2. Возможность полипозиционного исследования - во время исследования можно изменять положение пациента за экраном. 3. Быстрота метода - изображение возникает немедленно при включении рентгеновской трубки. 4. Дешевизна метода - не расходуется дорогостоящая рентгеновская пленка. 5. Возможность рентгеновской пальпации - пальпация непосредственно во время исследования для определения эластичности стенок органов, смещаемости органов.
Недостатки метода	1. Высокая лучевая нагрузка – высокая доза облучения для врача и пациента. 2. Субъективность метода – при исследовании не остается документа, подтверждающего рентгенологическую картину, которую видел рентгенолог. 3. Лимит времени – время исследования ограничено, из-за высокой лучевой нагрузки на врача и пациента
Показания к применению	Применяется, когда необходимо наряду с морфологией оценить двигательную функцию органов или провести полипозиционное исследование для более точного выявления пространственного расположения патологического процесса. Многие процедуры, в том числе инвазивные проводятся под рентгеноскопическим контролем (исследование желудочно-кишечного тракта, ангиография, фистулография, удаление камней мочеточников, различные пункции и т.д.). Рентгеноскопия не должна проводиться без выполнения рентгенограмм, и как метод профилактических исследований.

 

Рентгенография

1 – Рентгеновская трубка 2 – Пациент 3 – Рентгеновская пленка или цифровая матрица

 

Принцип метода	Рентгеновское излучение образуется в рентгеновской трубке, проходит через тело пациента и попадает на рентгеновскую пленку. Рентгеновская пленка содержит бромистое серебро, которое при воздействии излучения разлагается с образованием микрочастиц металлического серебра, что после фотохимической обработки пленки проявляется как её потемнение - на пленке получается негативное изображение
Достоинства метода	1. Высокая разрешающая способность - на пленке хорошо видны мелкие детали, изображение хорошего качества. 2. Объективность метода - рентгенограмма - это документ (диагностический и юридический), который можно хранить неопределенно долго и сравнивать с результатами предыдущих и последующих исследований. 3. Небольшая лучевая нагрузка на врача и пациента, так как излучение проходит через тело пациента в течение долей секунды. 4. Нет лимита времени - рентгенограмму можно изучать неограниченно долгое время, не подвергая пациента и врача излишней лучевой нагрузке
Недостатки метода	1. Ограниченная возможность изучения функции органов - на рентгенограмме движения органов не видны. 2. Невозможность полипозиционного исследования. 3. Невозможность рентгеновской пальпации. 4. Дороговизна исследования - пленка содержит серебро. 5. Рентгенография - метод медленный, так как пленку необходимо обрабатывать в растворах проявителя и фиксажа а потом высушить - всё это требует времени.

Цифровая рентгенография

Картина внутренней структуры исследуемого объекта может быть аналоговой или цифровой (дигитальной). Аналоговые изображения характеризуются постепенным непрерывным из­менением видимой картины в ответ на изменение интенсивнос­ти излучения. Такие изображения формируются непосред­ственно на воспринимающем устройстве - люминесцентном эк­ране или рентгеновской пленке.

Цифровое изображение, в отличие от аналогового, является дискретным. Оно формируется на основе матрицы - электронной таблицы, состоящей из определенного количества ячеек (пиксе­лей). При этом интенсивность излучения в каждой ячейке выра­жается в виде числовой величины, которой соответствует опре­деленная интенсивность свечения экрана видеомонитора. В современных услови­ях любые аналоговые изображения также могут преобразовывать­ся в цифровые, однако это приводит к потере части диагности­ческой информации.

Детектором рентгеновских лучей при цифровой рентгенографии является электронная матрица, передающая сигнал для обработки на компьютер с последующим созданием изображения на экране дисплея. Компьютерная обработка повышает качество изображения, позволяет анализировать детали рентгенологической картины в нужном масштабе.

К достоинствам метода можно отнести дешевизну (не расходуется рентгеновская пленка), более низкую лучевую нагрузку (чувствительность цифровой матрицы значительно выше, чем чувствительность рентгеновской пленки), возможность хранения изображений и служебной информации на магнитных или оптических носителях (дисках) неограниченное время в неограниченном количестве; возможность распечатывать изображение на бумагу или пленку.

Недостатки - метод не может считаться полностью объективным, так как допускается «редактирование» изображения в графических редакторах; качество отпечатков на бумаге значительно ниже, чем качество традиционных рентгенограмм.

 

Понятия "негатив" и "позитив"

Негативное изображение получается на рентгеновской пленке, позитивное – на рентгеноскопическом экране.

@	Обозначьте штриховкой просветления и затемнения, обусловленные изображением легких, ребер и средостения на схемах:
		А. Позитивное изображение   Б. Негативное изображение
Рентгеноскопический экран	Рентгеновская пленка