Qu'est-ce que le rayonnement X, ses propriétés et ses applications. Le rayonnement X et ses propriétés

Les rayons X sont un type de rayonnement électromagnétique à haute énergie. Il est activement utilisé dans diverses branches de la médecine.

Les rayons X sont des ondes électromagnétiques dont l'énergie photonique sur l'échelle des ondes électromagnétiques se situe entre le rayonnement ultraviolet et le rayonnement gamma (de ~10 eV à ~1 MeV), ce qui correspond à des longueurs d'onde de ~10^3 à ~10^−2 angströms (de ~10^−7 à ~10^−12 m). Autrement dit, il s’agit d’un rayonnement incomparablement plus dur que la lumière visible, qui se situe sur cette échelle entre les rayons ultraviolets et infrarouges (« thermiques »).

La frontière entre les rayons X et le rayonnement gamma est distinguée de manière conditionnelle : leurs gammes se croisent, les rayons gamma peuvent avoir une énergie de 1 keV. Leur origine diffère : les rayons gamma sont émis lors de processus se produisant dans les noyaux atomiques, tandis que les rayons X sont émis lors de processus impliquant des électrons (à la fois libres et situés dans les couches électroniques des atomes). Dans le même temps, il est impossible de déterminer à partir du photon lui-même au cours de quel processus il est apparu, c'est-à-dire que la division entre les gammes de rayons X et gamma est en grande partie arbitraire.

La gamme des rayons X est divisée en « rayons X mous » et « rayons X durs ». La frontière entre eux se situe à une longueur d’onde de 2 angströms et 6 keV d’énergie.

Le générateur de rayons X est un tube dans lequel un vide est créé. Il y a des électrodes là-bas - une cathode à laquelle une charge négative est appliquée et une anode chargée positivement. La tension entre eux est de plusieurs dizaines à centaines de kilovolts. La génération de photons de rayons X se produit lorsque des électrons « se détachent » de la cathode et s’écrasent à grande vitesse sur la surface de l’anode. Le rayonnement X résultant est appelé « bremsstrahlung » ; ses photons ont des longueurs d’onde différentes.

Dans le même temps, des photons du spectre caractéristique sont générés. Certains électrons des atomes de la substance anodique sont excités, c'est-à-dire qu'ils se déplacent vers des orbites plus élevées, puis reviennent à leur état normal, émettant des photons d'une certaine longueur d'onde. Dans un générateur standard, les deux types de rayonnements X sont produits.

Histoire de la découverte

Le 8 novembre 1895, le scientifique allemand Wilhelm Conrad Roentgen a découvert que certaines substances commençaient à briller lorsqu'elles étaient exposées à des « rayons cathodiques », c'est-à-dire un flux d'électrons générés par un tube cathodique. Il a expliqué ce phénomène par l'influence de certains rayons X - c'est ainsi que l'on appelle aujourd'hui ce rayonnement dans de nombreuses langues. Plus tard, V.K. Roentgen a étudié le phénomène qu'il a découvert. Le 22 décembre 1895, il fit un rapport sur ce sujet à l'Université de Würzburg.

Plus tard, il s'est avéré que le rayonnement X avait été observé plus tôt, mais les phénomènes qui y sont associés n'ont alors pas accordé beaucoup d'importance. Le tube cathodique a été inventé il y a longtemps, mais avant V.K. Personne n'a prêté beaucoup d'attention aux rayons X concernant le noircissement des plaques photographiques à proximité, etc. phénomènes. Le danger posé par les rayonnements pénétrants était également inconnu.

Types et leurs effets sur le corps

Les « rayons X » sont le type de rayonnement pénétrant le plus doux. Une exposition excessive aux rayons X mous ressemble aux effets du rayonnement ultraviolet, mais sous une forme plus grave. Une brûlure se forme sur la peau, mais les dégâts sont plus profonds et la guérison est beaucoup plus lente.

Les rayons X durs sont un rayonnement ionisant à part entière qui peut provoquer le mal des rayons. Les quanta de rayons X peuvent briser les molécules protéiques qui composent les tissus du corps humain, ainsi que les molécules d'ADN du génome. Mais même si le quantum des rayons X brise une molécule d'eau, cela ne fait aucune différence : dans ce cas, des radicaux libres chimiquement actifs H et OH se forment, qui sont eux-mêmes capables d'agir sur les protéines et l'ADN. Le mal des rayons se manifeste sous une forme plus grave, plus les organes hématopoïétiques sont touchés.

Les rayons X ont une activité mutagène et cancérigène. Cela signifie que la probabilité de mutations spontanées dans les cellules pendant l'irradiation augmente et que parfois des cellules saines peuvent dégénérer en cellules cancéreuses. Le risque accru de tumeurs malignes est une conséquence courante de toute exposition aux rayonnements, y compris les rayons X. Les rayons X sont le type de rayonnement pénétrant le moins dangereux, mais ils peuvent quand même être dangereux.

Rayonnement X : application et fonctionnement

Les rayons X sont utilisés en médecine ainsi que dans d’autres domaines de l’activité humaine.

Fluoroscopie et tomodensitométrie

L'utilisation la plus courante des rayons X est la fluoroscopie. La « radiographie » du corps humain vous permet d'obtenir une image détaillée à la fois des os (ils sont visibles le plus clairement) et des images des organes internes.

La transparence différente des tissus corporels aux rayons X est associée à leur composition chimique. Les caractéristiques structurelles des os sont qu’ils contiennent beaucoup de calcium et de phosphore. Les autres tissus sont principalement constitués de carbone, d'hydrogène, d'oxygène et d'azote. Un atome de phosphore pèse presque deux fois plus qu'un atome d'oxygène et un atome de calcium 2,5 fois (le carbone, l'azote et l'hydrogène sont encore plus légers que l'oxygène). À cet égard, l’absorption des photons X dans les os est beaucoup plus élevée.

Outre les « instantanés » bidimensionnels, la radiographie permet de créer une image tridimensionnelle d’un organe : ce type de radiographie est appelé tomodensitométrie. À ces fins, des rayons X mous sont utilisés. La quantité de rayonnement reçue par une photo est faible : elle est approximativement égale au rayonnement reçu lors d'un vol de 2 heures en avion à une altitude de 10 km.

La détection des défauts aux rayons X vous permet d'identifier les petits défauts internes des produits. Il utilise des rayons X durs, car de nombreux matériaux (le métal par exemple) sont peu « transparents » en raison de la masse atomique élevée de leur substance constitutive.

Analyse par diffraction des rayons X et fluorescence des rayons X

Les rayons X ont des propriétés qui leur permettent d’examiner des atomes individuels en détail. L'analyse par diffraction des rayons X est activement utilisée en chimie (y compris la biochimie) et en cristallographie. Le principe de son fonctionnement est la diffusion par diffraction des rayons X sur des atomes de cristaux ou de molécules complexes. Grâce à l'analyse par diffraction des rayons X, la structure de la molécule d'ADN a été déterminée.

L'analyse par fluorescence X permet de déterminer rapidement la composition chimique d'une substance.

Il existe de nombreuses formes de radiothérapie, mais elles font toutes appel à des rayonnements ionisants. La radiothérapie est divisée en 2 types : les particules et les ondes. Corpusculaire utilise des flux de particules alpha (noyaux d'atomes d'hélium), de particules bêta (électrons), de neutrons, de protons et d'ions lourds. Wave utilise des rayons du spectre électromagnétique – rayons X et gamma.

Les méthodes de radiothérapie sont principalement utilisées pour le traitement du cancer. Le fait est que les rayonnements affectent principalement les cellules en division active, c'est pourquoi les organes hématopoïétiques souffrent tant (leurs cellules se divisent constamment, produisant de plus en plus de nouveaux globules rouges). Les cellules cancéreuses se divisent également constamment et sont plus vulnérables aux radiations que les tissus sains.

Un niveau de rayonnement est utilisé pour supprimer l'activité des cellules cancéreuses tout en ayant un effet modéré sur les cellules saines. Sous l'influence des rayonnements, ce n'est pas la destruction des cellules en tant que telles qui se produit, mais les dommages causés à leur génome - les molécules d'ADN. Une cellule dont le génome est détruit peut exister pendant un certain temps, mais ne peut plus se diviser, c'est-à-dire que la croissance tumorale s'arrête.

La radiothérapie est la forme de radiothérapie la plus douce. Le rayonnement ondulatoire est plus doux que le rayonnement corpusculaire et les rayons X sont plus doux que le rayonnement gamma.

Pendant la grossesse

L'utilisation de rayonnements ionisants pendant la grossesse est dangereuse. Les rayons X sont mutagènes et peuvent causer des problèmes chez le fœtus. La radiothérapie est incompatible avec la grossesse : elle ne peut être utilisée que s'il a déjà été décidé d'avorter. Les restrictions en matière de fluoroscopie sont plus douces, mais dans les premiers mois, elles sont également strictement interdites.

En cas d'absolue nécessité, l'examen radiologique est remplacé par l'imagerie par résonance magnétique. Mais au cours du premier trimestre, ils essaient également de l'éviter (cette méthode est apparue récemment, et on peut dire avec une certitude absolue qu'il n'y a pas de conséquences néfastes).

Un danger évident apparaît lorsqu'il est exposé à une dose totale d'au moins 1 mSv (dans les anciennes unités - 100 mR). Avec une simple radiographie (par exemple, lors d'une fluorographie), le patient en reçoit environ 50 fois moins. Afin de recevoir une telle dose en une seule fois, vous devez subir une tomodensitométrie détaillée.

Autrement dit, le fait de passer 1 à 2 fois une « radiographie » à un stade précoce de la grossesse ne menace pas de conséquences graves (mais il vaut mieux ne pas le risquer).

Traitement avec

Les rayons X sont principalement utilisés dans la lutte contre les tumeurs malignes. Cette méthode est bonne car elle est très efficace : elle tue la tumeur. C'est mauvais dans la mesure où les tissus sains ne s'en sortent guère mieux et les effets secondaires sont nombreux. Les organes hématopoïétiques sont particulièrement menacés.

En pratique, diverses méthodes sont utilisées pour réduire l’impact des rayons X sur les tissus sains. Les rayons sont dirigés selon un angle de sorte que la tumeur se trouve dans la zone de leur intersection (de ce fait, la principale absorption d'énergie se produit juste là). Parfois, l’intervention est réalisée en mouvement : le corps du patient tourne par rapport à la source de rayonnement autour d’un axe passant par la tumeur. Dans ce cas, les tissus sains ne se trouvent dans la zone d’irradiation qu’occasionnellement et les tissus malades sont constamment exposés.

Les rayons X sont utilisés dans le traitement de certaines arthroses et maladies similaires, ainsi que des maladies de la peau. Dans ce cas, le syndrome douloureux est réduit de 50 à 90 %. Étant donné que le rayonnement utilisé est plus doux, aucun effet secondaire similaire à celui observé lors du traitement des tumeurs n’est observé.

1. 
   Haute capacité de pénétration – capable de pénétrer dans certains milieux. Les rayons X pénètrent mieux à travers les milieux gazeux (tissus pulmonaires) ; ils pénètrent mal à travers les substances à haute densité électronique et à masse atomique élevée (chez l'homme, les os).
2. 
   Fluorescence - lueur. Dans ce cas, l’énergie du rayonnement X est convertie en énergie de la lumière visible. Actuellement, le principe de la fluorescence est à la base de la conception d'écrans intensificateurs conçus pour une exposition supplémentaire de films radiographiques. Cela vous permet de réduire la charge de rayonnement sur le corps du patient étudié.
3. 
   Photochimique – la capacité d’induire diverses réactions chimiques.
4. 
   Capacité ionisante - sous l'influence des rayons X, les atomes sont ionisés (décomposition de molécules neutres en ions positifs et négatifs qui constituent une paire d'ions.
5. 
   Biologique – dommages cellulaires. Elle est principalement causée par l'ionisation de structures biologiquement significatives (ADN, ARN, molécules protéiques, acides aminés, eau). Effets biologiques positifs - antitumoral, anti-inflammatoire.

1. 
   Dispositif à tube de faisceau

Les rayons X sont produits dans un tube à rayons X. Un tube à rayons X est un récipient en verre contenant un vide. Il y a 2 électrodes : cathode et anode. La cathode est une fine spirale en tungstène. L'anode des anciens tubes était une lourde tige de cuivre avec une surface biseautée faisant face à la cathode. Une plaque de métal réfractaire a été soudée sur la surface biseautée de l'anode - un miroir de l'anode (l'anode devient très chaude pendant le fonctionnement). Au centre du miroir se trouve Foyer du tube à rayons X- C'est ici que sont produits les rayons X. Plus la valeur de mise au point est petite, plus les contours du sujet photographié sont clairs. Un petit foyer est considéré comme étant de 1x1 mm, voire moins.

Dans les appareils à rayons X modernes, les électrodes sont fabriquées à partir de métaux réfractaires. On utilise généralement des tubes avec une anode rotative. Pendant le fonctionnement, l'anode tourne à l'aide d'un dispositif spécial et les électrons provenant de la cathode tombent sur le foyer optique. En raison de la rotation de l'anode, la position du foyer optique change tout le temps, de sorte que ces tubes sont plus durables et ne s'usent pas longtemps.

Comment sont produits les rayons X ? Tout d’abord, le filament cathodique est chauffé. Pour ce faire, à l'aide d'un transformateur abaisseur, la tension sur le tube est réduite de 220 à 12-15V. Le filament cathodique s'échauffe, les électrons qu'il contient commencent à se déplacer plus rapidement, certains électrons quittent le filament et un nuage d'électrons libres se forme autour de lui. Après cela, un courant haute tension est activé, obtenu à l'aide d'un transformateur élévateur. Les appareils de diagnostic à rayons X utilisent un courant haute tension de 40 à 125 kV (1 kV = 1 000 V). Plus la tension sur le tube est élevée, plus la longueur d'onde est courte. Lorsque la haute tension est activée, une grande différence de potentiel est obtenue aux pôles du tube, les électrons « se détachent » de la cathode et se précipitent vers l'anode à grande vitesse (le tube est l'accélérateur de particules chargées le plus simple). Grâce à des dispositifs spéciaux, les électrons ne se dispersent pas sur les côtés, mais tombent dans presque un point de l'anode - le foyer (point focal) et sont décélérés dans le champ électrique des atomes de l'anode. Lorsque les électrons sont décélérés, des ondes électromagnétiques apparaissent, c'est-à-dire Rayons X. Grâce à un dispositif spécial (dans les anciens tubes - une anode biseautée), les rayons X sont dirigés vers le patient sous la forme d'un faisceau de rayons divergent, un « cône ».

1. 
   Obtention d'une image radiographique

Le film radiologique est une structure en couches, la couche principale est une composition de polyester jusqu'à 175 microns d'épaisseur, recouverte d'une photoémulsion (iodure et bromure d'argent, gélatine).

1. 
   Développement du film - l'argent est restauré (là où les rayons sont passés - noircissement de la zone du film, où ils s'attardent - zones plus claires)
2. 
   Fixateur - élimine le bromure d'argent des zones où les rayons sont passés et ne se sont pas attardés.

1. 
   Construction d'une salle de radiographie moderne

1. La salle de radiographie elle-même, où se trouve l’appareil et où les patients sont examinés. La superficie de la salle de radiographie doit être d'au moins 50 m2

2. La salle de contrôle, où se trouve le panneau de commande, à l'aide duquel le technicien en radiologie contrôle tout le fonctionnement de l'appareil.

3. Une chambre noire où sont chargées les cassettes de films, les photographies sont développées et fixées, elles sont lavées et séchées. Une méthode moderne de traitement photographique des films radiologiques médicaux consiste à utiliser des machines de développement à rouleaux. En plus d'une facilité d'utilisation incontestable, les machines de développement offrent une grande stabilité du processus de traitement photo. Le temps d'un cycle complet depuis l'entrée du film dans la machine de développement jusqu'à l'obtention d'une radiographie sèche (« du sec au sec ») ne dépasse pas plusieurs minutes.

4. Le cabinet médical, où le radiologue analyse et décrit les radiographies réalisées.

1. 
   Méthodes de protection du personnel médical et des patients contre les rayons X

3 méthodes principales de protection : protection par blindage, distance et temps.

1 .Protection de blindage :

Des dispositifs spéciaux fabriqués à partir de matériaux absorbant bien les rayons X sont placés sur le trajet des rayons X. Il peut s'agir de plomb, de béton, de béton de barytine, etc. Les murs, sols et plafonds des salles de radiographie sont protégés et constitués de matériaux qui ne transmettent pas les rayons aux pièces adjacentes. Les portes sont protégées par un matériau doublé de plomb. Les fenêtres de visualisation entre la salle de radiographie et la salle de contrôle sont en verre au plomb. Le tube à rayons X est placé dans un boîtier de protection spécial qui ne laisse pas passer les rayons X et les rayons sont dirigés vers le patient à travers une « fenêtre » spéciale. Un tube est fixé à la fenêtre, limitant la taille du faisceau de rayons X. De plus, un diaphragme d'appareil à rayons X est installé à la sortie des rayons du tube. Il se compose de 2 paires de plaques perpendiculaires entre elles. Ces plaques peuvent être déplacées et écartées comme des rideaux. De cette façon, vous pouvez augmenter ou diminuer le champ d'irradiation. Plus le champ d'irradiation est grand, plus les dommages sont importants, donc ouverture- un élément important de protection, notamment chez les enfants. De plus, le médecin lui-même est exposé à moins de radiations. Et la qualité des images sera meilleure. Un autre exemple de protection consiste à recouvrir les parties du corps du sujet qui ne sont pas actuellement filmées de feuilles de caoutchouc au plomb. Il existe également des tabliers, des jupes et des gants fabriqués dans un matériau de protection spécial.

2 .Protection du temps :

Le patient doit être irradié lors d'un examen radiologique le moins de temps possible (dépêchez-vous, mais pas au détriment du diagnostic). En ce sens, les images donnent moins d’exposition aux rayonnements que la transillumination, car Des vitesses d'obturation (temps) très courtes sont utilisées dans les photographies. La protection du temps est le principal moyen de protéger à la fois le patient et le radiologue lui-même. Lors de l'examen des patients, le médecin, toutes choses égales par ailleurs, essaie de choisir une méthode de recherche qui prend moins de temps, mais pas au détriment du diagnostic. En ce sens, la fluoroscopie est plus nocive, mais malheureusement, il est souvent impossible de se passer de la fluoroscopie. Ainsi, lors de l’examen de l’œsophage, de l’estomac et des intestins, les deux méthodes sont utilisées. Lors du choix d'une méthode de recherche, nous sommes guidés par la règle selon laquelle les avantages de la recherche doivent être supérieurs aux inconvénients. Parfois, par peur de prendre une photo supplémentaire, des erreurs de diagnostic se produisent et un traitement est mal prescrit, ce qui coûte parfois la vie au patient. Nous devons nous rappeler des dangers des radiations, mais n'en ayez pas peur, c'est pire pour le patient.

3 .Protection à distance :

Selon la loi quadratique de la lumière, l’éclairage d’une surface particulière est inversement proportionnel au carré de la distance entre la source lumineuse et la surface éclairée. En ce qui concerne l'examen aux rayons X, cela signifie que la dose de rayonnement est inversement proportionnelle au carré de la distance entre le foyer du tube à rayons X et le patient (distance focale). Lorsque la distance focale augmente de 2 fois, la dose de rayonnement diminue de 4 fois, et lorsque la distance focale augmente de 3 fois, la dose de rayonnement diminue de 9 fois.

Lors de la fluoroscopie, une distance focale inférieure à 35 cm n'est pas autorisée. La distance entre les murs et l'appareil à rayons X doit être d'au moins 2 m, sinon des rayons secondaires se forment, qui se produisent lorsque le faisceau de rayons primaire frappe les objets environnants. (murs, etc.). Pour la même raison, les meubles inutiles ne sont pas autorisés dans les salles de radiographie. Parfois, lors de l'examen de patients gravement malades, le personnel des services chirurgicaux et thérapeutiques aide le patient à se tenir derrière l'écran à rayons X et à se tenir à côté du patient pendant l'examen, le soutenant. Ceci est acceptable comme exception. Mais le radiologue doit veiller à ce que les infirmiers et infirmières aidant le patient portent un tablier et des gants de protection et, si possible, ne se tiennent pas à proximité du patient (protection à distance). Si plusieurs patients se présentent à la salle de radiographie, ils sont appelés dans la salle de traitement une personne à la fois, c'est-à-dire Il ne devrait y avoir qu'une seule personne au moment de l'étude.

1. 
   Fondements physiques de la radiographie et de la fluorographie. Leurs inconvénients et avantages. Avantages du numérique par rapport au film.

Lors de la réalisation d'une radiographie diagnostique, il est conseillé de prendre des photos dans au moins deux projections. Cela est dû au fait qu’une radiographie est une image plate d’un objet tridimensionnel. Et par conséquent, la localisation du foyer pathologique détecté ne peut être établie qu'à l'aide de 2 projections.

La qualité de l'image radiographique obtenue est déterminée par 3 paramètres principaux. La tension fournie au tube à rayons X, l'intensité du courant et la durée de fonctionnement du tube. En fonction des formations anatomiques étudiées ainsi que du poids et de la taille du patient, ces paramètres peuvent varier considérablement. Il existe des valeurs moyennes pour différents organes et tissus, mais il convient de garder à l'esprit que les valeurs réelles différeront en fonction de l'appareil sur lequel l'étude est réalisée et du patient pour lequel la radiographie est réalisée. Un tableau de valeurs individuel est établi pour chaque appareil. Ces valeurs ne sont pas absolues et sont ajustées au fur et à mesure de l’avancement de l’étude. La qualité des images prises dépend en grande partie de la capacité du radiologue à adapter adéquatement le tableau des valeurs moyennes à un patient spécifique.

La manière la plus courante d’enregistrer une image radiologique consiste à l’enregistrer sur un film sensible aux rayons X, puis à la développer. Actuellement, il existe également des systèmes permettant l'enregistrement numérique des données. En raison du coût élevé et de la complexité de fabrication, ce type d'équipement est quelque peu inférieur à l'analogique en termes de prévalence.

Le film radiographique est placé dans des appareils spéciaux - des cassettes (on dit que la cassette est chargée). La cassette protège le film de la lumière visible ; ce dernier, comme les rayons X, a la capacité de réduire l'argent métallique de l'AgBr. Les cassettes sont constituées d'un matériau qui ne transmet pas la lumière, mais laisse passer les rayons X. A l'intérieur des cassettes se trouvent des écrans intensificateurs, le film est placé entre eux ; Lors de la prise d'une image, non seulement les rayons X eux-mêmes, mais aussi la lumière des écrans (les écrans sont recouverts de sel fluorescent, ils brillent donc et renforcent l'effet des rayons X) tombent sur le film. Cela permet de réduire de 10 fois la dose de rayonnement reçue par le patient.

Lors de la prise d'une image, les rayons X sont dirigés vers le centre de l'objet photographié (centrage). Après le tournage en chambre noire, le film est développé avec des produits chimiques spéciaux et fixé (fixé). Le fait est que sur les parties du film qui n'ont pas été touchées par les rayons X lors du tournage ou qui n'ont été touchées qu'un petit nombre d'entre elles, l'argent n'a pas été restauré, et si le film n'est pas placé dans une solution de fixateur ( fixateur), puis lors de l'examen du film, l'argent est restauré sous l'influence de la lumière visible. Le film entier deviendra noir et aucune image ne sera visible. Lors de la fixation (fixation), l'AgBr non réduit du film entre dans la solution du fixateur, il y a donc beaucoup d'argent dans le fixateur, et ces solutions ne sont pas versées, mais sont remises aux centres de radiographie.

Une méthode moderne de traitement photographique des films radiologiques médicaux consiste à utiliser des machines de développement à rouleaux. En plus d'une facilité d'utilisation incontestable, les machines de développement offrent une grande stabilité du processus de traitement photo. Le temps d'un cycle complet depuis l'entrée du film dans la machine de développement jusqu'à l'obtention d'une radiographie sèche (« du sec au sec ») ne dépasse pas plusieurs minutes.
Les images radiographiques sont une image réalisée en noir et blanc – un négatif. Noir – zones à faible densité (poumons, bulle de gaz de l'estomac. Blanc – zones à haute densité (os).
Fluorographie- L'essence de FOG est qu'avec son aide, une image de la poitrine est d'abord obtenue sur un écran fluorescent, puis une photo est prise non pas du patient lui-même, mais de son image sur l'écran.

La fluorographie fournit une image réduite d'un objet. Il existe des techniques de petit cadre (par exemple 24x24 mm ou 35x35 mm) et de grand cadre (notamment 70x70 mm ou 100x100 mm). Cette dernière aborde la radiographie dans ses capacités diagnostiques. Le FOG est utilisé pour examen préventif de la population(des maladies cachées telles que le cancer et la tuberculose sont détectées).

Des appareils fluorographiques fixes et mobiles ont été développés.

Actuellement, la fluorographie sur film est progressivement remplacée par la fluorographie numérique. Les méthodes numériques permettent de simplifier le travail avec les images (l'image peut être affichée sur un écran de contrôle, imprimée, transmise sur un réseau, enregistrée dans une base de données médicale, etc.), de réduire l'exposition aux radiations du patient et de réduire les coûts supplémentaires matériaux (film, révélateur pour films).

Une radiographie thoracique conventionnelle fournit au patient une dose de rayonnement individuelle moyenne de 0,5 millisieverts (mSv) par procédure (radiographie numérique - 0,05 mSv), tandis qu'une radiographie sur film - 0,3 mSv par procédure (radiographie numérique - 0,03 mSv) et tomodensitométrie des organes thoraciques - 11 mSv par procédure. L'imagerie par résonance magnétique n'entraîne pas d'exposition aux radiations

Avantages de la radiographie

1. 
   Large disponibilité de la méthode et facilité de recherche.
2. 
   La plupart des tests ne nécessitent pas de préparation particulière du patient.
3. 
   Coût de la recherche relativement faible.
4. 
   Les images peuvent être utilisées pour une consultation chez un autre spécialiste ou dans une autre institution (contrairement aux images échographiques, où un nouvel examen est nécessaire, car les images obtenues dépendent de l'opérateur).

1. 
   La nature statique de l’image rend difficile l’évaluation du fonctionnement des organes.
2. 
   La présence de rayonnements ionisants pouvant avoir un effet nocif sur le patient.
3. 
   Le contenu informatif de la radiographie classique est nettement inférieur à celui des méthodes d'imagerie médicale modernes telles que la tomodensitométrie, l'IRM, etc. Les images radiographiques conventionnelles reflètent la superposition de projection de structures anatomiques complexes, c'est-à-dire leur ombre de rayons X totale, contrairement à la série d'images couche par couche obtenues par des méthodes tomographiques modernes.
4. 
   Sans l'utilisation d'agents de contraste, la radiographie n'est pas suffisamment informative pour analyser les modifications des tissus mous qui diffèrent peu en densité (par exemple, lors de l'étude des organes abdominaux).

1. 
   Fondements physiques de la fluoroscopie. Inconvénients et avantages de la méthode

Dans les conditions modernes, l'utilisation d'un écran fluorescent n'est pas justifiée en raison de sa faible luminosité, ce qui oblige à effectuer la recherche dans une pièce bien sombre et après une longue adaptation du chercheur à l'obscurité (10-15 minutes) pour distinguer une image de faible intensité.

Désormais, des écrans fluorescents sont utilisés dans la conception d'un intensificateur d'image à rayons X (intensificateur d'image à rayons X), qui augmente la luminosité (lueur) de l'image primaire d'environ 5 000 fois. À l'aide d'un convertisseur électron-optique, l'image apparaît sur l'écran du moniteur, ce qui améliore considérablement la qualité du diagnostic et ne nécessite pas d'assombrir la salle de radiographie.

Avantages de la fluoroscopie
Le principal avantage par rapport à la radiographie réside dans la possibilité de recherche en temps réel. Cela permet d'évaluer non seulement la structure de l'organe, mais également son déplacement, sa contractilité ou distensibilité, le passage de l'agent de contraste et son remplissage. La méthode permet également d'évaluer rapidement la localisation de certains changements, dus à la rotation de l'objet d'étude lors de l'examen radiologique (étude multi-projection).

La fluoroscopie permet de suivre la mise en œuvre de certaines procédures instrumentales - pose de cathéters, angioplastie (voir angiographie), fistulographie.

Les images résultantes peuvent être placées sur un CD ordinaire ou sur un stockage réseau.

Avec l’avènement des technologies numériques, 3 inconvénients principaux inhérents à la fluoroscopie traditionnelle ont disparu :

Dose de rayonnement relativement élevée par rapport à la radiographie - les appareils modernes à faible dose ont laissé cet inconvénient dans le passé. L'utilisation de modes de balayage pulsés réduit encore la charge de dose jusqu'à 90 %.

Faible résolution spatiale - sur les appareils numériques modernes, la résolution en mode copie n'est que légèrement inférieure à la résolution en mode radiographique. Dans ce cas, la capacité d'observer l'état fonctionnel d'organes individuels (cœur, poumons, estomac, intestins) « en dynamique » revêt une importance décisive.

L'impossibilité de documenter la recherche - les technologies de traitement d'images numériques permettent de sauvegarder le matériel de recherche, à la fois image par image et sous forme de séquence vidéo.

La fluoroscopie est réalisée principalement pour le diagnostic radiologique des maladies des organes internes situés dans les cavités abdominale et thoracique, selon le plan établi par le radiologue avant le début de l'étude. Parfois, la fluoroscopie dite d'examen est utilisée pour reconnaître des lésions osseuses traumatiques, pour clarifier la zone à radiographier.

Examen fluoroscopique de contraste

Le contraste artificiel élargit considérablement les possibilités d'examen fluoroscopique d'organes et de systèmes où les densités tissulaires sont à peu près les mêmes (par exemple, la cavité abdominale, dont les organes transmettent le rayonnement X à peu près dans la même mesure et sont donc peu contrastés). Ceci est réalisé en introduisant dans la lumière de l'estomac ou des intestins une suspension aqueuse de sulfate de baryum, qui ne se dissout pas dans les sucs digestifs, n'est absorbé ni par l'estomac ni par les intestins et est excrétée naturellement sous une forme totalement inchangée. Le principal avantage d'une suspension de baryum est qu'en passant par l'œsophage, l'estomac et les intestins, elle recouvre leurs parois internes et donne sur un écran ou un film une image complète de la nature des élévations, dépressions et autres caractéristiques de leur muqueuse. L'étude du relief interne de l'œsophage, de l'estomac et des intestins permet de reconnaître un certain nombre de maladies de ces organes. Avec un remplissage plus serré, la forme, la taille, la position et la fonction de l'organe examiné peuvent être déterminées.

1. 
   Mammographie - bases de la méthode, indications. Avantages de la mammographie numérique par rapport à la mammographie sur film.

2. diagnostic différentiel entre le cancer et l'hyperplasie dyshormonale bénigne (FAM) de la glande mammaire ;

3. évaluation de la croissance de la tumeur primitive (foyers de cancer à ganglion unique ou multicentriques) ;

4.surveillance de suivi dynamique de l'état des glandes mammaires après des interventions chirurgicales.

Les méthodes suivantes de diagnostic radiologique du cancer du sein ont été introduites dans la pratique médicale : mammographie, échographie, tomodensitométrie, imagerie par résonance magnétique, Dopplerographie couleur et puissance, biopsie stéréotaxique sous contrôle mammographique, thermographie.

Mammographie aux rayons X
Actuellement, dans la grande majorité des cas dans le monde, la mammographie par projection de rayons X, sur film (analogique) ou numérique, est utilisée pour diagnostiquer le cancer du sein féminin (BC).

La procédure ne prend pas plus de 10 minutes. Pour que l'image soit prise, les seins doivent être maintenus entre deux bretelles et légèrement comprimés. La photo est prise en deux projections afin que l'emplacement de la tumeur puisse être déterminé avec précision si elle est trouvée. La symétrie étant l’un des facteurs diagnostiques, les deux seins doivent toujours être examinés.

mammographie IRM

Plaintes concernant la rétraction ou le renflement d'une partie de la glande

Écoulement du mamelon, changement de forme

Sensibilité des seins, gonflement, changement de taille

Tumeurs bénignes du sein (en particulier fibroadénome)

Processus inflammatoires (mammite)

Mastopathie

Tumeurs des organes génitaux

Maladies des glandes endocrines (thyroïde, pancréas)

Infertilité

Obésité

Histoire de la chirurgie mammaire

Avantages de la mammographie numérique par rapport au film :

Réduire les charges de dose lors des examens radiologiques ;

Augmenter l'efficacité de la recherche, permettant d'identifier des processus pathologiques jusqu'alors inaccessibles (possibilités de traitement numérique d'images informatiques) ;

Possibilité d'utiliser les réseaux de télécommunication pour transmettre des images à des fins de consultation à distance ;

Obtenir un effet économique lors de la réalisation de recherches de masse.

CONFÉRENCE

RADIOGRAPHIE

Nature des rayons X

Rayonnement de rayons X Bremsstrahlung, ses propriétés spectrales.

Rayonnement X caractéristique (pour référence).

Interaction du rayonnement X avec la matière.

Base physique de l'utilisation des rayons X en médecine.

Les rayons X (rayons X) ont été découverts par K. Roentgen, qui devint en 1895 le premier lauréat du prix Nobel de physique.

Nature des rayons X

Rayonnement X – des ondes électromagnétiques d'une longueur de 80 à 10–5 nm. Le rayonnement X à ondes longues est recouvert par le rayonnement UV à ondes courtes, et le rayonnement X à ondes courtes est recouvert par le rayonnement  à ondes longues.

Les rayons X sont produits dans des tubes à rayons X. Figure 1.

K-cathode

1 – faisceau d'électrons

2 – Rayonnement X

Riz. 1. Appareil à tube à rayons X.

Le tube est un flacon en verre (avec un vide éventuellement poussé : la pression à l'intérieur est d'environ 10 à 6 mmHg) avec deux électrodes : l'anode A et la cathode K, auxquelles est appliquée une haute tension U (plusieurs milliers de volts). La cathode est une source d'électrons (du fait du phénomène d'émission thermoionique). L'anode est une tige métallique dotée d'une surface inclinée afin de diriger le rayonnement X résultant selon un angle par rapport à l'axe du tube. Il est constitué d'un matériau hautement conducteur thermique pour dissiper la chaleur générée par le bombardement électronique. À l'extrémité biseautée se trouve une plaque de métal réfractaire (par exemple du tungstène).

Le fort échauffement de l'anode est dû au fait que la majorité des électrons du faisceau cathodique, lorsqu'ils atteignent l'anode, subissent de nombreuses collisions avec les atomes de la substance et leur transfèrent une grande énergie.

Sous l’influence d’une haute tension, les électrons émis par le filament cathodique chaud sont accélérés à des énergies élevées. L'énergie cinétique de l'électron est mv 2 /2. Elle est égale à l'énergie qu'elle acquiert en se déplaçant dans le champ électrostatique du tube :

mv 2 /2 = eU (1)

où m, e sont la masse et la charge de l'électron, U est la tension accélératrice.

Les processus conduisant à l'apparition du rayonnement X de bremsstrahlung sont provoqués par une décélération intense des électrons dans la substance anodique par le champ électrostatique du noyau atomique et des électrons atomiques.

Le mécanisme d’apparition peut être présenté comme suit. Les électrons en mouvement sont un certain courant qui forme son propre champ magnétique. Le ralentissement des électrons est une diminution de l'intensité du courant et, par conséquent, une modification de l'induction du champ magnétique, qui provoquera l'apparition d'un champ électrique alternatif, c'est-à-dire apparition d'une onde électromagnétique.

Ainsi, lorsqu’une particule chargée pénètre dans la matière, elle décélère, perd son énergie et sa vitesse et émet des ondes électromagnétiques.

Propriétés spectrales du bremsstrahlung aux rayons X .

Ainsi, dans le cas d’une décélération électronique dans la substance anodique, Rayonnement de rayons X Bremsstrahlung.

Le spectre du rayonnement X de bremsstrahlung est continu. La raison en est la suivante.

Lorsque les électrons sont décélérés, une partie de l'énergie sert à chauffer l'anode (E 1 = Q), l'autre partie à créer un photon à rayons X (E 2 = hv), sinon eU = hv + Q. La relation entre ces les pièces sont aléatoires.

Ainsi, un spectre continu de rayonnement de rayonnement X se forme en raison de la décélération de nombreux électrons, dont chacun émet un quantum de rayons X hv (h) d'une valeur strictement définie. L'ampleur de ce quantum différent pour différents électrons. La dépendance du flux d'énergie des rayons X sur la longueur d'onde , c'est-à-dire Le spectre des rayons X est représenté sur la figure 2.

Figure 2. Spectre de rayons X de Bremsstrahlung : a) à différentes tensions U dans le tube ; b) à différentes températures T de la cathode.

Le rayonnement à ondes courtes (durs) a un plus grand pouvoir de pénétration que le rayonnement à ondes longues (doux). Le rayonnement doux est plus fortement absorbé par la matière.

Du côté des courtes longueurs d'onde, le spectre se termine brusquement à une certaine longueur d'onde  m i n . Un tel bremsstrahlung à ondes courtes se produit lorsque l'énergie acquise par un électron dans le champ accélérateur est complètement convertie en énergie photonique (Q = 0) :

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

 min (nm) = 1,23/UkV

La composition spectrale du rayonnement dépend de la tension sur le tube à rayons X ; avec l'augmentation de la tension, la valeur  m i n se déplace vers les courtes longueurs d'onde (Fig. 2a).

Lorsque la température T de la cathode change, l'émission d'électrons augmente. Par conséquent, le courant I dans le tube augmente, mais la composition spectrale du rayonnement ne change pas (Fig. 2b).

Le flux d'énergie Ф  bremsstrahlung est directement proportionnel au carré de la tension U entre l'anode et la cathode, l'intensité du courant I dans le tube et le numéro atomique Z de la substance anodique :

Ф = kZU 2 I. (3)

où k = 10 –9 W/(V 2 A).

Rayonnement X caractéristique (pour référence).

Une augmentation de la tension sur le tube à rayons X conduit à l'apparition d'un spectre de raies sur fond d'un spectre continu, qui correspond au rayonnement X caractéristique. Ce rayonnement est spécifique au matériau de l'anode.

Le mécanisme de son apparition est le suivant. À haute tension, les électrons accélérés (à haute énergie) pénètrent profondément dans l’atome et éliminent les électrons de ses couches internes. Les électrons des niveaux supérieurs se déplacent vers des endroits libres, ce qui entraîne l'émission de photons de rayonnement caractéristique.

Les spectres des rayons X caractéristiques diffèrent des spectres optiques.

- Uniformité.

L'uniformité des spectres caractéristiques est due au fait que les couches électroniques internes des différents atomes sont identiques et ne diffèrent énergétiquement qu'en raison de la force exercée par les noyaux, qui augmente avec l'augmentation du numéro atomique de l'élément. Par conséquent, les spectres caractéristiques se déplacent vers des fréquences plus élevées avec l’augmentation de la charge nucléaire. Cela a été confirmé expérimentalement par un employé de Roentgen - Mosley, qui a mesuré les fréquences des transitions des rayons X pour 33 éléments. Ils ont établi la loi.

LOI DE MOSLEY – La racine carrée de la fréquence caractéristique du rayonnement est une fonction linéaire du numéro de série de l’élément :

= A  (Z – B), (4)

où v est la fréquence de la raie spectrale, Z est le numéro atomique de l'élément émetteur. A, B sont des constantes.

L'importance de la loi de Moseley réside dans le fait qu'à partir de cette dépendance, il est possible de déterminer avec précision le numéro atomique de l'élément étudié en fonction de la fréquence mesurée de la raie des rayons X. Cela a joué un rôle important dans le placement des éléments dans le tableau périodique.

Indépendance du composé chimique.

Les spectres de rayons X caractéristiques d'un atome ne dépendent pas du composé chimique dans lequel l'élément atome est inclus. Par exemple, le spectre des rayons X de l'atome d'oxygène est le même pour O 2 et H 2 O, tandis que les spectres optiques de ces composés sont différents. Cette caractéristique du spectre des rayons X de l'atome a servi de base au nom " rayonnement caractéristique".

Interaction des rayons X avec la matière

L'impact du rayonnement X sur les objets est déterminé par les principaux processus d'interaction des rayons X photon avec des électrons atomes et molécules de matière.

Rayonnement X dans la matière absorbé ou se dissipe. Dans ce cas, divers processus peuvent se produire, qui sont déterminés par le rapport entre l'énergie du photon à rayons X hv et l'énergie d'ionisation A et (l'énergie d'ionisation A et est l'énergie nécessaire pour éliminer les électrons internes à l'extérieur de l'atome ou de la molécule) .

UN) Diffusion cohérente(diffusion du rayonnement à ondes longues) se produit lorsque la relation est satisfaite

Pour les photons, en raison de l'interaction avec les électrons, seule la direction du mouvement change (Fig. 3a), mais l'énergie hv et la longueur d'onde ne changent pas (c'est pourquoi cette diffusion est appelée cohérent). Étant donné que l'énergie du photon et de l'atome ne change pas, la diffusion cohérente n'affecte pas les objets biologiques, mais lors de la création d'une protection contre les rayons X, la possibilité de changer la direction principale du faisceau doit être prise en compte.

b) Effet photo arrive quand

Dans ce cas, deux cas peuvent être réalisés.

Le photon est absorbé, l'électron est séparé de l'atome (Fig. 3b). L'ionisation se produit. L'électron détaché acquiert de l'énergie cinétique : E к = hv – A и. Si l’énergie cinétique est élevée, alors l’électron peut ioniser les atomes voisins par collision, en formant de nouveaux.

secondaire des électrons. Le photon est absorbé, mais son énergie n'est pas suffisante pour retirer un électron, et

excitation d'un atome ou d'une molécule (Fig. 3c). Cela conduit souvent à l'émission ultérieure d'un photon dans le domaine visible (luminescence des rayons X) et dans les tissus à l'activation de molécules et de réactions photochimiques. L'effet photoélectrique se produit principalement sur les électrons des couches internes des atomes à Z élevé.

V) Diffusion incohérente), (Effet Compton, 1922) se produit lorsque l'énergie des photons est bien supérieure à l'énergie d'ionisation.

Dans ce cas, un électron est séparé de l'atome (ces électrons sont appelés reculer les électrons

acquiert une certaine énergie cinétique E k, l'énergie du photon lui-même diminue (Fig. 4d) : hv = hv"+ A et + Ek (5)

Le rayonnement ainsi généré avec une fréquence (longueur) modifiée est appelé

secondaire , il se disperse dans toutes les directions.

Les électrons de recul, s’ils disposent d’une énergie cinétique suffisante, peuvent ioniser les atomes voisins par collision. Ainsi, à la suite d'une diffusion incohérente, un rayonnement de rayons X diffusé secondaire se forme et l'ionisation des atomes de la substance se produit.

Les processus indiqués (a, b, c) peuvent provoquer un certain nombre de processus ultérieurs. Par exemple (Fig. 3d), Si, lors de l'effet photoélectrique, les électrons des couches internes sont séparés de l'atome, alors des électrons de niveaux supérieurs peuvent prendre leur place, ce qui s'accompagne d'un rayonnement X caractéristique secondaire de la substance donnée. Les photons du rayonnement secondaire, interagissant avec les électrons des atomes voisins, peuvent, à leur tour, provoquer des phénomènes secondaires.

diffusion cohérente

euh

l'énergie et la longueur d'onde restent inchangées

photoeffet le photon est absorbé, e - séparé de l'atome - ionisation

hv = A et + Ek

atome A

excité lors de l'absorption d'un photon, R – luminescence des rayons X

diffusion incohérente

hv = hv"+A et +E à

Lorsque le rayonnement X tombe sur un corps, il est légèrement réfléchi par sa surface, mais pénètre principalement en profondeur, tandis qu'il est partiellement absorbé et diffusé et traverse partiellement.

Loi de l'affaiblissement.

Le flux de rayons X est atténué dans une substance selon la loi :

Ф = Ф 0 e –   x (6)

où  – linéaire coefficient d'atténuation, ce qui dépend de manière significative de la densité de la substance. Il est égal à la somme de trois termes correspondant à la diffusion cohérente  1, incohérente  2 et effet photoélectrique  3 :

 =  1 +  2 +  3 . (7)

La contribution de chaque terme est déterminée par l'énergie des photons. Vous trouverez ci-dessous les relations entre ces processus pour les tissus mous (eau).

Apprécier coefficient d'atténuation de masse, qui ne dépend pas de la densité de la substance  :

 m = /. (8)

Le coefficient d'atténuation massique dépend de l'énergie des photons et du numéro atomique de la substance absorbante :

 m = k 3 Z 3 . (9)

Les coefficients d'affaiblissement de masse des os et des tissus mous (eau) sont différents :  m d'os / m d'eau = 68.

Si un corps inhomogène est placé sur le trajet des rayons X et qu'un écran fluorescent est placé devant lui, alors ce corps, absorbant et affaiblissant le rayonnement, forme une ombre sur l'écran. Par la nature de cette ombre, on peut juger de la forme, de la densité, de la structure et, dans de nombreux cas, de la nature des corps. Ceux. La différence significative dans l'absorption des rayons X par différents tissus permet de voir une image des organes internes dans une projection d'ombre.

Si l'organe examiné et les tissus environnants atténuent de manière égale les rayons X, des produits de contraste sont utilisés. Par exemple, après avoir rempli l'estomac et les intestins d'une masse pâteuse de sulfate de baryum (BaS0 4), on peut voir leur image d'ombre (le rapport des coefficients d'atténuation est de 354).

Utilisation en médecine.

En médecine, les rayons X sont utilisés avec des énergies photoniques allant de 60 à 100-120 keV pour le diagnostic et de 150 à 200 keV pour la thérapie.

Diagnostic aux rayons X – reconnaissance des maladies par examen aux rayons X du corps.

Le diagnostic par rayons X est utilisé de différentes manières, indiquées ci-dessous.

Avec fluoroscopie Le tube à rayons X est situé derrière le patient. Devant lui se trouve un écran fluorescent. Il y a une image d’ombre (positive) sur l’écran. Dans chaque cas individuel, la dureté du rayonnement appropriée est sélectionnée de manière à ce qu'elle traverse les tissus mous, mais soit suffisamment absorbée par les tissus denses. Sinon, vous obtenez une ombre uniforme. Sur l'écran, le cœur et les côtes sont visibles en noir, les poumons sont clairs.

Avec radiographie l'objet est placé sur une cassette contenant un film avec une émulsion photographique spéciale. Le tube à rayons X est positionné au-dessus de l'objet. La radiographie obtenue donne une image négative, c'est-à-dire le contraire de l’image observée lors de la transillumination.

Dans cette méthode, l’image est plus claire qu’en (1), on observe donc des détails difficiles à voir par transmission. Une version prometteuse de cette méthode est la radiographie tomographie et « version machine » – ordinateur

3. tomographie. Avec la fluorographie,

L’image du grand écran est capturée sur un film sensible de petit format. Lors de la visualisation, les photographies sont visualisées à l'aide d'une loupe spéciale. Thérapie aux rayons X

– l'utilisation des rayons X pour détruire les tumeurs malignes.

L'effet biologique des rayonnements est de perturber les fonctions vitales, en particulier celles des cellules à multiplication rapide.

TOMOGRAPHIE INFORMATIQUE (TDM) La méthode de tomodensitométrie aux rayons X repose sur la reconstruction d'une image d'une certaine section du corps du patient en enregistrant un grand nombre de projections radiographiques de cette section, réalisées sous différents angles. Les informations provenant des capteurs qui enregistrent ces projections entrent dans un ordinateur qui, à l'aide d'un programme spécial, calcule distributionserré taille de l'échantillon dans la section étudiée et l'affiche sur l'écran d'affichage. L’image transversale du corps du patient ainsi obtenue se caractérise par une excellente clarté et un contenu informatif élevé. Le programme permet, si nécessaire, augmenter contraste des images V

des dizaines, voire des centaines de fois. Cela élargit les capacités de diagnostic de la méthode.

En dentisterie, l'examen aux rayons X est la principale méthode de diagnostic. Cependant, un certain nombre de caractéristiques organisationnelles et techniques traditionnelles du diagnostic par rayons X ne le rendent pas entièrement confortable tant pour le patient que pour les cliniques dentaires. Il s'agit tout d'abord de la nécessité d'un contact du patient avec des rayonnements ionisants, qui crée souvent une charge radiologique importante sur l'organisme ; c'est aussi la nécessité d'un photoprocédé, et donc la nécessité de photoréactifs, y compris toxiques. Il s’agit finalement d’archives volumineuses, de lourds dossiers et d’enveloppes contenant des films radiographiques.

De plus, le niveau actuel de développement de la dentisterie rend insuffisante l’évaluation subjective des radiographies par l’œil humain. Il s’est avéré que parmi la variété de nuances de gris contenues dans une image radiographique, l’œil n’en perçoit que 64.

Il est évident que pour obtenir une image claire et détaillée des tissus durs du système dento-facial avec une exposition minimale aux radiations, d’autres solutions sont nécessaires. La recherche a conduit à la création de systèmes dits radiographiques, vidéographes - systèmes de radiographie numérique.

Sans détails techniques, le principe de fonctionnement de tels systèmes est le suivant. Le rayonnement X traverse l'objet non pas vers un film photosensible, mais vers un capteur intra-oral spécial (une matrice électronique spéciale). Le signal correspondant de la matrice est transmis à un dispositif de numérisation (convertisseur analogique-numérique, ADC) connecté à l'ordinateur, qui le convertit sous forme numérique. Un logiciel spécial crée une image radiographique sur un écran d'ordinateur et vous permet de la traiter, de la sauvegarder sur un support de stockage dur ou flexible (disque dur, disquettes) et de l'imprimer sous forme de fichier sous forme d'image.

Dans un système numérique, une image radiographique est un ensemble de points ayant différentes valeurs numériques en niveaux de gris. L'optimisation de l'affichage des informations fournie par le programme permet d'obtenir un cadre optimal en luminosité et en contraste avec une dose de rayonnement relativement faible.

Dans les systèmes modernes, créés par exemple par Trophy (France) ou Schick (USA), 4096 nuances de gris sont utilisées lors de la formation d'un cadre, le temps de pose dépend de l'objet d'étude et, en moyenne, est de centièmes à dixièmes de une seconde, réduisant l'exposition aux rayonnements par rapport au film – jusqu'à 90 % pour les systèmes intra-oraux, jusqu'à 70 % pour les vidéastes panoramiques.

Lors du traitement des images, les vidéastes peuvent :

Recevez des images positives et négatives, des images en fausses couleurs, des images en relief.

Augmentez le contraste et agrandissez la zone d'intérêt de l'image.

Évaluer les changements dans la densité des tissus dentaires et des structures osseuses, surveiller l'uniformité du remplissage des canaux.

En endodontie, déterminez la longueur d'un canal de n'importe quelle courbure, et en chirurgie, sélectionnez la taille de l'implant avec une précision de 0,1 mm.

Le système unique de détection des caries avec des éléments d'intelligence artificielle lors de l'analyse d'une image vous permet de détecter les caries au stade ponctuel, les caries radiculaires et les caries cachées.

 « Ф » dans la formule (3) fait référence à la gamme complète des longueurs d'onde émises et est souvent appelé « flux d'énergie intégral ».

La découverte et les mérites de l'étude des propriétés fondamentales des rayons X appartiennent à juste titre au scientifique allemand Wilhelm Conrad Roentgen. Les propriétés étonnantes des rayons X qu'il a découvertes ont immédiatement reçu un énorme écho dans le monde scientifique. Même si à l'époque, en 1895, le scientifique aurait difficilement imaginé les avantages, et parfois les inconvénients, des rayons X.

Découvrons dans cet article comment ce type de rayonnement affecte la santé humaine.

Qu'est-ce que le rayonnement X

La première question qui a intéressé le chercheur était : qu’est-ce que le rayonnement X ? Une série d'expériences a permis de vérifier qu'il s'agit d'un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde de 10 -8 cm, occupant une position intermédiaire entre le rayonnement ultraviolet et le rayonnement gamma.

Applications des rayons X

Tous ces aspects des effets destructeurs des mystérieux rayons X n’excluent pas du tout des aspects étonnamment étendus de leur application. Où est utilisé le rayonnement X ?

1. Etude de la structure des molécules et des cristaux.
2. Détection de défauts aux rayons X (dans l'industrie, détection de défauts dans les produits).
3. Méthodes de recherche médicale et de thérapie.

Les applications les plus importantes des rayons X sont rendues possibles par les très courtes longueurs d’onde de ces ondes et leurs propriétés uniques.

Puisque nous nous intéressons à l'effet des rayons X sur les personnes qui les rencontrent uniquement lors d'un examen médical ou d'un traitement, nous examinerons plus en détail uniquement ce domaine d'application des rayons X.

Application des rayons X en médecine

Malgré l'importance particulière de sa découverte, Roentgen n'a pas déposé de brevet pour son utilisation, ce qui en fait un cadeau inestimable pour toute l'humanité. Déjà pendant la Première Guerre mondiale, des appareils à rayons X ont commencé à être utilisés, ce qui a permis de diagnostiquer rapidement et avec précision les blessés. On peut désormais distinguer deux domaines principaux d’application des rayons X en médecine :

• Diagnostics aux rayons X ;
• Thérapie aux rayons X.

Diagnostic aux rayons X

Le diagnostic par rayons X est utilisé de différentes manières :

Examinons les différences entre ces méthodes.

Toutes ces méthodes de diagnostic reposent sur la capacité des rayons X à éclairer les films photographiques et sur leur différente perméabilité aux tissus et au squelette osseux.

Thérapie aux rayons X

La capacité des rayons X à avoir un effet biologique sur les tissus est utilisée en médecine pour traiter les tumeurs. L'effet ionisant de ce rayonnement se manifeste le plus activement dans son effet sur les cellules à division rapide, qui sont les cellules des tumeurs malignes.

Cependant, vous devez également être conscient des effets secondaires qui accompagnent inévitablement la thérapie aux rayons X. Le fait est que les cellules des systèmes hématopoïétique, endocrinien et immunitaire se divisent également rapidement. Les effets négatifs sur eux donnent lieu à des signes de mal des rayons.

L'effet des rayons X sur l'homme

Peu de temps après la découverte remarquable des rayons X, on a découvert que les rayons X avaient un effet sur les humains.

Ces données ont été obtenues à partir d'expériences sur des animaux de laboratoire, mais les généticiens suggèrent que des conséquences similaires peuvent s'étendre au corps humain.

L'étude des effets de l'exposition aux rayons X a permis d'élaborer des normes internationales sur les doses de rayonnement admissibles.

Doses de rayons X pendant le diagnostic radiologique

Après avoir visité la salle de radiographie, de nombreux patients s'inquiètent de la façon dont la dose de rayonnement reçue affectera leur santé ?

La dose de rayonnement corporel total dépend de la nature de l’intervention effectuée. Pour plus de commodité, nous comparerons la dose reçue avec le rayonnement naturel qui accompagne une personne tout au long de sa vie.

1. Radiographie : poitrine - la dose de rayonnement reçue équivaut à 10 jours de rayonnement de fond ; haut de l'estomac et intestin grêle - 3 ans.
2. Tomodensitométrie des organes abdominaux et pelviens, ainsi que de tout le corps - 3 ans.
3. Mammographie - 3 mois.
4. Les radiographies des extrémités sont pratiquement inoffensives.
5. Comme pour les radiographies dentaires, la dose de rayonnement est minime, puisque le patient est exposé à un faisceau étroit de rayons X avec une courte durée d'irradiation.

Ces doses de rayonnement répondent à des normes acceptables, mais si le patient éprouve de l'anxiété avant de subir une radiographie, il a le droit de demander un tablier de protection spécial.

Exposition aux rayons X chez la femme enceinte

Chaque personne est obligée de subir des examens aux rayons X plus d'une fois. Mais il existe une règle : cette méthode de diagnostic ne peut pas être prescrite aux femmes enceintes. L'embryon en développement est extrêmement vulnérable. Les rayons X peuvent provoquer des anomalies chromosomiques et, par conséquent, la naissance d'enfants présentant des anomalies du développement. La période la plus vulnérable à cet égard est la grossesse jusqu'à 16 semaines. De plus, les radiographies de la colonne vertébrale, du bassin et de l'abdomen sont les plus dangereuses pour le bébé à naître.

Connaissant les effets nocifs des rayons X sur la grossesse, les médecins évitent par tous les moyens de les utiliser pendant cette période importante de la vie d'une femme.

Il existe cependant des sources secondaires de rayonnement X :

• microscopes électroniques;
• tubes cathodiques des téléviseurs couleur, etc.

Les futures mamans doivent être conscientes du danger qu'elles représentent.

Les diagnostics aux rayons X ne sont pas dangereux pour les mères qui allaitent.

Que faire après une radiographie

Pour éviter même les effets minimes de l’exposition aux rayons X, vous pouvez suivre quelques étapes simples :

• après une radiographie, buvez un verre de lait - cela élimine de petites doses de rayonnement ;
• Il est très utile de prendre un verre de vin sec ou de jus de raisin ;
• Pendant un certain temps après l'intervention, il est utile d'augmenter la proportion d'aliments à forte teneur en iode (fruits de mer).

Mais aucune procédure médicale ou mesure spéciale n’est requise pour éliminer les radiations après une radiographie !

Malgré les conséquences sans doute graves de l'exposition aux rayons X, il ne faut pas surestimer leur danger lors des examens médicaux : ils ne sont effectués que sur certaines zones du corps et très rapidement. Les avantages qui en découlent dépassent plusieurs fois le risque de cette procédure pour le corps humain.

Le scientifique allemand Wilhelm Conrad Roentgen peut à juste titre être considéré comme le fondateur de la radiographie et le découvreur des principales caractéristiques des rayons X.

Puis, en 1895, il ne soupçonnait même pas l'étendue des applications et la popularité des rayons X qu'il avait découverts, même si, même à cette époque, ils avaient suscité une large résonance dans le monde de la science.

Il est peu probable que l'inventeur ait pu deviner quel bénéfice ou quel préjudice apporterait le fruit de son activité. Mais aujourd'hui, nous allons essayer de découvrir quel effet ce type de rayonnement a sur le corps humain.

• Les rayons X sont dotés d’un énorme pouvoir de pénétration, mais cela dépend de la longueur d’onde et de la densité du matériau irradié ;
• sous l'influence des rayonnements, certains objets commencent à briller ;
• Les rayons X affectent les êtres vivants ;
• grâce aux rayons X, certaines réactions biochimiques commencent à se produire ;
• Un faisceau de rayons X peut prélever des électrons sur certains atomes et ainsi les ioniser.

Même l'inventeur lui-même était principalement préoccupé par la question de savoir quels étaient exactement les rayons qu'il avait découverts.

Après avoir mené toute une série d'études expérimentales, le scientifique a découvert que les rayons X sont des ondes intermédiaires entre les rayons ultraviolets et gamma, dont la longueur est de 10 à 8 cm.

Les propriétés du faisceau de rayons X énumérées ci-dessus ont des propriétés destructrices, mais cela ne les empêche pas d'être utilisées à des fins utiles.

Alors, où dans le monde moderne les rayons X peuvent-ils être utilisés ?

1. Avec leur aide, vous pouvez étudier les propriétés de nombreuses molécules et formations cristallines.
2. Pour la détection des défauts, c'est-à-dire pour vérifier les défauts des pièces et des appareils industriels.
3. Dans l'industrie médicale et la recherche thérapeutique.

En raison de la courte longueur de toute la gamme de ces ondes et de leurs propriétés uniques, l'application la plus importante du rayonnement découvert par Wilhelm Roentgen est devenue possible.

Le sujet de notre article se limitant à l'impact des rayons X sur le corps humain, qui ne les rencontre que lors d'une visite à l'hôpital, nous examinerons plus en détail exclusivement ce domaine d'application.

Le scientifique qui a inventé les rayons X en a fait un cadeau inestimable pour l'ensemble de la population de la Terre, car il n'a pas breveté son idée pour une utilisation ultérieure.

Depuis la première peste, les appareils à rayons X portables ont sauvé des centaines de blessés. Aujourd’hui, les rayons X ont deux utilisations principales :

1. Diagnostic avec son aide.

Le diagnostic par rayons X est utilisé dans divers cas :

• fluoroscopie ou transillumination ;
• Radiographie ou photographie ;
• examen fluorographique;
• tomographie utilisant des rayons X.

Vous devez maintenant comprendre en quoi ces méthodes diffèrent les unes des autres :

1. La première méthode suppose que le sujet soit positionné entre un écran spécial aux propriétés fluorescentes et un tube à rayons X. Le médecin, en fonction des caractéristiques individuelles, sélectionne la force de rayon requise et reçoit une image des os et des organes internes sur l'écran.
2. Dans la deuxième méthode, le patient est placé sur un film radiographique spécial dans une cassette. Dans ce cas, l’équipement est placé au-dessus de la personne. Cette technique permet d'obtenir une image en négatif, mais avec des détails plus fins qu'avec la fluoroscopie.
3. Des examens de masse de la population pour détecter une maladie pulmonaire peuvent être effectués par fluorographie. Au moment de la procédure, l'image du grand moniteur est transférée sur un film spécial.
4. La tomographie permet d'obtenir des images des organes internes en plusieurs coupes. Toute une série d’images est prise, appelées plus tard tomogrammes.
5. Si vous connectez l'aide d'un ordinateur à la méthode précédente, des programmes spécialisés créeront une image complète réalisée à l'aide d'un scanner à rayons X.

Toutes ces méthodes de diagnostic des problèmes de santé reposent sur la propriété unique des rayons X d’éclairer les films photographiques. Dans le même temps, la capacité de pénétration des tissus inertes et autres de notre corps est différente, comme le montre l'image.

Après la découverte d'une autre propriété des rayons X d'influencer les tissus d'un point de vue biologique, cette fonctionnalité a commencé à être activement utilisée dans le traitement des tumeurs.

Les cellules, en particulier les cellules malignes, se divisent très rapidement et la propriété ionisante des rayonnements a un effet positif sur la thérapie thérapeutique et ralentit la croissance tumorale.

Mais le revers de la médaille est l’impact négatif des rayons X sur les cellules des systèmes hématopoïétique, endocrinien et immunitaire, qui se divisent également rapidement. En raison de l’influence négative des rayons X, le mal des rayons se produit.

L'effet des rayons X sur le corps humain

Littéralement immédiatement après une découverte aussi retentissante dans le monde scientifique, on a appris que les rayons X peuvent avoir un effet sur le corps humain :

1. Lors d'études sur les propriétés des rayons X, il s'est avéré qu'ils peuvent provoquer des brûlures de la peau. Très similaire aux thermiques. Cependant, la profondeur des dégâts était bien plus grande que celle des blessures domestiques, et la guérison était pire. De nombreux scientifiques travaillant sur ces radiations insidieuses ont perdu des doigts.
2. Grâce à des essais et des erreurs, il a été constaté que si vous réduisez le temps et le montant de l'investissement, les brûlures peuvent être évitées. Plus tard, des écrans au plomb et l'irradiation à distance des patients ont commencé à être utilisés.
3. Une perspective à long terme sur les effets nocifs des rayons montre que les changements dans la composition du sang après irradiation conduisent à la leucémie et à un vieillissement précoce.
4. La gravité de l'impact des rayons X sur le corps humain dépend directement de l'organe irradié. Ainsi, avec une radiographie pelvienne, une infertilité peut survenir et avec le diagnostic des organes hématopoïétiques, des maladies du sang peuvent survenir.
5. Même la plus petite exposition sur une longue période peut entraîner des changements au niveau génétique.

Bien entendu, toutes les études ont été réalisées sur des animaux, mais les scientifiques ont prouvé que les changements pathologiques s'étendraient aux humains.

IMPORTANT! Sur la base des données obtenues, des normes d'exposition aux rayons X ont été élaborées, qui sont uniformes dans le monde entier.

Doses de rayons X pendant le diagnostic

Probablement tous ceux qui quittent le cabinet du médecin après une radiographie se demandent comment cette procédure affectera leur santé future ?

L’exposition aux radiations existe également dans la nature et nous y sommes confrontés quotidiennement. Pour mieux comprendre comment les rayons X affectent notre corps, nous comparerons cette procédure avec le rayonnement naturel reçu :

• avec une radiographie pulmonaire, une personne reçoit une dose de rayonnement égale à 10 jours de rayonnement de fond, et celle de l'estomac ou des intestins - 3 ans ;
• tomodensitométrie de la cavité abdominale ou de tout le corps - équivalent à 3 ans de radiothérapie ;
• examen radiographique pulmonaire – 3 mois ;
• les membres sont irradiés sans pratiquement aucun danger pour la santé ;
• Les rayons X dentaires, en raison de la direction précise du faisceau et du temps d'exposition minimal, ne sont pas non plus dangereux.

IMPORTANT! Malgré le fait que les données présentées, aussi effrayantes soient-elles, répondent aux exigences internationales. Cependant, le patient a parfaitement le droit de demander une protection supplémentaire en cas de grave inquiétude pour son bien-être.

Nous sommes tous confrontés à des examens aux rayons X plus d’une fois. Cependant, les femmes enceintes constituent une catégorie de personnes qui ne bénéficient pas des procédures requises.

Le fait est que les rayons X affectent grandement la santé de l'enfant à naître. Ces ondes peuvent provoquer des anomalies du développement intra-utérin en raison de leur influence sur les chromosomes.

IMPORTANT! La période la plus dangereuse pour les radiographies est la grossesse jusqu'à 16 semaines. Durant cette période, les zones pelviennes, abdominales et vertébrales du bébé sont les plus vulnérables.

Connaissant cette propriété négative des rayons X, les médecins du monde entier tentent d'éviter de les prescrire aux femmes enceintes.

Mais il existe d’autres sources de rayonnements qu’une femme enceinte peut rencontrer :

• microscopes alimentés à l'électricité;
• moniteurs de télévision couleur.

Celles qui se préparent à devenir mères doivent absolument être conscientes du danger qui les attend. Pendant l'allaitement, les rayons X ne constituent pas une menace pour la mère qui allaite et le bébé.

Que faire après une radiographie ?

Même les effets les plus mineurs de l’exposition aux rayons X peuvent être minimisés en suivant quelques recommandations simples :

• buvez du lait immédiatement après la procédure. Il est connu pour être capable d’éliminer les radiations ;
• le vin blanc sec ou le jus de raisin ont les mêmes propriétés ;
• Il est conseillé de manger davantage d’aliments contenant de l’iode dans un premier temps.

IMPORTANT! Vous ne devez recourir à aucune procédure médicale ni utiliser de méthodes thérapeutiques après avoir visité la salle de radiographie.

Quelles que soient les propriétés négatives que peuvent avoir les rayons X une fois découverts, les avantages de leur utilisation dépassent de loin les dommages qu’ils causent. Dans les établissements médicaux, la procédure de mirage est effectuée rapidement et avec des doses minimales.