Rentgeno spinduliai yra elektromagnetinių bangų rūšis, kuri taip pat apima šviesos spinduliai, radžio gama spinduliai ir radijo antenų skleidžiami spinduliai. Elektromagnetinės bangos skirstomos į grupes pagal jų bangos ilgį. Ilgosios bangos spektro gale jų ilgis svyruoja nuo 10 cm iki kelių kilometrų. Jam mažėjant, prasideda infraraudonųjų arba karščio bangų sritis. Regionas matoma šviesa apima bangos ilgius (priklausomai nuo spalvos) nuo 800 iki 400 mm K. Ultravioletinė sritis apima bangas nuo 180 iki 10 mm K.
Rentgeno spinduliams būdingos bangos nuo 15A iki 0,03A. Gama spinduliai turi mažesnį bangos ilgį, maždaug 0,001 A radioaktyvusis skilimas. Ilgio vienetas angstromas (A) yra lygus šimtai milijoninei centimetro daliai.
Visos šios spinduliuotės rūšys skiriasi viena nuo kitos savo atsiradimo ir sąveikos pobūdžiu aplinką. Įvairios savybės spindulius sukelia nevienodi bangos ilgiai.
Elektromagnetiniams virpesiams taip pat būdingas kvantinės energijos kiekis (kvantas yra atskira spinduliuotės energijos dalis). Kuo trumpesnis spinduliuotės bangos ilgis, tuo didesnę vertę kvantinė energija.
Rentgeno spindulių sklidimo dėsniai yra panašūs į šviesos sklidimo dėsnius. Kaip ir šviesos spinduliuotė, rentgeno spinduliai, sąveikaudami su aplinka, iš dalies sugeriami, iš dalies atsispindi ir išsklaido. Bet kadangi rentgeno spindulių bangos ilgis mažas, o kvantų energija didelė, jie turi ir kitų savybių: 1) prasiskverbia per terpę įvairaus tankio- kartonas, mediena, gyvūnų audiniai ir kt. Kuo trumpesnis bangos ilgis, taigi, kuo didesnė kvantų energija, tuo didesnis rentgeno spindulių įsiskverbimas. Rentgeno spindulių įsiskverbimo į tam tikrą aplinką gylis arba intensyvumo susilpnėjimo laipsnis rentgeno spinduliuotė eidamas per vienos ar kitos medžiagos sluoksnį, priklauso ne tik nuo trumpo kvantų bangos ilgio ar energijos, bet ir nuo medžiagos savybių: kuo tankesnė terpė, tuo daugiau joje sugeria rentgeno spindulių. Pavyzdžiui, 35 cm storio vandens sluoksnis susilpnina rentgeno spindulių srauto, susidarančio esant 200 kV įtampai, intensyvumą tiek, kiek 4,75 cm storio geležies arba 17,23 cm betono sluoksnis;
2) sukelti švytėjimą – kai kurių liuminescenciją cheminiai junginiai. Kai kurios medžiagos švyti, kai yra veikiamos rentgeno spindulių, šis švytėjimas vadinamas fluorescencija. Kitos medžiagos dar kurį laiką šviečia po to, kai rentgeno spinduliai nustoja veikti, šis švytėjimas vadinamas fosforescencija;
3) kaip ir matoma šviesa, jie sukelia pokyčius sidabro halogeniduose, kurie yra fotografinių emulsijų dalis. Kitaip tariant, sukelia fotochemines reakcijas.
4) sukelti neutralių atomų ir molekulių jonizaciją. Dėl jonizacijos susidaro teigiamai ir neigiamai įkrautos dalelės - jonai. Jonizuota terpė tampa elektros srovės laidininku. Ši savybė naudojama spindulių intensyvumui matuoti naudojant vadinamąją jonizacijos kamerą.
Pagrinde biologinis veiksmas Rentgeno spinduliai yra jonizacijos reiškinys.
Kokia yra rentgeno spindulių prigimtis ir pagrindinės savybės, dėl kurių jie naudojami medicinoje?
Autorius gamta Rentgeno spinduliai – tai elektromagnetinių virpesių tipas, kuris skiriasi nuo kitų spindulių (regimosios šviesos, infraraudonųjų, ultravioletinių, radijo bangų) trumpesnio bangos ilgio.
Pagrindinissavybių rentgeno spinduliai
Įsiskverbimo gebėjimas kuo grindžiama rentgeno diagnostika, priklauso nuo audinių tankio. Taigi kaulinis audinys turi didžiausią tankį, taigi ir absorbcinį pajėgumą, todėl rentgeno tyrimo metu jis labai patamsėja. Parenchiminiai organai taip pat atrodo patamsėję, tačiau jie 2 kartus mažiau blokuoja rentgeno spindulius, o patamsėjimas yra vidutinio intensyvumo. Oras nesulaiko spindulių ir sukuria nušvitimą, pavyzdžiui, plaučių audinį, kurį vaizduoja alveolės, užpildytos oru.
Fluorescencinė savybė- gebėjimas sukelti tam tikrų cheminių medžiagų švytėjimą. Būtent šios savybės dėka Rentgenas atrado rentgeno spindulius. Remiantis šia savybe fluoroskopijos metodas- šešėlinio vaizdo gavimas rentgeno ekrane, pavaizduotas kartono gabalėliu, padengtu chemine sudėtimi. Rentgeno spinduliai, atsirandantys iš rentgeno vamzdžio ir praeinantys per žmogaus kūną, patenka į ekraną ir priverčia jį švytėti.
Fotocheminė savybė - gebėjimas sukelti plėvelės pajuodinimą dėl sidabro halogenido junginių, kurie sudaro fotografinio sluoksnio pagrindą, irimo. Ši savybė leido naudoti rentgeno spindulius rentgenografija.Šiuo atveju spinduliai, išeinantys iš rentgeno vamzdelio ir prasiskverbę pro žmogaus kūną, sukelia šešėlinio vaizdo susidarymą rentgeno juostoje.
Jonizuojanti savybė slypi tame, kad veikiant rentgeno spinduliams bet kurioje terpėje, per kurią jie praeina, susidaro jonai, pagal kurių kiekį sprendžiama apie radiacijos dozę. Metodas pagrįstas šia savybe dozimetrija- dozės matavimas naudojant įvairių tipų specialius prietaisus - dozimetrus. Dozimetriją atlieka specialios žinybinės tarnybos.
Biologinis arba žalingas Dėl jonizuojančiosios spinduliuotės poveikio žmogaus organizmui, atliekant rentgeno diagnostikos metodus, būtina nuo jos apsaugoti tiek rentgeno kabineto personalą, tiek pacientus. Tuo pačiu metu ši savybė naudojama spindulinės terapijos gydymui tiek navikinėms, tiek ir ne navikinėms ligoms gydyti.
Įvardykite du pagrindinius rentgeno tyrimo metodus ir du pagrindinius rentgeno simptomus.
Du pagrindiniai rentgeno tyrimo metodai yra šie: fluoroskopija ir rentgenografija.
Du pagrindiniai radiologiniai simptomai yra tamsėja ir šviesėja.
Teigiamas fluoroskopijos metu matome vaizdą ekrane, tuo tarpu kaulai, tarpuplaučio ir kiti tankūs audiniai (1.2 pav.) visada atrodo kaip įvairaus intensyvumo tamsėjimas, o oras, kad ir kur jis būtų (plaučiai, skrandžio dujų burbulas, žarnos). , absceso ertmė ir kt.) – nušvitimo forma (1.3 pav. a).
Neigiamas vaizdas gaunamas rentgenografija rentgeno juostoje po jos fotoapdorojimo čia šešėlinis vaizdas yra priešingas (1.3 pav. b). Kad nebūtų painiavos aiškinant du radiologinius simptomus, galioja taisyklė: bet koks rentgeno vaizdas (ekrane ar rentgenograma) analizuojamas kaip teigiamas. Štai kodėl paaiškėja, kad analizuojant rentgeno nuotraukas reikia sakyti „balta“ reiškia „juodą“ ir, atvirkščiai, „juoda“ reiškia „baltą“.
Kuris prietaisas dirbtinai gamina rentgeno spindulius? Kaip tai daroma?
Rentgeno spinduliai gaminami dirbtinai rentgeno vamzdis Taip atsitinka, kai ragelis yra prijungtas prie elektros tinklo. Elektronų srautas, tam tikru greičiu judantis nuo katodo iki anodo, susidūrus su pastaruoju sulėtėja, todėl susidaro rentgeno spinduliuotė, kuri yra stabdoma.
Iš kokių pagrindinių blokų (kambarių) susideda rentgeno kabinetas? Kokius du stovus turi rentgeno aparatas? Ar gali turėti vieną kombinuotą trikojį?
Rentgeno kabinetas susideda iš šių pagrindinių blokų (kambarių):
valdymo kambarys - patalpa, kurioje yra įrenginio valdymo pultas;
tamsus kambarys- vieta, kur rentgeno technikas apdoroja eksponuotą rentgeno juostą ir įkelia kasetes su neeksponuota juosta;
Rentgeno kabinetas - vieta, kurioje yra rentgeno aparatas su vienu (kombinuotu) arba dviem stovais,
taip pat stacionarios ir asmeninės apsaugos nuo rentgeno priemonės. Šiuolaikinis skaitmeninis rentgeno aparatas (1.5 pav.) gali turėti vieną kombinuotą trikojį, skirtą tiek fluoroskopijai, tiek rentgenografijai. - Trikojai.
Trikojis fluoroskopijai(stalas, ant kurio guli pacientas, už jo - rentgeno vamzdis, priešais jį yra ekranas, už kurio yra pirmoji radiologo darbo vieta). Trikojis gali būti perkeltas į horizontalią ir vertikalią padėtį.
Trikojis rentgenografijai(staliukas, ant kurio guli pacientas ir vertikalus stovas), virš stalo yra rentgeno vamzdelis, po juo – kasetė su rentgeno plėvele. Ant šio stendo (antroje darbo vietoje) rentgenologas nustato paciento padėtį ir atlieka rentgenografiją.
Stacionarios ir asmeninės apsaugos priemonės nuo rentgeno spinduliai.
Kokie pagrindiniai rentgeno aparato prietaisai gali sumažinti spinduliuotės poveikį gydytojui ir pacientui, taip pat pagerinti vaizdo kokybę?
Pagrindiniai rentgeno aparato priedai, kurie gali sumažinti spinduliuotės poveikį ir pagerinti vaizdo kokybę atliekant rentgeno diagnostikos procedūras, apima elektroninį optinį rentgeno vaizdo stiprintuvą, suspaudimo vamzdelį, diafragmą ir ekrano tinklelį.
Elektrooptinis rentgeno vaizdo stiprintuvas (XRI) pakeičia fluorescencinį ekraną, į jį patenka rentgeno spinduliai, kurie praeina per paciento kūną. URI rentgeno vaizdas paverčiamas šviesiu ir elektroniniu. Veikiant greitėjančiam laukui ir dėl fokusavimo iš didelio įvesties ekrano į mažą išvesties ekraną, elektronų srauto tankis padidėja, o vaizdo ryškumas padidėja 3-6 tūkstančius kartų, o tai perduodama per veidrodžiai ir lęšiai prie televizoriaus vamzdžio ir televizoriaus ekrano, kuris vadinamas Rentgeno televizorius. Esant poreikiui vaizdą galima įrašyti vaizdo registratoriumi, filmavimo kamera (rentgeno kinematografija), fotokamera, atlikti skaitmeninę fluoroskopiją ir rentgenografiją, vaizdą įvesti į kompiuterį tolesniam apdorojimui ir analizei. vaizdas monitoriuje. URI pašalina gydytojo tamsos adaptacijos poreikį, o tai pagreitina tyrimą, palengvina ir efektyvina paciento ir personalo apšvitą 15 kartų.
Suspaudimo vamzdis(švino cilindras) sumažina švitinimo lauką ir tuo pat metu daro spaudimą (suspaudimą)
paciento kūną, mažindamas jo storį, dėl to mažėja išsklaidytų spindulių skaičius, vaizdas tampa aiškesnis, sumažėja spinduliuotės apšvita.
Diafragma turi švino užuolaidų formą, ji, kaip vamzdis, susiaurina švitinimo lauką ir sumažina išsklaidytų spindulių skaičių su tais pačiais pranašumais.
Atrankos tinklelis susideda iš daugybės švino plokštelių, kurios sugeria išsklaidytą spinduliuotę, o tai reiškia, kad jos pagerina vaizdo kokybę ir sumažina radiacijos poveikį.
Kokia įranga atliekama rentgeno nuotrauka rentgeno kabinete?
Rentgenografija rentgeno kabinete atliekama naudojant stacionarų rentgeno aparatą (rentgeno stendą). Rentgeno nuotraukas galima daryti palatoje, operacinėje, rūbinėje ir pan., tam reikalingas nešiojamas (mobilus) rentgeno aparatas, o po pacientu dedama kasetė su plėvele.
Kokie yra fluoroskopijos pranašumai ir radiografijos trūkumai?
Fluoroskopijos privalumai o radiografijos trūkumai yra tokie.
Fluoroskopija suteikia galimybę ištirti įvairių organų funkcinę būklę (širdies susitraukimai, kvėpavimo judesiai šonkauliais, diafragma, plaučių struktūros pokyčiai ir patologiniai šešėliai kvėpuojant, peristaltinės bangos ir bario sulfato evakuacijos per stemplę, skrandį laikas ir žarnynas). Atliekant rentgenografiją, aukščiau aprašyta neįmanoma, nes registruojamas tik vienas iš kūno būklės momentų.
Fluoroskopija suteikia galimybę polipoziciniu tyrimu gauti trimatį vaizdą, t.y. pacientas tiriamas vertikalioje ir horizontalioje padėtyje su įvairiais sukimais aplink ašį. Radiografija suteikia apibendrintą vaizdą, nes ji daugiausia atliekama dviem projekcijomis (priekinėje ir šoninėje).
Fluoroskopijos metu stebėsime invazinių rentgenografinių procedūrų atlikimą, pavyzdžiui, širdies ir kraujagyslių kateterizavimą, o tai neįmanoma atliekant rentgenografiją.
Naudojant URI fluoroskopijos metu sutrumpėja tyrimo laikas, o tai svarbu diagnozuojant ekstremalias sąlygas (pavyzdžiui, žarnyno nepraeinamumą ir kt.). Rentgenografijai atlikti reikia daugiau laiko paciento padėties nustatymui ir tamsaus kambario procesui.
Išvaizda viduje pastaraisiais metais Skaitmeniniai rentgeno aparatai leidžia perkelti vaizdą iš rentgeno ekrano į kompiuterio ekraną, transformuoti, perduoti per atstumą (sukuriamas ne subjektyvus įspūdis, kaip anksčiau, o objektyvus tyrimo įspūdis), įrašyti jį į diską ir išsaugoti atmintyje.
Kokie yra rentgenografijos privalumai ir tuo pačiu fluoroskopijos trūkumai?
Radiografijos privalumai o fluoroskopijos trūkumai (prieš naudojant skaitmeninį rentgeno aparatą) buvo šie.
Galimybė vizualizuoti didesnį skaičių detalių naudojant rentgenografiją, įskaitant labai mažas - iki 50-100 mikronų (plaučių modelio, kaulų struktūros ir kt. detalės). Tai lėmė ne tiek metodo raiška, kiek neribotas rentgenogramos analizės laikas, priešingai nei fluoroskopija, kai tyrimo laikas griežtai reguliuojamas, kad nebūtų viršyta apšvitos dozė (pvz. plaučius – 5 minutes, skrandį – 10 minučių, gaubtinę žarną – 20 minučių). Skaitmeninis metodas leidžia įrašyti fluoroskopijos procesą į diską ir pakartotinai peržiūrėti tyrimą kompiuterio ekrane.
Radiacinė apšvita rentgenografijos metu yra mažesnė nei atliekant fluoroskopiją dėl trumpesnės ekspozicijos (1-3 s, o ne 5-20 minučių, kaip fluoroskopijos metu).
Radiografija suteikia galimybę sukurti archyvą su rentgenogramų saugojimu. Fluoroskopijos metu gautas vaizdas buvo išsaugotas tik gydytojo atmintyje, ir tai yra trumpalaikė. Pastaraisiais metais, atsiradus skaitmeninei fluoroskopijai, šis trūkumas buvo pašalintas. Naujasis metodas leidžia išsaugoti vaizdus magnetinėse laikmenose, todėl saugojimas yra patogus, sukuriama greita prieiga prie archyvo ir perduodami vaizdai per atstumą tiek ligoninės viduje (į klasę, mokymo patalpas ir kt.), tiek už jos ribų, pvz. kitoje šio ar kito miesto ir šalies gydymo įstaigoje.
Rentgenas - objektyvus metodas diagnostika dėl galimybės kolegiškai aptarti rentgenogramas, o fluoroskopija anksčiau buvo subjektyvus diagnostikos metodas, tačiau skaitmeninio metodo naudojimas pašalino šį trūkumą.
Daugkartinė rentgenografija leidžia stebėti patologinį procesą dinamikoje ir stebėti gydymą dėl mažesnės spinduliuotės apšvitos, palyginti su fluoroskopija.
Ar fluoroskopija ir rentgenografija atliekamos atskirai ar kartu? Kas tai daro ir kaip?
Fluoroskopija ir rentgenografija gali būti atliekamos atskirai viena nuo kitos skirtinguose rentgeno aparato stovuose. Tačiau fluoroskopijos metu radiologas visada naudojo rentgenografiją – nuotraukas už ekrano, kurios užfiksavo tam tikrus tyrimo momentus ir padėjo kompleksiškai išspręsti diagnostinę problemą. Šių vaizdų negalėjo pasižiūrėti kitas gydytojas, nežiūrėjęs į konkretų pacientą už ekrano, nes rentgenogramos neatspindi viso fluoroskopijos proceso. Radiografiją ant atitinkamo stovo atlieka ne gydytojas, o rentgeno technikas. Atsiradus skaitmeniniam rentgeno aparatui su vienu stovu, situacija kiek pasikeitė, nes prieš atlikdamas rentgeno tyrimą radiologui, radiologas pirmiausia gali atlikti fluoroskopiją, kad būtų galima tiksliau nustatyti patologinio židinio centravimą. vėlesniems rentgeno spinduliams ir koreguoti paciento padėtį.
Kokiomis sąlygomis sukuriamas natūralus kontrastas? Kokiais atvejais naudojamas dirbtinis kontrastas ir ko tam reikia?
Natūralus kontrastas susidaro tokiomis sąlygomis, kai šalia oro audinių arba audinių, kuriuose yra oro, kurie atrodo kaip nušvitimas, yra tankesni audiniai, kurie suteikia tamsėjimo požymį. Pavyzdžiui, tai taikoma krūtinės ertmės rentgeno nuotraukai, kai plaučiai atrodo skaidrūs ir šviesūs tarpuplaučio suformuotos tamsos fone.
Dirbtinis kontrastas p Jie atliekami tais atvejais, kai šalia esantys organai ir audiniai yra maždaug vienodo tankio, vienas nuo kito nesiskiria, o tada jų vizualizavimui būtina įvesti kontrastinę medžiagą.
Kokios kontrastinių medžiagų grupės naudojamos rentgeno tyrimuose? Kas tai yra, kokius simptomus jie reiškia ir kokius organus jie naudojami tirti?
Rentgeno tyrimams naudojamos šios grupės: kontrastinės medžiagos.
Didelis kontrastas medžiagos (rentgeno spinduliuotės teigiamos) – vaistai, kurių kontrastas didesnis nei minkštųjų audinių, todėl atrodo kaip intensyvaus tamsėjimo simptomas (1.6 pav. a).
- Bario sulfatas(BaSO 4) – naudojamas kaip atskiras preparatas arba kaip Bar-VIPS ♠ dalis, gaminamas baltų miltelių pavidalu, supakuotas į maišelius, parduodamas vaistinėse. Naudojamas tiriant stemplę, skrandį ir žarnas vandeninės suspensijos pavidalu. Kad BaSO 4 geriau priliptų prie gleivinės, į ją dedama tanino (kontrastinei klizmai), natrio citrato, sorbitolio arba kiaušinio baltymo (skrandžio fluoroskopijai), o klampumui padidinti - želatinos arba celiuliozės (skirta). skrandžio tyrimas), Bar- VIPS * jau yra minėtų ingredientų.
Vandenyje tirpūs vaistai.
- Joduoti aliejai yra jodo junginių emulsija augaliniuose aliejuose (persikų, aguonų), pavyzdžiui, lipiodol ultra-fluid ♠, kuris naudojamas tiriant bronchus, limfagysles, gimdos ertmę ir fistulinius takus.
Mažas kontrastas(rentgeno spindulių neigiami) vaistai yra įtraukti į vaistų, kurių kontrastas yra mažesnis nei minkštųjų audinių, grupei - tai dujos (dinitrogeno oksidas, anglies dvideginio, oras), todėl rentgenografiškai atrodo kaip kliringas (1.6 pav. b). Patekus į kraują, naudojamas anglies dioksidas, kūno ertmėse ir ląstelių erdvėse – azoto oksidas, o virškinamajame trakte – oras.
Kur ir kokiais būdais kontrastas įvedamas dirbtinio metu kontrastingas?
Kontrasto skyrimo dirbtinio kontrasto metu parinktys.
IN įvairios ertmės naudojant didelio kontrasto, rečiau mažo kontrasto medžiagas:
Į stemplę, skrandį, žarnyną per burną (įskaitant per zondą);
Į žarnyną per tiesiąją žarną;
Į patologines ertmes, į tulžies pūslę ir inkstus perkutanine punkcija;
Švirkštais ir kateteriais patenka į kraujagysles, tulžies latakus, šlapimtakį, fistulių takus ir gimdą.
IN organą supantis audinys pradurti tik mažo kontrasto medžiagas (orą):
Tarpuplautyje;
Į pilvo ertmę;
Į retroperitoninę erdvę.
Į veną vartojant didelio kontrasto vandenyje tirpius vaistus, o kai kurie organai absorbuojami iš kraujo, ten susikoncentruoja ir išsiskiria.Šis metodas naudojamas tiriant:
Tulžies pūslė;
Tulžies takų;
Inkstai ir šlapimo takai.
Kodėl atliekamas biologinis tyrimas ir iš ko jis susideda?
Biologinis mėginys atliekama siekiant nustatyti, ar pacientas toleruoja jodo turintį vaistą rentgeno tyrimo su dirbtiniu kontrastu metu. Tokių medžiagų skyrimo komplikacijos gali būti alerginės ir toksinės reakcijos.
Biologinis tyrimas susideda iš 1 ml radioaktyviosios kontrastinės medžiagos įvedimo į veną prieš tyrimą. Jei per 5 minutes nėra šalutinis poveikis, tuomet galima suleisti visą dozę, kuri svyruoja nuo 20 iki 100 ml. Norint pašalinti alergines ir toksines reakcijas, pacientai turi turėti atitinkamų vaistų rentgeno kabinete.
Kokiu tikslu ir dažnumu atliekama fluorografija, kokia jos esmė ir vaizdo gavimo būdai?
Fluorografija atliekami profilaktinio krūtinės ląstos organų apžiūros tikslais kartą per metus visiems planetos gyventojams nuo 15 metų amžiaus, taip pat didelės rizikos grupėse. Būtent šis metodas padeda nustatyti ankstyvus plaučių pokyčius sergant įvairiomis ligomis (tuberkulioze, cistomis, navikais ir kt.).
Fluorografijos esmė – fotografuoti rentgeno vaizdą iš ekrano. Šiuo atveju vaizdas gaunamas ant mažo formato fotojuostos (110x110 mm, 100x100 mm, 70x70 mm), mažesnės už rentgenogramų dydį. Taigi filmams ir jos apdorojimui išleidžiama mažiau pinigų, o fluorografijos patalpos pralaidumas didesnis.
Vaizdą ant juostos galima gauti šiais būdais:
Nuo specialaus rentgeno aparato (fluorografo) fluorescencinio ekrano ant plėvelės ritinio. Naudojamas plaučių fluorografijai;
Elektroninio optinio rentgeno vaizdo stiprintuvo ekranas (URI-fluorografija) atliekant rentgeninį stemplės, skrandžio ir žarnyno tyrimą;
Skaitmeninis fluorografas. Šiuo atveju skaitmeninis vaizdo apdorojimas atliekamas kompiuteriu. Gautas paveikslėlis atspausdinamas spausdintuvu ant specialios plėvelės arba ant įprasto rašomojo popieriaus ir atiduodamas pacientui. Kartu su rentgeno nuotrauka ant popieriaus atspausdinama tyrimo ataskaita. Tai pigiausias būdas gauti nuotraukų rėmelį su 20 kartų sumažinta spinduliuotės doze pacientui.
Kam jis naudojamas, ką tai reiškia ir kaip atliekama tomografija?
Tomografija padeda gauti sluoksnį po sluoksnio rentgeno vaizdą žmogaus kūno išilginio pjūvio pavidalu centimetrais nurodytame gylyje ir bet kuriame lygyje (kaukolės, kaklo, krūtinės, pilvo ertmės, kaulų ir sąnarių).
Tomografija – vieno sluoksnio parinkimas iš viso rentgeno vaizdo, atliekamas perkeliant rentgeno vamzdelį ir kasetę nejudantį kūną pacientas guli ant trikojo. Tokiu atveju visų objektų ir detalių vaizdas yra neryškus, išskyrus tuos, kurie yra tam tikroje plokštumoje „spinduliuojančios plėvelės“ sistemos sukimosi centro lygyje.
Kuo didesnė šios sistemos judėjimo amplitudė, tuo plonesnis tomografinis sluoksnis. Paprastai svyravimo kampas yra 20-50°.
Kokios yra tomografijos indikacijos ir tikslai?
Tomografijos naudojimo indikacijos ir tikslai yra tokie.
Įvairios plaučių ir tarpuplaučio ligos:
Norint gauti trachėjos, pagrindinių, skilties ir segmentinių bronchų spindžių vaizdą (1.8 pav.);
Išaiškinti patologinio patamsėjimo parametrus (kontūrų būklę, formą, struktūrą, įskaitant irimo, fibrozės ir kt. sritis);
Aptikti padidėjusius šaknų ir tarpuplaučio limfmazgius;
Nustatant masinius darinius tarpuplautyje. Tomografija vis dar yra informatyviausias metodas
tiriant krūtinės ertmės organus.
Gerklų ligos(vėžys, laringitas, tuberkuliozė). Dėl didelės diagnostinės reikšmės tomografija yra dažniausiai naudojamas metodas.
Pilvo organų ir retroperitoninės erdvės tūrinės formacijos,šiuo atveju atliekama arba nepriklausoma tomografija, arba kartu su kontrastiniais metodais (pavyzdžiui, pneumoperitoneumas kepenims tirti ir retropneumoperitoneum inkstams ir antinksčiams tirti).
Kaukolės ligos. Pastaraisiais metais tomografija daugiausia buvo atliekama kaukolės skliauto, selos turcica, paranalinių sinusų ir smilkininio kaulo kaulams tirti.
Kaulų ir sąnarių ligos. Tomografija dažnai leidžia gauti papildomos informacijos, ypač esant destruktyviems procesams (osteomielitas, sarkoma).
. Kas yra bronchografijos metodas, ar jis invazinis, ar ne? Kokios jo atlikimo indikacijos ir technika?
Bronchografija- dirbtinio bronchų kontrastavimo metodas. Nurodo invazinius metodus dėl gilaus įsiskverbimo per tracheobronchinę sistemą.
Indikacijos bronchografijai:
Vystymosi anomalijos;
Bronchektazė;
Intrabronchiniai gerybiniai ir piktybiniai navikai;
Bronchopleurinės ir vidinės bronchų fistulės. Technika bronchografija: rentgeno kabinete kontrastinė medžiaga (aliejus ar bet koks vandenyje tirpus) įvedamas specialiais kateteriais per nosį į kvėpavimo takus po išankstinės vietinės anestezijos (1% tetrakaino arba lidokaino tirpalas) arba atliekant bronchoskopiją. Kontrastas atliekamas kontroliuojant fluoroskopiją, pirmiausia užpildant vieną bronchų medžio pusę, o po to, išpumpavus iš jo kontrastą, kateteris arba bronchoskopas, o per juos vaistas įvedamas į kitą broncho pusę. medis, darant rentgenogramų seriją tiesioginėje ir šoninėje projekcijose. Bronchogramos naudojamos bronchų vietai, skersmeniui ir kontūrams įvertinti,
Ką apima angiografija? Kuriems metodams (invaziniams ar neinvaziniams) tai taikoma? Ar yra kokių nors komplikacijų? Kokiomis sąlygomis tai atliekama, kokios indikacijos ir kontraindikacijos?
. Angiografija susideda iš dirbtinio kraujagyslių kontrastavimo.
Angiografija- invazinis metodas dėl gilaus įsiskverbimo natūraliais takais, t.y. per indus. Tokiu atveju galimos komplikacijos (kraujavimas, infekcija ir kt.) ir yra didelis radiacijos poveikis.
Angiografija atliekama specialioje operacinėje (angiografijos kabinete). Angiografija skiriama tik tais atvejais, kai neinvaziniai metodai pasirodė nepakankamai informatyvūs.
Indikacijos angiografijos naudojimui: įtarus kraujagyslių pažeidimą (jų eigos pakitimus, išsiplėtimą, susiaurėjimą, užsikimšimą) dėl įvairių ligų (uždegiminių, distrofinių, navikų, vystymosi anomalijų).
Kontraindikacijos angiografijai: sunki bendra būklė, širdies, inkstų ir kepenų nepakankamumas, jodo turinčių vaistų netoleravimas.
Kokie yra angiografijos tipai ir kas jas sukelia? Kokia jų atlikimo technika, indikacijos ir kaip analizuojamos angiogramos?
Angiografijos tipai nustatomi pagal kraujagysles, į kurias suleidžiamas kontrastas, tai yra arteriografija, venografija (flebografija), limfografija.
Arteriografijos techniką sudaro kontrasto įvedimas punkcija (miego arterijų, apatinių galūnių kraujagyslių, pilvo aortos tyrimas), bet dažniau kateterizuojant pagal švedų mokslininko Seldingerio metodą. Pagal šią techniką pirmiausia, po vietinės anestezijos, odoje padaromas pjūvis ir atidengiama arterija, pavyzdžiui, šlaunikaulis, tada į pilvo aortą ir jos šakas įvedamas kateteris (tai celiakografija, mezenterikografija ir kt. .). Jei kateteris per alkūnės arteriją patenka į dešinįjį širdies prieširdį ir dešinįjį skilvelį, o po to į plaučių kamieną, tai yra angiopulmonografija. Kraujagyslių kontrastingumas kontroliuojamas fluoroskopija, o anksčiau serijinė rentgenografija buvo atliekama seriografu (specialiu aparatu). Šiuo metu vaizdas fiksuojamas naudojant skaitmeninį rentgeno aparatą. Metodo naudojimo indikacijos: įtarimas dėl kraujotakos sutrikimo dėl pakitimų arterijose.
Venografija atliekama dviem būdais:
Tiesioginis, kai kontrastas skiriamas punkcija, venesekcija arba Seldingerio kateterizacija;
Netiesioginis, turi tris veisles:
Kontrastinės medžiagos suleidimas į arterijas, per kurias kontrastuojamos venos, praeinant per kapiliarinę sistemą;
Kontrastinės medžiagos suleidimas į kaulų čiulpų erdvę, iš kur jis patenka į venas;
Kontrasto įvedimas į organo parenchimą injekcijos būdu, todėl vizualizuojamos venos, kurios išleidžia kraują iš šio organo (pavyzdžiui, splenoportografija blužnies punkcijos metu).
Venografija skirta venų vystymosi anomalijų, tromboembolijos, tromboflebito ir jo pasekmių atveju po chirurginių intervencijų į venas. Kontraindikacija yra ūminis tromboflebitas.
Vykdymo technika limfografija(daugiausia apatinių galūnių, dubens ir retroperitoninės erdvės) yra tai, kad punkcija į limfagysles suleidžiama propiliodono ir po 15-20 minučių daromos rentgenogramos, o limfmazgiams pamatyti – po 24 val sisteminėms ir navikinėms ligoms išaiškinti limfagyslių ir mazgų pažeidimo vietą, mastą ir pobūdį, o tai svarbu, pavyzdžiui, diagnozuojant jų patologinius pokyčius ir renkantis vėžio spindulinės terapijos laukus.
At angiogramų analizė bet kokio tipo, atkreipkite dėmesį į indų vietą, jų skersmenį ir kontūrus. Angiogramos atspindi kraujotakos fazes (arterines, kapiliarines arba parenchimines ir venines), kurios leidžia spręsti apie hemodinamikos būklę. Patologiniai angiogramų simptomai yra šie:
Kraujagyslių susiaurėjimas arba amputacija, atsiradus cirkuliuojantiems kraujotakos takams;
Atskirų zonų hipovaskuliarizacija arba hipervaskuliarizacija, kraujagyslių defektų ar chaotiškų kraujagyslių atsiradimas;
Kraujagyslių aneurizmos (išsiplėtimas).
. Kokia yra termografijos esmė? Su kuo ir kaip tai atliekama? Kokie yra patologiniai ligos simptomai ir vartojimo indikacijos?
Termografija - tam tikrų ligų diagnostikos metodas fiksuojant ir įvertinant žmogaus šiluminę spinduliuotę.
Termografija atliekama naudojant specialų prietaisą - termografą infraraudonųjų spindulių bangos ilgio diapazone.
Prieš tyrimą pacientas turi prisitaikyti nuo 10 iki 30 minučių prie patalpos, kurioje yra termografas, temperatūros pats tyrimas trunka 2-5 minutes. Paciento kūno spinduliuotė naudojant specialius prietaisus (imtuvą, stiprintuvą, veidrodinę sistemą) monitoriaus ekrane rodoma nespalvoto arba spalvoto vaizdo pavidalu (termoskopija), o vėliau gali būti užfiksuota fotocheminiame popieriuje (termografija).
Patologiniai simptomai yra hipertermija ir hipotermija.
At hipertermija temperatūrų skirtumas su aplinkiniais audiniais yra ūminio uždegimo - 0,7-1 °C, lėtinio uždegimo - 1-1,5 °C, pūlingo proceso - 1,5-2 °C, piktybinio naviko - 2-2,5 °C atveju.
Hipotermijos simptomas pastebėta su vazospazmu, kraujagyslių susiaurėjimu ar stenoze.
Dėl savo atlikimo paprastumo termografija plačiai naudojama atliekant gyventojų medicinines apžiūras, ypač dažnai naudojama:
Esant įvairiems kraujotakos sutrikimams;
Dėl „ūmaus pilvo“;
Įvertinti artrito, bursito aktyvumą;
Išsiaiškinant nudegimo ar nušalimo ribas;
Sergant įvairių organų uždegiminėmis ligomis;
Gerybinių ir piktybinių navikų atvejais, neatsižvelgiant į vietą.
Kas yra elektroradiografijos metodas, kaip jis atliekamas, kokiais atvejais naudojamas?
elektroradiografija - Rentgeno vaizdų popieriuje gavimo būdas su didelis skaičius nebrangios nuotraukos be „šlapiųjų“ nuotraukų proceso.
Elektroradiografijos metodas pagrįstas rentgeno spinduliuotės, praeinančios per paciento kūną, poveikiu ne į plėvelės kasetę, kaip rentgenografijoje, o į seleno plokštelę, iš anksto įkrautą statine elektra. Rentgeno spindulių įtakoje plokštelės elektrinis potencialas kinta nevienodai ir atsiranda latentinis vaizdas. Tada ant seleno plokštelės uždedamas popierius ir ant jo užpurškiami juodi milteliai, kurie, traukiami į teigiamai įkrautas plokštelės sritis, vaizdą iš plokštelės perkelia į matomą popieriuje, jis fiksuojamas, o vaizdas
Dėmė pašalinama nuo plokštelės. Vienoje plokštelėje galima padaryti daugiau nei 100 vaizdų.
Elektroradiografija daugiausia naudojama kaulų pažeidimams, kai reikia daug dinaminių vaizdų. Gauti vaizdą ant popieriaus yra pigiau nei ant rentgeno juostos.
Kas įtraukta į „intervencinės radiologijos“ sąvoką? Kokios jo pagrindinės kryptys ir kokios jos?
Koncepcijoje "intervencinė radiologija" apima naują kryptį, kurią sudaro rentgeno diagnostikos metodų ir terapinių priemonių derinys naudojant šiuolaikines technologijas, t.y. Tai yra įvairių tipų manipuliacijos, atliekamos kontroliuojant fluoroskopiją.
Intervencinė radiologija turi šiuos dalykus pagrindinės kryptys.
Rentgeno endovaskulinės intervencijos susideda iš kontrasto įvedimo intravaskuliniu transkateteriu diagnozei (angiografijai) ir terapinių kraujagyslių manipuliacijų kontrolei (dilatacija, okliuzija ir kt.):
Transkateterinė embolija (1.9 pav.);
Svetimkūnių pašalinimas iš širdies ar plaučių arterijos kateteriu;
Atrankinis vaistų skyrimas transkateteriu (kraujo krešuliams tirpinti, chemoterapijos metu, ūminiam pankreatitui ir kasos nekrozei);
Transkateterinis lankstaus šviesos kreipiklio zondas, skirtas kraujo krešulių ar ateromatinių plokštelių branduoliniam sunaikinimui.
Rentgeno endobronchinės intervencijos susideda iš bronchų medžio kateterizavimo biopsijai iš vietų, neprieinamų bronchoskopija.
Rentgeno spinduliuotės tulžies intervencijos atliekama perkutanine punkcija ir tulžies latakų kateterizavimu:
Dekompresijai sergant obstrukcine gelta;
Vaistų, tirpinančių tulžies akmenis, skyrimas;
Tulžies latakų susiaurėjimų pašalinimas.
Rentgeno endourialinės manipuliacijos pagrįstas:
Dėl patologinių ir natūralių inkstų ertmių perkutaninės punkcijos;
Inksto dubens kateterizavimas dėl šlapimtakių obstrukcijos;
Inkstų akmenims smulkinti ir šalinti ir kt.
Fluoroskopijos kontrolė endoezofaginis Dilatacija atliekama esant stemplės ir skrandžio susiaurėjimams.
Aspiracinė biopsija pagal fluoroskopijos kontrolę nurodoma nustatyti intratorakalinių ir pilvo darinių pobūdį.
Perkutaninis drenažas cistos ir abscesai atliekami, norint išsiurbti turinį ir suleisti vaistus.
In vitro tyrimuose naudojami radionuklidai idealiai turėtų atitikti šiuos reikalavimus:
Radioaktyviosios etiketės pasirinkimas nėra ribojamas, nes in vitro naudojami skaičiavimo metodai yra daug jautresni nei gama kameros. Galima naudoti labai mažus radioaktyvumo kiekius, o radiacijos dozė nėra didelė problema. Daugelio dažniausiai naudojamų radionuklidų mėginių skaičiavimo metodai gali turėti didesnį nei 80 % efektyvumą.
Ilgas naudojamų radiofarmacinių preparatų pusinės eliminacijos laikas yra patogesnis naudoti ir skaičiuoti, pavyzdžiui, jodo-125, kurio pusinės eliminacijos laikas yra 60 dienų.
Radionuklido cheminės savybės yra svarbios. Naudojami biologiškai reikšmingų mikroelementų, tokių kaip geležis ar kobaltas, izotopai. Jodas yra patogus, nes jį galima lengvai įtraukti į daugybę organinių molekulių.
Radioaktyvaus skilimo energija neturėtų būti per didelė. Paleisti didelis kiekis
energija gali nutraukti cheminius ryšius ir sumažinti cheminį stabilumą. Pavyzdžiui, pirmenybė teikiama I-125, o ne I-131, o P-33 pirmenybė teikiama P-32. yra diagnostika naudojant radionuklidus ar jais paženklintus cheminius junginius. Radionuklidai ir žymėti junginiai, patvirtinti klinikiniam naudojimui, vadinami radiofarmaciniais preparatais (RP). Kaip radiofarmaciniai preparatai naudojami tokie nuklidai ir junginiai, kurių elgesys organizme atspindi jo organų ir funkcinių sistemų būklę. Radiofarmaciniuose preparatuose naudojami nežymūs radionuklidų kiekiai, kurie vadinami indikatoriniais dydžiais ir nesutrikdo normalios fiziologinių ir biocheminių procesų eigos. Visi radionuklidų metodai apima radiofarmacinių preparatų įvedimą į paciento kūną arba į audinius ir iš organizmo pašalintus skysčius. Pirmuoju atveju kalbame apie gyvo ir viso organizmo radionuklidų tyrimą (in vivo tyrimas), antruoju – apie mėgintuvėlio tyrimą (in vitro tyrimas). Į organizmą patekę radionuklidai yra radiacijos šaltinis. Jį galima registruoti specialiais prietaisais (radiodiagnostikos prietaisais). Įrašai atliekami skaitmeninių skaičiavimo dažnių (radiometrijos) forma, judančioje juostoje kreivės pavidalu (rentgenografija) arba gaunant organo vaizdą ekrane, popieriuje ar plėvelėje (gama topografija). Dažniausiai naudojami intraveniniai radiofarmaciniai preparatai. Tokiu atveju vaistas iš pradžių tolygiai pasiskirsto kraujyje visame kūne, o vėliau pradeda koncentruotis atskiruose („kritiniuose“) organuose. Šis procesas registruojamas naudojant detektorius, esančius virš tiriamo organo. Radiometrija nustato kūno dalies (organo), esančios radiodiagnostikos prietaiso detektoriaus „matymo lauke“, radioaktyvumą. Tai leidžia nustatyti radionuklido kiekį tiriamoje srityje. Rentgenografijos pagalba jie tiria radioaktyvumo dinamiką kūno (organo) dalyje ir taip sprendžia apie radionuklido kaupimosi ir pašalinimo laiką bei intensyvumą. Šiuo atveju galima kalbėti apie klinikinį-fiziologinį (funkcinį) tyrimą, kurio pagrindinė fizinė kategorija yra laiko parametrų, chronogramų (iš graikų chronos – laikas) nustatymas. Remdamiesi tokio tipo tyrimais, jie sprendžia apie kraujo judėjimą per širdies kameras ir kraujagysles, apie kai kurias plaučių, kepenų, inkstų ir tt funkcijas. Gama topografija (iš graikų topos – vieta, erdvė ) leidžia nustatyti radionuklido pasiskirstymą organe. Iš gautų vaizdų galima spręsti apie organo lokalizaciją, dydį ir padėtį bei funkcionuojančios parenchimos pasiskirstymą jame. Tai klinikinis-anatominis tyrimas, kurio pagrindinė fizinė kategorija – erdvinių parametrų nustatymas. Tačiau gammatopogramų serija leidžia nustatyti radionuklido kaupimosi ir pašalinimo iš organo laiką ir pobūdį, t. y., kaip ir atliekant rentgenografiją, įvertinti jo funkciją. Topogramos leidžia aptikti patologinius pažeidimus, kuriuose radiofarmaciniai preparatai nesikaupia („šaltas“ židinys) arba, priešingai, susikaupia daugiau nei aplinkiniuose audiniuose („karštas“ židinys). Mėgintuvėlių tyrimas turi pranašumą, nes radionuklido nereikia įvesti į paciento kūną. Gydytojas tiria radiofarmacinių preparatų sąveiką su Radionuklidų diagnostika komponentai biologinės organizmo terpės (kraujas, šlapimas, seilės, smegenų skystis ir kt.), nustatant kiekybinį biologinių medžiagų kiekį. veikliosios medžiagos
(hormonai, vaistai ir kt.). Klinikinis šių metodų naudojimas, pagrįstas konkurenciniu surišimu (ypač antigeno ir antikūno tipo sąveika), leidžia nustatyti ir kiekybiškai įvertinti paciento hormoninį profilį, taip pat ištirti daugybę biocheminių parametrų. . Paprastai radionuklidų tyrimo paskyrimą ir paciento siuntimo registravimą atlieka gydytojas. Jis tai daro tais atvejais, kai pagal klinikinį tyrimą ir laboratorinius tyrimus neįmanoma atpažinti ligos ir pakankamai visapusiškai apibūdinti paciento būklę ir būtina naudoti radionuklidų metodiką. Rentgeno spindulius 1895 metais atsitiktinai atrado garsus vokiečių fizikas Vilhelmas Rentgenas. Jis tyrinėjo katodinius spindulius dujų išlydžio vamzdyježemas slėgis adresu tarp jo elektrodų. Nepaisant to, kad vamzdis buvo juodoje dėžutėje, Rentgenas pastebėjo, kad šalia esantis fluorescencinis ekranas šviečia kiekvieną kartą, kai vamzdis buvo naudojamas. Vamzdis pasirodė esąs spinduliuotės šaltinis, galintis prasiskverbti per popierių, medieną, stiklą ir net pusantro centimetro storio aliuminio plokštę.
Rentgeno spinduliai nustatė, kad dujų išlydžio vamzdis buvo naujo tipo nematomos spinduliuotės, turinčios didelę prasiskverbimo galią, šaltinis. Mokslininkas negalėjo nustatyti, ar ši spinduliuotė yra dalelių ar bangų srautas, todėl nusprendė pavadinti ją rentgeno spinduliais. Vėliau jie buvo pavadinti rentgeno spinduliais
Dabar žinoma, kad rentgeno spinduliai yra tipas elektromagnetinė spinduliuotė, kurių bangos ilgis yra trumpesnis nei ultravioletinių elektromagnetinių bangų. Rentgeno spindulių bangos ilgis svyruoja nuo 70 nm iki 10-5 nm. Kuo trumpesnis rentgeno spindulių bangos ilgis, tuo didesnė jų fotonų energija ir didesnė jų prasiskverbimo galia. Rentgeno spinduliai su palyginti ilgas ilgis bangos (daugiau nei 10 nm), vadinami minkštas. Bangos ilgis 1–10 nm charakterizuoja sunku rentgeno spinduliai. Jie turi didžiulę prasiskverbimo galią.
Rentgeno spindulių priėmimas
Rentgeno spinduliai susidaro, kai greitieji elektronai arba katodiniai spinduliai susiduria su žemo slėgio dujų išlydžio vamzdžio sienelėmis arba anodu. Šiuolaikinis rentgeno vamzdis – tai vakuuminis stiklinis cilindras su jame esančiu katodu ir anodu. Potencialų skirtumas tarp katodo ir anodo (antikatodas) siekia kelis šimtus kilovoltų. Katodas yra volframo siūlas, šildomas elektros srove. Dėl to katodas išskiria elektronus dėl termojoninės emisijos. Elektronus pagreitina rentgeno vamzdyje esantis elektrinis laukas. Kadangi vamzdyje yra labai nedaug dujų molekulių, elektronai praktiškai nepraranda energijos pakeliui į anodą. Jie pasiekia anodą su labai didelis greitis.
Rentgeno spinduliai visada gaminami judant didelis greitis elektronus slopina anodo medžiaga. Dauguma elektronų energija išsisklaido kaip šiluma. Todėl anodas turi būti dirbtinai aušinamas. Rentgeno vamzdžio anodas turi būti pagamintas iš metalo, turinčio aukšta temperatūra lydantis, pavyzdžiui, iš volframo.
Energijos dalis, kuri neišsisklaido šilumos pavidalu, paverčiama elektromagnetinių bangų (rentgeno spindulių) energija. Taigi rentgeno spinduliai yra anodo medžiagos elektronų bombardavimo rezultatas. Rentgeno spinduliai yra dviejų tipų: bremsstrahlung ir būdingi.
Bremsstrahlung rentgeno spinduliai
Bremsstrahlung rentgeno spinduliai atsiranda, kai dideliu greičiu judantys elektronai sulėtėja. elektriniai laukai anodo atomai. Atskirų elektronų sustabdymo sąlygos nėra vienodos. Dėl to įvairios jų dalys paverčiamos rentgeno energija kinetinė energija.
Rentgeno spindulių bangos spektras nepriklauso nuo anodo medžiagos pobūdžio. Kaip žinoma, rentgeno fotonų energija lemia jų dažnį ir bangos ilgį. Todėl rentgeno spinduliai nėra vienspalviai. Jai būdingi įvairūs bangos ilgiai, kuriuos galima pavaizduoti nuolatinis (nepertraukiamas) spektras.
Rentgeno spindulių energija negali būti didesnė už juos sudarančių elektronų kinetinę energiją. Trumpiausias rentgeno spinduliuotės bangos ilgis atitinka didžiausią lėtėjančių elektronų kinetinę energiją. Kuo didesnis potencialų skirtumas rentgeno vamzdyje, tuo trumpesni rentgeno spinduliuotės bangos ilgiai.
Būdinga rentgeno spinduliuotė
Būdinga rentgeno spinduliuotė yra ne nuolatinė, o linijų spektras . Šio tipo spinduliuotė atsiranda, kai greitasis elektronas, pasiekęs anodą, prasiskverbia pro vidines atomų orbitales ir išmuša vieną iš jų elektronų. Dėl to pasirodo laisvos vietos, kuris gali būti užpildytas kitu elektronu, nusileidžiančiu iš vieno iš viršaus atominės orbitalės. Šis elektrono perėjimas iš aukštesnio į žemesnį energijos lygis sukuria tam tikro atskiro bangos ilgio rentgeno spindulius. Todėl būdinga rentgeno spinduliuotė turi linijų spektras. Linijos dažnis būdinga spinduliuotė visiškai priklauso nuo anodo atomų elektronų orbitalių sandaros.
Skirtingų cheminių elementų būdingos spinduliuotės spektro linijos turi ta pati išvaizda, nes jų vidinių elektronų orbitalių struktūra yra identiška. Tačiau jų bangos ilgis ir dažnis atsiranda dėl energetinių skirtumų tarp sunkiųjų ir lengvųjų atomų vidinių orbitų.
Būdingos rentgeno spinduliuotės spektro linijų dažnis kinta pagal metalo atominį skaičių ir nustatomas pagal Moseley lygtį: v 1/2 = A(Z-B), kur Z - atominis skaičius cheminis elementas, A Ir B- konstantos.
Pirminiai fiziniai rentgeno spinduliuotės sąveikos su medžiaga mechanizmai
Pirminei rentgeno spindulių ir materijos sąveikai būdingi trys mechanizmai:
1. Nuosekli sklaida. Ši sąveikos forma atsiranda, kai rentgeno fotonai turi mažiau energijos nei elektronų prisijungimo prie atomo branduolio energija. Šiuo atveju fotono energijos nepakanka elektronams iš medžiagos atomų išleisti. Atomas fotonas nesugeria, bet keičia sklidimo kryptį. Tokiu atveju rentgeno spinduliuotės bangos ilgis išlieka nepakitęs.
2. Fotoelektrinis efektas (fotoelektrinis efektas). Kai rentgeno fotonas pasiekia medžiagos atomą, jis gali išmušti vieną iš elektronų. Taip atsitinka, jei fotono energija viršija elektrono jungimosi su branduoliu energiją. Šiuo atveju fotonas absorbuojamas ir elektronas išsiskiria iš atomo. Jei fotonas neša daugiau energijos, nei reikia elektronui išlaisvinti, likusią energiją jis perduos išleistam elektronui kinetinės energijos pavidalu. Šis reiškinys, vadinamas fotoelektriniu efektu, atsiranda, kai sugeriami santykinai mažos energijos rentgeno spinduliai.
Atomas, kuris praranda vieną iš savo elektronų, tampa teigiamas jonas. Egzistencijos trukmė laisvųjų elektronų labai trumpas. Juos sugeria neutralūs atomai, kurie virsta neigiamų jonų. Fotoelektrinio efekto rezultatas – intensyvi medžiagos jonizacija.
Jei rentgeno fotono energija yra mažesnė už atomų jonizacijos energiją, tada atomai pereina į sužadinimo būseną, bet nėra jonizuoti.
3. Nenuoseklus sklaidymas (Compton efektas). Šis poveikis buvo atrastas Amerikos fizikas Komptonas. Tai atsiranda, kai medžiaga sugeria trumpo bangos ilgio rentgeno spindulius. Tokių rentgeno spindulių fotonų energija visada yra didesnė už medžiagos atomų jonizacijos energiją. Komptono efektas atsiranda dėl didelės energijos rentgeno fotono sąveikos su vienu iš elektronų išoriniame atomo apvalkale, kuris turi palyginti silpnas ryšys su atominiu branduoliu.
Didelės energijos fotonas dalį savo energijos perduoda elektronui. Sužadintas elektronas išsiskiria iš atomo. Likusi energija iš pradinio fotono išspinduliuojama kaip ilgesnio bangos ilgio rentgeno fotonas tam tikru kampu pradinio fotono judėjimo kryptimi. Antrinis fotonas gali jonizuoti kitą atomą ir pan. Šie rentgeno spindulių krypties ir bangos ilgio pokyčiai yra žinomi kaip Komptono efektas.
Kai kurie rentgeno spindulių sąveikos su medžiaga padariniai
Kaip minėta aukščiau, rentgeno spinduliai gali sužadinti medžiagos atomus ir molekules. Tai gali sukelti fluorescenciją tam tikros medžiagos(pavyzdžiui, cinko sulfatas). Jei lygiagretus rentgeno spindulių pluoštas yra nukreiptas į nepermatomus objektus, galite stebėti, kaip spinduliai praeina per objektą, uždėję ekraną, padengtą fluorescencine medžiaga.
Liuminescencinį ekraną galima pakeisti fotojuosta. Rentgeno spinduliai turi tokį patį poveikį fotografinei emulsijai kaip ir šviesa. Abu metodai naudojami praktinėje medicinoje.
Kitiems svarbus poveikis Rentgeno spinduliuotė yra jų jonizuojantis gebėjimas. Tai priklauso nuo jų bangos ilgio ir energijos. Šis efektas suteikia rentgeno spindulių intensyvumo matavimo metodą. Kai rentgeno spinduliai praeina per jonizacijos kamerą, elektros srovė, kurio dydis proporcingas rentgeno spinduliuotės intensyvumui.
Rentgeno spindulių absorbcija medžiagos
Kai rentgeno spinduliai praeina per medžiagą, jų energija mažėja dėl absorbcijos ir sklaidos. Lygiagretaus rentgeno spindulių pluošto, einančio per medžiagą, intensyvumo susilpnėjimas nustatomas pagal Bouguer dėsnį: I = I0 e -μd, Kur aš 0- pradinis rentgeno spinduliuotės intensyvumas; aš- rentgeno spindulių, praeinančių per medžiagos sluoksnį, intensyvumas, d- sugeriančio sluoksnio storis , μ - tiesinis koeficientas susilpnėjimas. Jis lygi sumai du kiekiai: t- tiesinis sugerties koeficientas ir σ - tiesinės sklaidos koeficientas: μ = τ+ σ
Eksperimentai atskleidė, kad linijinis sugerties koeficientas priklauso nuo medžiagos atominio skaičiaus ir rentgeno spindulių bangos ilgio:
τ = kρZ 3 λ 3, Kur k- koeficientas tiesioginis proporcingumas, ρ - medžiagos tankis, Z- elemento atominis numeris, λ - rentgeno spindulių bangos ilgis.
Priklausomybė nuo Z yra labai svarbi praktiniu požiūriu. Pavyzdžiui, kaulų, kuriuos sudaro kalcio fosfatas, absorbcijos koeficientas yra beveik 150 kartų didesnis nei minkštųjų audinių. Z=20 kalcio ir Z=15 fosforui). Kai rentgeno spinduliai praeina per žmogaus kūną, kaulai aiškiai išsiskiria raumenų fone, jungiamojo audinio ir tt
Yra žinoma, kad virškinimo organai turi tokį patį absorbcijos koeficientą kaip ir kiti minkštieji audiniai. Tačiau stemplės, skrandžio ir žarnyno šešėlį galima atskirti, jei pacientas vartoja kontrastinę medžiagą - bario sulfatą ( Z= 56 bariui). Bario sulfatas yra labai nepermatomas rentgeno spinduliams ir dažnai naudojamas virškinamojo trakto rentgeno tyrimui. Tam tikri nepermatomi mišiniai suleidžiami į kraują, siekiant ištirti kraujagyslių, inkstų būklę ir kt. Šiuo atveju kaip kontrastinė medžiaga naudojamas jodas, kurio atominis skaičius yra 53.
Rentgeno spindulių sugerties priklausomybė nuo Z taip pat naudojamas apsisaugoti nuo galimų žalingas veiksmas Rentgeno spinduliuotė. Tam naudojamas švinas, kiekis Z kuriai jis lygus 82.
Rentgeno spindulių taikymas medicinoje
Rentgeno spindulių naudojimo diagnostikoje priežastis buvo didelis jų įsiskverbimas, vienas iš pagrindinių Rentgeno spinduliuotės savybės. Pirmosiomis dienomis po jo atradimo rentgeno spinduliai dažniausiai buvo naudojami kaulų lūžiams tirti ir svetimkūnių (pvz., kulkų) vietai žmogaus kūne nustatyti. Šiuo metu naudojami keli diagnostikos metodai naudojant rentgeno spindulius (rentgeno diagnostika).
Rentgenas . Rentgeno prietaisas susideda iš rentgeno šaltinio (rentgeno vamzdelio) ir fluorescencinio ekrano. Po to, kai rentgeno spinduliai praeina per paciento kūną, gydytojas stebi šešėlinį jo vaizdą. Tarp ekrano ir gydytojo akių turi būti įrengtas švino langelis, kuris apsaugotų gydytoją nuo žalingo rentgeno spindulių poveikio. Šis metodas leidžia mokytis funkcinė būklė kai kurie organai. Pavyzdžiui, gydytojas gali tiesiogiai stebėti plaučių judesius, kontrastinės medžiagos praėjimą virškinamojo trakto. Šio metodo trūkumai – nepakankamas kontrastinis vaizdas ir gana didelės spinduliuotės dozės, kurias pacientas gauna procedūros metu.
Fluorografija . Šis metodas susideda iš paciento kūno dalies fotografavimo. Paprastai naudojamas preliminarus tyrimas valstybė vidaus organai pacientams, vartojantiems mažas rentgeno spinduliuotės dozes.
Radiografija. (rentgeno rentgenografija). Tai tyrimo metodas, naudojant rentgeno spindulius, kurių metu vaizdas įrašomas ant fotojuostos. Nuotraukos dažniausiai daromos dviese statmenos plokštumos. Šis metodas turi tam tikrų privalumų. Rentgeno nuotraukose yra daugiau detalių nei vaizdas fluorescenciniame ekrane, todėl jie yra informatyvesni. Juos galima išsaugoti tolesnei analizei. Bendra radiacijos dozė yra mažesnė nei naudojama fluoroskopijoje.
Kompiuterinė rentgeno tomografija . Įrengtas kompiuterinės technologijos ašinis tomografas yra moderniausias rentgeno diagnostikos prietaisas, leidžiantis gauti aiškų bet kurios dalies vaizdą žmogaus kūnas, įskaitant minkštuosius organų audinius.
Pirmosios kartos kompiuterinės tomografijos (KT) skaitytuvai turi specialų rentgeno vamzdelį, kuris tvirtinamas prie cilindrinio rėmo. Į pacientą nukreipiamas plonas rentgeno spindulys. Pritvirtinti du rentgeno detektoriai priešinga pusė rėmeliai Pacientas yra rėmelio centre, kuris aplink kūną gali pasisukti 180°.
Rentgeno spindulys praeina per nejudantį objektą. Detektoriai gauna ir registruoja įvairių audinių sugerties vertes. Įrašai daromi 160 kartų, o rentgeno vamzdis tiesiškai juda išilgai nuskaitytos plokštumos. Tada rėmas pasukamas 1 0 ir procedūra kartojama. Įrašymas tęsiamas tol, kol kadras pasisuks 180 0 . Kiekvienas detektorius tyrimo metu įrašo 28 800 kadrų (180x160). Informacija apdorojama kompiuteriu ir per specialų kompiuterine programa susidaro pasirinkto sluoksnio vaizdas.
Antroje kartoje KT naudojami keli rentgeno spinduliai ir iki 30 rentgeno detektorių. Tai leidžia pagreitinti tyrimo procesą iki 18 sekundžių.
Trečioji karta naudoja CT naujas principas. Platus vėduoklės formos rentgeno spindulių spindulys dengia tiriamą objektą, o per kūną sklindančią rentgeno spinduliuotę fiksuoja keli šimtai detektorių. Tyrimui reikalingas laikas sutrumpėja iki 5-6 sekundžių.
KT turi daug privalumų, palyginti su ankstesniais rentgeno diagnostikos metodais. Jai būdinga didelės raiškos, kuri leidžia atskirti subtilius minkštųjų audinių pokyčius. KT leidžia aptikti patologinius procesus, kurių negalima nustatyti kitais metodais. Be to, naudojant KT, galima sumažinti rentgeno spinduliuotės dozę, kurią pacientai gauna diagnostikos proceso metu.
Geriausia optika pasaulyje – Gamta
Netrukus fizikai pradėjo galvoti, kad rentgeno spinduliai savo savybėmis labai panašūs į įprastus optinius spindulius, tik jų bangos ilgis buvo trumpesnis. Jei žalios šviesos bangos ilgis yra 0,55 mikrono, tai rentgeno spindulių bangos ilgis yra kelis tūkstančius kartų mažesnis!
Norint įrodyti šias teorines prognozes, būtina patvirtinti, kad rentgeno spinduliai gali lūžti, lenktis aplink kliūtis ir sąveikauti tarpusavyje, kaip tai daro įprasti optiniai spinduliai. Dabar, jei tik galėtume gauti rentgeno spindulių spektrą naudodami keletą nuostabių mažyčių prizmių ar difrakcijos gardelių!
Rentgeno mokinys 1912 m Maksas Laue kilo mintis: kristalų plokštelė gali tapti rentgeno spindulių difrakcine gardele. Atstumas tarp atomų, sudarančių kristalą, yra panašus į numatomą rentgeno spindulių bangos ilgį. Atomai kristale yra išdėstyti tvarkingai, sudarydami plonas eiles ir stulpelius. Atomų eilės kaitaliojasi tokiu pat reguliarumu, kaip ir linijos ant stiklo difrakcinė gardelė. Pati gamta sukūrė optiniai instrumentai rentgeno spinduliams!
Natūralūs ir dirbtiniai kristalai yra įvairios formos ir spalvos, tarp kurių išsiskiria raudoni laboratorijoje išauginto rubino strypai.
Walteris Friedrichas ir Paulas Knippingas padėjo Maxui Laue eksperimentiškai išbandyti šią sėkmingą idėją. Naudodami išleidimo vamzdelį ir keletą švino ekranų su mažomis skylutėmis, mokslininkai sukūrė siaurą rentgeno spindulių spindulį ir nukreipė jį po vieną į kristalus. įvairios medžiagos: cinko sulfidas, stalo druskos, nikelio sulfatas. Fotografinė plokštelė pirmiausia buvo padėta prieš kristalus, tačiau atspindėtas rentgeno srautas nebuvo aptiktas. Tada jie padėjo fotografavimo plokštę už kristalų, išryškino ją ir pamatė simetrišką mažų tamsių dėmių, esančių aplink santykinai didelę centrinę vietą, raštą. Remiantis Laue atliktais skaičiavimais, būtent toks ir turi būti difrakcijos modelis, rentgeno spindulių lenkimas aplink kompleksą erdvinė gardelė, susidedantis iš daugelio atomų!
Praėjo dar vieni metai, o 1913-aisiais G. W. Wolfas Rusijoje ir Braggy tėvas bei sūnus Anglijoje pakartojo Laue ir jo draugų eksperimentus su vienu reikšmingu pasikeitimu: jie nukreipė rentgeno spindulius į požeminius kristalus. skirtingi kampaiį jų paviršių. Fotografinėse plokštelėse gautų rentgeno vaizdų palyginimas leido tyrėjams tiksliai nustatyti atstumus tarp atomų kristaluose.
Taip į fiziką atėjo du pagrindiniai principai mokslinis faktas: Rentgeno spinduliai turi tą patį bangų savybės, kaip šviesos spinduliai; Rentgeno spinduliais galima tirti ne tik vidinė struktūražmogaus kūną, bet ir pažvelgti į kristalų gelmes.
Bet kurio kristalo struktūrą galima nustatyti naudojant rentgeno nuotraukas.
Autorius rentgeno spinduliai Dabar mokslininkai gali lengvai atskirti kristalus nuo amorfiniai kūnai, aptikti atominių grandinių poslinkius šviesai nepermatomų metalų ir puslaidininkių gelmėse, nustatyti, kokie kristalų struktūros pokyčiai vyksta stipraus kaitinimo ir gilaus aušinimo metu, gniuždant ir tempiant.
Be rentgeno analizės XX amžiaus technologijos nebūtų galėjusios disponuoti nuostabiu įvairių medžiagų žvaigždynu, kokį turi šiandien.
Dėl galimybės matyti, kas vyksta viduje kietas, mokslininkai suprato daugelio medžiagų elgsenos „keistenybių“, kurios iki tol atrodė nepaaiškinamos, priežastis. Aiškiai tapo matomi oro burbuliukai suvirinimo siūlėje, gilus įtrūkimas pavargusiame metale, greitai įkraunamos dalelės pėdsakai puslaidininkiniame kristale.
Čia, ko gero, labiausiai tinka prisiminti romėnų poeto Vergilijaus žodžius, kuriuos mėgo kartoti Thomas Youngas: „Laimingas, kuris sugebėjo suvokti dalykų priežastis...“
Jei buvote mokslininkas ar pasaulietis 1896 m. ir susidomėjote naujai atrastais rentgeno spinduliai, tikriausiai esate vienodai būtų suintriguoti ir pralinksminti kai kurios teorijos apie jų prigimtį.
Pavyzdžiui, fizikas Albertas Michelsonas pateikė įdomų pasiūlymą, kai rentgeno spindulius pavadino „elektromagnetiniais sūkuriais, einančiomis per eterį“. Thomas Edisonas pasiūlė versiją, kuri galiausiai taip pat buvo atmesta kaip „nesąmonė“: rentgeno spinduliai yra „aukšto dažnio garso bangos“ Kitos teorijos teigė, kad rentgeno spinduliai yra katodiniai spinduliai (nors įrodymai tam aiškiai prieštarauja).
Įdomu tai, kad jis pats buvo arčiausiai sprendimo Vilhelmas Rentgenas pirmajame savo darbe 1895 m., kai pastebėjo, kad spinduliai yra tapatūs šviesai jau vien dėl to, kad jie gali sukurti vaizdą ant fotojuostos.
Be to, jis pastebėjo, kuo rentgeno spinduliai skiriasi nuo šviesos: jų negalima skaidyti naudojant prizmę ar nukreipti magnetu ar kitais instrumentais.
Šių ir kitų prieštaringų pastebėjimų fone kyla klausimas apie tikroji prigimtis Rentgeno spinduliai tapo platesnių diskusijų tarp fizikų, kurie bandė nustatyti, ar šviesą sudaro dalelės, ar bangos, dalimi.
Netrukus nauji duomenys parodė, kad rentgeno spinduliai iš tikrųjų buvo šviesos rūšis, tiksliau, elektromagnetinė spinduliuotė, kuri bangų pavidalu prasiskverbia per erdvę. Iš pradžių Rentgenas ir kiti mokslininkai tuo abejojo, nes rentgeno spindulių bangos ilgis yra neįtikėtinai trumpas: maždaug 1000 kartų trumpesnis nei matomos šviesos.
Paskutinis įrodymas buvo gautas 1912 m. balandžio 23 d. Fizikas Maxas von Laue svarstė, kaip įrodyti, kad rentgeno spinduliai iš tikrųjų buvo elektromagnetines bangas ir tuo pačiu – nors ši problema atrodė visiškai nesusijusi su pirmąja – kad kristalai turi tvarkingą atominę struktūrą (kristalinę gardelę).
Puiki įžvalga leido von Laue kartu su Walteriu Friedrichu ir Paulu Knippingu atsakyti į abu klausimus viename eksperimente. Jis perleido rentgeno spindulį per vario sulfato kristalą, o tai rodo, kad jei atomai iš tikrųjų būtų išdėstyti grotelėje, o spinduliai iš tikrųjų būtų sudaryti iš bangų, tarpas tarp atomų būtų pakankamai mažas, kad išsklaidytų ir nukreiptų trumpąjį. bangos ilgio spinduliai.
Von Laue eksperimentas patvirtino abi prielaidas. Pamatęs ryškų „interferencinį“ raštą, kurį paliko spindulys, praėjęs pro kristalą ir apšviesdamas fotografinę plokštę, von Laue padarė išvadas: pirma, kristale atomai yra išdėstyti gardelės pavidalu; antra, rentgeno spinduliai sklinda bangų pavidalu ir todėl yra šviesos forma. Už tai istorinis atradimas von Laue 1914 m Nobelio premija fizikoje.
Jonas Caju. Atradimai, pakeitę pasaulį.
