Какое свойство рентгеновского излучения является
Рентгенология — раздел радиологии, изучающий воздействие на организм животных и человека рентгеновского излучения, возникающие от этого заболевания, их лечение и профилактику, а также методы диагностики различных патологий при помощи рентгеновских лучей (рентгенодиагностика). В состав типового рентгенодиагностического аппарата входит питающее устройство (трансформаторы), высоковольтный выпрямитель, преобразующий переменный ток электрической сети в постоянный, пульт управления, штатив и рентгеновская трубка.
Рентгеновские лучи — это вид электромагнитных колебаний, которые образуются в рентгеновской трубке при резком торможении ускоренных электронов в момент их столкновения с атомами вещества анода. В настоящее время общепризнанной считается точка зрения, что рентгеновские лучи по своей физической природе являются одним из видов лучистой энергии, спектр которых включает также радиоволны, инфракрасные лучи, видимый свет, ультрафиолетовые лучи и гамма-лучи радиоактивных элементов. Рентгеновское излучение можно характеризовать как совокупность его наименьших частиц — квантов или фотонов.
Рис. 1 — передвижной рентгеновский аппарат:
A — рентгеновская трубка;
Б — питающее устройство;
В — регулируемый штатив.
Рис. 2 — пульт управления рентгеновским аппаратом (механический — слева и электронный — справа):
A — панель для регулирования экспозиции и жёсткости;
Б — кнопка подачи высокого напряжения.
Рис. 3 — блок-схема типичного рентгенаппарата
1 — сеть;
2 — автотрансформатор;
3 — повышающий трансформатор;
4 — рентгеновская трубка;
5 — анод;
6 — катод;
7 — понижающий трансформатор.
Механизм образования рентгеновского излучения
Рентгеновские лучи образуются в момент столкновения потока ускоренных электронов с веществом анода. При взаимодействии электронов с мишенью 99% их кинетической энергии превращается в тепловую энергию и только 1% — в рентгеновское излучение.
Рентгеновская трубка состоит из стеклянного баллона, в который впаяны 2 электрода: катод и анод. Из стеклянного баллона выкачен воздух: движение электронов от катода к аноду возможно лишь в условиях относительного вакуума (10-7–10-8 мм. рт. ст.). На катоде имеется нить накала, являющаяся плотно скрученной вольфрамовой спиралью. При подаче электрического тока на нить накала происходит электронная эмиссия, при которой электроны отделяются от спирали и образуют рядом с катодом электронное облачко. Это облачко концентрируется у фокусирующей чашечки катода, задающей направление движения электронов. Чашечка — небольшое углубление в катоде. Анод, в свою очередь, содержит вольфрамовую металлическую пластину, на которую фокусируются электроны, — это и есть место образования рентгеновских лучей.
Рис. 4 — устройство рентгеновской трубки:А — катод;
Б — анод;
В — вольфрамовая нить накала;
Г — фокусирующая чашечка катода;
Д — поток ускоренных электронов;
Е — вольфрамовая мишень;
Ж — стеклянная колба;
З — окно из бериллия;
И — образованные рентгеновские лучи;
К — алюминиевый фильтр.
К электронной трубке подключены 2 трансформатора: понижающий и повышающий. Понижающий трансформатор раскаляет вольфрамовую спираль низким напряжением (5—15 вольт), в результате чего возникает электронная эмиссия. Повышающий, или высоковольтный, трансформатор подходит непосредственно к катоду и аноду, на которые подаётся напряжение 20–140 киловольт. Оба трансформатора помещаются в высоковольтный блок рентгеновского аппарата, который наполнен трансформаторным маслом, обеспечивающим охлаждение трансформаторов и их надёжную изоляцию.
После того как при помощи понижающего трансформатора образовалось электронное облачко, включается повышающий трансформатор, и на оба полюса электрической цепи подаётся высоковольтное напряжение: положительный импульс — на анод, и отрицательный — на катод. Отрицательно заряженные электроны отталкиваются от отрицательно заряженного катода и стремятся к положительно заряженному аноду — за счёт такой разности потенциалов достигается высокая скорость движения — 100 тыс. км/с. С этой скоростью электроны бомбардируют вольфрамовую пластину анода, замыкая электрическую цепь, в результате чего возникает рентгеновское излучение и тепловая энергия.
Рентгеновское излучение подразделяется на тормозное и характеристическое. Тормозное излучение возникает из-за резкого замедления скорости электронов, испускаемых вольфрамовой спиралью. Характеристическое излучение возникает в момент перестройки электронных оболочек атомов. Оба этих вида образуются в рентгеновской трубке в момент столкновения ускоренных электронов с атомами вещества анода. Спектр излучения рентгеновской трубки представляет собой наложение тормозного и характеристического рентгеновских излучений.
Рис. 5 — принцип образования тормозного рентгеновского излучения.
Рис. 6 — принцип образования характеристического рентгеновского излучения.
Основные свойства рентгеновского излучения
- Рентгеновские лучи невидимы для визуального восприятия.
- Рентгеновское излучение обладает большой проникающей способностью сквозь органы и ткани живого организма, а также плотные структуры неживой природы, не пропускающие лучи видимого света.
- Рентгеновские лучи вызывают свечение некоторых химических соединений, называемое флюоресценцией.
- Сульфиды цинка и кадмия флюоресцируют жёлто-зелёным цветом,
- Кристаллы вольфрамата кальция — фиолетово-голубым.
Шкала электромагнитных колебаний
| радиоволны | инфракрасное излучение | видимый свет | ультрафиолетовое излучение | рентгеновское излучение | γ-излучение (гамма) | космическое излучение |
| 30 км–0,15 см | 0,15 см–700 нм | 700–400 нм | 400–1,5 нм | 1,5–3×10-3 нм | 3×10-3–1×10-3 нм | 1×10-3–5×10-5 нм |
Рентгеновские лучи имеют определённую длину волны и частоту колебаний. Длина волны (λ) и частота колебаний (ν) связаны соотношением: λ • ν = c, где c — скорость света, округлённо равная 300 000 км в секунду. Энергия рентгеновских лучей определяется формулой E = h • ν, где h — постоянная Планка, универсальная постоянная, равная 6,626 • 10-34 Дж⋅с. Длина волны лучей (λ) связана с их энергией (E) соотношением: λ = 12,4 / E.
Рентгеновское излучение отличается от других видов электромагнитных колебаний длиной волны (см. таблицу) и энергией кванта. Чем короче длина волны, тем выше её частота, энергия и проникающая способность. Длина волны рентгеновского излучения находится в интервале
. Изменяя длину волны рентгеновского излучения, можно регулировать его проникающую способность. Рентгеновские лучи имеют очень малую длину волны, но большую частоту колебаний, поэтому невидимы человеческим глазом. Благодаря огромной энергии кванты обладают большой проникающей способностью, что является одним из главных свойств, обеспечивающих использование рентгеновского излучения в медицине и других науках.
Характеристики рентгеновского излучения
Интенсивность — количественная характеристика рентгеновского излучения, которая выражается количеством лучей, испускаемых трубкой в единицу времени. Интенсивность рентгеновского излучения измеряется в миллиамперах. Сравнивая её с интенсивностью видимого света от обычной лампы накаливания, можно провести аналогию: так, лампа на 20 Ватт будет светить с одной интенсивностью, или силой, а лампа на 200 Ватт — с другой, при этом качество самого света (его спектр) является одинаковым. Интенсивность рентгеновского излучения, по сути, это его количество. Каждый электрон создаёт на аноде один или несколько квантов излучения, следовательно, количество рентгеновских лучей при экспонировании объекта регулируется путём изменения количества электронов, стремящихся к аноду, и количества взаимодействий электронов с атомами вольфрамовой мишени, что можно осуществить двумя путями:
- Изменяя степень накала спирали катода при помощи понижающего трансформатора (количество электронов, образующихся при эмиссии, будет зависеть от того, насколько сильно раскалена вольфрамовая спираль, а количество квантов излучения будет зависеть от количества электронов);
- Изменяя величину высокого напряжения, подводимого повышающим трансформатором к полюсам трубки — кадоду и аноду (чем выше напряжение подаётся на полюса трубки, тем большую кинетическую энергию получают электроны, которые за счёт своей энергии могут взаимодействовать с несколькими атомами вещества анода поочерёдно — см. рис. 5; электроны с низкой энергией смогут вступить в меньшее число взаимодействий).
Интенсивность рентгеновского излучения (анодный ток), помноженная на выдержку (время работы трубки), соответствует экспозиции рентгеновского излучения, которая измеряется в мАс (миллиамперах в секунду). Экспозиция — это параметр, который, также как и интенсивность, характеризует количество лучей, испускаемых рентгеновской трубкой. Разница состоит лишь в том, что экспозиция учитывает ещё и время работы трубки (так, например, если трубка работает 0,01 сек., то количество лучей будет одним, а если 0,02 сек, то количество лучей будет другим — в два раза больше). Экспозиция излучения устанавливается рентгенологом на контрольной панели рентгеновского аппарата в зависимости от вида исследования, размеров исследуемого объекта и диагностической задачи.
Жёсткость — качественная характеристика рентгеновского излучения. Измеряется величиной высокого напряжения на трубке — в киловольтах. Определяет проникающую способность рентгеновских лучей. Регулируется величиной высокого напряжения, подводимого к рентгеновской трубке повышающим трансформатором. Чем выше разность потенциалов создаётся на электродах трубки, тем с большей силой электроны отталкиваются от катода и устремляются к аноду и тем сильнее их столкновение с анодом. Чем сильнее их столкновение, тем короче длина волны у возникающего рентгеновского излучения и выше проникающая способность данной волны (или жёсткость излучения, которая, так же как и интенсивность, регулируется на контрольной панели параметром напряжением на трубке — киловольтажем).
Рис. 7 — Зависимость длины волны от энергии волны:
λ — длина волны;
E — энергия волны
- Чем выше кинетическая энергия движущихся электронов, тем сильнее их удар об анод и меньше длина волны образующегося рентгеновского излучения. Рентгеновское излучение с большой длиной волны и малой проникающей способностью называется «мягким», с малой длиной волны и высокой проникающей способностью — «жёстким».
Рис. 8 — Соотношение напряжения на рентгеновской трубке и длины волны образующегося рентгеновского излучения:
- Чем выше напряжение подаётся на полюса трубки, тем сильнее на них возникает разность потенциалов, следовательно, кинетическая энергия движущихся электронов будет выше. Напряжение на трубке определяет скорость движения электронов и силу их столкновения с веществом анода, следовательно, напряжение определяет длину волны возникающего рентгеновского излучения.
Классификация рентгеновских трубок
- По назначению
- Диагностические
- Терапевтические
- Для структурного анализа
- Для просвечивания
- По конструкции
- По фокусности
- Однофокусные (на катоде одна спираль, а на аноде одно фокусное пятно)
- Двухфокусные (на катоде две спирали разного размера, а на аноде два фокусных пятна)
- По типу анода
- Стационарный (неподвижный)
- Вращающийся
Рентгеновские лучи применяются не только в рентгенодиагностических целях, но также и в терапевтических. Как было отмечено выше, способноcть рентгеновского излучения подавлять рост опухолевых клеток позволяет использовать его в лучевой терапии онкологических заболеваний. Помимо медицинской области применения, рентгеновское излучение нашло широкое применение в инженерно-технической сфере, материаловедении, кристаллографии, химии и биохимии: так, например, возможно выявление структурных дефектов в различных изделиях (рельсах, сварочных швах и пр.) с помощью рентгеновского излучения. Вид такого исследования называется дефектоскопией. А в аэропортах, на вокзалах и других местах массового скопления людей активно применяются рентгенотелевизионные интроскопы для просвечивания ручной клади и багажа в целях безопасности.
В зависимости от типа анода, рентгеновские трубки различаются по конструкции. В силу того, что 99% кинетической энергии электронов переходит в тепловую энергию, во время работы трубки происходит значительное нагревание анода — чувствительная вольфрамовая мишень часто сгорает. Охлаждение анода осуществляется в современных рентгеновских трубках при помощи его вращения. Вращающийся анод имеет форму диска, который распределяет тепло по всей своей поверхности равномерно, препятствуя локальному перегреву вольфрамовой мишени.
Конструкция рентгеновских трубок различается также по фокусности. Фокусное пятно — участок анода, на котором происходит генерирование рабочего пучка рентгеновского излучения. Подразделяется на реальное фокусное пятно и эффективное фокусное пятно (рис. 12). Из-за того, что анод расположен под углом, эффективное фокусное пятно меньше, чем реальное. Различные размеры фокусного пятна используются в зависимости от величины области снимка. Чем больше область снимка, тем шире должно быть фокусное пятно, чтобы покрыть всю площадь снимка. Однако меньшее фокусное пятно формирует лучшую чёткость изображения. Поэтому при производстве небольших снимков используется короткая нить накала и электроны направляются на небольшую область мишени анода, создавая меньшее фокусное пятно.
Рис. 9 — рентгеновская трубка со стационарным анодом.
Рис. 10 — рентгеновская трубка с вращающимся анодом.
Рис. 11 — устройство рентгеновской трубки с вращающимся анодом.
Рис. 12 — схема образования реального и эффективного фокусного пятна.
Функция печати недоступна из системного меню вашего браузера. Для того чтобы распечатать эту страницу, нажмите на ссылку «Версия для печати» в заголовке статьи.
Охраняется законом РФ «Об авторском праве».
Размещение материалов на сторонних ресурсах возможно только с разрешения редакции портала.
Рентгеновское излучение является основой важного диагностического метода, который используется во всех отраслях современной медицины. Позволяет обнаружить патологии опорно-двигательного аппарата, костных, мягких, паренхиматозных тканей. Это направленный пучок электромагнитных волн, которые возникают при ускорении заряженных частиц.
Что такое рентгеновское излучение и лучи
Рентгеновское излучение состоит из электромагнитных волн направленного спектра действия. Это энергия фотонов, которая проходит между потоком ультрафиолета и гамма-излучением. Электромагнитные волны возникают в момент взаимодействия заряженных электронов катода с твердой поверхностью анода, которые находятся в полости вакуумной трубки.
При ударении электронов об анод, происходит выделение большого количества кинетической энергии.
В условиях закрытого пространства и быстро протекающего физического процесса – этот энергетический потенциал трансформируется в частицы кванты (фотоны). Так получают спектр волн с положительно заряженными элементами, с помощью которых можно просвечивать человеческое тело, а также предметы, обладающие невысокой степенью плотности.
Различают следующие виды рентгеновского излучения:
- с широким спектром – возникает при масштабном рассеивании потоков электромагнитных волн, которые образуют пики и линии неправильной формы (чаще всего встречается в условиях неконтролируемых физических процессов между электронами и поверхностью анода);
- с узким спектром – это целенаправленный поток электромагнитных волн с положительно заряженными частицами – фотонами, которые используются в медицине для определения патологических состояний отдельных участков тела и внутренних органов.
Рентгеновские лучи всех типов имеют оболочки, либо еще их называют энергетическими уровнями. Они маркируются символами – М, К и L в зависимости от близости расположения к центру электромагнитной оболочки.
История открытия рентгеновского излучения
Рентгеновское излучение – это диагностический метод исследования человеческого организма, который был открыт абсолютно случайно. Произошло это в 1895 г. во время проведения опытов немецким физиком, профессором Вюрцбургского университета – В. Рентгеном.
Ученый находился в лаборатории учебного заведения, где являлся заведующим кафедрой. Он проводил эксперименты с физическими свойствами катодных лучей (потоком положительно заряженных электронов внутри разрядных трубок).
В процессе работы профессор заметил, что поверхность экрана, которая была покрыта слоем кристаллов из цианоплатинита бария, начала светиться ярким светом. При этом объект находился в непосредственной близости к вакуумной трубке, где происходило движение положительно заряженных частиц.
Данная реакция очень удивила ученого, так как вакуумная трубка была закрыта плотным слоем картона, покрашенного в черный цвет.
В своем заключении уникального лабораторного эксперимента В. Рентген указал, что им было открыто ранее неизвестное науке излучение. Для научного обозначения профессор идентифицировал их, как Х-лучи. Ученый установил, что степень проницаемости излучения напрямую зависит от плотности структуры объекта, на который направлен поток электромагнитных волн.
В этот же день В. Рентген поместил кисть своей руки между экраном с цианоплатинитом бария и разрядной трубкой, которая выделяла катодные лучи. Так был получен первый примитивный рентгеновский снимок костей верхней конечности. Следом за открытием немецкого ученого последовали новые исследования в этом направлении.
Большой вклад в историю изучения и применения рентгеновского излучения, внесли такие ученые, как Фридрих, Книппинг, Лауэ. Эти физики продемонстрировали миру свойства лучей рентгена при взаимодействии с кристаллическими веществами. В 1913 г. профессор Г. Мозли смог установить прямую взаимосвязь между длиной волны излучения и атомным номером химического вещества, на которое направлены лучи.
В этом же году ученый сконструировал первую рентгеновскую трубку, которая являлась высоковакуумной, а также работала с подогретым катодом. Данное устройство давало возможность получать более мощное рентгеновское излучение, которое имело большую длину электромагнитных волн.
Рентгеновское излучение, история создания.
В 1915 г. физику Л. Брэгги удалось продвинуться еще дальше, и он смог разработать научную базу для рентгеноструктурного анализа, который лег в основу использования рентгена, как диагностической методики в области медицины. За свои труды в этом же году ученый получил Нобелевскую премию.
Свойства рентгеновских лучей
Рентгеновское излучение – это невидимые для человеческого глаза электромагнитные волны, которые активно используют в области медицины и машиностроения.
Выделяют следующие физические свойства рентгеновских лучей, которые были установлены методом длительных научных исследований:
- способны проникать сквозь мягкие ткани, кости, мышечные волокна, которые не просвечиваются лучами естественного света, что делает рентгеновские лучи незаменимыми в области медицины (в процессе определения патологий костей и внутренних органов);
- вызывают флюоресценцию отдельных химических соединений и веществ, что также используется для проведения лабораторных исследований;
- обладают уникальными фотохимическими свойствами, так как за короткий отрезок времени разлагают соединения на основе ионов серебра, обеспечивают почернение слоев фотографической пленки, формируя анатомическое изображение на поверхности рентгеновского снимка;
- в момент распространения в условиях окружающей среды, электромагнитные волны вызывают ионизацию молекул и атомов других веществ, находящихся в спектре их действия (это является негативным и побочным эффектов излучения);
- в тканях и клетках человеческого организма, которые подверглись даже незначительному рентгеновскому облучению, ускоряются обменные процессы, но данный эффект является краткосрочным (при получении больших доз облучения происходит обратный результат, возрастает риск развития лучевой болезни);
- электромагнитные волны применяются для лечения злокачественных новообразований (излучение данного типа разрушительно воздействует на ткани опухоли, нарушая ее клеточное деление, но данный метод терапии подходит не для всех онкологических заболеваний).
Все вышеперечисленные свойства рентгеновских лучей востребованы в инструментальной и лабораторной диагностике болезней опорно-двигательного аппарата и тканей внутренних органов.
По мере развития технологического процесса происходит усовершенствование медицинского оборудования, обеспечивающего синтез электромагнитных волн направленного спектра действия с положительно заряженными фотонами.
Механизм действия рентгеновских лучей
После образования заряженных частиц и выделения электромагнитных волн, они проходят сквозь объект, который расположен на пути их спектра действия. Если же это медицинский аппарат, то поток рентгеновских лучей направляется на конкретную мишень.
За счет физического свойства заряженных фотонов просвечивать поверхности и ткани с невысокой структурной плотностью, происходит прохождение лучей сквозь тело человека и друге объекты. Мягкие ткани внутренних органов, которые не имеют морфологических изменений, являются здоровыми, хорошо просвечиваются фотонами без отображения дефектов.
Если же присутствуют участки тканей с патологическими состояниями (например, легкие, пораженные палочкой туберкулеза), то они отображаются в виде темных пятен. Это дает возможность врачу определить масштабы воспалительного процесса и очаги локализации патогенных микроорганизмов, либо формирования посторонних новообразований.
Кости отличаются более плотной структурой. Поэтому они практически не просвечиваются рентгеновским излучением. Отчетливо отображаются только элементы скелета без их полой структуры.
Если по каким-либо причинам произошел перелом кости или образовалась трещина, то в дефектный участок тканей проникает большое количество фотонов. Это позволяет определить место разрушенной части кости и предпринять неотложные меры лечения больного.
Виды рентгеновских лучей
Рентгеновское излучение – это электромагнитные волны и заряженные частицы, которые классифицируют по видам исходя из их целевого назначения, конструкции, природы происхождения и типа анода. В таблице ниже указаны виды рентгеновского излучения, а также их краткое описание.
| Вид рентгеновского излучения | Характеристика |
| Диагности-ческое | Используется в медицине для обнаружения заболеваний костной ткани и внутренних органов. Электромагнитные лучи вырабатываются рентгенологическими аппаратами. В лабораторных условиях излучение применяется для создания эффекта флуоресценции. |
| Терапевти-ческое | Рентгеновские лучи широко используются в качестве одного из методов комплексного лечения злокачественных опухолей. Электромагнитная терапия раковых новообразований целесообразна только в том случае, если ее клетки проявляют положительную динамику к воздействию ионизации. |
| Структурно-аналитическое | Широко применяется в машиностроении, а также при изучении структуры объектов. Например, метод структурного анализа с помощью рентгеновского излучения, востребован для проверки целостности объемных деталей, изготовленных методом литья. |
| Однофокусное | Вырабатывается в том случае, если на катоде установлена только одна спираль, а на аноде находится не более 1 фокусного пятна. |
| Двухфокусное | Рентгеновское излучение образуется в результате того, что на катод установлены сразу 2 спирали разных размеров, а на поверхности анода находится 2 фокусных пятна. |
| Стационарное | Анод вакуумной трубки является неподвижным, а спектр положительно заряженных частиц движется в одном и том же направлении. |
| Вращающееся | Характеризуется наличием подвижного анода, за счет которого обеспечивается рассеивание спектра электромагнитных волн. |
| Синхротронное | Данный вид рентгеновского излучения также получают искусственным путем, но только уже в специальных аппаратах, которые ускоряют движение электронов. Длина синхротронных электромагнитных волн больше, чем у тех, которые получены в условиях вакуумной трубки с помощью катода и анода. |
Источники рентгеновского излучения
Основным источником рентгеновского излучения является вакуумная трубка, в которой установлен катод и анод. Происходит нагрев катода и выработка электронов, которые ускоряются за счет образования электромагнитного поля, а затем ударяются об поверхность анода.
Подобными устройствами оборудованы рентгенологические аппараты, функциональным предназначением которых является исследование мягких тканей человека и элементов его опорно-двигательного аппарата.
В лабораторных условиях источником рентгеновского излучения могут быть специальные лампы, которые применяются в проведения биохимических реакций, требующих использования метода флуоресценции. Кроме устройств, созданных человеком для получения рентгеновского излучения в медицинских целях, существуют источники, образующие электромагнитные волны данного типа.
Они такие:
- радиоактивные металлы в период их распада;
- космические объекты, которые преодолели плотные слои атмосферы и попали на поверхность Земли;
- минеральные породы и полезные ископаемые, содержащие в своем составе примеси радиоактивных металлов.
Природные источники электромагнитных волн рентгеновского типа встречаются в окружающей среде крайне редко, а частота их излучения значительно ниже, чем в искусственно созданной вакуумной трубке на основе катода и анода.
Характеристики рентгеновского излучения
Рентгеновское излучение – это физическое явление, которое характеризуется пучком лучей, выходящих из вакуумной трубки за конкретный промежуток времени. В связи с этим электромагнитные волны данного типа имеют собственную физическую характеристику, которая классифицируется по следующим параметрам.
Интенсивность
Данная величина лучей измеряется в единицах – миллиамперы. По сути интенсивность рентгеновского излучения – это количество лучей, образующихся в процессе взаимодействия катода и анода вакуумной трубки.
Каждый электрон, попадая на анод, воспроизводит один или несколько частиц света – квантов. В связи с этим интенсивность их излучения регулируется путем сокращения выработки количества электронов на катоде.
Жесткость
Это качественная величина рентгеновских лучей. Она измеряется в киловольтах и зависит от величины электростатического напряжения внутри вакуумной трубки. Жесткость определяет степень проникаемости излучения в структуру тканей и плотных объектов. Процесс регулировки жесткости производится с помощью трансформатора, который повышает или снижает напряжение внутри трубки.
Существует прямая взаимосвязь между разностью потенциалов на электродах трубки и скоростью движения электронов.
Чем выше напряжение и резонанс на электродах, тем стремительнее электроны двигаются от катода и ударяют об поверхность анода. Такое излучение считается жестким, так как длина электромагнитной волны становится короткой, но очень проникающей. Лучи данного типа используются в медицине для проведения рентгенологического исследования костной ткани и внутренних органов.
Колебание частоты рентгеновских лучей составляет 1,5-3х10-3 нм. Для человеческого организма является безопасным, если излучение находится около кожного покрова на фокусном расстоянии от 30 до 150 см при условии, что напряжение внутри вакуумной трубки будет находиться в пределах 180-400 кВ.
Это показатели, которые характерны для рентгенологических и флюорографических аппаратов в момент их работы и фотофиксации отдельных частей тела пациента. При лучевой терапии используют электромагнитные волны, которые вырабатываются при напряжении 20-60 кВ и фокусном расстоянии от поверхности кожи от 3 до 7 см.
Данная методика широко применяется при лечении опухолевых новообразований, клетки которых разрушаются под воздействием рентгеновских лучей, либо же существенно замедляют свой рост.
Применение рентгеновских лучей в медицине
Первые рентгеновские аппараты давали возможность врачам изучать исключительно структуру костных тканей, определять их целостность, а также участки возможных повреждений. Развитие технического прогресса привело к сокращению продолжительности экспозиции при фотофиксации, а также улучшило качество съемки.
Современное рентгенологическое оборудование позволяет докторам изучать даже мягкие ткани, своевременно определять их патологии и начинать лечение. В медицинской практике электромагнитные волны рентгеновского типа используются в процессе проведения следующих диагностических процедур:
Флюорография
Этот метод исследования предусматривает фотофиксацию теневого изображения. Пациент занимает исходную позицию между источником излучения и специальным экраном, поверхность которого выполнена из иодида цезия. Под воздействием электромагнитного излучения указанный элемент начинает светиться.
Ткани внутренних органов, оказавшиеся на пути лучей, создают эффект тени, которые имеют разную степень затемненности. Врач-рентгенолог, который проводит обследование пациента, фиксирует снимок на люминесцентном экране, увеличивает изображение и определяет участки патологического состояния тканей легких и сердца.
Современное оборудование позволяет увеличить фотографию до максимальных пределов, чтобы доктор не полагался исключительно на остроту своего зрения. Также используются компьютеры, которые сохраняют данные об истории болезни конкретного пациента.
Рентгенография
Это процесс записи изображения на рентгеновскую пленку. В данном случае исследуемый участок тела находится между источником ионизирующего излучения и пленкой, которая закреплена в аппарате. Заряженные частицы лучей проходят сквозь тело пациента, после чего изображение внутренних органов, мягких тканей или костей, переносится на снимок.
Как и в случае с флюорографией, врач выполняет изучение полученной информации. Данный метод особенно эффективен при диагностике трещин, переломов, вывихов, определении воспалительных процессов в костной ткани.
Контрастные вещества
Отдельные внутренние органы человеческого организма имеют полую структуру, либо становятся бесцветными под воздействием ионизирующего излучения, не создают тени на снимке (например, кишечник, мочевой пузырь, почки).
В таком случае используют контрастные вещества, который пациент употребляет в желудочно-кишечный тракт (соли бария) или же ему их вводят внутривенно (иодсодержащий раствор). После этого выполняется рентгенологическая фиксация внутреннего органа, который имеет признаки болезни.
Компьютерная томография
Была разработана в 1970 г. Это разновидность рентгеновской диагностики. Принцип проведения обследования с использованием данного способа заключается в том, что пациент помещается в специальный бокс, а медицинское оборудование осуществляет съемку всего тела. Это компьютерная рентгеновская томография.
