Ce este radiația cu raze X și cum se utilizează în medicină. Raze X în medicină, aplicarea razelor X apar ca urmare

• Cu cât tensiunea este mai mare pe polii tubului, cu atât diferența de potențial apare mai puternică peste ei, prin urmare, energia cinetică a electronilor în mișcare va fi mai mare. Tensiunea de pe tub determină viteza electronilor și forța de coliziune a acestora cu substanța anodică; prin urmare, tensiunea determină lungimea de undă a radiației X rezultate.

Clasificarea tuburilor cu raze X

1. După scop
1. Diagnostic
2. Terapeutic
3. Pentru analiza structurală
4. Pentru translucide
2. De proiectare
1. Prin focalizare

• Focalizare unică (o spirală pe catod și un punct focal pe anod)
• Bifocal (există două spirale de dimensiuni diferite pe catod și două puncte focale pe anod)

1. După tipul anodului

• Staționar (fix)
• Rotire

Razele X sunt folosite nu numai în scopuri de diagnostic cu raze X, ci și în scopuri terapeutice. După cum sa menționat mai sus, capacitatea radiațiilor X de a suprima creșterea celulelor tumorale face posibilă utilizarea acesteia în terapia cu radiații pentru cancer. Pe lângă domeniul medical de aplicare, radiațiile cu raze X și-au găsit o largă aplicație în inginerie, știința materialelor, cristalografie, chimie și biochimie: de exemplu, este posibil să se identifice defecte structurale în diverse produse (șine, suduri etc.) folosind radiații cu raze X. Acest tip de cercetare se numește detectarea defectelor. Și în aeroporturi, gări și alte locuri aglomerate, introscoapele de televiziune cu raze X sunt utilizate în mod activ pentru a scana bagajele de mână și bagajele din motive de securitate.

În funcție de tipul de anod, tuburile cu raze X variază ca design. Datorită faptului că 99% din energia cinetică a electronilor este convertită în energie termică, în timpul funcționării tubului, are loc o încălzire semnificativă a anodului - ținta sensibilă de wolfram arde adesea. Anodul este răcit în tuburi moderne de raze X prin rotirea acestuia. Anodul rotativ are forma unui disc, care distribuie uniform căldura pe întreaga sa suprafață, prevenind supraîncălzirea locală a țintei de tungsten.

Designul tuburilor cu raze X diferă și în ceea ce privește focalizarea. Punctul focal este zona anodului în care este generat fasciculul de raze X de lucru. Împărțit în punct focal real și punct focal eficient ( orez. 12). Deoarece anodul este înclinat, punctul focal efectiv este mai mic decât cel real. Sunt utilizate diferite dimensiuni ale punctelor focale, în funcție de dimensiunea zonei imaginii. Cu cât zona imaginii este mai mare, cu atât punctul focal trebuie să fie mai larg pentru a acoperi întreaga zonă a imaginii. Cu toate acestea, un punct focal mai mic produce o claritate mai bună a imaginii. Prin urmare, atunci când se produc imagini mici, se folosește un filament scurt, iar electronii sunt direcționați către o zonă țintă mică a anodului, creând un punct focal mai mic.

Orez. 9 - Tub cu raze X cu un anod staționar.
Orez. 10 - Tub cu raze X cu anod rotativ.
Orez. 11 - Dispozitiv cu tub cu raze X cu anod rotativ.
Orez. 12 este o diagramă a formării unui punct focal real și eficient.

RAZE X

radiații cu raze X ocupă regiunea spectrului electromagnetic dintre radiațiile gamma și ultraviolete și este radiație electromagnetică cu o lungime de undă de la 10 -14 la 10 -7 m. În medicină, radiația cu raze X cu o lungime de undă de la 5 x 10 -12 la 2,5 x 10 - 10 este folosit m, adică 0,05 - 2,5 angstromi, iar pentru diagnosticarea cu raze X în sine - 0,1 angstromi. Radiația este un flux de cuante (fotoni) care se propagă liniar la viteza luminii (300.000 km/s). Aceste cuante nu au sarcină electrică. Masa unui cuantum este o parte nesemnificativă a unei unități de masă atomică.

Energia cuantelor măsurate în Jouli (J), dar în practică folosesc adesea o unitate nesistemică „electron-volt” (eV) . Un electron volt este energia pe care o dobândește un electron atunci când trece printr-o diferență de potențial de 1 volt într-un câmp electric. 1 eV = 1,6 10~ 19 J. Derivatele sunt kiloelectron-volt (keV), egal cu o mie eV, și megaelectron-volt (MeV), egal cu un milion eV.

Razele X sunt produse folosind tuburi de raze X, acceleratoare liniare și betatroni. Într-un tub cu raze X, diferența de potențial dintre catod și anodul țintă (zeci de kilovolți) accelerează electronii care bombardează anodul. Radiația cu raze X apare atunci când electronii rapizi sunt decelerati în câmpul electric al atomilor substanței anodice. (bremsstrahlung) sau în timpul restructurării învelișurilor interioare ale atomilor (radiatii caracteristice) . Radiații X caracteristice are o natură discretă și apare atunci când electronii atomilor substanței anodice se transferă de la un nivel de energie la altul sub influența electronilor externi sau a cuantelor de radiație. Raze X Bremsstrahlung are un spectru continuu in functie de tensiunea anodica de pe tubul cu raze X. La frânarea în substanța anodica, electronii cheltuiesc cea mai mare parte a energiei lor pentru încălzirea anodului (99%) și doar o mică fracțiune (1%) este convertită în energie de raze X. În diagnosticarea cu raze X, radiația bremsstrahlung este cel mai des utilizată.

Proprietățile de bază ale razelor X sunt caracteristice tuturor radiațiilor electromagnetice, dar există unele caracteristici speciale. Razele X au următoarele proprietăți:

- invizibilitate - celulele sensibile ale retinei umane nu răspund la razele X, deoarece lungimea lor de undă este de mii de ori mai mică decât cea a luminii vizibile;

- propagare dreaptă – razele sunt refractate, polarizate (propagate într-un anumit plan) și difractate, ca lumina vizibilă. Indicele de refracție diferă foarte puțin de unitate;

- putere de pătrundere - patrund fara absorbtie semnificativa prin straturi semnificative de substante opace la lumina vizibila. Cu cât lungimea de undă este mai mică, cu atât puterea de penetrare a razelor X este mai mare;

- capacitatea de absorbție - au capacitatea de a fi absorbite de țesuturile corpului; toate diagnosticele cu raze X se bazează pe aceasta. Capacitatea de absorbție depinde de greutatea specifică a țesutului (cu cât este mai mare, cu atât absorbția este mai mare); pe grosimea obiectului; asupra durității radiațiilor;

- actiune fotografica - descompune compușii de halogenură de argint, inclusiv cei găsiți în emulsiile fotografice, ceea ce face posibilă obținerea de imagini cu raze X;

- efect luminiscent - provoacă luminiscența unui număr de compuși chimici (luminofori), pe aceasta se bazează tehnica transiluminării cu raze X. Intensitatea strălucirii depinde de structura substanței fluorescente, de cantitatea acesteia și de distanța de la sursa de raze X. Fosforii sunt folosiți nu numai pentru obținerea de imagini ale obiectelor studiate pe un ecran fluoroscopic, ci și în radiografie, unde fac posibilă creșterea expunerii la radiații la filmul radiografic din casetă datorită utilizării ecranelor de intensificare, stratul de suprafață. din care este alcătuită din substanțe fluorescente;

- efect de ionizare - au capacitatea de a provoca dezintegrarea atomilor neutri în particule încărcate pozitiv și negativ, dozimetria se bazează pe aceasta. Efectul ionizării oricărui mediu este formarea în acesta a ionilor pozitivi și negativi, precum și a electronilor liberi din atomii neutri și moleculele substanței. Ionizarea aerului din camera cu raze X în timpul funcționării tubului cu raze X duce la o creștere a conductibilității electrice a aerului și la o creștere a sarcinilor electrice statice pe obiectele din dulap. Pentru a elimina astfel de efecte nedorite, în camerele cu raze X se asigură alimentarea forțată și ventilația prin evacuare;

- efect biologic - au impact asupra obiectelor biologice, în majoritatea cazurilor acest impact este dăunător;

- legea inversului pătratului - pentru o sursă punctiformă de radiație cu raze X, intensitatea scade proporțional cu pătratul distanței până la sursă.

Scurte caracteristici ale radiațiilor X

Radiația de raze X este unde electromagnetice (un flux de cuante, fotoni), a căror energie este situată pe scara de energie dintre radiația ultravioletă și radiația gamma (Fig. 2-1). Fotonii cu raze X au energii de la 100 eV la 250 keV, ceea ce corespunde unei radiații cu o frecvență de la 3×10 16 Hz la 6×10 19 Hz și o lungime de undă de 0,005-10 nm. Spectrele electromagnetice ale razelor X și ale radiațiilor gamma se suprapun în mare măsură.

Orez. 2-1. Scala de radiații electromagnetice

Principala diferență dintre aceste două tipuri de radiații este modul în care sunt generate. Razele X sunt produse cu participarea electronilor (de exemplu, când fluxul lor este încetinit), iar razele gamma sunt produse în timpul dezintegrarii radioactive a nucleelor ​​anumitor elemente.

Razele X pot fi generate atunci când un flux accelerat de particule încărcate încetinește (așa-numita bremsstrahlung) sau când au loc tranziții de energie înaltă în învelișurile de electroni ale atomilor (radiație caracteristică). Dispozitivele medicale folosesc tuburi cu raze X pentru a genera raze X (Figura 2-2). Componentele lor principale sunt un catod și un anod masiv. Electronii emiși din cauza diferenței de potențial electric dintre anod și catod sunt accelerați, ajung la anod și sunt decelerati atunci când se ciocnesc cu materialul. Ca urmare, apare bremsstrahlung cu raze X. În timpul ciocnirii electronilor cu anodul, are loc și un al doilea proces - electronii sunt scoși din învelișurile de electroni ale atomilor anodului. Locurile lor sunt ocupate de electronii din alte învelișuri ale atomului. În timpul acestui proces, se generează un al doilea tip de radiație cu raze X - așa-numita radiație cu raze X caracteristice, al cărei spectru depinde în mare măsură de materialul anodului. Anozii sunt cel mai adesea fabricați din molibden sau wolfram. Sunt disponibile dispozitive speciale pentru focalizarea și filtrarea razelor X pentru a îmbunătăți imaginile rezultate.

Orez. 2-2. Diagrama dispozitivului cu tub cu raze X:

Proprietățile razelor X care predetermină utilizarea lor în medicină sunt capacitatea de penetrare, efectele fluorescente și fotochimice. Capacitatea de penetrare a razelor X și absorbția lor de către țesuturile corpului uman și materialele artificiale sunt cele mai importante proprietăți care determină utilizarea lor în diagnosticarea radiațiilor. Cu cât lungimea de undă este mai mică, cu atât puterea de penetrare a razelor X este mai mare.

Există raze X „moale” cu energie și frecvență scăzută de radiație (în funcție de cea mai mare lungime de undă) și raze X „dure” cu energie fotonică și frecvență de radiație mare și o lungime de undă scurtă. Lungimea de undă a radiației cu raze X (respectiv „duritatea” și puterea sa de penetrare) depinde de tensiunea aplicată tubului de raze X. Cu cât tensiunea pe tub este mai mare, cu atât viteza și energia fluxului de electroni sunt mai mari și lungimea de undă a razelor X este mai mică.

Când radiația de raze X care pătrunde printr-o substanță interacționează, în aceasta au loc modificări calitative și cantitative. Gradul de absorbție a razelor X de către țesuturi variază și este determinat de densitatea și greutatea atomică a elementelor care alcătuiesc obiectul. Cu cât este mai mare densitatea și greutatea atomică a substanței care alcătuiește obiectul (organul) studiat, cu atât mai multe raze X sunt absorbite. Corpul uman conține țesuturi și organe de diferite densități (plămâni, oase, țesuturi moi etc.), acest lucru explică absorbția diferită a razelor X. Vizualizarea organelor și structurilor interne se bazează pe diferențele artificiale sau naturale în absorbția razelor X de către diferite organe și țesuturi.

Pentru a înregistra radiația care trece printr-un corp, se folosește capacitatea sa de a provoca fluorescența anumitor compuși și de a avea un efect fotochimic asupra peliculei. În acest scop se folosesc ecrane speciale pentru fluoroscopie și filme fotografice pentru radiografie. În aparatele moderne cu raze X, sisteme speciale de detectoare electronice digitale - panouri electronice digitale - sunt folosite pentru a înregistra radiațiile atenuate. În acest caz, metodele cu raze X sunt numite digitale.

Datorită efectelor biologice ale razelor X, este extrem de important să se protejeze pacienții în timpul examinării. Acest lucru este realizat

timp de expunere cât mai scurt, înlocuirea fluoroscopia cu radiografie, utilizarea strict justificată a metodelor ionizante, protecția prin protejarea pacientului și a personalului de expunerea la radiații.

Scurtă descriere a radiațiilor cu raze X - concept și tipuri. Clasificarea și caracteristicile categoriei „Scurte caracteristici ale radiației cu raze X” 2017, 2018.

Radiația de raze X se referă la unde electromagnetice cu o lungime de aproximativ 80 până la 10 -5 nm. Radiația cu raze X cu cea mai lungă undă este suprapusă de radiația ultravioletă cu undă scurtă, iar radiația cu raze X cu undă scurtă este suprapusă cu radiația cu undă lungă γ. Pe baza metodei de excitare, radiația cu raze X este împărțită în bremsstrahlung și caracteristică.

31.1. DISPOZITIV TUB DE RAZE X. Bremsstrahlung X-Ray

Cea mai comună sursă de radiație cu raze X este un tub cu raze X, care este un dispozitiv de vid cu doi electrozi (Fig. 31.1). Catod incalzit 1 emite electroni 4. Anodul 2, numit adesea anticatod, are o suprafață înclinată pentru a dirija radiația de raze X rezultată. 3 în unghi faţă de axa tubului. Anodul este fabricat dintr-un material foarte conductor de căldură pentru a elimina căldura generată de impactul electronilor. Suprafața anodului este realizată din materiale refractare care au un număr atomic mare în tabelul periodic, de exemplu, wolfram. În unele cazuri, anodul este răcit special cu apă sau ulei.

Pentru tuburile de diagnosticare este importantă precizia sursei de raze X, care poate fi realizată prin focalizarea electronilor într-un singur loc al anticatodului. Prin urmare, din punct de vedere constructiv, este necesar să se țină cont de două sarcini opuse: pe de o parte, electronii trebuie să cadă într-un loc al anodului, pe de altă parte, pentru a preveni supraîncălzirea, este de dorit să se distribuie electronii pe diferite zone ale anodul. O soluție tehnică interesantă este un tub cu raze X cu un anod rotativ (Fig. 31.2).

Ca urmare a frânării unui electron (sau a unei alte particule încărcate) de către câmpul electrostatic al nucleului atomic și electronii atomici ai substanței, apare un anticatod. Radiația de raze X Bremsstrahlung.

Mecanismul său poate fi explicat după cum urmează. Asociat cu o sarcină electrică în mișcare este un câmp magnetic, a cărui inducție depinde de viteza electronului. La frânare, câmpul magnetic scade

inducție și, în conformitate cu teoria lui Maxwell, apare o undă electromagnetică.

Când electronii sunt decelerati, doar o parte din energie este folosită pentru a crea un foton cu raze X, cealaltă parte este cheltuită pentru încălzirea anodului. Deoarece relația dintre aceste părți este aleatorie, atunci când un număr mare de electroni este decelerat, se formează un spectru continuu de radiații cu raze X. În acest sens, bremsstrahlung este numită și radiație continuă. În fig. Figura 31.3 arată dependența fluxului de raze X de lungimea de undă λ (spectre) la diferite tensiuni în tubul de raze X: U 1< U 2 < U 3 .

În fiecare dintre spectre, bremsstrahlung cu cea mai scurtă lungime de undă este λ ηίη apare atunci când energia dobândită de un electron într-un câmp de accelerare este complet convertită în energie fotonică:

Rețineți că pe baza (31.2), a fost dezvoltată una dintre cele mai precise metode pentru determinarea experimentală a constantei lui Planck.

Razele X cu undă scurtă sunt în general mai pătrunzătoare decât razele X cu undă lungă și sunt numite greu,și val lung - moale.

Prin creșterea tensiunii pe tubul de raze X, compoziția spectrală a radiației se modifică, așa cum se poate observa din Fig. 31.3 și formulele (31.3) și crește rigiditatea.

Dacă creșteți temperatura filamentului catodului, emisia de electroni și curentul din tub vor crește. Acest lucru va crește numărul de fotoni de raze X emiși în fiecare secundă. Compoziția sa spectrală nu se va schimba. În fig. Figura 31.4 prezintă spectrele razelor X bremsstrahlung la aceeași tensiune, dar la curenți de încălzire catodici diferiți: / n1< / н2 .

Fluxul de raze X se calculează folosind formula:

Unde UȘi eu - tensiune și curent în tubul cu raze X; Z- numărul de serie al atomului substanței anodice; k- coeficientul de proporţionalitate. Spectre obţinute din diferiţi anticatozi în acelaşi timp Uși I H sunt prezentate în Fig. 31.5.

31.2. RADIAȚII RX CARACTERISTICE. SPECTRE DE RAZE X ATOMICE

Prin creșterea tensiunii pe tubul cu raze X, se poate observa pe fundalul unui spectru continuu apariția unui spectru de linie, care corespunde cu

radiații cu raze X caracteristice(Fig. 31.6). Apare din cauza faptului că electronii accelerați pătrund adânc în atom și scot electronii din straturile interioare. Electronii de la nivelurile superioare se deplasează în locuri libere (Fig. 31.7), ca urmare, sunt emiși fotoni de radiații caracteristice. După cum se poate observa din figură, radiația caracteristică cu raze X este formată din serii K, L, M etc., al cărui nume servea la desemnarea straturilor electronice. Deoarece emisia seriei K eliberează locuri în straturile superioare, liniile altor serii sunt emise în același timp.

Spre deosebire de spectrele optice, spectrele de raze X caracteristice ale diferiților atomi sunt de același tip. În fig. Figura 31.8 prezintă spectrele diferitelor elemente. Uniformitatea acestor spectre se datorează faptului că straturile interne ale diferiților atomi sunt identice și diferă doar energetic, deoarece acțiunea forței din nucleu crește pe măsură ce numărul atomic al elementului crește. Această împrejurare duce la faptul că spectrele caracteristice se deplasează către frecvențe mai mari odată cu creșterea sarcinii nucleare. Acest model este vizibil din Fig. 31.8 și este cunoscut ca Legea lui Moseley:

Unde v- frecvența liniei spectrale; Z- numărul atomic al elementului emițător; AȘi ÎN- permanentă.

Există o altă diferență între spectrele optice și cele de raze X.

Spectrul de raze X caracteristic unui atom nu depinde de compusul chimic în care este inclus acest atom. De exemplu, spectrul de raze X al atomului de oxigen este același pentru O, O 2 și H 2 O, în timp ce spectrele optice ale acestor compuși sunt semnificativ diferite. Această caracteristică a spectrului de raze X al atomului a servit drept bază pentru nume caracteristică.

Radiația caracteristică apare întotdeauna atunci când există spațiu liber în straturile interioare ale atomului, indiferent de motivul care a provocat-o. De exemplu, radiația caracteristică însoțește unul dintre tipurile de dezintegrare radioactivă (vezi 32.1), care constă în captarea unui electron din stratul interior de către nucleu.

31.3. INTERACȚIA RADIAȚIILOR X CU MATERIA

Înregistrarea și utilizarea radiațiilor cu raze X, precum și impactul acesteia asupra obiectelor biologice, sunt determinate de procesele primare de interacțiune a fotonului de raze X cu electronii atomilor și moleculelor substanței.

În funcție de raportul energetic hv fotonii și energia de ionizare 1 A și au loc trei procese principale.

Imprăștire coerentă (clasică).

Imprăștirea razelor X cu undă lungă are loc în esență fără modificarea lungimii de undă și se numește coerent. Apare dacă energia fotonului este mai mică decât energia de ionizare: hv< A și.

Deoarece în acest caz energia fotonului de raze X și a atomului nu se modifică, împrăștierea coerentă în sine nu provoacă un efect biologic. Cu toate acestea, atunci când se creează protecție împotriva radiațiilor X, ar trebui să se ia în considerare posibilitatea de a schimba direcția fasciculului primar. Acest tip de interacțiune este important pentru analiza difracției de raze X (vezi 24.7).

Imprăștire incoerentă (efect Compton)

În 1922 A.Kh. Compton, observând împrăștierea razelor X dure, a descoperit o scădere a puterii de penetrare a fasciculului împrăștiat în comparație cu fasciculul incident. Aceasta însemna că lungimea de undă a razelor X împrăștiate era mai mare decât razele X incidente. Se numește împrăștiere a razelor X cu o modificare a lungimii de undă incoerent nom, și fenomenul în sine - Efectul Compton. Apare dacă energia fotonului cu raze X este mai mare decât energia de ionizare: hv > A și.

Acest fenomen se datorează faptului că atunci când interacționează cu un atom, energia hv fotonul este cheltuit pentru formarea unui nou foton împrăștiat cu raze X cu energie hv", pentru a elimina un electron dintr-un atom (energia de ionizare A și) și a conferi energie cinetică electronului E la:

hv= hv" + A și + E k.(31.6)

1 Aici, energia de ionizare se referă la energia necesară pentru a îndepărta electronii interni dintr-un atom sau moleculă.

Deoarece în multe cazuri hv>> Și și efectul Compton are loc pe electronii liberi, atunci putem scrie aproximativ:

hv = hv"+ E K .(31.7)

Este semnificativ faptul că în acest fenomen (Fig. 31.9), alături de radiația secundară de raze X (energie hv" foton) apar electroni de recul (energie cinetică E k electron). Atomii sau moleculele devin apoi ioni.

Efect foto

În efectul fotoelectric, razele X sunt absorbite de un atom, determinând ejectarea unui electron și ionizarea atomului (fotoionizare).

Cele trei procese principale de interacțiune discutate mai sus sunt primare, duc la secundare, terțiare etc. fenomene. De exemplu, atomii ionizați pot emite un spectru caracteristic, atomii excitați pot deveni surse de lumină vizibilă (luminescență cu raze X), etc.

În fig. 31.10 prezintă o diagramă a proceselor posibile care au loc atunci când radiația de raze X intră într-o substanță. Câteva zeci de procese similare cu cel descris pot avea loc înainte ca energia fotonului cu raze X să fie convertită în energia mișcării termice moleculare. Ca urmare, vor avea loc modificări ale compoziției moleculare a substanței.

Procesele reprezentate de diagrama din Fig. 31.10, stau la baza fenomenelor observate atunci când razele X acţionează asupra materiei. Să enumerăm câteva dintre ele.

Luminescență cu raze X- strălucirea unui număr de substanțe sub iradiere cu raze X. Această strălucire de platină-sinoxid de bariu i-a permis lui Roentgen să descopere razele. Acest fenomen este folosit pentru a crea ecrane luminoase speciale în scopul observării vizuale a radiațiilor cu raze X, uneori pentru a îmbunătăți efectul razelor X pe o placă fotografică.

Sunt cunoscute efectele chimice ale radiațiilor X, de exemplu formarea peroxidului de hidrogen în apă. Un exemplu practic important este efectul pe o placă fotografică, care permite înregistrarea unor astfel de raze.

Efectul ionizant se manifestă printr-o creștere a conductibilității electrice sub influența razelor X. Această proprietate este utilizată

în dozimetrie pentru a cuantifica efectele acestui tip de radiaţii.

Ca urmare a multor procese, fasciculul primar de radiații X este slăbit în conformitate cu legea (29.3). Să o scriem sub forma:

I = I 0 e-/", (31.8)

Unde μ - coeficient liniar de atenuare. Poate fi reprezentat ca fiind alcătuit din trei termeni corespunzători împrăștierii coerente μ κ, incoerente μ ΗK și efect fotoelectric μ f:

μ = μ k + μ hk + μ f. (31,9)

Intensitatea radiației cu raze X este atenuată proporțional cu numărul de atomi ai substanței prin care trece acest flux. Dacă comprimați o substanță de-a lungul axei X, de exemplu, în b ori, crescând cu b de la densitatea sa, atunci

31.4. BAZELE FIZICE ALE APLICĂRII RADIAȚIILOR X ÎN MEDICINĂ

Una dintre cele mai importante utilizări medicale ale razelor X este iluminarea organelor interne în scopuri de diagnostic. (diagnosticare cu raze X).

Pentru diagnosticare se folosesc fotoni cu o energie de aproximativ 60-120 keV. La această energie, coeficientul de atenuare a masei este determinat în principal de efectul fotoelectric. Valoarea sa este invers proporțională cu puterea a treia a energiei fotonului (proporțional cu λ 3), care arată puterea de penetrare mai mare a radiației dure și proporțională cu puterea a treia a numărului atomic al substanței absorbante:

Diferența semnificativă în absorbția radiațiilor X de către diferite țesuturi permite să vedem imagini ale organelor interne ale corpului uman în proiecție în umbră.

Diagnosticarea cu raze X este utilizată în două versiuni: fluoroscopie - imaginea este vizualizată pe un ecran luminescent cu raze X, radiografie - imaginea este inregistrata pe film fotografic.

Dacă organul care este examinat și țesuturile înconjurătoare atenuează radiațiile cu raze X aproximativ în mod egal, atunci se folosesc agenți de contrast speciali. De exemplu, după ce a umplut stomacul și intestinele cu o masă asemănătoare terciului de sulfat de bariu, puteți vedea imaginea lor în umbră.

Luminozitatea imaginii de pe ecran și timpul de expunere pe film depind de intensitatea radiației X. Dacă este utilizat pentru diagnosticare, atunci intensitatea nu poate fi mare pentru a nu provoca consecințe biologice nedorite. Prin urmare, există o serie de dispozitive tehnice care îmbunătățesc imaginile la intensități scăzute de raze X. Un exemplu de astfel de dispozitiv sunt convertoarele electro-optice (vezi 27.8). În timpul examinării în masă a populației, o variantă de radiografie este utilizată pe scară largă - fluorografia, în care o imagine de pe un ecran mare luminescent cu raze X este înregistrată pe un film sensibil de format mic. La fotografiere, se folosește un obiectiv cu deschidere mare, iar imaginile finite sunt examinate cu o lupă specială.

O opțiune interesantă și promițătoare pentru radiografie este o metodă numită tomografie cu raze X, și „versiunea sa de mașină” - scanare CT.

Să luăm în considerare această întrebare.

O radiografie tipică acoperă o zonă mare a corpului, cu diferite organe și țesuturi care se ascund unele pe altele. Acest lucru poate fi evitat dacă mutați periodic tubul cu raze X împreună (Fig. 31.11) în antifază RTși film fotografic FP relativ la obiect Despre cercetare. Corpul conține o serie de incluziuni care sunt opace la raze X; acestea sunt prezentate ca cercuri în figură. După cum se poate vedea, razele X în orice poziție a tubului de raze X (1, 2 etc.) trece prin

tăierea aceluiași punct al obiectului, care este centrul față de care are loc mișcarea periodică RTȘi Fp. Acest punct, sau mai degrabă o mică incluziune opac, este prezentat cu un cerc întunecat. Imaginea lui în umbră se mișcă cu FP, ocupând pozițiile secvențiale 1, 2 etc. Incluziunile rămase în corp (oase, compactări etc.) sunt create pe FP un fundal general, deoarece razele X nu sunt în mod constant ascunse de ele. Schimbând poziția centrului de balansare, puteți obține o imagine cu raze X strat cu strat a corpului. De aici și numele - tomografie(înregistrare stratificată).

Este posibil, folosind un fascicul subțire de radiații X, un ecran (în loc de Fp), constând din detectoare semiconductoare de radiații ionizante (vezi 32.5) și un computer, procesează imaginea cu raze X în umbră în timpul tomografiei. Această versiune modernă a tomografiei (tomografie computerizată sau computerizată cu raze X) vă permite să obțineți imagini strat cu strat ale corpului pe un ecran cu tub catodic sau pe hârtie cu detalii mai mici de 2 mm cu o diferență în absorbția de raze X. de până la 0,1%. Acest lucru permite, de exemplu, să se facă distincția între substanța cenușie și cea albă a creierului și să se vadă formațiuni tumorale foarte mici.