|
Световое |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
Выходной экран |
|
|||||||
Рентгеновское |
излучение |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
Электронно-оптический |
|
|
|
|
|
||||||
излучение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
преобразователь |
|
Видеопередающее |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
устройство |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Объект Рентгеновский Фотокатод Подфокусирующиеэлектроды (входной) экран
Электроны
Видеоконтролирующее
устройство
Рисунок 95. Принцип усиления рентгеновского изображения
Рентгеновское излучение, проходя через объект исследования, попадает на входной рентгеновский экран, на котором за счет люминесценции возникает световое изображение. За экраном располагается электронно-оптический преобразователь. Он преобразует оптическое изображение в электронное: под действием света, попадающего на фотокатод преобразователя, выбиваются электроны. Последние ускоряются электрическим полем, фокусируются специальной электростатической системой и попадают на выходной экран преобразователя, где создают электронное изображение.
В результате на выходном экране (опять же за счет катодолюминесценции) возникает уменьшенное световое изображение объекта, яркость которого в тысячи раз превосходит яркость изображения на первом экране, обычном для рентгеноскопии. Это обусловлено как ускорением электронов, так и уменьшением размеров изображения.
Усиленное по яркости изображение можно наблюдать визуально. Однако чаще всего его подвергают дальнейшему преобразованию, используя для этого телевизионную систему. Применение электронно-оптических преобразователей и телевизионной техники не только позволяет снизить дозу
236
облучения пациента, но и предоставляет ряд преимуществ по сравнению с прямым наблюдением: появляется возможность изменять контраст и яркость изображения, записывать его на видеомагнитофон, воспроизводить сразу на нескольких видеоконтрольных устройствах, создать более благоприятные условия для работы рентгенолога и др.
6. Методы защиты от рентгеновского излучения
Конечным результатом действия РИ на вещество является ионизация вещества, поэтому РИ относится классу ионизирующих излучений. Принципы защиты от РИ такие же, как и принципы защиты от ионизирующих излучений:
А. Защита временем – чем меньше вещество находится под воздействием РИ, тем меньшая суммарная доза излучения им будет получена.
Б. Защита материалом – чем больше порядковый номер и плотность материала между объектом и источником РИ, тем меньшую дозу излучения получит объект. Оптимальным материалом, применяемым для защиты от РИ, является свинец.
В. Защита расстоянием – чем дальше от источника находится объект, тем меньшую дозу он получит. Это связано с тем, что интенсивность излучения падает пропорционально квадрату расстояния от источника.
7. Основы рентгеновской компьютерной томографии
Важной задачей рентгенодиагностики является получение изображений не только внутренних органов в целом, но и их разных сечений. Для этого используется томография – метод рентгенологического исследования, заключающийся в получении теневого изображения отдельных слоев исследуемого объекта, лежащих на разной глубине.
Техническая реализация этих методов многообразна. Принцип томографии иллюстрируется на рисунке 96.
237
Источник
излучения
|
Ось пучка |
О |
рентгеновских лучей |
|
S |
|
Выделенное |
|
сечение |
Приемник
излучения
Рисунок 96. Схематическое изображение основных принципов работы томографа
Допустим, требуется получить изображение некоторого участка, расположенного на сечении S и в глубине объекта. Пусть источник и приемник рентгеновского излучения синхронно перемещаются относительно центра вращения О, расположенного на сечении S. Тогда происходит «размывание» теневых изображений слоев, лежащих выше и ниже плоскости, в которой находится центр вращения, − эти слои засвечиваются излучением в течение весьма короткого времени. Сечение же, содержащее центр вращения, подвергается засветке существенно большее время, и за счет этого на фотопленке возникает его четкое изображение. Изменяя положение общего центра, относительно которого перемещается источник и приемник, получают изображение другого сечения и т.д.
Совершенствование томографических методов рентгеновского исследования обеспечило создание компьютерной рентгеновской томографии. От традиционной теневой рентгенодиагностики она принципиально отличается тем, что при ее использовании изображение сечений органов
238
создается путем компьютерной обработки электрических сигналов, возникающих при попадании рентгеновских лучей на чувствительные детекторы. Один из многообразных приемов
просвечивания |
излучения |
для |
такого |
|
исследования |
|||||
|
|
|
|
|
|
проиллюстрирован |
на |
|||
|
Источник |
|
|
|||||||
|
|
|
|
рисунке 97. |
|
|
|
|||
|
рентгеновского |
|
|
|
|
|
веерный |
|||
|
излучения |
|
|
|
|
Расходящийся |
||||
|
|
|
|
|
|
пучок рентгеновских лучей, |
||||
|
|
|
|
|
|
проходя |
через |
объект, |
||
|
|
|
|
Объект |
|
попадает |
на |
линейку |
||
|
|
|
|
|
|
детекторов, |
число |
которых |
||
|
|
|
|
|
|
достигает 300 и более (чем |
||||
|
|
|
|
|
|
их больше, тем выше |
||||
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
разрешающая |
способность |
|||
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
метода). |
|
|
Система |
|
|
|
|
|
|
|
|
излучатель-детекторы |
|||
|
|
|
|
|
|
непрерывно |
|
вращается, |
||
|
|
|
|
|
|
рентгеновское |
излучение |
|||
|
|
|
|
|
|
включается |
|
импульсно и |
||
|
|
|
|
|
|
одновременно |
производится |
|||
Рисунок 97. Линейка детекторов, |
|
считывание сигнала со всех |
||||||||
выдающих электрические сигналы |
|
детекторов. |
|
|
При |
|||||
|
|
|
|
|
|
исследовании |
|
система |
||
совершает от половины до полного оборота и производит за это время 200–400 включений.
Различия в электрических сигналах, поступающих на компьютерную обработку с отдельных детекторов, обусловливаются разницей в показателях поглощения рентгеновских лучей на пути их распространения в исследуемом объекте. Используя электрические сигналы детекторов в качестве первичной информации, компьютерная техника по соответствующим программам производит их анализ и реконструирует изображения органов в разных сечениях.
Рентгеновская компьютерная томография позволяет получать послойное изображение органов при разнице показателей поглощения в 0,1% с деталями не менее 2 мм. Время исследования для получения одного сечения может достигать нескольких секунд.
239
ЯВЛЕНИЕ РАДИОАКТИВНОГО РАСПАДА. ИПОЛЬЗОВАНИЕ РАДИОНУКЛИДОВ В МЕДИЦИНЕ
1. Радиоактивность. Виды радиоактивного распада
Под радиоактивностью понимают самопроизвольный распад ядер, при котором наблюдается испускание других ядер или элементарных частиц. Р/а бывает естественной (самопроизвольный распад ядер в природе) и искусственной (распад ядер, образованных в ходе ядерных реакций). Для стабильного существования ядра в нём должно быть определенное соотношение между числом протонов и нейтронов. При нарушении этого соотношения ядро становится нестабильным.
Выделяют следующие виды р/а распада:
А. α-распад заключается в самопроизвольном распаде ядра с испусканием α-частицы. Схема имеет следующий вид:
ZA X ZA 42Y 24 . Сопровождается γ-излучением.
Б. β-распад заключается во взаимном превращении нейтрона
ипротона. Для β-распада выделяют следующие разновидности:
–β+-распад (позитронный распад). Происходит из-за
превращения в ядре протона в нейтрон по схеме 11 p 01n 10 ( – нейтрино). Схема распада ядра имеет вид:
ZA X Z A1Y 10
– β--распад (электронный распад). Происходит из-за превращения в ядре нейтрона протон по схеме 01n 11p 10e (
– антинейтрино). Схема распада ядра имеет вид:
ZA X Z A1Y 10e
-- e-захват (электронный захват). Происходит из-за того, что протон захватывает из внутренней оболочки один электрон и
превращается в нейтрон по схеме 11 p 10e 01n . Схема распада ядра имеет вид: ZA X 10e Z A1Y . Если электрон захватывается
из K-оболочки то, говорят о K-захвате, если из L-оболочки, то говорят о L-захвате и т.д. Сопровождается характеристическим рентгеновским излучением.
В. γ-распад (изомерный переход). Возникает при переходах
240