Физические основы рентгеноскопии,рентгенографии,рентгенотерапии

 Яркость изображения - это отношение силы света элемента излучающей поверхности к площади проекции этого элемента на плоскость, перпендикулярную направлению наблюдения. Яркость изображения в значительной степени, кроме мощности источника рентгеновского излучения, зависит от свойств применяемых рентгеновских экранов и детекторов, которые характеризуются достаточно высокими параметрами энергетического выхода люминесценции, высоким уровнем поглощения и высоким коэффициентом спектрального соответствия глазу человека (только при рентгеноскопии).

 Разрешающая способность - это способность давать чёткие раздельные изображения двух близких друг к другу мелких объектов. Пределом разрешения называется наименьшее линейное (для досмотровой рентгеновской техники) или угловое расстояние между двумя объектами, начиная с которого их изображения сливаются. В практике принято оценивать величину разрешающей способности числом линий на 1мм, причём толщина линий равна толщине промежутков между ними. 

3. Применение рентгеновского излучения в медицине для диагностики и лечения основано на его способности:

          1)проникать через различные вещества, в том числе через органы и ткани человеческого тела, не пропускающие лучи видимого света;

          2) вызывать флюоресценцию- свечение  некоторых химических соединений (активированные сульфиды цинка  и кадмия, платино- синеродистый  барий ) На этом свойстве основано R-просвечивание, а также использование усиливающих экранов при рентгенографии.

         3) оказывать фотохимическое воздействие: разлагать соединения серебра с галогенами и вызывать почернение фотографических слоев (в т.ч. R-графической пленки)

         4) вызывать физиологические и патологические(в зависимости от дозы) изменения в облученных органах и тканях(оказывать биологическое действие).На этом свойстве основано использование R-излучения для лечения опухолевых и некоторых неопухолевых заболеваний, однако при недостаточно контролируемом облучении в больших дозах возможно развитие острой и подострой лучевой болезни, либо лучевых поражений.

         5) передавать энергию излучения  атомам и молекулам окружающей  среды, вызывая их возбуждение, а также распад на положительные и отрицательные ионы – ионизационное действие. При определенных условиях между ионизационным эффектом и дозой облучением существует прямая зависимость. Это позволяет, оценивая с помощью специальных приборов(дозиметров) степень ионизации воздуха, определить количество и качество R-лучей, применяемых для диагностики и лечения. 

3.1 Рентгеноскопия является методикой исследования, при котором R-изображение получается на специальном флюоресцирующем экране, покрытом цинк-кадмий сульфидными солями. Рентгеноскопия проводится в темном помещении. Достоинством является то, что на экране получает свое отображение не только анатомическая структура исследуемых органов, но и их двигательная функция.

    Теневое  изображение, возникающее на экране во время просвечивания, является прямым (позитивным).

   В зависимости  от области исследования напряжение  на трубке при просвечивании 50-90кВ, ток 2-4мА.

    Недостатками  является- относительно низкая информативность,  в следствии малой яркости свечения экрана. Длительное изучение R-изображения во время просвечивания сопровождается значительной лучевой нагрузкой на больного и медицинский персонал. Весьма неудобной является необходимость проводить просвечивание в темной комнате. После просвечивания не остается документа, помогающего специалистам. Просвечивание широко применяется главным образом при исследовании желудочно-кишечного тракта.

         Рентгеноскопия дает возможность  изучить функцию органа - пульсацию  сердца, дыхательные движения ребер, легких, диафрагмы, перистальтику органов пищеварительного тракта и т.д. Она позволяет наблюдать функциональные отклонения в деятельности различных органов при разнообразных патологических процессах. Рентгенология открыла широкие перспективы для изучения физиологии различных органов. Она дала возможность видеть непосредственно работу сердца, легких, пищеварительного тракта. 

    3.2  Рентгенография - основная методика рентгенологического исследования.

         Изображение исследуемого объекта  возникает на светочувствительном слое рентгенографической пленке. Основное достоинство рентгенографии - это высокая разрешающая способность. На рентгенограммах значительно отчетливей, чем на флюоресцирующем экране, отображаются элементы структур различных органов. Исследование проводится в светлом помещении. Методика проста и при умелом выполнении не обременительна для больных.

   Рентгенография является методом выбора при всех заболеваниях костей и суставов, а так же при заболеваниях легких. Рентгеновский снимок фиксирует состояние органа или ткани лишь в момент съемки, однако он является объективным документом, по которому можно судить о болезненном процессе в данный момент, и спустя многие годы, что является превосходством перед рентгеноскопией. Однако однократная рентгенограмма фиксирует только анатомические изменения в определенный момент, она дает статику процесса; посредством серии рентгенограмм, произведенных через определенные промежутки времени, можно изучить динамику процесса, то есть функциональные изменения.

    При  изучении патологии некоторых  органов следует использовать  одновременно оба метода рентгенологического исследования: рентгеноскопию и рентгенотерапию. Такое комбинированное исследование в особенности необходимо при заболеваниях легких, пищеварительного тракта и, весьма часто, - при заболеваниях сердечно сосудистой системы.

  Большое распространение в настоящее время получили такие методы диагностики как томография и флюорография.

Томография является особым методов рентгенографии, позволяющим производить послойное рентгенологическое исследование органов человеческого тела с помощью средств лучевой диагностики. Различают методы томографии с использованием ионизирующего излучения, т.е. с облучением пациентов (обычная рентгеновская, или так называемая классическая, компьютерная рентгеновская и радионуклиидная, или эмиссионная компьютерная, томография), и не связанные с ним (ультразвуковая и магнитно-резонансная томография). За исключением обычной рентгеновской, при всех видах томографии изображение получают с помощью встроенных в аппараты ЭВМ (компьютеров).

  Флюорография также является разновидностью рентгенографического исследования. Она проводится с помощью специального аппарата - флюорограф, позволяющего сделать рентгеновский снимок на малоформатную фотопленку, и применяется для массового профилактического обследования населения. Флюорограф рассчитан в основном на исследование органов грудной полости. Однако их применяют и для исследования костно-суставного аппарата, лицевой части черепа, желудочно-кишечного тракта.

   Немного о методе рентгенокимографии – вспомогательном методе рентгенологического исследования, применяемого для функциональной диагностики и заключающейся в регистрации кривых движения или перемещения определенных точек на контуре того или иного органа. Движущийся орган (например, сердце) снимается посредством узкого пучка рентгеновских лучей, пропускаемых через щель в свинцовой пластинке на перемещающейся с равномерной скоростью рентгеновской пленке. Метод применяется для изучения сокращений сердца и пульсации кровеносных сосудов, для регистрации дыхательных движений ребер и диафрагмы, а также сокращений стенок заполненных контрастным веществом пищевода, желудка и петель кишок, почечных лоханок и мочеточников и др. Наибольшее диагностическое значение этот метод имеет для объективной оценки анатомических и функциональных изменений отдельных участков сердечной мышцы после перенесенного инфаркта миокарда. 
 
 
 
 

3.3 Рентгенотерапия— раздел лучевой терапии, охватывающий теорию и практику лечебного применения рентгеновских лучей, генерируемых при напряжении на рентгеновской трубке 20—60 кв и кожно-фокусном расстоянии 3—7 см (короткодистанционная рентгенотерапия) или при напряжении 180—400 кв и кожно-фокусном расстоянии 30—150 см (дистанционная рентгенотерапия). 

Применение  рентгенотерапии 

Рентгенотерапию проводят преимущественно при поверхностно расположенных опухолях и при  некоторых других заболеваниях.

Лучевая терапия.

Основным  принципом лучевой терапии является создание достаточной дозы в области опухоли для полного подавления ее роста при одновременном щажении окружающих тканей.

В основу классификации  методов лучевой терапии положено деление их по виду ионизирующего  излучения (гамма-терапия, рентгенотерапия, электронная терапия). Целесообразно рассматривать методы лучевой терапии не только в зависимости от вида ионизирующего излучения, но и от способа его подведения к патологическому очагу. Большой арсенал методов лучевой терапии позволяет индивидуализировать лечение и применять тот или иной способ облучения в зависимости от общего состояния больного, локализации, глубины залегания и распространенности опухолевого процесса.

Ускорители  и изотопные установки  в лучевой терапии.

Используемые  в практике лучевой терапии сверхвысоковольтные и изотопные установки, начиная с 1945 г. претерпели коренные изменения. Вскоре после 1951 г., когда впервые появились установки с источником Со60, они начали применяться во многих лечебных центрах. Конструкция этих установок непрерывно совершенствовалась, и в настоящее время создано много различных типов изотопных установок, которые в значительной мере могут заменить используемую ранее терапевтическую аппаратуру.

Много сведений из области ядерной физики дали эксперименты по бомбардировке ядер атомов частицами большой энергии. Известно, что средняя энергия связи на частицу в ядре равна примерно 8 Мэв. Силы, связывающие протоны с протонами, нейтроны с нейтронами и протоны с нейтронами, ''упакованными'' в ядрах, очень велики и в настоящее время еще не достаточно изучены. Имеются данные, указывающие на то, что ядерные силы отчасти сходны с обменными силами водородной связи, где один электрон взаимодействует с двумя положительными зарядами. Аналогичным образом силы связи между частицами внутри ядер могут быть обусловлены взаимодействием мезона с двумя частицами. До последнего времени источником мезонов являлись только космические лучи, поэтому изучение мезонов связано с большими экспериментальными трудностями. Успехи в изучении ядерных сил позволили создать установки, генерирующие интенсивные пучки мезонов; в настоящее время получена возможность ускорять частицы до энергий более 30000 Мэв. Эти установки чрезвычайно дороги в строительстве и эксплуатации; некоторые из них, созданные вначале для решения задач ядерной физики, стали ценными в лучевой терапии. 

Влияние дозы при воздействии  излучений высокой  энергии.

  Для использования в практике лучевой терапии, исходя из физических определений, могут быть даны определения доз излучений, которые учитывают основные клинические условия. Так, под понятием входная доза понимают дозу излучений, измеренную в воздухе на определенном расстоянии между источником излучения и поверхностью тела. Особый клинический интерес представляют показания о величине дозы, которая проявляет свое действие в определенных участках тканей. Такая эффективная доза с физической точки зрения определяется как величина энергии, которая поглощается в определенном участке тела. Эффективная доза, измеренная на поверхности тела, называется поверхностной дозой, а измеренная в определенных слоях ткани —глубинной.

Величина поверхностной  дозы определяется не только входной  дозой, но также и рассеянным излучением, которое возникает в тканях. Величина поверхностной дозы зависит от природы  излучений, их энергии и объема облучаемого участка тела. Объем облучаемого участка определяется величиной поля облучения и толщиной данного участка тела.

Для определения  эффективной дозы в том или  ином участке тела важно знать  данные о пространственной, объемной и интегральной дозах, т. е. о суммарной величине энергии, поглощенной в определенном объеме тела. Терапевтическая эффективность излучений определяется в первую очередь очаговой дозой, т.е. эффективной дозой в патологическом очаге. Если ее сопоставить с дозой в облученном объеме тела, то можно получить величину относительной очаговой пространственной дозы.

Различия в  распределении дозы при воздействии  обычных рентгеновых лучей и  излучений высокой энергии становятся особенно отчетливыми при учете  относительных глубинных доз, т. е. отношения глубинной к максимальной или поверхностной дозе. При воздействии излучений высокой энергии, учитывая особенности распределения дозы, отношение глубинной к максимальной дозе выражают в виде относительной глубинной дозы. В противоположность этому при воздействии обычных рентгеновых лучей под относительной глубинной дозой чаще понимают отношение глубинной дозы к поверхностной. Сопоставление этих двух величин относительных доз вполне возможно, так как в случае применения обычных рентгеновых лучей поверхностная доза почти совпадает с максимальной. 

 Функциональные и морфологические изменения в клетках, возникающие в результате воздействия излучений