على الرغم من أن العلماء لم يكتشفوا تأثير الأشعة السينية إلا منذ تسعينيات القرن التاسع عشر، إلا أن الاستخدام الطبي للأشعة السينية لهذه القوة الطبيعية قد تقدم بسرعة. اليوم، ومن أجل مصلحة البشرية، يتم استخدام الإشعاع الكهرومغناطيسي للأشعة السينية في الطب والأوساط الأكاديمية والصناعة، وكذلك لتوليد الكهرباء.
بالإضافة إلى ذلك، للإشعاع تطبيقات مفيدة في مجالات مثل الزراعة وعلم الآثار والفضاء وإنفاذ القانون والجيولوجيا (بما في ذلك التعدين) والعديد من الأنشطة الأخرى، حتى أنه يتم تطوير السيارات باستخدام ظاهرة الانشطار النووي.
الاستخدامات الطبية للأشعة السينية
في أماكن الرعاية الصحية، يستخدم الأطباء وأطباء الأسنان مجموعة متنوعة من المواد والإجراءات النووية لتشخيص ومراقبة وعلاج مجموعة واسعة من العمليات والأمراض الأيضية في جسم الإنسان. ونتيجة لذلك، أنقذت الإجراءات الطبية باستخدام الأشعة آلاف الأرواح من خلال اكتشاف وعلاج أمراض تتراوح من فرط نشاط الغدة الدرقية إلى سرطان العظام.
تتضمن أكثر هذه الإجراءات الطبية شيوعًا استخدام الأشعة التي يمكن أن تمر عبر الجلد. عندما يتم التقاط صورة، تبدو عظامنا وغيرها من الهياكل وكأنها تلقي بظلال لأنها أكثر كثافة من جلدنا، ويمكن اكتشاف هذه الظلال على فيلم أو شاشة مراقبة. التأثير مشابه لوضع قلم رصاص بين قطعة من الورق والضوء. سيكون ظل قلم الرصاص مرئيًا على قطعة الورق. الفرق هو أن الأشعة غير مرئية، لذلك هناك حاجة إلى عنصر تسجيل، مثل فيلم فوتوغرافي. وهذا يسمح للأطباء وأطباء الأسنان بتقييم استخدام الأشعة السينية عند رؤية العظام المكسورة أو مشاكل الأسنان.
استخدام الأشعة السينية للأغراض الطبية
إن استخدام الأشعة السينية بطريقة مستهدفة للأغراض العلاجية لا يقتصر فقط على اكتشاف الضرر. عند استخدامه على وجه التحديد، فإنه يهدف إلى قتل الأنسجة السرطانية، أو تقليل حجم الورم، أو تقليل الألم. على سبيل المثال، غالبًا ما يُستخدم اليود المشع (تحديدًا اليود 131) لعلاج سرطان الغدة الدرقية، وهي حالة تصيب العديد من الأشخاص.
تتصل أيضًا الأجهزة التي تستخدم هذه الخاصية بأجهزة الكمبيوتر وتقوم بالمسح الضوئي، وتسمى: التصوير المقطعي المحوري أو التصوير المقطعي المحوسب.
توفر هذه الأدوات للأطباء صورًا ملونة توضح الخطوط العريضة للأعضاء الداخلية وتفاصيلها. يساعد الأطباء على اكتشاف وتحديد الأورام أو تشوهات الحجم أو مشاكل الأعضاء الفسيولوجية أو الوظيفية الأخرى.
بالإضافة إلى ذلك، تقوم المستشفيات ومراكز الأشعة بإجراء ملايين الإجراءات سنويًا. في مثل هذه الإجراءات، يطلق الأطباء مواد مشعة بشكل معتدل في أجسام المرضى لفحص بعض الأعضاء الداخلية، مثل البنكرياس أو الكلى أو الغدة الدرقية أو الكبد أو الدماغ، لتشخيص الحالات السريرية.
قدرة اختراق عالية - قادرة على اختراق وسائط معينة. تخترق الأشعة السينية بشكل أفضل من خلال الوسائط الغازية (أنسجة الرئة)؛ فهي تخترق بشكل سيئ المواد ذات الكثافة الإلكترونية العالية والكتلة الذرية العالية (في البشر والعظام).
مضان - توهج. وفي هذه الحالة تتحول طاقة إشعاع الأشعة السينية إلى طاقة الضوء المرئي. في الوقت الحالي، يكمن مبدأ الفلورسنت في تصميم الشاشات المكثفة المصممة للتعرض الإضافي لفيلم الأشعة السينية. يتيح لك ذلك تقليل الحمل الإشعاعي على جسم المريض قيد الدراسة.
الكيمياء الضوئية – القدرة على تحفيز التفاعلات الكيميائية المختلفة.
القدرة على التأين - تحت تأثير الأشعة السينية، تتأين الذرات (تحلل الجزيئات المحايدة إلى أيونات موجبة وسالبة تشكل زوجًا أيونيًا.
البيولوجية - تلف الخلايا. في معظم الأحيان، يحدث ذلك بسبب تأين الهياكل ذات الأهمية البيولوجية (DNA، RNA، جزيئات البروتين، الأحماض الأمينية، الماء). التأثيرات البيولوجية الإيجابية - مضادة للأورام ومضادة للالتهابات.
جهاز أنبوب الشعاع
يتم إنتاج الأشعة السينية في أنبوب الأشعة السينية. أنبوب الأشعة السينية عبارة عن حاوية زجاجية بداخلها فراغ. هناك قطبان كهربائيان - الكاثود والأنود. الكاثود عبارة عن دوامة رقيقة من التنغستن. كان الأنود الموجود في الأنابيب القديمة عبارة عن قضيب نحاسي ثقيل ذو سطح مشطوف يواجه الكاثود. تم لحام صفيحة من المعدن المقاوم للحرارة على السطح المشطوف للأنود - مرآة الأنود (يصبح الأنود ساخنًا جدًا أثناء التشغيل). في وسط المرآة تركيز أنبوب الأشعة السينية- هذا هو المكان الذي يتم فيه إنتاج الأشعة السينية. كلما كانت قيمة التركيز البؤري أصغر، أصبحت حدود الموضوع الذي يتم تصويره أكثر وضوحًا. يعتبر التركيز الصغير 1 × 1 مم أو حتى أقل.
في أجهزة الأشعة السينية الحديثة، تُصنع الأقطاب الكهربائية من معادن مقاومة للحرارة. عادةً ما يتم استخدام الأنابيب ذات الأنود الدوار. أثناء التشغيل، يتم تدوير الأنود باستخدام جهاز خاص، وتسقط الإلكترونات المتطايرة من الكاثود على التركيز البصري. بسبب دوران الأنود، يتغير موضع التركيز البصري طوال الوقت، وبالتالي فإن هذه الأنابيب أكثر متانة ولا تبلى لفترة طويلة.
كيف يتم إنتاج الأشعة السينية؟ أولا، يتم تسخين خيوط الكاثود. للقيام بذلك، باستخدام محول تنحي، يتم تقليل الجهد على الأنبوب من 220 إلى 12-15 فولت. يسخن خيوط الكاثود، وتبدأ الإلكترونات الموجودة فيه في التحرك بشكل أسرع، وتترك بعض الإلكترونات الخيوط وتتشكل حولها سحابة من الإلكترونات الحرة. بعد ذلك، يتم تشغيل تيار الجهد العالي، والذي يتم الحصول عليه باستخدام محول تصاعدي. تستخدم أجهزة الأشعة السينية التشخيصية تيارًا عالي الجهد يتراوح من 40 إلى 125 كيلو فولت (1 كيلو فولت = 1000 فولت). كلما زاد الجهد على الأنبوب، كلما كان الطول الموجي أقصر. عند تشغيل الجهد العالي، يتم الحصول على فرق جهد كبير عند أقطاب الأنبوب، و"تنفصل" الإلكترونات عن الكاثود وتندفع إلى الأنود بسرعة عالية (الأنبوب هو أبسط مسرع للجسيمات المشحونة). بفضل الأجهزة الخاصة، لا تنتشر الإلكترونات على الجانبين، ولكنها تقع في نقطة واحدة تقريبًا من الأنود - التركيز (البؤرة) وتتباطأ في المجال الكهربائي لذرات الأنود. عندما تتباطأ الإلكترونات، تنشأ موجات كهرومغناطيسية، أي: الأشعة السينية. بفضل جهاز خاص (في الأنابيب القديمة - الأنود المشطوف)، يتم توجيه الأشعة السينية إلى المريض على شكل شعاع متباين من الأشعة، "مخروط".
الحصول على صورة بالأشعة السينية
فيلم الأشعة السينية عبارة عن هيكل متعدد الطبقات، الطبقة الرئيسية عبارة عن تركيبة بوليستر يصل سمكها إلى 175 ميكرون، ومغطاة بمستحلب ضوئي (يوديد الفضة وبروميد والجيلاتين).
تطوير الفيلم - استعادة الفضة (حيث مرت الأشعة - اسوداد منطقة الفيلم حيث بقيت - المناطق الأفتح)
المثبت - غسل بروميد الفضة من المناطق التي مرت بها الأشعة ولم تبقى.
بناء غرفة أشعة حديثة
1. غرفة الأشعة نفسها، حيث يوجد الجهاز ويتم فحص المرضى. يجب أن لا تقل مساحة غرفة الأشعة عن 50 م2
2. غرفة التحكم، حيث توجد لوحة التحكم، والتي من خلالها يتحكم فني الأشعة في تشغيل الجهاز بالكامل.
3. غرفة مظلمة حيث يتم تحميل أشرطة الأفلام، وتطوير الصور وتثبيتها، وغسلها وتجفيفها. إحدى الطرق الحديثة لمعالجة الصور الفوتوغرافية لأفلام الأشعة السينية الطبية هي استخدام آلات التطوير من النوع الملفوف. بالإضافة إلى سهولة الاستخدام التي لا شك فيها، توفر الآلات النامية استقرارا عاليا لعملية معالجة الصور. الوقت اللازم لدورة كاملة من لحظة دخول الفيلم إلى آلة التطوير حتى الحصول على صورة شعاعية جافة ("من الجاف إلى الجاف") لا يتجاوز عدة دقائق.
4. عيادة الطبيب، حيث يقوم أخصائي الأشعة بتحليل ووصف الصور الشعاعية المأخوذة.
طرق حماية العاملين في المجال الطبي والمرضى من الأشعة السينية
3 طرق رئيسية للحماية: الحماية عن طريق التدريع والمسافة والوقت.
1 .التدريع الحماية:
يتم وضع أجهزة خاصة مصنوعة من مواد تمتص الأشعة السينية بشكل جيد في مسار الأشعة السينية. يمكن أن يكون الرصاص والخرسانة والخرسانة الباريت وما إلى ذلك. تكون الجدران والأرضيات والأسقف في غرف الأشعة محمية ومصنوعة من مواد لا تنقل الأشعة إلى الغرف المجاورة. الأبواب محمية بمواد مبطنة بالرصاص. نوافذ المشاهدة بين غرفة الأشعة السينية وغرفة التحكم مصنوعة من الزجاج المحتوي على الرصاص. يتم وضع أنبوب الأشعة السينية في غلاف وقائي خاص لا يسمح بمرور الأشعة السينية ويتم توجيه الأشعة نحو المريض من خلال "نافذة" خاصة. يتم توصيل أنبوب بالنافذة، مما يحد من حجم شعاع الأشعة السينية. بالإضافة إلى ذلك، يتم تركيب حاجز لآلة الأشعة السينية عند مخرج الأشعة من الأنبوب. يتكون من زوجين من الصفائح المتعامدة مع بعضها البعض. يمكن تحريك هذه اللوحات وتفكيكها مثل الستائر. هذا يسمح لك بزيادة أو تقليل مجال التشعيع. كلما كان مجال الإشعاع أكبر، كلما زاد الضرر فتحة- جزء مهم من الحماية، خاصة عند الأطفال. بالإضافة إلى ذلك، يتعرض الطبيب نفسه لإشعاعات أقل. وستكون جودة الصور أفضل. مثال آخر على التدريع هو أن أجزاء جسم الهدف التي لا تخضع للتصوير حاليًا يجب أن تكون مغطاة بألواح من المطاط المحتوي على الرصاص. هناك أيضًا مآزر وتنانير وقفازات مصنوعة من مواد واقية خاصة.
2 .حماية الوقت:
يجب تشعيع المريض أثناء فحص الأشعة السينية لأقل وقت ممكن (على عجل، ولكن ليس على حساب التشخيص). وبهذا المعنى، فإن الصور تعطي تعرضًا إشعاعيًا أقل من الإضاءة العابرة، وذلك لأن يتم استخدام سرعات غالق قصيرة جدًا (الوقت) في الصور. حماية الوقت هي الطريقة الرئيسية لحماية المريض وأخصائي الأشعة نفسه. عند فحص المرضى، يحاول الطبيب، مع تساوي كل الأشياء الأخرى، اختيار طريقة بحث تستغرق وقتًا أقل، ولكن ليس على حساب التشخيص. وبهذا المعنى، يكون التنظير الفلوري أكثر ضررا، ولكن لسوء الحظ، غالبا ما يكون من المستحيل الاستغناء عن التنظير الفلوري. وبالتالي، عند فحص المريء والمعدة والأمعاء، يتم استخدام كلتا الطريقتين. عند اختيار طريقة البحث، نسترشد بقاعدة أن فوائد البحث يجب أن تكون أكبر من الضرر. في بعض الأحيان، بسبب الخوف من التقاط صورة إضافية، تحدث أخطاء في التشخيص ويوصف العلاج بشكل غير صحيح، مما يكلف المريض أحيانًا حياته. يجب أن نتذكر مخاطر الإشعاع، ولكن لا تخافوا منه، فهو أسوأ بالنسبة للمريض.
3 .الحماية عن بعد:
وفقا للقانون التربيعي للضوء، فإن إضاءة سطح معين تتناسب عكسيا مع مربع المسافة من مصدر الضوء إلى السطح المضاء. وفيما يتعلق بفحص الأشعة السينية، فهذا يعني أن جرعة الإشعاع تتناسب عكسيا مع مربع المسافة من بؤرة أنبوب الأشعة السينية إلى المريض (البعد البؤري). عندما يزيد البعد البؤري بمقدار 2 مرات، تنخفض جرعة الإشعاع بمقدار 4 مرات، وعندما يزيد البعد البؤري بمقدار 3 مرات، تنخفض جرعة الإشعاع بمقدار 9 مرات.
أثناء التنظير الفلوري، لا يُسمح بطول بؤري أقل من 35 سم، ويجب أن تكون المسافة من الجدران إلى جهاز الأشعة السينية 2 متر على الأقل، وإلا يتم تشكيل أشعة ثانوية، والتي تحدث عندما يضرب شعاع الأشعة الأساسي الأجسام المحيطة. (الجدران، الخ). لنفس السبب، لا يُسمح بوضع أثاث غير ضروري في غرف الأشعة السينية. في بعض الأحيان، عند فحص المرضى المصابين بأمراض خطيرة، يقوم طاقم الأقسام الجراحية والعلاجية بمساعدة المريض على الوقوف خلف شاشة الأشعة السينية والوقوف بجانب المريض أثناء الفحص، ودعمه. وهذا مقبول كاستثناء. لكن يجب على أخصائي الأشعة التأكد من أن الممرضات والممرضات اللاتي يساعدن المريض يرتدين مئزرًا وقفازات واقية، وإذا أمكن، لا يقفن بالقرب من المريض (الحماية عن طريق المسافة). إذا جاء عدة مرضى إلى غرفة الأشعة السينية، يتم استدعاؤهم إلى غرفة العلاج شخصًا واحدًا في كل مرة، أي. يجب أن يكون هناك شخص واحد فقط في وقت الدراسة.
الأسس الفيزيائية للتصوير الشعاعي والفلوروغرافي. عيوبهم ومزاياهم. مزايا الرقمية على الفيلم.
مبادئ التصوير الشعاعي
عند إجراء التصوير الشعاعي التشخيصي، يُنصح بالتقاط الصور في عرضين على الأقل. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن الأشعة السينية هي صورة مسطحة لجسم ثلاثي الأبعاد. ونتيجة لذلك، لا يمكن تحديد توطين التركيز المرضي المكتشف إلا باستخدام إسقاطين.
تقنية الحصول على الصور
يتم تحديد جودة صورة الأشعة السينية الناتجة من خلال 3 معلمات رئيسية. الجهد الكهربي المزوّد بأنبوب الأشعة السينية وقوة التيار وزمن تشغيل الأنبوب. اعتمادا على التكوينات التشريحية التي تتم دراستها ووزن وحجم المريض، يمكن أن تختلف هذه المعلمات بشكل كبير. هناك قيم متوسطة للأعضاء والأنسجة المختلفة، ولكن يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن القيم الفعلية ستختلف حسب الجهاز الذي يتم إجراء الدراسة فيه والمريض الذي يتم إجراء التصوير الشعاعي له. يتم تجميع جدول قيم فردي لكل جهاز. هذه القيم ليست مطلقة ويتم تعديلها مع تقدم الدراسة. تعتمد جودة الصور الملتقطة إلى حد كبير على قدرة فني الأشعة على تكييف جدول القيم المتوسطة بشكل مناسب مع مريض معين.
تسجيل صورة
الطريقة الأكثر شيوعًا لتسجيل صورة الأشعة السينية هي تسجيلها على فيلم حساس للأشعة السينية ثم تطويرها. يوجد حاليًا أيضًا أنظمة توفر التسجيل الرقمي للبيانات. نظرًا لارتفاع تكلفة التصنيع وتعقيده، فإن هذا النوع من المعدات أدنى إلى حد ما من التناظرية من حيث الانتشار.
يتم وضع فيلم الأشعة السينية في أجهزة خاصة - أشرطة (يقولون أن الكاسيت مشحون). الكاسيت يحمي الفيلم من الضوء المرئي. والأخير، مثل الأشعة السينية، لديه القدرة على اختزال الفضة المعدنية من AgBr. تصنع الكاسيت من مادة لا تنقل الضوء ولكنها تسمح للأشعة السينية بالمرور من خلالها. داخل أشرطة الكاسيت هناك شاشات تكثيف,يتم وضع الفيلم بينهما. عند التقاط صورة، لا تسقط الأشعة السينية نفسها على الفيلم فحسب، بل يسقط أيضًا الضوء الصادر من الشاشات (يتم طلاء الشاشات بملح الفلورسنت، لذا فهي تتوهج وتعزز تأثير الأشعة السينية). وهذا يجعل من الممكن تقليل جرعة الإشعاع للمريض بمقدار 10 مرات.
عند التقاط صورة، يتم توجيه الأشعة السينية إلى مركز الجسم الذي يتم تصويره (المركز). بعد التصوير في الغرفة المظلمة، يتم تطوير الفيلم بمواد كيميائية خاصة وثابتة (ثابتة). والحقيقة هي أنه في تلك الأجزاء من الفيلم التي لم تتعرض للأشعة السينية أثناء التصوير أو أصيب عدد قليل منها فقط، لم تتم استعادة الفضة، وإذا لم يتم وضع الفيلم في محلول المثبت ( المثبت)، ثم عند فحص الفيلم، تتم استعادة الفضة تحت تأثير الضوء المرئي. سيتحول الفيلم بأكمله إلى اللون الأسود ولن تظهر أي صورة. عند التثبيت (التثبيت)، يدخل AgBr غير المخفض من الفيلم إلى محلول المثبت، لذلك يوجد الكثير من الفضة في المثبت، ولا يتم سكب هذه المحاليل، بل يتم تسليمها إلى مراكز الأشعة السينية.
إحدى الطرق الحديثة لمعالجة الصور الفوتوغرافية لأفلام الأشعة السينية الطبية هي استخدام آلات التطوير من النوع الملفوف. بالإضافة إلى سهولة الاستخدام التي لا شك فيها، توفر الآلات النامية استقرارا عاليا لعملية معالجة الصور. الوقت اللازم لدورة كاملة من لحظة دخول الفيلم إلى آلة التطوير حتى الحصول على صورة شعاعية جافة ("من الجاف إلى الجاف") لا يتجاوز عدة دقائق.
صور الأشعة السينية هي صورة مصنوعة بالأبيض والأسود – وهي صورة سلبية. الأسود – المناطق ذات الكثافة المنخفضة (الرئتين، فقاعة الغاز في المعدة. الأبيض – المناطق ذات الكثافة العالية (العظام).
التصوير الفلوري- جوهر الضباب هو أنه يتم من خلاله الحصول على صورة للصدر أولاً على شاشة الفلورسنت، ثم يتم التقاط صورة ليس للمريض نفسه، بل لصورته على الشاشة.
يوفر التصوير الفلوري صورة مصغرة لكائن ما. هناك تقنيات الإطار الصغير (على سبيل المثال، 24×24 ملم أو 35×35 ملم) والإطار الكبير (على وجه الخصوص، 70×70 ملم أو 100×100 ملم). هذا الأخير يقترب من التصوير الشعاعي في القدرات التشخيصية. يستخدم الضباب ل الفحص الوقائي للسكان(يتم اكتشاف الأمراض الخفية مثل السرطان والسل).
وقد تم تطوير كل من الأجهزة الفلوروغرافية الثابتة والمتنقلة.
حاليًا، يتم استبدال التصوير الفلوري السينمائي تدريجيًا بالتصوير الفلوري الرقمي. تتيح الأساليب الرقمية تبسيط العمل باستخدام الصور (يمكن عرض الصورة على شاشة العرض، وطباعتها، ونقلها عبر الشبكة، وحفظها في قاعدة بيانات طبية، وما إلى ذلك)، وتقليل تعرض المريض للإشعاع وتقليل تكلفة العلاج الإضافي المواد (فيلم، مطور للأفلام).
هناك نوعان من تقنيات التصوير الفلوري الرقمي الشائعة. تستخدم التقنية الأولى، مثل التصوير الفلوري التقليدي، تصوير صورة على شاشة الفلورسنت، ويتم استخدام مصفوفة CCD فقط بدلاً من فيلم الأشعة السينية. تستخدم التقنية الثانية المسح العرضي للصدر طبقة تلو الأخرى باستخدام شعاع من الأشعة السينية على شكل مروحة مع الكشف عن الإشعاع المنقول بواسطة كاشف خطي (على غرار الماسح الضوئي التقليدي للمستندات الورقية، حيث يتحرك الكاشف الخطي على طول ورقة). الطريقة الثانية تسمح باستخدام جرعات أقل بكثير من الإشعاع. بعض عيوب الطريقة الثانية هي طول وقت الحصول على الصور.
الخصائص المقارنة لحمل الجرعة في الدراسات المختلفة.
توفر الأشعة السينية التقليدية للصدر للمريض جرعة إشعاع فردية متوسطة تبلغ 0.5 ملي سيفرت لكل إجراء (الأشعة السينية الرقمية - 0.05 ملي سيفرت)، في حين أن الأشعة السينية للفيلم - 0.3 ملي سيفرت لكل إجراء (الأشعة السينية الرقمية) - 0.03 ملي سيفرت)، والتصوير المقطعي لأعضاء الصدر - 11 ملي سيفرت لكل إجراء. التصوير بالرنين المغناطيسي لا يحمل التعرض للإشعاع
فوائد التصوير الشعاعي
توافر الأسلوب على نطاق واسع وسهولة البحث.
لا تتطلب معظم الاختبارات إعدادًا خاصًا للمريض.
تكلفة البحوث منخفضة نسبيا.
يمكن استخدام الصور للتشاور مع أخصائي آخر أو في مؤسسة أخرى (على عكس صور الموجات فوق الصوتية، حيث يكون تكرار الفحص ضروريًا، نظرًا لأن الصور الناتجة تعتمد على المشغل).
الطبيعة الثابتة للصورة تجعل من الصعب تقييم وظيفة العضو.
وجود إشعاعات مؤينة يمكن أن يكون لها تأثير ضار على المريض.
محتوى المعلومات في التصوير الشعاعي الكلاسيكي أقل بكثير من طرق التصوير الطبي الحديثة مثل التصوير المقطعي والتصوير بالرنين المغناطيسي وما إلى ذلك. تعكس صور الأشعة السينية التقليدية طبقات الإسقاط للهياكل التشريحية المعقدة، أي مجموع ظلال الأشعة السينية، على النقيض من الأشعة السينية. سلسلة من الصور طبقة تلو الأخرى تم الحصول عليها بواسطة طرق التصوير المقطعي الحديثة.
بدون استخدام عوامل التباين، لا يكون التصوير الشعاعي مفيدًا بما يكفي لتحليل التغيرات في الأنسجة الرخوة التي تختلف قليلاً في الكثافة (على سبيل المثال، عند دراسة أعضاء البطن).
الأسس الفيزيائية للتنظير الفلوري. عيوب ومزايا الطريقة
في الظروف الحديثة لا يوجد مبرر لاستخدام شاشة الفلورسنت نظرا لانخفاض سطوعها مما يضطر إلى إجراء البحث في غرفة مظلمة جيدا وبعد تكيف الباحث لفترة طويلة مع الظلام (10-15 دقيقة) للتمييز صورة منخفضة الكثافة.
تُستخدم الآن شاشات الفلورسنت في تصميم مكثف صورة الأشعة السينية (مكثف صورة الأشعة السينية)، مما يزيد من سطوع (توهج) الصورة الأولية بما يقارب 5000 مرة. وبمساعدة المحول الإلكتروني البصري، تظهر الصورة على شاشة المراقبة، مما يحسن بشكل كبير جودة التشخيص ولا يتطلب تعتيم غرفة الأشعة السينية.
مزايا التنظير الفلوري
الميزة الرئيسية على التصوير الشعاعي هي حقيقة البحث في الوقت الحقيقي. يتيح لك هذا تقييم ليس فقط بنية العضو، ولكن أيضًا إزاحته أو انقباضه أو تمدده ومرور عامل التباين والحشو. تسمح لك الطريقة أيضًا بتقييم موقع بعض التغييرات بسرعة، بسبب دوران كائن الدراسة أثناء فحص الأشعة السينية (دراسة الإسقاط المتعدد).
يسمح لك التنظير الفلوري بمراقبة تنفيذ بعض الإجراءات الآلية - وضع القسطرة، رأب الأوعية الدموية (انظر تصوير الأوعية)، تصوير الناسور.
يمكن وضع الصور الناتجة على قرص مضغوط عادي أو في وحدة تخزين الشبكة.
مع ظهور التقنيات الرقمية، اختفت 3 عيوب رئيسية متأصلة في التنظير الفلوري التقليدي:
جرعة إشعاعية عالية نسبيًا مقارنة بالتصوير الشعاعي - لقد تركت الأجهزة الحديثة ذات الجرعات المنخفضة هذا العيب في الماضي. يؤدي استخدام أوضاع المسح النبضي إلى تقليل حمل الجرعة بنسبة تصل إلى 90%.
دقة مكانية منخفضة - في الأجهزة الرقمية الحديثة، تكون الدقة في وضع النسخ أقل قليلاً من الدقة في وضع التصوير الشعاعي. في هذه الحالة، فإن القدرة على مراقبة الحالة الوظيفية للأعضاء الفردية (القلب والرئتين والمعدة والأمعاء) "في الديناميكيات" لها أهمية حاسمة.
استحالة توثيق البحث - تتيح تقنيات معالجة الصور الرقمية حفظ المواد البحثية، سواء إطارًا بإطار أو في شكل تسلسل فيديو.
يتم إجراء التنظير الفلوري بشكل أساسي للتشخيص بالأشعة السينية لأمراض الأعضاء الداخلية الموجودة في التجاويف البطنية والصدرية، وفقًا للخطة التي يضعها أخصائي الأشعة قبل بدء الدراسة. في بعض الأحيان، يتم استخدام ما يسمى بالتنظير الفلوري المسحي للتعرف على إصابات العظام المؤلمة، لتوضيح المنطقة المراد تصويرها شعاعيًا.
على النقيض من الفحص الفلوري
يوسع التباين الاصطناعي إلى حد كبير إمكانيات الفحص الفلوري للأعضاء والأنظمة التي تكون فيها كثافات الأنسجة متماثلة تقريبًا (على سبيل المثال، تجويف البطن، حيث تنقل أعضاؤه إشعاع الأشعة السينية بنفس المقدار تقريبًا وبالتالي تكون منخفضة التباين). يتم تحقيق ذلك عن طريق إدخال معلق مائي من كبريتات الباريوم في تجويف المعدة أو الأمعاء، والذي لا يذوب في العصارات الهضمية، ولا تمتصه المعدة أو الأمعاء ويتم إفرازه بشكل طبيعي في شكل غير متغير تمامًا. الميزة الرئيسية لمعلق الباريوم هو أنه، من خلال مروره عبر المريء والمعدة والأمعاء، فإنه يغطي جدرانها الداخلية ويعطي على شاشة أو فيلم صورة كاملة عن طبيعة الارتفاعات والانخفاضات وغيرها من سمات الغشاء المخاطي. تساعد دراسة الراحة الداخلية للمريء والمعدة والأمعاء في التعرف على عدد من أمراض هذه الأعضاء. من خلال الحشوة الأكثر إحكامًا، يمكن تحديد شكل وحجم وموضع ووظيفة العضو الذي يتم فحصه.
التصوير الشعاعي للثدي - أساسيات الطريقة والمؤشرات. مزايا التصوير الشعاعي للثدي الرقمي على التصوير الشعاعي للثدي الفيلم.
التصوير الشعاعي للثدي- الفصل التشخيص الطبي، تشارك في البحوث غير الغازيةالغدة الثديية، وخاصةً الأنثوية، ويتم إجراؤها لغرض:
1. الفحص الوقائي (الفحص) للنساء الأصحاء للتعرف على الأشكال المبكرة وغير الملموسة لسرطان الثدي.
2. التشخيص التفريقي بين السرطان وتضخم خلل الهرمونات الحميد (FAM) في الغدة الثديية.
3. تقييم نمو الورم الرئيسي (عقدة واحدة أو بؤر سرطانية متعددة المراكز)؛
4.المتابعة الديناميكية لحالة الغدد الثديية بعد التدخلات الجراحية.
تم إدخال الطرق التالية للتشخيص الإشعاعي لسرطان الثدي في الممارسة الطبية: التصوير الشعاعي للثدي، والموجات فوق الصوتية، والتصوير المقطعي المحوسب، والتصوير بالرنين المغناطيسي، وتصوير دوبلر بالألوان والطاقة، والخزعة المجسمة تحت سيطرة التصوير الشعاعي للثدي، والتصوير الحراري.
تصوير الثدي بالأشعة السينية
حاليًا، في الغالبية العظمى من الحالات في العالم، يتم استخدام تصوير الثدي بالأشعة السينية، سواء كان فيلمًا (تناظريًا) أو رقميًا، لتشخيص سرطان الثدي لدى النساء (BC).
لا يستغرق الإجراء أكثر من 10 دقائق. لكي يتم التقاط الصورة، يجب وضع الثديين بين شريطين وضغطهما قليلاً. يتم التقاط الصورة على شكل إسقاطين حتى يمكن تحديد مكان الورم بدقة إذا تم العثور عليه. وبما أن التماثل هو أحد عوامل التشخيص، فيجب فحص كلا الثديين دائمًا.
التصوير الشعاعي للثدي بالرنين المغناطيسي
الشكاوى من تراجع أو انتفاخ أي جزء من الغدة
خروج إفرازات من الحلمة، وتغير في شكلها
ألم في الثدي، وتورم، وتغير في الحجم
كوسيلة للفحص الوقائي، يوصف التصوير الشعاعي للثدي لجميع النساء البالغات من العمر 40 عامًا فما فوق، أو النساء المعرضات للخطر.
أورام الثدي الحميدة (وخاصة الورم الغدي الليفي)
العمليات الالتهابية (التهاب الضرع)
اعتلال الثدي
أورام الأعضاء التناسلية
أمراض الغدد الصماء (الغدة الدرقية والبنكرياس)
العقم
بدانة
تاريخ جراحة الثدي
مزايا التصوير الشعاعي للثدي الرقمي على الفيلم:
تقليل أحمال الجرعة أثناء فحوصات الأشعة السينية؛
زيادة كفاءة البحث، مما يسمح بتحديد العمليات المرضية التي لم يكن من الممكن الوصول إليها سابقًا (قدرات معالجة الصور الرقمية بالكمبيوتر)؛
إمكانية استخدام شبكات الاتصالات لنقل الصور بغرض الاستشارة عن بعد؛
تحقيق الأثر الاقتصادي عند إجراء البحوث الجماعية.
في عام 1895، اكتشف الفيزيائي الألماني رونتجن، أثناء إجراء تجارب على مرور التيار بين قطبين كهربائيين في الفراغ، أن شاشة مغطاة بمادة مضيئة (ملح الباريوم) تتوهج، على الرغم من أن أنبوب التفريغ مغطى بشاشة من الورق المقوى الأسود - هذا يتم كيفية اختراق الإشعاع من خلال حواجز غير شفافة تسمى الأشعة السينية X-rays. تم اكتشاف أن إشعاع الأشعة السينية، غير المرئي للإنسان، يتم امتصاصه في الأجسام المعتمة بقوة أكبر، كلما زاد العدد الذري (الكثافة) للحاجز، لذلك تمر الأشعة السينية بسهولة عبر الأنسجة الرخوة لجسم الإنسان، ولكن وتحتفظ بها عظام الهيكل العظمي. تم تصميم مصادر الأشعة السينية القوية للسماح للمرء بفحص الأجزاء المعدنية والعثور على العيوب الداخلية فيها.
واقترح الفيزيائي الألماني لاو أن الأشعة السينية هي نفس الإشعاع الكهرومغناطيسي كأشعة الضوء المرئية، ولكن بطول موجي أقصر وتنطبق عليها جميع قوانين البصريات، بما في ذلك إمكانية الحيود. في بصريات الضوء المرئي، يمكن تمثيل الحيود عند المستوى الأولي على أنه انعكاس الضوء من نظام من الخطوط - محزوز الحيود، الذي يحدث فقط عند زوايا معينة، وترتبط زاوية انعكاس الأشعة بزاوية السقوط ، المسافة بين خطوط محزوز الحيود والطول الموجي للإشعاع الساقط. لكي يحدث الحيود، يجب أن تكون المسافة بين الخطوط مساوية تقريبًا للطول الموجي للضوء الساقط.
اقترح لاو أن الأشعة السينية لها طول موجي قريب من المسافة بين الذرات الفردية في البلورات، أي. تشكل الذرات الموجودة في البلورة محزوز حيود للأشعة السينية. انعكست الأشعة السينية الموجهة إلى سطح البلورة على لوحة التصوير الفوتوغرافي، كما تنبأت النظرية.
إن أي تغيرات في مواقع الذرات تؤثر على نمط الحيود، ومن خلال دراسة حيود الأشعة السينية يمكن معرفة ترتيب الذرات في البلورة والتغير في هذا الترتيب تحت أي تأثيرات فيزيائية وكيميائية وميكانيكية على البلورة.
في الوقت الحاضر، يُستخدم تحليل الأشعة السينية في العديد من مجالات العلوم والتكنولوجيا؛ حيث تم بمساعدته تحديد ترتيب الذرات في المواد الموجودة وإنشاء مواد جديدة ذات بنية وخصائص معينة. إن التطورات الحديثة في هذا المجال (المواد النانوية، المعادن غير المتبلورة، المواد المركبة) تخلق مجال نشاط للأجيال العلمية القادمة.
حدوث وخصائص الأشعة السينية
مصدر الأشعة السينية هو أنبوب الأشعة السينية الذي يحتوي على قطبين كهربائيين - الكاثود والأنود. عندما يتم تسخين الكاثود، يحدث انبعاث الإلكترونات؛ يتم تسريع الإلكترونات الهاربة من الكاثود بواسطة المجال الكهربائي وتضرب سطح الأنود. ما يميز أنبوب الأشعة السينية عن أنبوب الراديو التقليدي (الصمام الثنائي) هو بشكل أساسي جهد التسارع العالي (أكثر من 1 كيلو فولت).
عندما يغادر الإلكترون الكاثود، يجبره المجال الكهربائي على الطيران نحو القطب الموجب، بينما تزداد سرعته باستمرار؛ ويحمل الإلكترون مجالًا مغناطيسيًا، تزداد قوته مع زيادة سرعة الإلكترون. عند الوصول إلى سطح الأنود، يتباطأ الإلكترون بشكل حاد، وتظهر نبضة كهرومغناطيسية ذات أطوال موجية في فترة زمنية معينة (bremsstrahlung). يعتمد توزيع شدة الإشعاع على الأطوال الموجية على مادة الأنود في أنبوب الأشعة السينية والجهد المطبق، بينما على جانب الموجة القصيرة يبدأ هذا المنحنى عند عتبة معينة من الطول الموجي الأدنى، اعتمادًا على الجهد المطبق. يشكل مزيج الأشعة مع جميع الأطوال الموجية الممكنة طيفًا مستمرًا، والطول الموجي المقابل للكثافة القصوى هو 1.5 مرة من الطول الموجي الأدنى.
مع زيادة الجهد، يتغير طيف الأشعة السينية بشكل كبير بسبب تفاعل الذرات مع الإلكترونات عالية الطاقة وكميات الأشعة السينية الأولية. تحتوي الذرة على أغلفة إلكترونية داخلية (مستويات طاقة)، ويعتمد عددها على العدد الذري (المشار إليه بالأحرف K، L، M، وما إلى ذلك). تقوم الإلكترونات والأشعة السينية الأولية بإخراج الإلكترونات من مستوى طاقة إلى آخر. تنشأ حالة شبه مستقرة وللانتقال إلى حالة مستقرة من الضروري قفزة الإلكترونات في الاتجاه المعاكس. ويصاحب هذه القفزة إطلاق كمية من الطاقة وظهور الأشعة السينية. على عكس الأشعة السينية ذات الطيف المستمر، فإن هذا الإشعاع له نطاق ضيق جدًا من الأطوال الموجية وكثافة عالية (إشعاع مميز) ( سم. أرز.). عدد الذرات التي تحدد شدة الإشعاع المميز كبير جدًا، على سبيل المثال، بالنسبة لأنبوب الأشعة السينية المزود بأنود نحاسي بجهد 1 كيلو فولت وتيار 15 مللي أمبير، تنتج 10 14 –10 15 ذرة مميزة؛ الإشعاع في 1 ثانية. يتم حساب هذه القيمة على أنها نسبة الطاقة الإجمالية لإشعاع الأشعة السينية إلى طاقة كمية الأشعة السينية من غلاف K (سلسلة K من الإشعاع المميز للأشعة السينية). تبلغ الطاقة الإجمالية للأشعة السينية 0.1% فقط من استهلاك الطاقة، ويتم فقدان الباقي بشكل رئيسي بسبب التحويل إلى حرارة.
نظرًا لكثافتها العالية ونطاق طولها الموجي الضيق، فإن الأشعة السينية المميزة هي النوع الرئيسي من الإشعاع المستخدم في البحث العلمي والتحكم في العمليات. بالتزامن مع أشعة السلسلة K، يتم إنشاء أشعة السلسلة L وM، والتي لها أطوال موجية أطول بكثير، ولكن استخدامها محدود. تحتوي السلسلة K على مكونين بأطوال موجية متقاربة a وb، في حين أن شدة المكون b أقل بخمس مرات من a. بدوره، يتميز المكون a بطولين موجيين قريبين جدًا، شدة أحدهما أكبر مرتين من الآخر. للحصول على إشعاع بطول موجي واحد (إشعاع أحادي اللون)، تم تطوير طرق خاصة تستخدم اعتماد امتصاص وحيود الأشعة السينية على الطول الموجي. ترتبط الزيادة في العدد الذري لعنصر ما بتغير في خصائص الأغلفة الإلكترونية، وكلما زاد العدد الذري لمادة الأنود في أنبوب الأشعة السينية، كلما كان الطول الموجي لسلسلة K أقصر. الأكثر استخدامًا هي الأنابيب ذات الأنودات المصنوعة من عناصر بأعداد ذرية من 24 إلى 42 (Cr، Fe، Co، Cu، Mo) وأطوال موجية من 2.29 إلى 0.712 أمبير (0.229 - 0.712 نانومتر).
بالإضافة إلى أنبوب الأشعة السينية، يمكن أن تكون مصادر إشعاع الأشعة السينية نظائر مشعة، بعضها يمكن أن ينبعث منها الأشعة السينية مباشرة، والبعض الآخر ينبعث منها إلكترونات وجسيمات تولد الأشعة السينية عند قصف الأهداف المعدنية. عادة ما تكون شدة إشعاع الأشعة السينية الصادرة عن المصادر المشعة أقل بكثير من أنبوب الأشعة السينية (باستثناء الكوبالت المشع، الذي يستخدم في اكتشاف العيوب وينتج إشعاعًا بطول موجي قصير جدًا - إشعاع g)، فهي تكون صغير الحجم ولا يحتاج إلى كهرباء. يتم إنتاج أشعة السنكروترون في مسرعات الإلكترونات؛ ويكون الطول الموجي لهذا الإشعاع أطول بكثير من الطول الموجي الذي يتم الحصول عليه في أنابيب الأشعة السينية (الأشعة السينية الناعمة)، وتكون شدته أعلى بعدة مرات من شدة إشعاع الأشعة السينية. أنابيب. هناك أيضًا مصادر طبيعية للأشعة السينية. تم العثور على شوائب مشعة في العديد من المعادن، وتم تسجيل انبعاث الأشعة السينية من الأجسام الفضائية، بما في ذلك النجوم.
تفاعل الأشعة السينية مع البلورات
في دراسات الأشعة السينية للمواد ذات البنية البلورية، يتم تحليل أنماط التداخل الناتجة عن تشتت الأشعة السينية بواسطة الإلكترونات التي تنتمي إلى ذرات الشبكة البلورية. تعتبر الذرات غير متحركة، ولا تؤخذ اهتزازاتها الحرارية في الاعتبار، وتعتبر جميع الإلكترونات من نفس الذرة مركزة عند نقطة واحدة - عقدة الشبكة البلورية.
لاشتقاق المعادلات الأساسية لحيود الأشعة السينية في البلورة، يؤخذ في الاعتبار تداخل الأشعة المنتشرة بواسطة الذرات الموجودة على طول خط مستقيم في الشبكة البلورية. تسقط موجة مستوية من الأشعة السينية أحادية اللون على هذه الذرات بزاوية جيب تمامها يساوي 0 . تشبه قوانين تداخل الأشعة المنتشرة بواسطة الذرات تلك الموجودة في محزوز الحيود، الذي ينثر إشعاع الضوء في نطاق الطول الموجي المرئي. ولكي تتجمع سعات جميع الاهتزازات على مسافة كبيرة من الصف الذري، فمن الضروري والكافي أن يحتوي الاختلاف في مسارات الأشعة القادمة من كل زوج من الذرات المجاورة على عدد صحيح من الأطوال الموجية. عندما تكون المسافة بين الذرات أيبدو هذا الشرط كما يلي:
أ(أ – أ 0) = حل،
حيث a هو جيب تمام الزاوية بين الصف الذري والحزمة المنحرفة، ح –عدد صحيح. وفي جميع الاتجاهات التي لا تحقق هذه المعادلة، لا تنتشر الأشعة. وبالتالي، تشكل الأشعة المتناثرة نظامًا من المخاريط المحورية، المحور المشترك لها هو الصف الذري. آثار المخاريط على المستوى الموازي للصف الذري هي قطع زائدة، وعلى المستوى المتعامد مع الصف تكون دوائر.
عندما تسقط الأشعة بزاوية ثابتة، يتحلل الإشعاع متعدد الألوان (الأبيض) إلى طيف من الأشعة المنحرفة بزوايا ثابتة. وبالتالي، فإن السلسلة الذرية هي مطياف للأشعة السينية.
إن التعميم على شبكة ذرية (مسطحة) ثنائية الأبعاد، ثم على شبكة بلورية حجمية (مكانية) ثلاثية الأبعاد يعطي معادلتين أكثر تشابهًا، والتي تشمل زوايا حدوث وانعكاس إشعاع الأشعة السينية والمسافات بين الذرات في ثلاثة اتجاهات. تسمى هذه المعادلات معادلات لاو وتشكل أساس تحليل حيود الأشعة السينية.
يتم جمع سعات الأشعة المنعكسة من المستويات الذرية المتوازية، وما إلى ذلك. عدد الذرات كبير جدًا، ويمكن اكتشاف الإشعاع المنعكس تجريبيًا. يتم وصف حالة الانعكاس بواسطة معادلة Wulff-Bragg2d sinq = nl، حيث d هي المسافة بين المستويات الذرية المجاورة، q هي زاوية الرعي بين اتجاه الشعاع الساقط وهذه المستويات في البلورة، l هو الطول الموجي للشعاع الساقط. إشعاع الأشعة السينية، n هو عدد صحيح يسمى ترتيب الانعكاس. الزاوية q هي زاوية السقوط بالنسبة للمستويات الذرية على وجه التحديد، والتي لا تتطابق بالضرورة في الاتجاه مع سطح العينة قيد الدراسة.
تم تطوير عدة طرق لتحليل حيود الأشعة السينية، وذلك باستخدام الإشعاع ذي الطيف المستمر والإشعاع أحادي اللون. يمكن أن يكون الجسم قيد الدراسة ثابتًا أو دوّارًا، ويمكن أن يتكون من بلورة واحدة (بلورة واحدة) أو عدة (متعدد البلورات)؛ ويمكن تسجيل الإشعاعات المنحرفة باستخدام فيلم أشعة سينية مسطح أو أسطواني أو كاشف أشعة سينية يتحرك حول المحيط، ولكن في جميع الحالات أثناء التجربة وتفسير النتائج، يتم استخدام معادلة وولف-براج.
تحليل الأشعة السينية في العلوم والتكنولوجيا
ومع اكتشاف حيود الأشعة السينية، أصبح تحت تصرف الباحثين طريقة جعلت من الممكن، دون مجهر، دراسة ترتيب الذرات الفردية والتغيرات في هذا الترتيب تحت التأثيرات الخارجية.
التطبيق الرئيسي للأشعة السينية في العلوم الأساسية هو التحليل الهيكلي، أي التحليل الهيكلي. تحديد الترتيب المكاني للذرات الفردية في البلورة. للقيام بذلك، يتم زراعة بلورات مفردة ويتم إجراء تحليل الأشعة السينية، ودراسة مواقع الانعكاسات وكثافتها. لم يتم الآن تحديد هياكل المعادن فحسب، بل أيضًا المواد العضوية المعقدة، التي تحتوي خلايا الوحدة فيها على آلاف الذرات.
في علم المعادن، تم تحديد هياكل الآلاف من المعادن باستخدام تحليل الأشعة السينية وتم إنشاء طرق سريعة لتحليل المواد الخام المعدنية.
تتمتع المعادن ببنية بلورية بسيطة نسبيًا، وتتيح طريقة الأشعة السينية دراسة تغيراتها أثناء المعالجات التكنولوجية المختلفة وإنشاء الأساس المادي للتكنولوجيات الجديدة.
يتم تحديد التركيبة الطورية للسبائك من خلال موقع الخطوط على أنماط حيود الأشعة السينية، ويتم تحديد عدد البلورات وحجمها وشكلها من خلال عرضها، ويتم تحديد اتجاه البلورات (الملمس) من خلال شدتها. التوزيع في مخروط الحيود.
وباستخدام هذه التقنيات، يتم دراسة العمليات التي تتم أثناء التشوه البلاستيكي، بما في ذلك تجزئة البلورة، وحدوث الضغوط الداخلية والعيوب في البنية البلورية (الخلع). عندما يتم تسخين المواد المشوهة، يتم دراسة تخفيف الضغط ونمو البلورات (إعادة البلورة).
يحدد تحليل الأشعة السينية للسبائك تكوين وتركيز المحاليل الصلبة. عندما يظهر محلول صلب، تتغير المسافات بين الذرات، وبالتالي المسافات بين المستويات الذرية. هذه التغييرات صغيرة، لذلك تم تطوير طرق دقيقة خاصة لقياس فترات الشبكة البلورية بدقة أكبر بمقدار أمرين من دقة القياس باستخدام طرق البحث التقليدية بالأشعة السينية. إن الجمع بين القياسات الدقيقة لفترات الشبكة البلورية وتحليل الطور يجعل من الممكن بناء حدود مناطق الطور في مخطط الطور. كما يمكن لطريقة الأشعة السينية اكتشاف الحالات الوسيطة بين المحاليل الصلبة والمركبات الكيميائية - وهي المحاليل الصلبة المرتبة التي لا تكون ذرات الشوائب فيها عشوائية، كما في المحاليل الصلبة، وفي نفس الوقت ليست بترتيب ثلاثي الأبعاد، كما في المواد الكيميائية مركبات. تحتوي أنماط حيود الأشعة السينية للمحاليل الصلبة المرتبة على خطوط إضافية؛ ويبين تفسير أنماط حيود الأشعة السينية أن ذرات الشوائب تحتل مواقع معينة في الشبكة البلورية، على سبيل المثال، عند رؤوس المكعب.
عندما يتم إخماد سبيكة لا تخضع لتحولات الطور، قد ينشأ محلول صلب مفرط التشبع، ومع مزيد من التسخين أو حتى الاحتفاظ به في درجة حرارة الغرفة، يتحلل المحلول الصلب مع إطلاق جزيئات مركب كيميائي. وهذا هو تأثير الشيخوخة ويظهر على الأشعة السينية كتغير في موضع الخطوط وعرضها. تعد أبحاث التقادم ذات أهمية خاصة بالنسبة لسبائك المعادن غير الحديدية، على سبيل المثال، يؤدي التقادم إلى تحويل سبائك الألومنيوم الصلبة واللينة إلى مادة هيكلية متينة هي دورالومين.
تعتبر دراسات الأشعة السينية للمعالجة الحرارية للصلب ذات أهمية تكنولوجية كبيرة. عند التبريد (التبريد السريع) للفولاذ، يحدث انتقال طور الأوستينيت-المارتنسيت الخالي من الانتشار، مما يؤدي إلى تغيير في الهيكل من المكعب إلى الرباعي، أي. تأخذ خلية الوحدة شكل المنشور المستطيل. يظهر هذا في الصور الشعاعية على شكل اتساع في الخطوط وتقسيم بعض الخطوط إلى قسمين. لا تقتصر أسباب هذا التأثير على التغير في البنية البلورية فحسب، بل أيضًا حدوث ضغوط داخلية كبيرة بسبب عدم التوازن الديناميكي الحراري للبنية المارتنسيتية والتبريد المفاجئ. عند التقسية (تسخين الفولاذ المتصلب)، تضيق الخطوط الموجودة على أنماط حيود الأشعة السينية، ويرتبط ذلك بالعودة إلى بنية التوازن.
في السنوات الأخيرة، اكتسبت دراسات الأشعة السينية لمعالجة المواد ذات تدفقات الطاقة المركزة (أشعة الليزر، وموجات الصدمة، والنيوترونات، ونبضات الإلكترون) أهمية كبيرة، حيث تطلبت تقنيات جديدة وأنتجت تأثيرات جديدة للأشعة السينية. على سبيل المثال، عندما تعمل أشعة الليزر على المعادن، يحدث التسخين والتبريد بسرعة كبيرة بحيث أنه أثناء التبريد، لا يكون لدى البلورات الموجودة في المعدن سوى الوقت الكافي للنمو إلى أحجام عدة خلايا أولية (بلورات نانوية) أو ليس لديها وقت للظهور على الإطلاق. وبعد التبريد، يبدو هذا المعدن مثل المعدن العادي، لكنه لا يعطي خطوطًا واضحة على نمط حيود الأشعة السينية، وتتوزع الأشعة السينية المنعكسة على كامل نطاق زوايا الرعي.
بعد تشعيع النيوترونات، تظهر بقع إضافية (حد أقصى منتشر) على أنماط حيود الأشعة السينية. ويسبب التحلل الإشعاعي أيضًا تأثيرات محددة للأشعة السينية مرتبطة بالتغيرات في البنية، بالإضافة إلى حقيقة أن العينة قيد الدراسة نفسها تصبح مصدرًا لإشعاع الأشعة السينية.
يمكن اعتبار العالم الألماني فيلهلم كونراد رونتجن مؤسس التصوير الشعاعي ومكتشف السمات الرئيسية للأشعة السينية.
بعد ذلك، في عام 1895، لم يشك حتى في اتساع نطاق تطبيق وشعبية الأشعة السينية التي اكتشفها، على الرغم من أنها أثارت صدى واسع النطاق في عالم العلوم.
من غير المحتمل أن يكون المخترع قد خمن ما هي الفائدة أو الضرر الذي ستجلبه ثمرة نشاطه. لكن اليوم سنحاول معرفة تأثير هذا النوع من الإشعاع على جسم الإنسان.
- يتمتع الأشعة السينية بقدرة اختراق هائلة، ولكنها تعتمد على الطول الموجي وكثافة المادة التي يتم تشعيعها؛
- تحت تأثير الإشعاع، تبدأ بعض الأشياء في التوهج؛
- تؤثر الأشعة السينية على الكائنات الحية؛
- بفضل الأشعة السينية، تبدأ بعض التفاعلات الكيميائية الحيوية في الحدوث؛
- يمكن لشعاع الأشعة السينية أن يأخذ الإلكترونات من بعض الذرات وبالتالي يؤينها.
حتى المخترع نفسه كان مهتمًا في المقام الأول بمسألة ماهية الأشعة التي اكتشفها بالضبط.
وبعد إجراء سلسلة كاملة من الدراسات التجريبية، اكتشف العالم أن الأشعة السينية هي موجات متوسطة بين الأشعة فوق البنفسجية وأشعة جاما، ويبلغ طولها 10 -8 سم.
إن خصائص شعاع الأشعة السينية المذكورة أعلاه لها خصائص مدمرة، لكن هذا لا يمنع من استخدامها لأغراض مفيدة.
إذن، أين يمكن استخدام الأشعة السينية في العالم الحديث؟
- بمساعدتهم، يمكنك دراسة خصائص العديد من الجزيئات والتكوينات البلورية.
- للكشف عن العيوب، أي فحص الأجزاء والأجهزة الصناعية بحثًا عن العيوب.
- في الصناعة الطبية والبحوث العلاجية.
ونظرًا لقصر أطوال نطاق هذه الموجات بالكامل وخصائصها الفريدة، أصبح التطبيق الأكثر أهمية للإشعاع الذي اكتشفه فيلهلم رونتجن ممكنًا.
بما أن موضوع مقالتنا يقتصر على تأثير الأشعة السينية على جسم الإنسان، والتي لا تواجهها إلا عند الذهاب إلى المستشفى، فإننا سننظر بشكل أكبر في هذا المجال من التطبيق حصريًا.
إن العالم الذي اخترع الأشعة السينية جعلها هدية لا تقدر بثمن لجميع سكان الأرض، لأنه لم يحصل على براءة اختراع من بنات أفكاره لمزيد من الاستخدام.
منذ الوباء الأول، أنقذت أجهزة الأشعة السينية المحمولة مئات من أرواح الجرحى. اليوم، للأشعة السينية استخدامان رئيسيان:
- التشخيص بمساعدتها.
يتم استخدام التشخيص بالأشعة السينية في حالات مختلفة:
- التنظير الفلوري أو Transillumination.
- الأشعة السينية أو الصورة الفوتوغرافية؛
- الفحص الفلوري
- التصوير المقطعي باستخدام الأشعة السينية.
أنت الآن بحاجة إلى معرفة كيفية اختلاف هذه الطرق عن بعضها البعض:
- تفترض الطريقة الأولى وضع الجسم بين شاشة خاصة ذات خصائص الفلورسنت وأنبوب الأشعة السينية. يقوم الطبيب، بناءً على الخصائص الفردية، باختيار قوة الأشعة المطلوبة ويتلقى صورة للعظام والأعضاء الداخلية على الشاشة.
- وفي الطريقة الثانية، يتم وضع المريض على فيلم خاص للأشعة السينية في شريط كاسيت. في هذه الحالة، يتم وضع المعدات فوق الشخص. تتيح لك هذه التقنية الحصول على صورة سلبية، ولكن بتفاصيل أدق من التنظير الفلوري.
- يمكن إجراء فحوصات جماعية للسكان لأمراض الرئة باستخدام التصوير الفلوري. في وقت الإجراء، يتم نقل الصورة من الشاشة الكبيرة إلى فيلم خاص.
- يتيح لك التصوير المقطعي الحصول على صور للأعضاء الداخلية في عدة أقسام. يتم التقاط سلسلة كاملة من الصور، والتي تسمى فيما بعد بالتصوير المقطعي.
- إذا قمت بتوصيل مساعدة الكمبيوتر بالطريقة السابقة، فستقوم البرامج المتخصصة بإنشاء صورة كاملة مصنوعة باستخدام ماسح الأشعة السينية.
تعتمد كل هذه الطرق لتشخيص المشكلات الصحية على الخاصية الفريدة للأشعة السينية لإضاءة الفيلم الفوتوغرافي. في الوقت نفسه، تختلف قدرة اختراق الأنسجة الخاملة وغيرها من أنسجة الجسم، والتي يتم عرضها في الصورة.
بعد اكتشاف خاصية أخرى للأشعة السينية للتأثير على الأنسجة من وجهة نظر بيولوجية، بدأ استخدام هذه الميزة بنشاط في علاج الأورام.
تنقسم الخلايا، وخاصة الخلايا الخبيثة، بسرعة كبيرة، وللخاصية المؤينة للإشعاع تأثير إيجابي على العلاج العلاجي وتبطئ نمو الورم.
لكن الوجه الآخر للعملة هو التأثير السلبي للأشعة السينية على خلايا المكونة للدم والغدد الصماء والجهاز المناعي، والتي تنقسم أيضًا بسرعة. نتيجة للتأثير السلبي للأشعة السينية، يحدث مرض الإشعاع.
تأثير الأشعة السينية على جسم الإنسان
حرفيًا مباشرة بعد هذا الاكتشاف المذهل في العالم العلمي، أصبح من المعروف أن الأشعة السينية يمكن أن يكون لها تأثير على جسم الإنسان:
- خلال دراسات خصائص الأشعة السينية، اتضح أنها يمكن أن تسبب حروقا على الجلد. تشبه الى حد كبير تلك الحرارية. ومع ذلك، كان عمق الضرر أكبر بكثير من الإصابات المنزلية، وكان شفاءها أسوأ. لقد فقد العديد من العلماء الذين يعملون على هذه الإشعاعات الخبيثة أصابعهم.
- من خلال التجربة والخطأ، وجد أنه إذا قمت بتقليل وقت ومدة الاستثمار، فيمكن تجنب الحروق. وفي وقت لاحق، بدأ استخدام شاشات الرصاص وتشعيع المرضى عن بعد.
- يُظهر المنظور طويل المدى للآثار الضارة للأشعة أن التغيرات في تكوين الدم بعد التشعيع تؤدي إلى سرطان الدم والشيخوخة المبكرة.
- تعتمد شدة تأثير الأشعة السينية على جسم الإنسان بشكل مباشر على العضو الذي يتعرض للإشعاع. وبالتالي، مع الأشعة السينية للحوض، قد يحدث العقم، ومع تشخيص الأعضاء المكونة للدم، يمكن أن تحدث أمراض الدم.
- حتى أصغر حالات التعرض على مدى فترة طويلة من الزمن يمكن أن تؤدي إلى تغييرات على المستوى الجيني.
وبطبيعة الحال، أجريت جميع الدراسات على الحيوانات، ولكن العلماء أثبتوا أن التغيرات المرضية سوف تمتد إلى الإنسان.
مهم! واستنادا إلى البيانات التي تم الحصول عليها، تم تطوير معايير التعرض للأشعة السينية، وهي موحدة في جميع أنحاء العالم.
جرعات الأشعة السينية أثناء التشخيص
ربما يتساءل كل من يغادر عيادة الطبيب بعد إجراء الأشعة السينية عن مدى تأثير هذا الإجراء على صحته في المستقبل؟
التعرض للإشعاع موجود أيضًا في الطبيعة ونواجهه كل يوم. ولتسهيل فهم كيفية تأثير الأشعة السينية على أجسامنا، سنقارن هذا الإجراء بالإشعاع الطبيعي الذي نتلقاه:
- مع الأشعة السينية للصدر، يتلقى الشخص جرعة من الإشعاع تساوي 10 أيام من الإشعاع الخلفي، والمعدة أو الأمعاء - 3 سنوات؛
- تصوير مقطعي بالكمبيوتر لتجويف البطن أو الجسم كله - أي ما يعادل 3 سنوات من الإشعاع؛
- فحص الصدر بالأشعة السينية - 3 أشهر؛
- يتم تشعيع الأطراف دون أي ضرر على الصحة.
- كما أن الأشعة السينية للأسنان، نظرًا للاتجاه الدقيق لشعاع الشعاع والحد الأدنى من وقت التعرض، ليست خطيرة أيضًا.
مهم! على الرغم من أن البيانات المقدمة، مهما بدت مخيفة، تلبي المتطلبات الدولية. ومع ذلك، فإن للمريض كل الحق في طلب حماية إضافية في حالة وجود قلق شديد على سلامته.
نواجه جميعًا فحوصات الأشعة السينية أكثر من مرة. ومع ذلك، هناك فئة واحدة من الأشخاص خارج الإجراءات المطلوبة وهم النساء الحوامل.
الحقيقة هي أن الأشعة السينية تؤثر بشكل كبير على صحة الجنين. يمكن أن تسبب هذه الموجات عيوبًا في النمو داخل الرحم نتيجة لتأثيرها على الكروموسومات.
مهم! أخطر فترة للأشعة السينية هي فترة الحمل التي تصل إلى 16 أسبوعًا. خلال هذه الفترة، تكون مناطق الحوض والبطن والعمود الفقري للطفل هي الأكثر عرضة للخطر.
ومعرفة هذه الخاصية السلبية للأشعة السينية، يحاول الأطباء في جميع أنحاء العالم تجنب وصفها للنساء الحوامل.
لكن هناك مصادر أخرى للإشعاع قد تتعرض لها المرأة الحامل:
- المجاهر التي تعمل بالكهرباء.
- شاشات تلفزيون ملونة.
يجب على أولئك الذين يستعدون لأن يصبحوا أماً أن يعرفوا بالتأكيد الخطر الذي ينتظرهم. أثناء الرضاعة، لا تشكل الأشعة السينية تهديدا لجسم الأم المرضعة والطفل.
ماذا تفعل بعد الأشعة السينية؟
حتى التأثيرات البسيطة للتعرض للأشعة السينية يمكن التقليل منها باتباع بعض التوصيات البسيطة:
- شرب الحليب مباشرة بعد العملية. ومن المعروف أنه قادر على إزالة الإشعاع؛
- النبيذ الأبيض الجاف أو عصير العنب له نفس الخصائص؛
- يُنصح بتناول المزيد من الأطعمة التي تحتوي على اليود في البداية.
مهم! يجب عدم اللجوء إلى أي إجراءات طبية أو استخدام طرق علاجية بعد زيارة غرفة الأشعة.
بغض النظر عن الخصائص السلبية للأشعة السينية التي تم اكتشافها، فإن فوائد استخدامها لا تزال تفوق بكثير الضرر الذي تسببه. في المؤسسات الطبية، يتم إجراء عملية الشمع بسرعة وبأقل الجرعات.
يستخدم الطب الحديث العديد من الأطباء للتشخيص والعلاج. تم استخدام بعضها مؤخرًا نسبيًا، بينما تم ممارسة البعض الآخر منذ عشرات أو حتى مئات السنين. وأيضًا، قبل مائة وعشر سنوات، اكتشف ويليام كونراد رونتجن الأشعة السينية المذهلة، والتي أحدثت صدى كبيرًا في العالم العلمي والطبي. والآن يستخدمها الأطباء في جميع أنحاء العالم في ممارستهم. موضوع حديثنا اليوم سيكون الأشعة السينية في الطب وسنناقش استخدامها بمزيد من التفصيل.
الأشعة السينية هي نوع من الإشعاع الكهرومغناطيسي. وتتميز بصفات اختراق كبيرة، والتي تعتمد على الطول الموجي للإشعاع، وكذلك على كثافة وسمك المواد المشععة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للأشعة السينية أن تسبب توهج عدد من المواد، والتأثير على الكائنات الحية، وتأين الذرات، وكذلك تحفيز بعض التفاعلات الكيميائية الضوئية.
تطبيقات الأشعة السينية في الطب
اليوم، تسمح خصائص الأشعة السينية باستخدامها على نطاق واسع في تشخيص الأشعة السينية والعلاج بالأشعة السينية.
التشخيص بالأشعة السينية
يتم استخدام التشخيص بالأشعة السينية عند إجراء:
الأشعة السينية (التنظير الشعاعي)؛
- التصوير الشعاعي (الصورة)؛
- التصوير الفلوري.
- الأشعة السينية والتصوير المقطعي المحوسب.
الأشعة السينية
لإجراء مثل هذه الدراسة، يجب على المريض أن يضع نفسه بين أنبوب الأشعة السينية وشاشة الفلورسنت الخاصة. يقوم طبيب الأشعة المتخصص باختيار الصلابة المطلوبة للأشعة السينية، والحصول على صورة على الشاشة للأعضاء الداخلية، وكذلك الأضلاع.
التصوير الشعاعي
لإجراء هذه الدراسة يتم وضع المريض على شريط يحتوي على فيلم فوتوغرافي خاص. يتم وضع جهاز الأشعة السينية فوق الجسم مباشرة. ونتيجة لذلك، تظهر على الفيلم صورة سلبية للأعضاء الداخلية، والتي تحتوي على عدد من التفاصيل الصغيرة، أكثر تفصيلاً مما كانت عليه أثناء الفحص الفلوري.
التصوير الفلوري
يتم إجراء هذه الدراسة خلال فحوصات طبية جماعية للسكان، بما في ذلك الكشف عن مرض السل. في هذه الحالة، يتم عرض الصورة من شاشة كبيرة على فيلم خاص.
التصوير المقطعي
عند إجراء التصوير المقطعي، تساعد أشعة الكمبيوتر في الحصول على صور للأعضاء في عدة أماكن في وقت واحد: في مقاطع عرضية مختارة خصيصًا من الأنسجة. تسمى هذه السلسلة من الأشعة السينية بالتصوير المقطعي.
التصوير المقطعي بالكمبيوتر
تتيح لك هذه الدراسة تسجيل أجزاء من جسم الإنسان باستخدام ماسح الأشعة السينية. بعد ذلك، يتم إدخال البيانات إلى جهاز الكمبيوتر، مما ينتج عنه صورة مقطعية واحدة.
تعتمد كل طريقة من طرق التشخيص المدرجة على خصائص شعاع الأشعة السينية لإضاءة الفيلم الفوتوغرافي، وكذلك على حقيقة أن الأنسجة والعظام البشرية تختلف في نفاذية مختلفة لآثارها.
العلاج بالأشعة السينية
يتم استخدام قدرة الأشعة السينية على التأثير على الأنسجة بطريقة خاصة لعلاج تكوينات الورم. علاوة على ذلك، فإن الصفات المؤينة لهذا الإشعاع ملحوظة بشكل خاص عند التأثير على الخلايا القادرة على الانقسام السريع. هذه الصفات هي التي تميز خلايا التكوينات السرطانية الخبيثة.
ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن العلاج بالأشعة السينية يمكن أن يسبب الكثير من الآثار الجانبية الخطيرة. هذا التأثير له تأثير عدواني على حالة الجهاز المكونة للدم والغدد الصماء والمناعة، والتي تنقسم خلاياها أيضًا بسرعة كبيرة. التأثير العدواني عليها يمكن أن يسبب علامات مرض الإشعاع.
تأثير الأشعة السينية على الإنسان
أثناء دراسة الأشعة السينية، وجد الأطباء أنها يمكن أن تؤدي إلى تغيرات في الجلد تشبه حروق الشمس، ولكنها تكون مصحوبة بأضرار أعمق في الجلد. مثل هذه التقرحات تستغرق وقتا طويلا جدا للشفاء. وقد وجد العلماء أنه يمكن تجنب مثل هذه الإصابات عن طريق تقليل وقت الإشعاع وجرعته، وكذلك استخدام وسائل التدريع الخاصة والتحكم عن بعد.
يمكن أن تظهر التأثيرات العدوانية للأشعة السينية أيضًا على المدى الطويل: تغييرات مؤقتة أو دائمة في تكوين الدم، والقابلية للإصابة بسرطان الدم والشيخوخة المبكرة.
يعتمد تأثير الأشعة السينية على الشخص على عدة عوامل: العضو الذي يتم تشعيعه ومدة تشعيعه. يمكن أن يؤدي تشعيع الأعضاء المكونة للدم إلى أمراض الدم، كما أن التعرض للأعضاء التناسلية يمكن أن يؤدي إلى العقم.
إن إجراء التشعيع المنهجي محفوف بتطور التغيرات الجينية في الجسم.
الضرر الحقيقي للأشعة السينية في التشخيص بالأشعة السينية
عند إجراء الفحص، يستخدم الأطباء أقل عدد ممكن من الأشعة السينية. جميع الجرعات الإشعاعية تلبي معايير مقبولة معينة ولا يمكن أن تضر أي شخص. تشكل التشخيصات بالأشعة السينية خطراً كبيراً فقط على الأطباء الذين يقومون بها. ومن ثم تساعد طرق الحماية الحديثة في تقليل عدوانية الأشعة إلى الحد الأدنى.
تشمل الطرق الأكثر أمانًا للتشخيص بالأشعة السينية التصوير الشعاعي للأطراف، وكذلك الأشعة السينية للأسنان. المكان التالي في هذا الترتيب هو التصوير الشعاعي للثدي، يليه التصوير المقطعي، ثم التصوير الشعاعي.
لكي يجلب استخدام الأشعة السينية في الطب فوائد للبشر فقط، من الضروري إجراء البحوث بمساعدتها فقط عند الإشارة إليها.