Физико-технические основы рентгенологии

Методы визуализации в лучевой диагностике. Физико-технические основы рентгенологической, УЗ, магнитно-резонансной и радионуклидной диагностики

Лучевая диагностика - это наука об использовании излучений для изучения строения и функций нормальных и патологически измененных органов и систем человека.

Лучевая диагностика включает такие методы: рентгенологический, рентгеновскую компьютерную томографию, ультразвуковой, радионуклидный, магнитно-резонансный, термографический и интервенционную радиологию.

Диагностическую медицинскую информацию можно получить путем регистрации излучения, которое прошло через ткани во время внешнего или внутреннего облучения (рентгеновские, радионуклидные и ультразвуковые исследования), или возникло в результате влияния внешнего магнитного поля на химические вещества, которые входят в состав тканей человека (магнитно-резонансные исследования) и естественного излучения органов и тканей человека (термография).

Рентгенологический метод исследования

Для получения рентгенологического изображения внутренних органов пучок электромагнитного рентгеновского излучения пропускают через тело больного. Согласно физическим законам в результате неравномерного поглощения и рассеивания части квантов, что обусловлено неравномерной плотностью тканей, этот пучок неравномерно ослабляется. На выходе из тела человека пучок рентгеновского излучения несет изображение структуры изучаемого объекта.

Физико-технические основы рентгенологии

Генератором рентгеновского излучения является рентгеновская трубка - двухэлектродный электровакуумный прибор, предназначенный для получения, ускорения и торможения электронов возникающих вокруг нити накаливания катода в результате термоэлектронной эмиссии. Во время подведения к электродам трубки высокого напряжения в электромагнитном поле происходит ускорение и стремительное движение к аноду сфокусированных на катоде электронов. В трубке возникает электрический ток. Значительно большая часть кинетической энергии электронов в веществе анода превращается в тепловую энергию и только около 1 % - в рентгеновское излучение. Схему рентгеновской трубки см. рис.2.1.

Рис..2.1. Схема рентгеновской трубки

1 - стеклянный баллон; 2 - ротор; 3 - диск анода; 4 - фокусное пятно анода; 5 - фокусная система спирали катода; 6 - поток электронов; 7 - поток рентгеновских квантов

Рентгеновское излучение проникает сквозь оптически непрозрачные среды и взаимодействует с веществом, в результате чего происходит его неравномерное поглощение.

Фотохимическое влияние рентгеновского излучения лежит в основе получения рентгеновского изображения на пленке, желатиновый слой которой содержит кристаллы галлоидного серебра в виде эмульсии. Свойство рентгеновского излучения вызывать флуоресценцию является основой рентгеноскопии и использования усиливающих экранов во время проведения рентгенографии.

Рентгеновский диагностический аппарат состоит из устройства для генерирования рентгеновского излучения (излучатель - рентгеновская трубка и питающее устройство), штативно-механического устройства, приемника излучения, устройств, формирующих рентгеновское изображение и пульта управления. Принципиальная схема устройства рентгеновского аппарата см. рис..2.2.

Рис..2.2. Принципиальная схема устройства рентгеновского аппарата.

1 - электросеть; 2 - трансформатор; 3 - система выпрямителей; 4 - рентгеновская трубка; 5 - пульт управления; 6 - блок питания; 7 - штатив.

Приемники излучения служат для визуализации рентгеновского излучения, которое прошло сквозь исследуемый объект и несет скрытое изображение. Для визуализации изображения применяют специальные флуоресцентные экраны, кассеты с рентгеновской пленкой, детекторы излучения с ЭОУ (электронно-оптическим усилителем) и цифровые системы визуализации изображения.

На экране, на пленке (после ее фотообработки) или на дисплее ЭВМ возникает видимое рентгеновское изображение объекта. Рентгеновское изображение представляет собой модель объекта, которая дает достоверное представление о структуре, форме и функциях органов и систем человека.

В аппаратах для общей рентгенодиагностики применяют универсальный поворотный стол-штатив для просвечивания и проведения рентгенографии в вертикальном и горизонтальном положениях пациента. Стол для рентгенографии оборудован устройством для проведения продольной томографии в горизонтальном положении пациента.

В детской рентгенологии используют специальные столы-штативы, предназначенные для проведения полипозиционного обследования детей разных возрастных групп, навесные устройства для аппаратов общего назначения, а также отдельные специализированные рабочие места для двух- или трехосевого полипозиционного исследования.