18

Раздел I. Принципы создания диагностического изображения

ФИЗИКА ОБЫЧНОЙ РЕНТГЕНОГРАФИИ

1. Как создается рентгенограмма?

Рентгеновы лучи испускаются малым точечным источником, проходят сквозь часть тела и падают на детектор, который регистрирует достигшие его лучи в виде изображения.

2. Что такое рентгеновское излучение?

Рентгеновское излучение — это электромагнитное излучение, которое благодаря своей высокой энергии способно ионизировать вещества. В тканях человеческого организма ионизация может вызывать повреждения ДНК и клеток, но, кроме того, она обеспечивает неинвазивную визуализацию внутренних анатомических структур. Рентгеновские лучи обнаруживают корпускулярные свойства; их отдельные "частицы", представляющие собой дискретные пакеты энергии, называются фотонами.

3. Как образуется рентгеновское излучение?

Излучение испускается при переходе электрона в атоме с внешней орбитали на внутреннюю. Такой переход происходит, если атом имеет вакансию во внутренней электронной оболочке и, таким образом, находится в возбужденном (нестабильном) состоянии. Испускаемое электромагнитное излучение может находиться в видимой, ультрафиолетовой или состоящей из рентгеновских лучей части спектра и называется характеристическим излучением, потому что его энергетические свойства характерны именно для того вида атомов, которые его излучают.

4. Каков второй механизм образования рентгеновского излучения?

Если направленный пучок ускоренных электронов падает на металлическую мишень, то это взаимодействие порождает поток излучения. Если электроны, составляющие пучок, ускоряются достаточно высоким электрическим напряжением, то будет продуцироваться электромагнитное излучение в рентгеновской части спектра. Такое рентгеновское излучение известно "тормозное излучение".

5. Как рентгеновское излучение получают в диагностической рентгенологии?

При помощи вакуумной рентгеновской трубки (рис. 1-1). Трубка содержит вольфрамовую нить (катод) и металлическую мишень (анод), также обычно сделанную из вольфрама. Нить нагревается электрическим током, а между катодом и анодом подается высокое напряжение. Высокое напряжение ускоряет электроны, вылетающие из нити, в направлении к аноду. Когда они падают на анод, испускается тормозное и характеристическое (характеризующее металл анода) рентгеновское излучение. Рентгеновская трубка со всех сторон окружена свинцом за исключением маленького выходного окна. Свинец поглощает большую часть испускаемых рентгеновских лучей, кроме порции, излучаемой через окно. Эти рентгеновские лучи используют для получения рентгенограммы.

6. Какие дополнительные компоненты необходимы в рентгенографической системе?

Высоковольтный генератор обеспечивает напряжение на рентгеновской фколлиматор, чтобы ограничить раз­меры облучаемого поля. Заданная длительность экспозиции обеспечивается преци­зионным таймером. Контур фототаймера позволяет автоматически прекратить экс­позицию, когда приемник изображения получит определенное количество излучения ("автоматический контроль экспозиции"). Техник выбирает рабочие параметры и на­чинает процедуру, находясь у пульта управления.

(Рентгеновская^ ^ трубка у

Фотоэлемент

Генератор напряжения

Решетка

Пульт управления

Приемник изображения

Рис. 1 -2. Основные компоненты и схема рентгеновской диагностической установки