Рентгеновская спектроскопия в медицинской диагностике

 

 

 

 

 

РЕНТГЕНОВСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ

В МЕДИЦИНСКОЙ  ДИАГНОСТИКЕ

 

 

 

 

 

 

Реферат

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                                                            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

1.	Обзор литературы		3
	1.1.	Биография В.К. Рентгена	3
	1.2.	Открытие икс-лучей	3
	1.3.	Современные методы рентгенодиагностики	6
	1.4.	Метод рентгеноскопии	8
	1.5.	Цифровые технологии в рентгеноскопии	11
	1.6.	Сравнение двух основных методов в медицинской рентгенодиагностике: рентгеноскопии и рентгенографии	12
	1.7.	Рентгеноскопическое исследования органов  желудочно-кишечного тракта	14
	1.8.	Рентгеноскопия легких	16
2.  Список использованных источников			17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

 

1.  Биография [1]

 

Вильгельм Конрад Рентген  родился 17 марта 1845 г. в пограничной с Голландией области Германии, в г. Ленепе. Он получил техническое образование в Цюрихе в той самой Высшей технической школе (политехникуме), в которой позже учился Эйнштейн. Увлечение физикой заставило его после окончания школы в 1866 г. продолжить физическое образование.

Защитив в 1868 г. диссертацию на степень  доктора философии, он работает ассистентом на кафедре физики сначала в Цюрихе, потом в Гисене, а затем в Страсбурге (1874 – 1879). Здесь Рентген прошел хорошую экспериментальную школу и стал первоклассным экспериментатором. Он производил точные измерения отношения Ср/Су для газов, вязкости и диэлектрической проницаемости ряда жидкостей, исследовал упругие свойства кристаллов, их пьезоэлектрические и пироэлектрические свойства, измерял магнитное поле движущихся зарядов (ток Рентгена).

Научные исследования относятся к  электромагнетизму, физике кристаллов, оптике, молекулярной физике.

В 1895 открыл излучение с длиной волны, более короткой, нежели длина волны ультрафиолетовых лучей (X-лучи), названное в дальнейшем рентгеновскими лучами, и исследовал их свойства. Предложил правильную конструкцию трубки для получения Х-лучей – наклонный  платиновый  антикатод и вогнутый катод: первый сделал фотоснимки при помощи рентгеновских лучей. Открыл в 1885 магнитное поле диэлектрика, движущегося в электрическом поле (так называемый «рентгенов ток»). С 1900 г. и до последних дней жизни (умер он 10 февраля 1923 г.) он работал в Мюнхенском университете.

За открытие лучей, носящих его имя, Рентгену в 1901 первому среди физиков была присуждена Нобелевская премия.

 

2.  Открытие Х-лучей [1]

 

Конец XIX в. ознаменовался повышенным интересом к явлениям прохождения электричества через газы. Еще Фарадей серьезно занимался этими явлениями, описал разнообразные формы разряда, открыл темное пространство в светящемся столбе разреженного газа.

Дальнейшее увеличение разрежения газа существенно изменяет характер свечения. Математик Плюкер (1801 – 1868) обнаружил в 1859г., при достаточно сильном разрежении слабо голубоватый пучок лучей, исходящий из катода, доходящий до анода и заставляющий светиться стекло трубки. Ученик Плюкера Гитторф (1824 – 1914) в 1869 г. продолжил исследования учителя и показал, что на флюоресцирующей поверхности трубки появляется отчетливая тень, если между катодом и этой поверхностью поместить твердое тело.

Гольдштейн (1850 – 1931), изучая свойства лучей, назвал их катодными лучами (1876 г.). Через три года Вильям Крукс (1832 – 1919) доказал материальную природу катодных лучей и назвал их «лучистой материей» – веществом, находящимся в особом четвертом состоянии. Его доказательства были убедительны и наглядны. Опыты с «трубкой Крукса» демонстрировались позже во всех физических кабинетах. Отклонение катодного пучка магнитным полем в трубке Крукса стало классической школьной демонстрацией.

Однако опыты по электрическому отклонению катодных лучей не были столь убедительными. Герц не обнаружил такого отклонения и пришел к выводу, что катодный луч – это колебательный процесс в эфире. Ученик Герца Ф. Ленард, экспериментируя с катодными лучами, в 1893 г. показал, что они проходят через окошечко, закрытое алюминиевой фольгой, и вызывают свечение в пространстве за окошечком. Явлению прохождения катодных лучей через тонкие металлические тела Герц посвятил свою последнюю статью, опубликованную в 1892 г. Она начиналась словами:

«Катодные лучи отличаются от света существенным образом в отношении способности проникать через твердые тела». Описывая результаты опытов по прохождению катодных лучей через золотые, серебряные, платиновые, алюминиевые и т.д. листочки, Герц отмечает, что он не наблюдал особых отличий в явлениях. Лучи проходят через листочки не прямолинейно, а дифракционно рассеиваются. Природа катодных лучей все еще оставалась неясной.

Вот с такими трубками Крукса, Ленарда  и других и экспериментировал  Вюрцбургский профессор Вильгельм  Конрад Рентген в конце 1895 г. Однажды по окончании опыта, закрыв трубку чехлом из черного картона, выключив свет, но не выключив еще индуктор, питающий трубку, он заметил свечение экрана из синеродистого бария, находящегося вблизи трубки. Пораженный этим обстоятельством, Рентген начал экспериментировать с экраном. В своем первом сообщении «О новом роде лучей», датированном 28 декабря 1895 г., он писал об этих первых опытах: «Кусок бумаги, покрытой платиносинеродистым барием, при приближении к трубке, закрытой достаточно плотно прилегающим к ней чехлом из тонкого черного картона, при каждом разряде вспыхивает ярким светом: начинает флюоресцировать. Флюоресценция видна при достаточном затемнении и не зависит от того, подносим ли бумагу стороной, покрытой синеродистым барием или не покрытой синеродистым барием. Флюоресценция заметна еще на расстоянии двух метров от трубки».

Тщательное исследование показало Рентгену, «что черный картон, не прозрачный ни для видимых и ультрафиолетовых лучей солнца, ни для лучей электрической дуги, пронизывается каким-то агентом, вызывающим флюоресценцию». Рентген исследовал проникающую способность этого «агента», который он для краткости назвал «Х-лучи», для различных веществ. Он обнаружил, что лучи свободно проходят через бумагу, дерево, эбонит, тонкие слои металла, но сильно задерживаются свинцом.

Затем он описывает сенсационный опыт: «Если держать между разрядной трубкой и экраном руку, то видны темные тени костей в слабых очертаниях тени самой руки». Это было первое рентгеноскопическое исследование человеческого тела. Рентген получил и первые рентгеновские снимки, приложив их к своей руке.

Эти снимки произвели огромное впечатление; открытие еще не было завершено, а уже начала свой путь рентгенодиагностика. «Моя лаборатория была наводнена врачами, приводившими пациентов, подозревавших, что они имеют иголки в разных частях тела»,- писал английский физик Шустер.

Уже после первых опытов Рентген  твердо установил, что Х-лучи отличаются от катодных, они не несут заряда и не отклоняются магнитным полем, однако возбуждаются катодными лучами. «...Х-лучи не идентичны с катодными лучами, но возбуждаются ими в стеклянных стенках разрядной трубки»,- писал Рентген.

Он установил также, что они  возбуждаются не только в стекле, но и в металлах.

Упомянув о гипотезе Герца-Ленарда, что катодные лучи «есть явление, происходящее в эфире», Рентген указывает, что «нечто подобное мы можем сказать и о наших лучах». Однако ему не удалось обнаружить волновые свойства лучей, они «ведут себя иначе, чем известные до сих пор ультрафиолетовые, видимые, инфракрасные лучи». По своим химическим и люминесцентным действиям они, по мнению Рентгена, сходны с ультрафиолетовыми лучами. В первом сообщении он высказал оставленное потом предположение, что они могут быть продольными волнами в эфире.

Открытие Рентгена вызвало огромный интерес в научном мире. Его опыты были повторены почти во всех лабораториях мира. В Москве их повторил П. Н. Лебедев. В Кембридже Д. Д. Томсон немедленно применил ионизирующее действие рентгеновских лучей для изучения прохождения электричества через газы. Его исследования привели к открытию электрона.

Быстрее всего рентгеновские  лучи проникли во врачебную практику. Уже в 1896 году они стали использоваться для целей диагностики. Физик  Вилли Вин, в то время доцент Берлинского Университета, руководил такими исследованиями в Берлинском военном госпитале. Вначале новые лучи применяли главным образом для установления переломов. Но скоро сфера их применения значительно расширилась. Наряду с рентгенодиагностикой развивалась ренгенотерапия. Рентгеновские лучи начали применяться для лечения рака, туберкулеза и других болезней. Вначале была неизвестна опасность рентгеновского излучения и врачи работали без каких бы то ни было мер защиты. Поэтому очень часты были лучевые травмы. Многие физики получили медленно заживающие раны или рубцы. Сотни исследователей и техников, работавших с рентгеновскими лучами, стали в первые десятилетия жертвами лучевой смерти. Так как лучи на первых порах применяли без проверенной опытом точной дозировки, рентгеновское излучение нередко становилось губительным и для больных.

Одним из первых нашел  техническое применение открытию Рентгена американец Эдисон. Он создал удобный  демонстрационный аппарат и уже  в мае 1896 года организовал в Нью-Йорке  рентгеновскую выставку, на которой посетители могли разглядывать собственную руку на светящемся экране. После того, как помощник Эдисона умер от тяжелых ожогов, которые он получил при постоянных демонстрациях, изобретатель прекратил дальнейшие опыты с рентгеновскими лучами.

 

3.  Современные методы рентгенодиагностики [2]

 

Сегодня медицина предлагает внушительный перечень методов рентгенодиагностики, позволяющих не только выявить широкий  спектр заболеваний, но и способствовать более эффективному их лечению. В жизни мы встречаемся с различными методами рентгенодиагностики или, по крайней мере, слышали о многих из них. Вот наиболее часто используемые.

1. Рентгенография – вероятно, самый известный метод. Его используют, когда необходимо получение готового изображения какой-либо части тела с помощью рентгеновского излучения на чувствительном материале;

2. Рентгеноскопия - это получение рентгеновского изображения на экране, которое позволяет врачу исследовать органы в процессе их работы - дыхательные движения диафрагмы, сокращение сердца, работу желудка и т.д.;

3. Флюорография - фотографирование рентгеновского изображения с экрана, осуществляемое с помощью специальных приспособлений. Применяется при массовых обследованиях различных органов, чаще легких;

4. Томография - послойная рентгенологическая съемка. На томограмме получают четкое изображение части тела или органа "в разрезе". Может использоваться при исследовании большинства органов и частей тела человека;

5. Контрастная рентгенография – метод, предназначенный для изучения системы или отдельного органа после введения специальных контрастных веществ. Применяют в тех случаях, когда более простые способы не могут дать необходимых диагностических результатов. Холеграфия, урография, ангиография - это примеры рентгеноконтрастных методов;

В последнее десятилетие стремительно развивается интервенционная радиология. Интервенция в данном случае означает вмешательство, а значит, речь идёт о выполнении особого рода хирургических вмешательств, не требующих порою классического скальпеля, под рентгеновским контролем. Это делает хирургическую операцию малотравматичной, эффективной и экономически выгодной. За такими способами вмешательств - будущее медицины.

Несмотря на появление всё новых  и новых методов исследования, рентгенодиагностика не только остаётся актуальным, но и во многих случаях единственно возможным методом постановки диагноза.

Медицина никогда не стоит на месте, поэтому за последнее десятилетие  произошло перераспределение ролей  между отдельными видами исследований. На этом фоне старая, классическая рентгенология  поначалу даже стала утрачивать свои ведущие позиции по этим трём факторам в сравнении с другими методами визуализации возможной патологии, но именно это и послужило толчком к ее развитию и переходу на качественно новый уровень производства медицинских изображений. Современная рентгенодиагностика отвечает самым новейшим требованиям медицины.

1. Максимальная безопасность оборудования, как для пациентов, так и для медицинского персонала. Лучевая нагрузка на пациента сегодня на 90-95% меньше, чем было еще десять лет назад. Современные аппараты стали безопаснее в 10-20 раз и есть перспективы для дальнейшего снижения дозовых нагрузок, как на врача, так и на пациента. Этот прорыв в безопасности исследования сделал возможным сравнение рентгенодиагностики с другими методами исследования. К примеру, дозовые нагрузки на лёгкие при современном флюорографическом исследовании примерно в 50-60 раз ниже, чем от ежедневно получаемой нами в течение года естественной (природной) радиации. При этом известно, что уровень природных (фоновых) радиационных нагрузок не вызывает никаких последствий для здоровья всего живого на Земле. Новые поколения аппаратов, такие как сканирующие цифровые флюорографы, способны снизить незначительную дозовую нагрузку еще в несколько раз. Высокий уровень безопасности был достигнут благодаря изобретению и постоянному совершенствованию детекторов современных рентгеновских аппаратов, более чувствительных к рентгеновским лучам, чем обычная пленка.