Материал: kompendium_po_fizike

236

Рентгеновское

излучение

, 

проходя

через

объект

исследования

, 

попадает

на

входной

рентгеновский

экран

, 

на

котором

за

счет

люминесценции

возникает

световое

изображение

. 

За

экраном

располагается

электронно

-

оптический

преобразователь

. 

Он

преобразует

оптическое

изображение

в

электронное

: 

под

действием

света

, 

попадающего

на

фотокатод

преобразователя

, 

выбиваются

электроны

. 

Последние

ускоряются

электрическим

полем

, 

фокусируются

специальной

электростатической

системой

и

попадают

на

выходной

экран

преобразователя

, 

где

создают

электронное

изображение

. 

В

результате

на

выходном

экране

  (

опять

же

за

счет

катодолюминесценции

) 

возникает

уменьшенное

световое

изображение

объекта

, 

яркость

которого

в

тысячи

раз

превосходит

яркость

изображения

на

первом

экране

, 

обычном

для

рентгеноскопии

. 

Это

обусловлено

как

ускорением

электронов

, 

так

и

уменьшением

размеров

изображения

. 

Усиленное

по

яркости

изображение

можно

наблюдать

визуально

. 

Однако

чаще

всего

его

подвергают

дальнейшему

преобразованию

, 

используя

для

этого

телевизионную

систему

. 

Применение

электронно

-

оптических

преобразователей

и

телевизионной

техники

не

только

позволяет

снизить

дозу

Рентгеновское

излучение

Световое

излучение

Объект

Рентгеновский

(

входной

) 

экран

Электронно

-

оптический

преобразователь

Фотокатод

Видеоконтролирующее

устройство

Видеопередающее

устройство

Выходной

экран

Подфокусирующие

электроды

Электроны

Рисунок

 95. 

Принцип

усиления

рентгеновского

изображения

237

облучения

пациента

, 

но

и

предоставляет

ряд

преимуществ

по

сравнению

с

прямым

наблюдением

: 

появляется

возможность

изменять

контраст

и

яркость

изображения

, 

записывать

его

на

видеомагнитофон

, 

воспроизводить

сразу

на

нескольких

видеоконтрольных

устройствах

, 

создать

более

благоприятные

условия

для

работы

рентгенолога

и

др

. 

6. 

Методы

защиты

от

рентгеновского

излучения

Конечным

результатом

действия

РИ

на

вещество

является

ионизация

вещества

, 

поэтому

РИ

относится

классу

ионизирующих

излучений

. 

Принципы

защиты

от

РИ

такие

же

, 

как

и

принципы

защиты

от

ионизирующих

излучений

: 

А

. 

Защита

временем

 – 

чем

меньше

вещество

находится

под

воздействием

РИ

, 

тем

меньшая

суммарная

доза

излучения

им

будет

получена

. 

Б

. 

Защита

материалом

 – 

чем

больше

порядковый

номер

и

плотность

материала

между

объектом

и

источником

РИ

, 

тем

меньшую

дозу

излучения

получит

объект

. 

Оптимальным

материалом

, 

применяемым

для

защиты

от

РИ

, 

является

свинец

. 

В

. 

Защита

расстоянием

– 

чем

дальше

от

источника

находится

объект

, 

тем

меньшую

дозу

он

получит

. 

Это

связано

с

тем

, 

что

интенсивность

излучения

падает

пропорционально

квадрату

расстояния

от

источника

. 

7. 

Основы

рентгеновской

компьютерной

томографии

Важной

задачей

рентгенодиагностики

является

получение

изображений

не

только

внутренних

органов

в

целом

, 

но

и

их

разных

сечений

. 

Для

этого

используется

томография

 – 

метод

рентгенологического

исследования

, 

заключающийся

в

получении

теневого

изображения

отдельных

слоев

исследуемого

объекта

, 

лежащих

на

разной

глубине

. 

Техническая

реализация

этих

методов

многообразна

. 

Принцип

томографии

иллюстрируется

на

рисунке

 96. 

238

Допустим

, 

требуется

получить

изображение

некоторого

участка

, 

расположенного

на

сечении

 S 

и

в

глубине

объекта

. 

Пусть

источник

и

приемник

рентгеновского

излучения

синхронно

перемещаются

относительно

центра

вращения

О

, 

расположенного

на

сечении

 S. 

Тогда

происходит

  «

размывание

» 

теневых

изображений

слоев

, 

лежащих

выше

и

ниже

плоскости

, 

в

которой

находится

центр

вращения

, 

−

эти

слои

засвечиваются

излучением

в

течение

весьма

короткого

времени

. 

Сечение

же

, 

содержащее

центр

вращения

, 

подвергается

засветке

существенно

большее

время

, 

и

за

счет

этого

на

фотопленке

возникает

его

четкое

изображение

. 

Изменяя

положение

общего

центра

, 

относительно

которого

перемещается

источник

и

приемник

, 

получают

изображение

другого

сечения

и

т

.

д

. 

Совершенствование

томографических

методов

рентгеновского

исследования

обеспечило

создание

компьютерной

рентгеновской

томографии

. 

От

традиционной

теневой

рентгенодиагностики

она

принципиально

отличается

тем

, 

что

при

ее

использовании

изображение

сечений

органов

Источник

излучения

Ось

пучка

рентгеновских

лучей

О

Приемник

излучения

Выделенное

сечение

S 

Рисунок

 96. 

Схематическое

изображение

основных

принципов

работы

томографа

239

создается

путем

компьютерной

обработки

электрических

сигналов

, 

возникающих

при

попадании

рентгеновских

лучей

на

чувствительные

детекторы

. 

Один

из

многообразных

приемов

просвечивания

излучения

для

такого

исследования

проиллюстрирован

на

рисунке

 97. 

Расходящийся

веерный

пучок

рентгеновских

лучей

, 

проходя

через

объект

, 

попадает

на

линейку

детекторов

, 

число

которых

достигает

 300 

и

более

  (

чем

их

больше

, 

тем

выше

разрешающая

способность

метода

). 

Система

излучатель

-

детекторы

непрерывно

вращается

, 

рентгеновское

излучение

включается

импульсно

и

одновременно

производится

считывание

сигнала

со

всех

детекторов

. 

При

исследовании

система

совершает

от

половины

до

полного

оборота

и

производит

за

это

время

 200–400 

включений

.  

Различия

в

электрических

сигналах

, 

поступающих

на

компьютерную

обработку

с

отдельных

детекторов

, 

обусловливаются

разницей

в

показателях

поглощения

рентгеновских

лучей

на

пути

их

распространения

в

исследуемом

объекте

. 

Используя

электрические

сигналы

детекторов

в

качестве

первичной

информации

, 

компьютерная

техника

по

соответствующим

программам

производит

их

анализ

и

реконструирует

изображения

органов

в

разных

сечениях

. 

Рентгеновская

компьютерная

томография

позволяет

получать

послойное

изображение

органов

при

разнице

показателей

поглощения

в

 0,1% 

с

деталями

не

менее

 2 

мм

. 

Время

исследования

для

получения

одного

сечения

может

достигать

нескольких

секунд

. 

Источник

  

рентгеновского

излучения

Объект

Рисунок

 97. 

Линейка

детекторов

, 

выдающих

электрические

сигналы

240

ЯВЛЕНИЕ

РАДИОАКТИВНОГО

РАСПАДА

. 

ИПОЛЬЗОВАНИЕ

РАДИОНУКЛИДОВ

В

МЕДИЦИНЕ

1. 

Радиоактивность

. 

Виды

радиоактивного

распада

Под

радиоактивностью

понимают

самопроизвольный

распад

ядер

, 

при

котором

наблюдается

испускание

других

ядер

или

элементарных

частиц

. 

Р

/

а

бывает

естественной

(

самопроизвольный

распад

ядер

в

природе

) 

и

искусственной

(

распад

ядер

, 

образованных

в

ходе

ядерных

реакций

). 

Для

стабильного

существования

ядра

в

нём

должно

быть

определенное

соотношение

между

числом

протонов

и

нейтронов

. 

При

нарушении

этого

соотношения

ядро

становится

нестабильным

. 

Выделяют

следующие

виды

р

/

а

распада

: 

А

. 

α

-

распад

заключается

в

самопроизвольном

распаде

ядра

с

испусканием

α

-

частицы

. 

Схема

имеет

следующий

вид

: 



4

2

4

2









Y

X

A

Z

A

Z

. 

Сопровождается

γ

-

излучением

. 

Б

. 

β

-

распад

заключается

во

взаимном

превращении

нейтрона

и

протона

. 

Для

β

-

распада

выделяют

следующие

разновидности

: 

– 

β

+

-

распад

  (

позитронный

распад

). 

Происходит

из

-

за

превращения

в

ядре

протона

в

нейтрон

по

схеме













0

1

1

0

1

1

n

p

(



 – 

нейтрино

). 

Схема

распада

ядра

имеет

вид

: 















0

1

1

Y

X

A

Z

A

Z

– 

β

-

-

распад

  (

электронный

распад

). 

Происходит

из

-

за

превращения

в

ядре

нейтрона

протон

по

схеме













e

p

n

0

1

1

1

1

0

 (



– 

антинейтрино

). 

Схема

распада

ядра

имеет

вид

: 













e

Y

X

A

Z

A

Z

0

1

1

-- 

e

-

захват

 (

электронный

захват

). 

Происходит

из

-

за

того

, 

что

протон

захватывает

из

внутренней

оболочки

один

электрон

и

превращается

в

нейтрон

по

схеме













n

e

p

1

0

0

1

1

1

. 

Схема

распада

ядра

имеет

вид

: 













Y

e

X

A

Z

A

Z

1

0

1

. 

Если

электрон

захватывается

из

K-

оболочки

то

, 

говорят

о

K-

захвате

, 

если

из

L-

оболочки

, 

то

говорят

о

L

-

захвате

и

т

.

д

. 

Сопровождается

характеристическим

рентгеновским

излучением

. 

В

. 

γ

-

распад

  (

изомерный

переход

). 

Возникает

при

переходах