Ministerstvo školstva a vedy Ruskej federácie

autonómna vzdelávacia inštitúcia federálneho štátu

vyššie vzdelanie

„NÁRODNÝ VÝSKUM

POLYTECHNICKÁ UNIVERZITA TOMSK“

Laboratórna práca č.1

vedúci: profesor katedryMMS

Kulkov Sergej Nikolajevič

Študenti skupiny 4B21:

Kondratenko A.I.

Proskurnikov G.V.

Dronov A.A.

Tomsk, 2015

Cieľ: zoznámiť sa, študovať a tiež získať zručnosti v röntgenovej analýze práškov.

Röntgenové prístrojové zariadenie

Jednou z najúčinnejších metód na štúdium štruktúry kryštalických látok je rádiografia.

Rádiografia je rozdelená do 2 typov:

1. Rôntgenová difrakčná analýza (XRD);

2. Röntgenová fázová analýza (XRF).

Prvá metóda je najvšeobecnejšia a najinformatívnejšia a umožňuje vám jednoznačne určiť všetky detaily kryštálovej štruktúry (atómové súradnice atď.). Predmetom výskumu v RStA je monokryštál. Druhá metóda umožňuje identifikovať látku a určiť niektoré parametre kryštálovej štruktúry. Predmetom XRF štúdie sú polykryštalické vzorky.

Röntgenový prístroj je určený na premenu elektrickej energie na röntgenové lúče. Konštrukcia röntgenového prístroja závisí od jeho funkcie, ale vo všeobecnosti pozostáva zo zdroja žiarenia, napájacieho zdroja, riadiaceho systému a periférií.

Ako funguje röntgenový prístroj?

Prístroj je zvyčajne napájaný zo zdroja striedavého prúdu 126 alebo 220 V. Moderné röntgenové prístroje však pracujú na jednosmerný prúd pri výrazne vyššom napätí. V tomto ohľade napájací zdroj obsahuje transformátor (alebo systém transformátorov) a usmerňovač prúdu (niekedy nemusí byť žiadny usmerňovač - ak je výkon zariadenia nízky). Generátor žiarenia je röntgenová trubica, jedna alebo viac.

Riadiaci systém je rozvádzač, teda ovládací panel, ktorý reguluje činnosť celej inštalácie. Okrem toho prístroj obsahuje statív (systém statívov), na ktorom je namontovaný generátor žiarenia. Princíp fungovania inštalácie je nasledujúci. Striedavý prúd zo siete sa privádza do primárneho vinutia transformátora. Z jeho sekundárneho vinutia je odstránené vyššie napätie a privádzané do emitora priamo (polvlnné inštalácie) alebo cez usmerňovač - kenotron. Ohrievanie katódového vlákna röntgenovej trubice reguluje jej činnosť. V tomto prípade sa nie viac ako 1% energie dodanej do trubice premení na žiarenie, zvyšok sa zmení na teplo, predovšetkým sa zohreje anóda. Aby nedošlo k jeho poškodeniu prehriatím, používajú sa buď žiaruvzdorné materiály (volfrám, molybdén), alebo je navrhnutý špeciálny chladiaci systém (vodné chladenie, rotačná anóda). Moderné röntgenové jednotky sú vybavené špeciálnymi zariadeniami na stabilizáciu prúdu a ochranu žiariča pred preťažením. Okrem toho je nainštalovaný systém na ochranu ostatných pred nadmerným žiarením (ako aj pred vysokonapäťovým prúdom).

Röntgenový prístroj

Röntgenová trubica je elektrické vákuové zariadenie so zdrojom elektrónového žiarenia (katóda) a terčom, v ktorom sú spomaľované (anóda). Vysokonapäťové napätie na ohrev katódy je privádzané cez záporný vysokonapäťový kábel z vláknového transformátora, ktorý je umiestnený v generátorovom zariadení. Vyhrievaná špirála katódy, keď je na röntgenovú trubicu privedené vysoké napätie, začne vyžarovať zrýchľujúci sa tok elektrónov a potom sa prudko spomalia na volfrámovej doske anódy, čo vedie k vzniku X- lúče.

Princíp činnosti röntgenovej trubice

Obrázok 1 - Schéma röntgenovej trubice na štrukturálnu analýzu: 1 - kovová anódová miska (zvyčajne uzemnená); 2 – berýliové okienka na vyžarovanie röntgenového žiarenia; 3 – termionická katóda; 4 – sklenená banka, oddeľujúca anódovú časť trubice od katódy; 5 – katódové vývody, na ktoré sa privádza napätie vlákna, ako aj vysoké (vzhľadom na anódu) napätie; 6 – systém elektrostatického zaostrovania elektrónov; 7 – vstup (antikatóda); 8 – potrubie pre prívod a odvod tečúcej vody chladiacej vtokové sklo.

Oblasť anódy, kde padajú elektróny, sa nazýva ohnisko. Moderné röntgenové trubice majú zvyčajne dve ohniská: veľké a malé. V anóde sa viac ako 95 % elektrónovej energie premení na tepelnú energiu, pričom sa anóda zahreje na 2000 °C alebo viac. Z tohto dôvodu so zvyšujúcim sa trvaním expozície sa prípustný výkon znižuje.

Röntgenová diagnostická trubica je umiestnená v olovenom obale, ktorý je naplnený transformátorovým olejom. Puzdro má otvory na pripojenie vysokonapäťových káblov a výstupné okno, cez ktoré vychádza lúč žiarenia. Aby sa minimalizovala dávka röntgenového žiarenia v moderných röntgenových prístrojoch, napríklad FMC, je k výstupnému okienku pripojené kolimačné zariadenie. Aby sa zabránilo poškodeniu anódy röntgenovej trubice, táto sa musí na tento účel otáčať, v spodnej časti puzdra röntgenovej trubice je umiestnené zariadenie na otáčanie anódy.

Široko používaný v modernej lekárskej praxi. S ich pomocou sa vykonáva diagnostika a liečba rôznych chorôb. Čo sa týka samotnej práce diagnostických modelov, ide o prístroje, ktoré umožňujú neinvazívne zhodnotenie stavu vnútorné orgány a muskuloskeletálne tkanivá telo.

Vytvorí sa obraz na na základe rôznych stupňov absorpcie lúčov vnútornými tkanivami pacienta a nazýva sa rádiografia. Možno zobraziť akošpeciálny film a na počítači (pre digitálne modely).

Röntgen jasne ukazuje vnútorné orgány a kosti. Na jasnejšiu vizualizáciu jednotlivých orgánov a tkanív sa používa kontrastná látka, ktorá umožňuje presnejšie diagnostikovať existujúce patológie.

Ako funguje röntgenový prístroj?

Röntgenový prístroj obsahuje nasledujúce časti a komponenty:

• O dno alebo niekoľko žiaričové elektrónky generujúce röntgenové lúče;
• Napájacie zariadenie, ktoré dodáva zariadeniu elektrickú energiu (s jeho pomocou sa regulujú parametre žiarenia);
• Zariadenie, ktoré premieňa röntgenové žiarenie na obraz, ktorý je možné vizualizovať;
• Spínací prístroj (riadiaca jednotka zariadenia);
• Statívy, cez ktoré sa ovláda inštalácia;
• Zariadenia na ochranu pred žiarením.

Röntgenový prístroj má dosť hrubý olovený obal, ktorý plní ochrannú funkciu. Tento kov dobre absorbuje röntgenové lúče, čím zaisťuje maximálnu bezpečnosť pre zdravotnícky personál.

Princíp činnosti röntgenovej jednotky

Princíp činnosti röntgenového prístroja je založený na privádzaní napätia do ovládacieho panela na úpravu intenzity žiarenia a následne do hlavného transformátora, kde sa generuje a ožarovanie Lúče , prenikajúce cez oblasť štúdia, skončia na vstupnej obrazovke, čo spôsobuje jej žiaru. Pod vplyvom tohto žiarenia fotokatóda vyraďuje elektróny, v dôsledku čoho sa fotoelektróny urýchlené elektrickým poľom dostávajú na výstupnú malú obrazovku, na ktorej sa elektronický obraz mení na svetelný.

Charakteristickým znakom väčšiny moderných röntgenových prístrojov je použitie elektrónovo-optických konvertorov alebo zosilňovačov na minimalizáciu radiačnej záťaže pacienta a personálu.

Typy röntgenových prístrojov

• V závislosti od účelu sú všetky röntgenové jednotky rozdelené na terapeutické a diagnostické. Tie sa zase delia na:

Mobilné (používané na operačných sálach a traumatologických oddeleniach, nemocničných oddeleniach a doma);

Stacionárne (používané hlavne v röntgenových miestnostiach);

/ prenosné (vhodné na prepravu, takže sú nepostrádateľné pri poskytovaní pohotovostnej zdravotnej starostlivosti).

Diagnostické prístroje využívajú veľký prúd prechádzajúci cez emitorovú trubicu a malé napätie. Naproti tomu terapeutické prístroje využívajú nízky prúd a vysoké napätie. Röntgenové prístroje sa líšia aj typom napájania emitorovej trubice.

Röntgenové prístroje (synonymum: röntgenové jednotky) sú zariadenia na výrobu a využitie röntgenového žiarenia na technické a lekárske účely. V závislosti od účelu sú lekárske röntgenové prístroje rozdelené na diagnostické a terapeutické. Podľa podmienok, v ktorých sú prevádzkované, sa röntgenové prístroje delia na stacionárne, mobilné a prenosné.

Stacionárne röntgenové prístroje diagnostické (obr. 1) aj terapeutické (obr. 2) sú určené na neustále používanie v špeciálne upravenej miestnosti - RTG miestnosti (pozri). Mobilné RTG prístroje sa podľa podmienok používania delia na lôžkové (obr. 3), prispôsobené na pohyb v rámci zdravotníckeho zariadenia za účelom RTG vyšetrenia pacientov priamo na oddeleniach, a prenosné, určené na použitie mimo lekárskej inštitúcie. Medzi mobilné RTG prístroje patria aj prístroje (RUM-4) určené na prácu v poľných podmienkach (obr. 4). Zvyčajne sú inštalované a prepravované na špeciálne upravených typoch vozidiel, majú autonómne napájanie a miestnosť na nasadenie, ako aj vlastnú tmavú komoru. V mierových podmienkach sa mobilné RTG jednotky používajú v špeciálne vybavených vozidlách, železničných vozňoch a na lodiach námornej a riečnej flotily (tzv. lodné RTG jednotky). Existujú aj mobilné röntgenové prístroje, umiestnené v špeciálnych úložných boxoch a prepravované na akomkoľvek type odpruženého transportu.

Na terénne röntgenové prístroje sa vzťahuje množstvo špeciálnych požiadaviek vyplývajúcich z nepriaznivých a ťažkých prepravných podmienok, klimatických podmienok a potreby častej montáže a demontáže zariadení. Najmä úložné boxy musia byť dostatočne utesnené, aby boli zariadenia chránené pred prachom a vlhkosťou. Jednotlivé časti röntgenového prístroja musia byť bezpečne pripevnené, aby bolo možné röntgenový prístroj prepravovať na odpružených (spravidla automobilových) vozidlách po diaľniciach a poľných cestách bez poškodenia častí röntgenového prístroja. Kolísanie okolitej teploty v rozsahu od 40 do -40° by nemalo ovplyvniť kvalitu prevádzky röntgenového prístroja pri skladovaní a preprave za týchto podmienok. Inštaláciu a demontáž RTG prístroja musí personál údržby vykonať do pol hodiny bez použitia špeciálneho náradia.

Röntgenové prístroje poľného typu možno v čase mieru použiť na hromadné vyšetrenia (pozri Fluorografia), ako aj na röntgenové diagnostické práce v odľahlých oblastiach.

Prenosné röntgenové prístroje (obr. 5) sú určené na vykonávanie najjednoduchších typov RTG vyšetrení v urgentnej a neodkladnej starostlivosti, ako aj v domácej starostlivosti. Sú malé, ľahké, zmestia sa do dvoch malých kufrov a väčšinou sú vhodné na nosenie 1-2 osôb.

Existuje mnoho typov röntgenových prístrojov určených na rôzne účely. Prevádzkový výkon vyrobených röntgenových prístrojov je určený súčinom sekundárneho napätia (generačné napätie v kilovoltoch) a prúdu (v miliampéroch) prechádzajúceho röntgenovou trubicou (pozri) za sekundu.

Rozsahy napätia a prúdu röntgenových prístrojov v závislosti od ich účelu sú uvedené v tabuľke.

Röntgenový prístroj pozostáva z nasledujúcich hlavných komponentov.

1. Vysokonapäťové zariadenie vrátane vysokonapäťového transformátora (tzv. hlavný transformátor), vláknového transformátora röntgenovej trubice a systému, ktorý usmerňuje prúd privádzaný do röntgenovej trubice (v nízkom výkone zariadenia, môže chýbať usmerňovacie zariadenie).

2. Generátor röntgenového žiarenia - RTG trubica.

3. Spínací prístroj - ovládací panel, ktorý reguluje prevádzkové režimy zariadenia.

4. Statív alebo skupiny stojanov na upevnenie röntgenovej trubice, vybavené zariadeniami na inštaláciu alebo polohovanie pacientov počas určitých typov röntgenového vyšetrenia a liečby, ako aj zariadeniami na ochranu pred žiarením.

Princíp činnosti röntgenového prístroja je schematicky taký, že napätie elektrickej siete je privádzané do ovládacieho panela, v ktorom je regulované pomocou autotransformátora a privádzané do primárneho vinutia hlavného transformátora. V dôsledku rozdielu v počte závitov primárneho a sekundárneho vinutia hlavného transformátora sa napätie v ňom prudko zvyšuje a je privádzané priamo do röntgenovej trubice (tzv. polvlnové röntgenové prístroje) alebo cez usmerňovacie zariadenie (kenotróny, selénové usmerňovače). Prúd prechádzajúci cez röntgenovú trubicu je riadený stupňom žeravenia jej katódového vlákna.

Moderné röntgenové prístroje sú vybavené veľmi sofistikovanými zariadeniami na stabilizáciu napätia a prúdu röntgenovej trubice, ako aj na jej ochranu pred možným preťažením. Okrem zložitých reléových prístrojov na reguláciu expozičného času sú diagnostické prístroje vybavené automatickými prepínačmi prevádzkových režimov RTG prístroja, čo je potrebné napríklad pri rýchlom prepnutí z röntgenového režimu do režimu obrazu a späť. . Všetky moderné röntgenové prístroje majú navyše ochranný systém proti nevyužitému röntgenovému žiareniu a proti úrazu elektrickým prúdom vysokým napätím.

Na základe charakteru ochrany pred úrazom elektrickým prúdom vysokým napätím sa rozlišujú blokové prístroje, v ktorých je vysokonapäťový prístroj spolu s röntgenovou trubicou uzavretý v spoločnom uzemnenom kovovom obale, a káblový X- lúčové stroje, v ktorých sú vysokonapäťové vodiče uzavreté v izolovaných vysokonapäťových kábloch a rúrka a hlavný transformátor sú uzavreté v izolovaných vysokonapäťových kábloch v kovových uzemnených puzdrách. Pre mobilné a prenosné röntgenové zariadenia sa zvyčajne používajú blokové zariadenia, pre stacionárne zariadenia káblové.

Diagnostické röntgenové prístroje sú vybavené prístrojmi na tomografiu (pozri), kymografiu, elektrokymografiu a iné špeciálne výskumné metódy, ako aj zosilňovačom obrazu (pozri Elektrooptický röntgenový zosilňovač obrazu) (obr. 6), ktorý umožňuje na röntgenové filmovanie, televízny prenos röntgenových snímok a poskytovanie vysokého jasu obrazu s výrazným znížením radiačnej záťaže.

Na štúdium jednotlivých fáz rýchlo plynúcich procesov existujú špeciálne röntgenové prístroje, ktoré umožňujú röntgenové fotografovanie pri rýchlosti uzávierky tisícin sekundy. To sa nedosiahne zvýšením výkonu (a teda veľkosti) röntgenových prístrojov, ale použitím systému kondenzátorov, ktoré sa nabíjajú z transformátora s relatívne nízkym výkonom na požadované napätie a potom, v správnom momente, okamžite vybíjané na röntgenovú trubicu (tzv. pulzné röntgenové prístroje). Okrem toho existujú úpravy na bežné diagnostické röntgenové prístroje vo forme nástavcov, ktoré umožňujú fotografovať fyziologicky sa pohybujúce objekty (pľúca, srdce) vo vopred stanovenej fáze činnosti, napríklad vo fáze nádychu alebo výdychu alebo v určitú fázu srdcovej činnosti.

Terapeutické röntgenové prístroje sa používajú na radiačnú terapiu.

Zavedením umelých rádioaktívnych izotopov a rôznych typov urýchľovačov nabitých častíc do klinickej praxe, lineárnych urýchľovačov, betatrónov, synchrotrónov, synchrofazotrónov atď. sa úloha samotnej röntgenovej terapie trochu zúžila av súčasnosti sa využíva na ožiarenie. k patologickým ložiskám pomerne plytkej lokalizácie.

Existujú terapeutické RTG prístroje nielen na statické, ale aj na takzvané mobilné ožarovanie (metódy rotačnej a konvergentnej RTG terapie).

V závislosti od hĺbky lokalizácie ožarovaného ložiska sa používajú prístroje na povrchovú RTG terapiu (obr. 7) a na statickú hĺbkovú terapiu (obr. 2).

Okrem toho sa vyrábajú röntgenové prístroje pre rotačnú (obr. 8) a konvergentnú (obr. 9) röntgenovú terapiu, pri ktorých sa trubica počas ožiarenia automaticky pohybuje po vopred stanovenej dráhe tak, aby hlavný lúč žiarenia bol neustále smerovaný v patologickom ohnisku a okolité tkanivá a oblasť kože boli striedavo vystavené lúčom. To umožňuje, pri šetrení kože a zdravého tkaniva, dodávať väčšie dávky röntgenového žiarenia do lézie ako pri metódach statického ožarovania.

Moderné terapeutické röntgenové prístroje, podobne ako diagnostické, sú vybavené množstvom špeciálnych prístrojov a zariadení, ktoré automatizujú ich prevádzku. Spolu s terapeutickými prístrojmi s konvenčnými automatickými časovými relé existujú röntgenové prístroje, v ktorých je časové relé nahradené dávkovým relé, čo je integrovaný dozimeter, ktorý automaticky vypne vysoké napätie pri dosiahnutí vopred stanovenej dávky žiarenia. Okrem toho súprava terapeutických röntgenových prístrojov obsahuje špeciálne sady trubíc, clony, ktoré obmedzujú ožarovacie pole, a filtre, ktoré odfiltrujú mäkšiu časť žiarenia a zjednotia pracovný lúč.

Pozri tiež röntgenová technika, röntgenové vyšetrenie, röntgenová terapia.

Ryža. 1. Stacionárny diagnostický röntgenový prístroj typu RUM-5.

Ryža. 2. RTG prístroj typu RUM-11 pre statickú hĺbkovú rádioterapiu.

Ryža. 3. Röntgenový prístroj na oddelení.

Ryža. 4. Celkový pohľad na röntgenový prístroj RUM-4.

Ryža. 5. Prenosný röntgenový prístroj.

Ryža. 6. Elektrón-optický konvertor (EOC) so zrkadlom na vizuálne pozorovanie, filmovou kamerou a vysielacou televíznou kamerou.

Ryža. 7. RTG prístroj typu RUM-7 na kožnú a kontaktnú rádioterapiu.

Ryža. 8. Röntgenové prístroje na rotačnú rádioterapiu.

Ryža. 9. Röntgenové prístroje na konvergentnú rádioterapiu.

Röntgenové prístroje sú zariadenia na jeho získanie a využitie v medicíne a technike. Lekárske röntgenové prístroje delíme podľa účelu na diagnostické (obr. 1) a terapeutické (obr. 2) a podľa prevádzkových podmienok - na stacionárne, mobilné a prenosné. Stacionárne röntgenové prístroje sú umiestnené v špeciálnych. Mobilné röntgenové prístroje sa dodávajú v dvoch typoch: skladacie, určené na cestovanie (obr. 3) a montované na oddelení (obr. 4) - na pomoc pri röntgenovej diagnostike v nemocniciach pri lôžku pacienta. Prenosné RTG prístroje (obr. 5) slúžia na vykonávanie jednoduchých RTG vyšetrení v domácich podmienkach (domáci prenosný RTG prístroj RU-560 so všetkým príslušenstvom sa zmestí do dvoch kufrov a má celkovú hmotnosť cca 45 kg) . Rozsah napätí a prúdov röntgenových prístrojov v závislosti od ich účelu je uvedený v tabuľke.

Röntgenový prístroj je riešený nasledovne: vysoké napätie (pozri) je napájané zo stupňovitého transformátora (tzv. hlavného transformátora), na ktorého sekundárne vinutie je elektrónka pripojená buď priamo (v malovýkonových prenosných a mobilné zariadenia) alebo cez usmerňovacie zariadenie - kenotron alebo polovodičový ventil (pozri Usmerňovače). Vláknový obvod katódy röntgenovej trubice je napájaný zo zníženého vláknového transformátora. Keďže anóda röntgenovej trubice je zvyčajne uzemnená a katóda je pod vysokým napätím, vláknový transformátor má vysokonapäťovú izoláciu. Prvky vysokonapäťového obvodu röntgenového prístroja sú zvyčajne umiestnené v uzemnenom kryte a pripojené k elektródam ochrannej röntgenovej trubice pomocou vysokonapäťových káblov (káblové röntgenové prístroje). V takzvaných blokových zariadeniach je vysokonapäťová časť spolu s rúrkou umiestnená v kovovom plášti naplnenom minerálnym izolačným olejom.

Vysoké napätie sa zvyčajne reguluje pomocou autotransformátora (q.v.) pripojeného k primárnemu okruhu hlavného transformátora. Špeciálny spínač pripojený k rôznym odbočkám autotransformátora umožňuje plynule alebo postupne meniť napätie na primárnom a následne aj na sekundárnom vinutí hlavného transformátora. Prúd vlákna röntgenovej trubice sa nastavuje pomocou reostatu pripojeného k obvodu primárneho vinutia vláknového transformátora. Anódový prúd elektrónky závisí od veľkosti prúdu vlákna, ktorý je určený napätím elektrickej siete: zmena sieťového napätia napríklad o 5 % zmení anódový prúd 2-krát. Napätie elektrickej siete pri zapnutí röntgenového prístroja klesá, a preto je na stabilizáciu vlákna trubice potrebné inštalovať transformátor (kompenzátor) alebo špeciálny fero-rezonančný stabilizátor. Nízkonapäťovú časť röntgenového prístroja tvorí autotransformátor so spínačmi, reostat na nastavenie prúdu vlákna, ovládacie zariadenia, systémy stabilizácie napätia a ochrana proti preťaženiu a skratu a sú umiestnené v špeciálnom ovládacom paneli. Zariadenie sa zvyčajne zapína po etapách: najprv sa zapne sieťové napätie, potom ohrev röntgenovej trubice a kenotrónu a nakoniec vysoké napätie. Deaktivácia sa vykonáva v opačnom poradí. Súčasťou röntgenového prístroja je aj statív (alebo skupina statívov) na pripevnenie röntgenovej trubice, zariadenia na fixáciu pacientov počas výskumu alebo liečby, röntgenové obrazovky (pozri) a vybavenie pre subjekt a lekára. Röntgenové prístroje sú vybavené špeciálnymi zariadeniami (časovými relé) na automatické vypnutie vysokého napätia po určenej expozícii. Terapeutické röntgenové prístroje využívajú elektromechanické relé s maximálnou rýchlosťou uzávierky 10-30 minút, ktoré sú poháňané malým elektromotorom. Prenosné a mobilné diagnostické röntgenové prístroje využívajú manuálne relé ovládané pružinou, zatiaľ čo stacionárne využívajú kondenzátorové relé s minimálnym oneskorením cca 0,01 s.

Stránky: 1

Röntgenový prístroj je zariadenie, ktoré sa v modernej medicíne bežne používa na štúdium a diagnostiku rôznych ochorení. Je nevyhnutný pre prístup k vnútorným orgánom človeka. Vďaka röntgenovému prístroju dostane lekár obraz vnútornej stavby tela, ktorá ho zaujíma. Fotografia sa premieta na film. Práca s röntgenovými lúčmi je neinvazívne lekárske vyšetrenie, čo znamená, že nie je potrebný prienik cudzieho telesa. Napriek tomu, že toto zariadenie je široko používané v nemocniciach a na klinikách, málokto vie, ako to funguje.

Poďme zistiť, čo je röntgenový prístroj, princíp fungovania tohto zariadenia a čo to znamená pre medicínu.

Röntgenový prístroj - čo to je?

Röntgenový prístroj je zariadenie, ktoré premieňa obyčajnú elektrickú energiu na röntgenové žiarenie. Existujú rôzne typy röntgenových prístrojov, napríklad:

. Angiograf;

fluorograf;

Röntgenový mamograf;

Röntgenový prístroj na oddelení;

Zubný röntgenový prístroj;

Obsluha röntgenového prístroja;

Röntgenový počítačový tomograf;

A ďalšie.

Ako vidíme, dnes existuje veľa typov röntgenových prístrojov. V závislosti od skúmaného orgánu sa používajú zariadenia s rôznym dizajnom a princípmi fungovania. Klasický röntgenový prístroj na všeobecné použitie, ktorého princíp fungovania sa budeme v tomto článku zaoberať, sa však skladá z riadiaceho systému, napájacieho zdroja, vyžarovanej konštrukcie a tiež periférií. V závislosti od funkčnosti prístroja môže zahŕňať aj prístroje na zaznamenávanie snímok alebo vizualizáciu vnútra skúmanej časti tela.

Princíp činnosti röntgenového prístroja

Klasický röntgenový prístroj je napájaný z elektrickej siete, ktorej maximálne napätie je 220 V. Ale niektoré röntgenové systémy, vyvinuté v našej dobe, vyžadujú podstatne viac elektriny. Takéto inštalácie okrem napájacieho zdroja obsahujú transformátor a usmerňovač prúdu.

Röntgenová trubica je hlavným prvkom žiarenia, ktorý ho generuje. Prístroj obsahuje aj riadiaci systém, ktorým špecialista riadi chod RTG prístroja.

Materiál, cez ktorý sa vyskytuje röntgenové žiarenie, je prúd, preto bez výkonnej elektrickej siete nie je možné zariadenie prevádzkovať. Prúd z elektrickej siete teda prechádza cez primárny stupeň spracovania. Táto fáza sa vyskytuje vo vinutí transformátora. Potom pomerne rýchlo nastáva sekundárna fáza spracovania, počas ktorej sa uvoľní vysoké napätie. Dosahuje kenotron - to je usmerňovač prúdu, po ktorom napätie vstupuje do röntgenovej trubice.

Röntgenová trubica je umiestnená v pevne uzavretej nádobe. Na jednom konci trubice je katóda a na druhom je anóda. Keď sa napätie cez transformátor dostane do röntgenového poľa, katóda a anóda zasiahnu a potom prudko zabrzdia. V tomto prípade dochádza k brzdnému žiareniu, to znamená, že sa vytvárajú röntgenové lúče.

Celý proces opísaný vyššie prebehne v zlomku sekundy. Na obrázku sa teda objaví obrázok, ktorý akoby osvetľuje vnútro požadovanej časti tela a ukazuje stav orgánu. Takto funguje röntgenový prístroj, ktorého princíp fungovania je opísaný vyššie.

Význam röntgenového prístroja pre medicínu

V modernej medicíne by bez röntgenového prístroja nastal chaos a neporiadok, pretože diagnostika mnohých chorôb by bola náročná, ak nie úplne nemožná. Len vďaka röntgenovému prístroju dokázalo ľudstvo vyliečiť mnohé choroby. Dnes sa toto zariadenie používa na dva postupy:

1. Rádiografia je interná, ale napriek tomu neinvazívna štúdia objektu. Vďaka röntgenovému žiareniu sa obraz prenesie na fotografický film;

2. Fluoroskopia - spočíva v tom, že obraz skúmaného objektu dopadá na špeciálnu obrazovku. Obraz sa teda pohybuje, čo je pri rádiografii nemožné.

Teraz, keď už viete, ako röntgenový prístroj funguje, nebudete si robiť starosti s postupmi, ktoré sú s ním spojené.

Ako mnohé z najväčších objavov ľudstva, aj röntgenové lúče boli vynájdené úplnou náhodou.

V roku 1895 nemecký fyzik Wilhelm Conrad Roentgen (1845-1923) urobil objav pri experimentovaní s elektrónovým lúčom v plynovej výbojke. Wilhelm Conrad Roentgen si všimol, že fluorescenčná obrazovka v jeho laboratóriu začala žiariť, keď sa zapol elektrónový lúč. Táto odpoveď sama o sebe nebola až taká prekvapivá a vedec vedel, že fluorescenčný materiál zvyčajne žiari v reakcii na elektromagnetické žiarenie, ale výbojku obklopil ťažký čierny kartón. Teoreticky by to blokovalo väčšinu žiarenia, ale nie röntgenové lúče.

Fyzik Wilhelm Conrad Roentgen umiestnil medzi plynovú výbojku a obrazovku rôzne predmety a obrazovka stále žiarila. Nakoniec položil ruku pred prístroj a uvidel siluetu svojich kostí premietanú na fluorescenčnú obrazovku. Hneď po objavení samotných röntgenových lúčov objavil princíp fungovania röntgenového žiarenia.

Pozoruhodný objav vedca viedol k jednému z najdôležitejších medicínskych pokrokov v histórii ľudstva.

Röntgenová technológia umožňuje lekárom vidieť priamo cez ľudské tkanivo a skúmať zlomené kosti, dutiny a prehltnuté predmety s neuveriteľnou ľahkosťou.

Modifikované postupy sa môžu použiť na vyšetrenie mäkších tkanív, ako sú pľúca, krvné cievy alebo črevá.

V tomto článku sa dozvieme, ako funguje röntgenové žiarenie a röntgenové žiarenie. Ako sa ukázalo, základný proces je v skutočnosti veľmi jednoduchý.

Röntgenové lúče sú v podstate rovnaké ako lúče viditeľného svetla. Obidve sú vlnové formy elektromagnetickej energie prenášané časticami nazývanými fotóny.

Rozdiel medzi röntgenovými lúčmi a lúčmi viditeľného svetla je energetická hladina jednotlivých fotónov. To je tiež vyjadrené ako vlnová dĺžka lúčov.

Naše oči sú citlivé na určitú vlnovú dĺžku viditeľného svetla, ale nie na kratšie vlnové dĺžky, kde je energia vyššia. Svetelné vlny sú dlhšie vlnové dĺžky rádiových vĺn s nižšou energiou.

Fotóny viditeľného svetla a fotóny röntgenového žiarenia vznikajú pohybom elektrónov v atómoch. Elektróny zaberajú rôzne energetické úrovne alebo obiehajú okolo jadra atómu. Keď sa elektrón presunie na nižšiu obežnú dráhu, musí uvoľniť určitú energiu. Uvoľňuje dodatočnú energiu vo forme fotónu. Energia fotónu závisí od toho, ako ďaleko elektrón preskočil medzi dráhami.

Keď sa fotón zrazí s iným atómom, atóm môže absorbovať energiu fotónu, čím sa elektrón dostane na vyššiu úroveň. Na to musí energetická hladina fotónu zodpovedať rozdielu energie medzi dvoma polohami elektrónov. Ak nie, potom fotón nemôže presúvať elektróny medzi obežnými dráhami. Atómy, ktoré tvoria tkanivo ľudského tela, veľmi dobre absorbujú fotóny viditeľného svetla. Energetická hladina fotónu zodpovedá rôznym energetickým rozdielom medzi elektronickými polohami. Rádiové vlny nemajú dostatok energie na pohyb elektrónov medzi obežnými dráhami vo veľkých atómoch, takže prechádzajú väčšinou vecí. Röntgenové lúče tiež prechádzajú väčšinou vecí, ale z opačného dôvodu: majú príliš veľa energie.

Aplikácie röntgenového žiarenia

Najvýznamnejší prínos röntgenových lúčov bol vo svete medicíny, ale rozhodujúcu úlohu zohral aj v mnohých iných oblastiach. Röntgenové lúče zohrávajú kľúčovú úlohu vo výskumoch súvisiacich s teóriou kvantovej mechaniky, kryštalografie a kozmológie. V priemyselnom svete sa röntgenové skenery často používajú na detekciu drobných trhlín v zariadeniach z ťažkých kovov. Skenery založené na tomto efekte sa stali štandardným vybavením letiskovej bezpečnosti. praktizovaný v archeológii, poľnohospodárstve, prieskume vesmíru a v každodennom živote.

Najširšie využitie má však v medicíne.

Mäkké tkanivo v tele sa skladá z menších atómov, a preto neabsorbuje dobre fotóny. Atómy vápnika, ktoré tvoria kosti, sú oveľa väčšie, takže lepšie absorbujú röntgenové žiarenie.

Ako funguje röntgen?

Základom röntgenového prístroja je sklenená vákuová trubica typu s plynovým výbojom s dvoma elektródami, katódou a anódou, ktoré sú umiestnené vo vnútri.

Katóda je vyhrievaný vodič. K ohrevu dochádza prostredníctvom špeciálneho vlákna. Teplo pomáha vyraziť elektróny z katódy a kladne nabitá volfrámová anóda priťahuje elektróny vo vákuovej trubici. Rozdiel napätia medzi katódou a anódou je extrémne veľký, takže elektróny prelietavajú trubicou veľkou silou. Keď sa zrýchľujúci elektrón zrazí s atómom volfrámu, vyradí voľný elektrón na jednej z nižších dráh atómu. Elektrón na vyššej obežnej dráhe sa okamžite presunie na nižšiu energetickú hladinu a uvoľní svoju dodatočnú energiu vo forme fotónu.

Riadením smeru pohybu a rýchlosti fotónu vyžaruje vákuová trubica rádiové vlny s frekvenciou medzi ultrafialovým a gama žiarením s vlnovou dĺžkou od 10 -7 do 10 -12 metrov.

Celý mechanizmus je obklopený hrubým oloveným štítom. Tým sa zabráni vyžarovaniu röntgenových lúčov všetkými smermi. Malé okienko v štíte umožňuje vyžarovanie časti fotónov do úzkeho lúča. Lúč v röntgenovom prístroji prechádza cez sériu filtrov na ceste k pacientovi.

Kamery na druhej strane pacienta zaznamenávajú vzorku pri jej prechode cez telo pacienta. Kamera využíva rovnakú technológiu ako bežná kamera, ale röntgenový obraz je odlišný od bežného fotoaparátu. Lekári film spravidla ukladajú ako negatív. To znamená, že oblasti, ktoré sú vystavené väčšiemu množstvu svetla, vyzerajú tmavšie a oblasti, ktoré sú vystavené menšiemu svetlu, sa javia ako svetlejšie. Tvrdý materiál, podobne ako kosť, vyzerá ako biely, zatiaľ čo mäkší materiál vyzerá ako čierny alebo sivý. Lekári môžu používať rôzne spôsoby ovládania činnosti röntgenového prístroja zmenou intenzity obrazového lúča. tiež využíva tento efekt.

Kontrastná látka

Väčšina mäkkých tkanív sa na bežnom röntgene nezdá zreteľne. Aby sa lekári mohli vnútorne zamerať na orgány alebo sa pozrieť na krvné cievy, ktoré tvoria obehový systém, musia lekári do tela vstreknúť kontrastné látky.

Kontrastné látky sú tekutiny, ktoré absorbujú röntgenové lúče efektívnejšie ako okolité tkanivo. Na zobrazenie orgánov v tráviacom a endokrinnom systéme pacient prehltne zmes kontrastných látok, typicky zmes bária. Ak sa lekári chcú pozrieť na cievy alebo iné prvky v obehovom systéme, vstreknú pacientovi do krvného obehu kontrastné látky.

V spojení s fluoroskopom sa často používa kontrastná látka. Pri skiaskopii prechádzajú röntgenové lúče cez telo na fluorescenčnú obrazovku a vytvárajú pohyblivý obraz. Lekári môžu použiť fluoroskopiu na sledovanie prechodu kontrastnej látky cez osobu. Lekári môžu tiež zaznamenať röntgenový obraz na video.

Sú röntgenové lúče škodlivé?

Röntgenové lúče sú úžasným doplnkom do sveta medicíny: umožňujú lekárom nahliadnuť do vnútra pacienta bez akejkoľvek operácie. Je oveľa jednoduchšie a bezpečnejšie pozrieť sa na zlomenú kosť pomocou röntgenového žiarenia ako použiť invazívnu metódu.

Ale sú röntgenové lúče škodlivé? V začiatkoch röntgenovej vedy mnohí lekári vystavovali pacientov a ich samotných lúčom na dlhé časové obdobia. Nakoniec sa u lekárov a pacientov začala objavovať choroba z ožiarenia a lekárska komunita vedela, že niečo nie je v poriadku.

Problém je v tom, že röntgenové žiarenie je formou ionizujúceho žiarenia.

Elektrický náboj iónu môže viesť k neprirodzeným chemickým reakciám v bunkách. Náboj okrem iného dokáže rozbiť vlákna DNA. Bunka s prerušeným reťazcom DNA buď zomrie, alebo DNA začne mutovať. Ak odumrie veľa buniek, môžu sa v tele vyvinúť rôzne choroby. Ak DNA zmutuje, bunka sa môže stať rakovinovou a rakovina sa môže rozšíriť. Ak sa mutácia vyskytne v sperme alebo vajíčku, môže to viesť k vrodeným chybám. Kvôli všetkým týmto rizikám lekári používajú röntgenové lúče s prihliadnutím na určité normy.

Aj s týmito rizikami je röntgenové vyšetrenie stále bezpečnejšou možnosťou ako operácia. Röntgenové prístroje sú neoceniteľným nástrojom v medicíne, ako aj prínosom v oblasti bezpečnosti a vedeckého výskumu. Sú skutočne jedným z najužitočnejších a...