Как работает рентгеновский аппарат

Питание аппарата осуществляется обычно от электросети переменного тока в 126 или 220 В. Однако современные рентгеновские установки работают от постоянного тока существенно более высокого напряжения. В связи с этим в состав блока питания входят трансформатор (или система трансформаторов) и выпрямитель тока (иногда выпрямитель может отсутствовать — при низкой мощности аппарата).

Генератор излучения — это рентгеновская трубка, одна или несколько.

Система управления — это распределительное устройство, то есть пульт управления, регулирующий работу всей установки. Кроме того, аппарат включает в себя штатив (систему штативов), на который крепится генератор излучения, а также приспособления для укладки больных и т.п. устройства.

Принцип работы установки следующий. Переменный ток от электросети подводится к первичной обмотке трансформатора. С его вторичной обмотки снимается более высокое напряжение и подается на излучатель непосредственно (полуволновые установки) или через выпрямитель — кенотрон. Накалом катодной нити рентгеновской трубки регулируется ее работа.

Сама рентгеновская трубка — это достаточно простое устройство, схема которого примерно такова. На находящиеся в вакууме в запаянном сосуде катод и анод («антикатод») подается мощный постоянный электрический потенциал. В результате электроны, испущенные катодом, ускоряются в электрическом поле и резко тормозятся при соударении с анодом. При этом испускается «тормозное излучение» — генерируется электромагнитное излучение рентгеновского диапазона. Одновременно из внутренних частей электронных оболочек атомов металла, из которого состоит анод, выбиваются электроны, а получившиеся пустые места заполняются электронами из внешних слоев электронных оболочек. В ходе этого процесса тоже испускается рентгеновское излучение, спектр которого специфичен для каждого материала

В излучение при этом переходит не более 1% подаваемой на трубку энергии, остальное превращается в тепло, прежде всего греется анод. Для того чтобы избежать его повреждения от перегрева, либо используются тугоплавкие материалы (вольфрам, молибден), либо конструируется специальная система охлаждения (водное охлаждение, вращающийся анод).

Современные рентгеновские установки снабжаются специальными устройствами для стабилизации тока и защиты излучателя от перегрузки. Кроме того, устанавливается система защиты окружающих от избыточного излучения (а также от тока высокого напряжения).

Для получения рентг. изображения используют рентгеновские трубки, которые генерируют ренген. лучи.

Они проходят сквозь объект, и часть их может задерживаться тканями, а часть проникает дальше, и, попадая на экран, вызывают его свечение. Это свечение не одинаково во всех точках, а зависит от плотности ткани, через которую они проходят, чем плотнее ткань, тем меньше свечение. Рентген. изобр. может быть негативным и позитивным. Например: в негативном изображении кости – светлые, воздух- тёмный, в позитивном – наоборот. И там, где излучение задерживается больше, формируются участки затемнения; где меньше – просветления.

 

Особенностями теневого рентгеновского изображения является:

1) Изображение, складывающееся из многих темных и светлых участков – соответственно областям неодинакового ослабления рентгеновых лучей в разных частях объекта.

2) Размеры рентгеновского изображения всегда увеличены (кроме КТ) по сравнению с изучаемым объектом, и тем больше, чем дальше объект находится от пленки, и чем меньше фокусное расстояние.

3) Когда объект и пленка не в параллельных плоскостях, изображение искажается.

4) Изображение суммационное (кроме томографии). Поэтому рентгеновские снимки должны быть произведены не менее, чем в двух взаимно перпендикулярных проекциях.

5) Негативное изображение при рентгенографии и КТ.

4 и 5 вопросы.  К основным методам относятся рентгеноскопия, рентгенография и флюорография.

Рентгеноскопия (греч. scopeo – рассматривать, наблюдать) – метод рентгенологического исследования, при котором изображение объекта получают на флюоресцирующем экране. При данном исследовании пучок рентгеновских лучей, генерируемых рентгеновской трубкой, проходит через тело пациента, попадает на флюоресцирующий экран и формирует на нем позитивное теневое изображение. Данное исследование еще называют просвечиванием. В основном применяется для исследования грудной полости и брюшной полости.

Достоинствами метода является простота и экономичность, возможность многоосевого и полипозиционного исследования, т.е. проводить исследования в различных проекциях и положениях пациента, возможность оценки анатомо-морфологических и функциональных особенностей изучаемых органов в режиме реального времени.

К основным недостаткам рентгеноскопии относятся относительно высокая лучевая нагрузка и относительно низкая разрешающая способность (трудности в дифференциации мелких структур и небольших изменений).

Свечение флюоресцентного экрана достаточно слабое, поэтому раньше рентгеноскопию проводили в темноте. При этом качество получаемого изображения было довольно низким.

В настоящее время в качестве усовершенствованного метода рентгеноскопии применяют метод рентгенотелевидения – просвечивание с помощью системы электронно-оптического преобразователя (ЭОП) и телевизионной системы. В ЭОП видимое изображение на флюоресцирующем экране усиливается и преобразуется в электрический сигнал, который отображается на телевизионном мониторе. Такое рентгеновское изображение можно изучать в обычном освещенном помещении. Лучевая нагрузка на пациента и персонал при применении ЭОП значительно меньше.

Телесистема позволяет записать проводимое исследование, что особенно важно для изучения движений органов.

Для лучшей оценки мелких деталей, объективизации результатов исследования и динамического наблюдения за пациентом рентгеноскопия часто дополняют серией снимков.

Необходимо отметить, что в последнее время появились новые технологии, которые дали возможность заменить флюоресцирующий экран на систему цифровых детекторов (матрицу) и позволили применить цифровые технологии в данном виде исследования.

Рентгенография (греч. greapho – писать, изображать) – метод рентгенологического исследования, при котором получают изображение исследуемого объекта на пленке (прямая или аналоговая рентгенография)

или на специальных цифровых устройствах (цифровая рентгенография).

Изображение статическое – в отличие от рентгеноскопии, где получают динамическое изображение в режиме реального времени. Рентгеновская пленка состоит из нитроацетатной основы, покрытой тонким слоем эмульсии – желатина, который содержит мелкие частицы кристалликов галогенида серебра в невозбужденном (незасвеченном) состоянии. Хранят рентгеновскую пленку в специальной светонепроницаемой коробке, которую вскрывают в полной темноте, т.к. эмульсия чувствительна не только к рентгеновским лучам, но и к дневному свету. Перед проведением исследования в затемненной лаборатории (которую имеет каждый рентгеновский кабинет), пленку помещают в специальную кассету.

Кассета представляет собой плоскую коробку, к внутренним сторонам которой прикреплены картонные пластины, покрытые флюоресцирующим веществом. Они называются усиливающими экранами и служат для лучшего «засвечивания» пленки, которая находится между ними – это позволяет значительно снизить количество рентгеновского излучения, необходимого для получения изображения исследуемого объекта

и таким образом уменьшить дозу облучения на пациента.

Итак, при рентгенографии рентгеновские лучи проходят через пациента, попадают на рентгеновскую пленку, где возбуждают кристаллики галогенита серебра и образуют скрытое изображение.

Затем пленку достают из кассеты и подвергают химической обработке.

Это так называемый «ручной» процесс. Следует отметить, что в настоящее время в большинстве учреждений применяются автоматические системы для химической обработки рентгеновской пленки – проявочные машины. Они позволяют значительно ускорить процесс получения снимка и повысить качество изображения.

Изображение на рентгенограмме позволяет оценить форму, положение и размеры анатомических органов, а также оценить их структуру.

Можно выделить следующие преимущества рентгенографии перед рентгеноскопией:

–большая разрешающая способность;

–объективность рентгенограммы, возможность длительного хранения;

–возможность оценки многими специалистами;

–сопоставление нескольких изображений, т.е. возможность динамического наблюдения;

–относительная небольшая лучевая нагрузка на пациента;

К недостаткам рентгенографии можно отнести относительно большие материальные затраты (рентгеновская пленка, химреактивы).

Методика рентгенографии может применяться во всех лечебных учреждениях и в настоящее время является самым доступным методом.

Рентгеновские аппараты могут использоваться как в условиях рентгеновского кабинета, так и в палате, реанимации, в операционной, а также в особых условиях вне лечебных учреждений.

Флюорография – методика рентгенологического исследования, при которой производят фотографирование изображения с флюоресцирующего экрана на пленку различного формата (70х70, 100х100 и 110х110 мм). Таким образом, при флюорографии изображение всегда уменьшено.

Основным назначением флюорографии является массовое (профилактическое) обследования населения для выявления скрыто протекающих заболеваний легких – профилактическая флюорография.

Основными преимуществами флюорографии перед рентгенографией является экономия дорогостоящей рентгеновской пленки и быстрота выполнения, т.е. большая пропускная способность – на выполнение одной флюорограммы тратится в 3 раза меньше времени, чем на выполнение одной рентгенограммы. Недостаток – меньшая разрешающая способность и, соответственно, меньшая информативность.

Флюорографические аппараты достаточно компактны, их можно монтировать на кузов грузового автомобиля. Это делает возможным массовое обследование населения в местах, где рентгенодиагностическая аппаратура отсутствует.

Хотя по информативности флюорография уступает рентгенографии, но при использовании крупнокадровых флюорограмм различия между методиками становится менее существенными. Поэтому в лечебных учреждениях у пациентов с заболеваниями органов дыхания, особенно при повторных исследованиях, часто рентгенографию заменяют флюорографией. Такую флюорографию называют диагностической.

В последнее время пленочную флюорографию все больше вытесняет цифровая флюорография. Название «цифровой флюрограф» является в достаточной мере условным, т.к. в этих аппаратах не производится фотографирование изображения с флюоресцирующего экрана на пленку, здесь экран заменен детекторами – цифровой матрицей. По сути эти флюрографы представляют собой цифровые рентгенографические аппараты лишь с той разницей, что предназначены преимущественно для исследования органов грудной полости.