Курс лучевой диагностики и лучевой терапии

Рентгеновское и гамма- изображения
Рентгеновское и гамма - излучения являются наиболее распространенными видами излучения, при помощи которых получают световые изображения в медицинской диагностике. Получение световых изображений можно описать с помощью цепочки преобразований вида
_f_n - hv₁hv_n,
где _f - кванты рабочего пучка излучения источника; _n - кванты радиационного изображения, т.е. изображения, сформированного излучением в результате взаимодействия рабочего пучка с ослабляющей средой; hv₁ - фотоны (кванты), конвертируемые первичным преобразователем “ионизирующее излучение - свет”; hv_n - фотоны изображения, непосредственно воспринимаемые глазом человека.
Радиационное изображение в большинстве случаев представляет собой карты интегралов коэффициентов ослабления рентгеновского излучения излучаемой средой, которые зависят от её химического состава и физического состояния. Поэтому в радиационных изображениях в основном представлена морфологическая информация. Например, рентгеновский снимок грудной клетки даёт в большинстве случаев информацию об анатомическом строении органов человека. Однако в части изображений содержится информация о физиологическом состоянии органов человека. Так, если пациент ингалирует воздух, содержащий нуклид ¹³³Хе, то в этом случае вариации распределения нуклида в легких будут давать информацию о пространственных характеристиках воздушного потока в легких. Указанное распределение может быть визуализировано при помощи гамма-излучения, испускаемого ксеноном.
Как и любую систему передачи информации систему радиационной диагностики можно представить в виде пространственно-временного фильтра, составленного из нескольких каскадов:
1) каскада генерации ионизирующего излучения (рентгеновская трубка, гамма- источник или радионуклид);
2) каскада модуляции, который представляется неравномерностью исследуемого объекта или пространственно-временной вариацией распределения радионуклида в органах пациента;
3) каскада детектерирования ( канала регистрации радиационного изображения);
4) каскада преобразования в световое изображение и его диагностической оценки.
Представленным выше каскадам соответствуют процессы: 1) генерация излучения, его 2)взаимодействия с органами пациента и 3) формирования радиационного изображения, преобразование последнего в световое, 4) просмотр светового изображения и его профессиональная оценка.
Первые три процесса имеют физико-технический смысл, хотя некоторые из них связаны с физиологическими функциями органа или анатомической системы пациента; четвертый, помимо физических проблем, включает и физиологические, связанные со зрительным аппаратом рентгенолога. Пятый процесс - чисто профессиональный - заключается в том, чтобы из всего многообразия отображенных деталей в световом изображении выделить необходимые, руководствуясь опытом и знанием других клинических данных, поставить правильный диагноз.
Рентгенология как наука берет своё начало от 8 ноября 1995 г., когда немецкий физик профессор Вильгельм Конрад Рентген открыл лучи, впоследствии названные его именем. Сам Рентген назвал их X-лучами. Это название сохранилось на его родине и в странах запада.
Профессор Рентген, как и многие физики того времени, занимался изучением свойств катодных лучей (катодные лучи, как было установлено в 1869 году, возникают в стеклянном сосуде с воздухом, разряженным до 1/100000 атмосферного давления, при пропускании через него электрического тока высокого напряжения. Катодные лучи являются потоком отрицательно заряженных частиц-электронов).
Особенность его опытов состояла в том, что трубка Крукса была закрыта черным картонным футляром. Эксперименты шли в вечернее время суток и по счастливой случайности недалеко от трубки на столе лежала пластинка (экран), покрытая платиносинеродистым барием, обладающая светящимся свойством при воздействии на нее солнечных лучей. Рентген заметил, что каждый раз при пропускании тока высокого напряжения через трубку, возникало свечение пластинки, покрытой этим флюоресцирующим веществом. Не трудно было заключить, что здесь имеется какой-то новый источник лучистой энергии, т.к. катодные лучи не могли пройти сквозь черный картон, покрывающий трубку Крукса, а дневного света не было. Все сомнения были отброшены, когда, поместив свою руку на пути движения этих лучей, между трубкой и светящейся пластинкой, он увидел темные тени костей руки на экране. Рентген назвал эти лучи X- лучами, отмечая этим неясность природы и свойств обнаруженного излучения. В ближайшие дни Рентген изучил почти все свойства этих лучей и в январе 1896 году в Вюрцбургском научном обществе естествоиспытателей сделал публичное сообщение о своём открытии. Там было принято решение о присвоении X-лучам имени Рентгена. Открытие рентгеновских лучей вскоре привело к открытию естественной радиоактивности ( Анри Беккерель, март 1896 г., радия супругами Кюри, декабрь 1898 года).
Эти два открытия в области лучевой энергии решающим образом повлияли на прогресс науки и помогли проникнуть в тайны строения вещества и внутриатомной энергии. Открытие рентгеновских лучей обогатило науку и нашло применение почти во всех её областях.