Immaġni bir-raġġi X
1. Prinċipji bażiċi
Eżami tar-raġġi X mediċi juża prinċipalment il-qawwa qawwija li tippenetra r-raġġi-X fit-tessuti rotob tal-bniedem biex jinkiseb l-iskop li "tara" l-istat intern. In-natura tar-raġġi-X, bħad-dawl viżibbli li naraw, huma mewġ elettromanjetiku. Madankollu, il-firxa tal-wavelength tal-faxxa tad-dawl viżibbli hija 380 ~ 780nm, u l-wavelength tar-raġġi-X huwa ħafna iżgħar minn dak tal-faxxa tad-dawl viżibbli, li hija 10 ~ 10-³nm.
Peress li l-enerġija ta 'foton hija definita bħala E = hv = hc / λ, li hija inversament proporzjonali għall-wavelength, l-enerġija foton ta' raġġi-X hija ħafna akbar minn dik ta 'dawl viżibbli, li jagħmilha penetranti ħafna. Filwaqt li dawl viżibbli ma jistax jittrasmetti lanqas is-saff irqiq ta 'tebqet il-għajn tagħna, frazzjoni konsiderevoli ta' fotoni tar-raġġi X tista 'faċilment tippenetra ġisimna u tinġabar minn ditekters fuq in-naħa l-oħra. Naturalment, ir-raġġi gamma b'tul ta 'mewġ iqsar huma aktar penetranti. Iżda quddiem ir-raġġi gamma, ġisimna huwa kważi trasparenti. Qisek ridt tara x'inhu għaddej fil-ħwejjeġ tal-persuna fuq in-naħa l-oħra, iżda l-penetrazzjoni hija qawwija wisq. Tista 'tara direttament il-bini warajh, li hija wkoll tazza. Barra minn hekk, ma nistgħux niggarantixxu li tista 'toħroġ mis-sodda wara li tkun irradjat bir-raġġi gamma darba. Niżżel; jekk xorta tista 'tinżel, forsi ssir il-Hulk.
2. Interazzjoni mal-materja
Kif semmejna qabel, ir-raġġi-X se jinteraġixxu ma 'sustanzi differenti fil-ġisem, sabiex parti mill-enerġija tiġi assorbita minn tessuti differenti tal-ġisem tal-bniedem, u l-parti l-oħra tiġi riċevuta mid-ditekter fit-tarf l-ieħor permezz tal-ġisem tal-bniedem.
Wara li r-raġġi-X jiġu emessi mit-tarf tat-trażmissjoni, jgħaddu minn partijiet differenti tat-tessut tal-bniedem, u mbagħad jiġu riċevuti fil-pożizzjonijiet korrispondenti fuq id-ditekter. Billi nanalizzaw ir-riżultati fuq id-ditekter, nistgħu niksbu l-informazzjoni interna tal-parti tal-ġisem korrispondenti. Allura x'interazzjonijiet għandhom ir-raġġi-X fil-ġisem tal-bniedem, kif jaħdmu, u ma 'liema tessuti jinteraġixxu magħhom? Dawn huma l-mistoqsijiet li għandna bżonn nistudjaw.
Nafu li l-kwistjoni hija magħmula minn atomi. Meta r-raġġi-X jgħaddu mill-ġisem tal-bniedem, jinteraġixxu wkoll mal-atomi f'ġisimna u jikkawżaw attenwazzjoni. Hemm tliet forom ewlenin ta 'interazzjoni bejn ir-raġġi-X u l-atomi:
1. Effett fotoelettriku
2. Tixrid ta 'Compton
3. Għaddi mingħajr reazzjoni
Minħabba li fil-kwistjoni, id-distanza bejn l-atomi hija kbira ħafna, mhux biss in-nukleu jokkupa volum żgħir ħafna, iżda mhux faċli għal foton li jaħbat ma 'elettron. Allura parti konsiderevoli mill-fotoni tgħaddi mill-ġisem tal-bniedem mhux affettwat lid-ditekter. Għad-dettalji, irreferi għall-esperiment tal-fojl tad-deheb ta 'Rutherford.
Dan li ġej huwa li tiffoka fuq l-analiżi tal-effett fotoelettriku u t-tixrid ta 'Compton
2.1 Effett fotoelettriku
L-effett fotoelettriku jirreferi għall-interazzjoni ta 'fotoni mal-elettroni ta' ġewwa ta 'atomi, u l-fotoni huma assorbiti. Wara li tassorbi l-enerġija tal-foton, l-elettron jinkiser ħielsa mir-rabta atomika u jifforma fotoelettron.
L-effett fotoelettriku huwa aktar ovvju fuq il-metalli, u l-fotoelettronika jistgħu saħansitra jikkonverġu f'fotokurrenti. Il-probabbiltà ta 'okkorrenza ta' l-effett fotoelettriku hija inversament proporzjonali għall-kubu ta 'l-enerġija tal-foton ([formula]) α = 1 / E³, E = hv, jiġifieri, iktar ma tkun għolja l-enerġija tal-foton, inqas tkun assorbita u iktar ma tkun għolja l-penetrazzjoni; Il-kubu tan-numru ordinali huwa proporzjonali (α Z³, Z: numru atomiku), għalhekk iċ-ċomb (numru atomiku: 82) spiss jintuża għall-protezzjoni tar-raġġi-X. Meta mqabbel mal-metalli, il-ġisem tal-bniedem huwa magħmul prinċipalment minn karbonju, idroġenu, ossiġnu, nitroġenu u elementi oħra. Għandu numru atomiku baxx u densità baxxa ta 'distribuzzjoni atomika. Għalhekk, m'hemmx għalfejn tinkwieta dwar li tkun elettrokutat minn elettroni ġġenerati minnhom infushom meta tieħu raġġi-X.
L-effett fotoelettriku huwa l-forma attenwanti ewlenija tar-raġġi-X fil-prattika klinika, u hija wkoll il-forma ta 'attenwazzjoni li għandna bżonn. Kif imsemmi hawn fuq, fit-tessut artab magħmul prinċipalment minn materja organika, l-attenwazzjoni tar-raġġi-X hija baxxa ħafna, u ħafna minnhom jistgħu jgħaddu direttament. Madankollu, fil- parti ta ' l- għadam, minħabba li l- għadam huwa magħmul prinċipalment minn fosfat tal- kalċju u fih ukoll atomi bħal potassju, manjesju, sodju, u strontium, l- attenwazzjoni tar- raġġi- X fl- għadam hija relattivament għolja.
Għalhekk, l-esplorazzjoni tas-sitwazzjoni tal-għadam hija waħda mill-aktar applikazzjonijiet kliniċi importanti tar-raġġi-X. Huwa għalhekk li bażikament il-pazjenti ortopediċi kollha huma mitluba jieħdu film.
2.2 Tixrid tal-Compton
Ukoll, il-pass li jmiss huwa t-tixrid taż-żraben tat-tfal Compton.
Differenti mill-effett fotoelettriku, it-tixrid ta 'Compton jirreferi għall-interazzjoni ta' fotoni mal-elettroni ta 'barra ta' atomi, u jikkawża li l-enerġija tal-foton idgħajfu u tbiddel id-direzzjoni tal-moviment (tixrid), filwaqt li eċċitanti l-elettroni ta 'barra.
Naturalment, m'għandekx bżonn paniku, m'għandekx bżonn tikkalkula l-enerġija tal-fotoni mxerrda u l-angolu tat-tixrid θ, u l-enerġija u l-angolu Ø tal-elettroni eċċitati.
Huwa tedjanti meta sseħħ it-tixrid ta 'Compton. Minħabba li fl-ottika ġeometrika, ilkoll naħsbu li d-dawl jivvjaġġa f'linji dritti. Għalhekk, is-sinjal riċevut mid-ditekter u r-riżultat finali muri fuq il-film għandhom ikunu f'korrispondenza waħda ma 'wieħed mal-istruttura anatomika tal-ġisem uman tagħna. L-intensità tas-sinjal ta' kull punt ta' pixel fuq id-ditekter għandha tirrifletti l-attenwazzjoni tar-raġġi-X mill-ġisem tal-bniedem li jgħaddi mill-konnessjoni bejn dan il-punt u s-sors tad-dawl. Iżda meta t-tixrid ta 'Compton iseħħ f'punt, il-fotoni mxerrda x'aktarx jolqtu b'mod każwali pixels oħra tad-ditekter, li mhux biss idgħajfu l-intensità tad-dawl riċevuta mill-punt, iżda wkoll jikkawżaw spinta oħra każwali oħra ftit dawl. Barra minn hekk, ftit fehim tal-livelli tal-enerġija atomika juri li, b'differenza mill-effett fotoelettriku, l-enerġija meħtieġa biex teċita l-elettroni ta 'barra mhix fuq l-istess ordni ta' kobor bħall-enerġija biex teċita l-elettroni ta 'ġewwa:
Dan jirriżulta f'foton tar-raġġi X ta 'inċident li jibqa' fil-firxa spettrali tas-sors tar-raġġi X anke jekk għadda minn tixrid ta 'Compton u naqqas l-enerġija. Bħala l-istorbju ottiku ewlieni tal-immaġini tar-raġġi X, it-tixrid ta 'Compton għandu influwenza kbira fuq il-proporzjon tas-sinjal għall-ħoss tal-immaġni. Ġeneralment, sabiex inrażżnu l-istorbju kkawżat mit-tifrix ta 'Compton, se nżidu grilja taċ-ċomb quddiem id-ditekter biex inrażżnu l-fotoni tar-raġġi X minn angoli oħra:
3. Ġenerazzjoni ta 'raġġi-X
Li nkunu nafu r-raġġi X mhuwiex biżżejjed, għandna nkunu nistgħu nagħlbu raġġi-X bħal Ultraman, dak jibred
Naturalment, meta tieħu raġġi-X, mhux se jkun hemm Ultraman jistaħba lejk biubiubiu, iżda tubu tar-raġġi X.
Il-prinċipju bażiku huwa li nagħmlu pressjoni fuq il-katodu u nisparaw raġġ ta 'elettroni li jibbumbardja l-anodu (ġeneralment metall bħat-tungstenu, rhodium, eċċ.). L-elettroni jonqsu fl-anodu, u l-enerġija kinetika mitlufa tiġi kkonvertita f'fotoni. Meta l-vultaġġ tul il-katodu jkun għoli (imkejjel f'kV), l-enerġija foton li niksbu hija fil-firxa tal-wavelength tar-raġġi-X. X-ray GET!
Dan il-prinċipju tal-ġenerazzjoni tal-fotoni jissejjaħ Bremsstrahlung, li huwa ppronunzjat [ˈbʁɛmsˌʃtʁaːlʊŋ] bil-Ġermaniż. Tista 'tisma' Bremsstrahlung hawn. Tħarisx lejja, żgur li ma naqrahx lilek. Dan ifisser bejn wieħed u ieħor radjazzjoni tad-deċellerazzjoni, li hija kważi t-tifsira ta' "radjazzjoni tad-deċellerazzjoni".
Ħlief għar-radjazzjoni karatteristika tal-atomi tat-tungstenu fin-nofs diversi qċaċet, huwa dovut għall-awto-emissjoni ġġenerata mill-elettroni ta 'enerġija għolja li jibbumbardjaw l-elettroni ta' ġewwa, u jagħmlu l-atomi fl-istat eċċitati.
Imbagħad tiġi l-problema, fir-raġġi-X li niksbu, parti kbira mill-enerġija tal-foton hija relattivament baxxa. Diġà semmejna fi 2.1 Effett fotoelettriku li iktar ma tkun baxxa l-enerġija tal-foton, iktar tkun dgħajfa l-penetrazzjoni. Dan ifisser li parti konsiderevoli tar-raġġi-X se tkun assorbita kważi kompletament mill-ġisem, li mhux biss ma ta 'għajnuna għall-iskoperta, iżda żżid ukoll ħafna d-doża ta' radjazzjoni lill-pazjent. Allura ġeneralment, issa nżidu filtru quddiem biex niffiltraw dawn ir-raġġi X ta 'enerġija baxxa. B'dan il-mod m'għandekx għalfejn tinkwieta dwar il-kanċer wara li tispiċċa tiffilmja.
4. Applikazzjoni
Kif semmejna qabel, minħabba li l-għadam fih aktar fosfat tal-kalċju u elementi oħra tal-metall, għandhom rata ta 'attenwazzjoni akbar meta mqabbla ma' tessuti rotob oħra, għalhekk ħafna mill-applikazzjonijiet tar-raġġi-X jintużaw l-aktar biex jiċċekkjaw ksur u janalizzaw id-densità tal-għadam. u ħafna aktar. Allura xi ngħidu għal partijiet oħra li m'għandhom l-ebda element metalliku?
It-tweġiba hija sempliċi ħafna, jekk ma żżidhiex ~
Bħal ikla tal-barju. Permezz ta 'għaography ta' ikla tal-barju gastrointestinali, jew enema tal-barju (tistaqsinix kif togħma enema, ma ngħidlekx), poġġi aġent tal-kuntrast tas-sulfat tal-barju fl-apparat diġestiv, u mbagħad uża raġġi-X biex tiċċekkja għal leżjonijiet fl-apparat diġestiv. Il-komponent ewlieni tal-ikla tal-barju huwa s-sulfat tal-barju, li għandu assorbiment ovvju tar-raġġi-X, u ma jinħallx fl-ilma u ma jinħallx fl-aċidu. Mhux se jiġi assorbit mill-apparat diġestiv u ma jagħmilx ħsara lill-ġisem tal-bniedem.
U l-ġiografija. Bl- injezzjoni ta ' aġent tal- kuntrast li fih il- jodju fil- vini u l- arterji tal- partijiet korrispondenti, jistgħu jintwerew id- distribuzzjoni u l- leżjonijiet tal- vini u l- arterji.
