Прямые и рассеянные рентгеновские лучи.

Прямые и рассеянные рентгеновские лучи.

Первичные лучи - это лучи, которые пронизали в прямом направлении исследуемый орган и несут информацию о его внутренних структурах.

Вторичные лучи - при прохождении рентгеновских лучей через тело пациента происходит множество взаимодействий приводящих к потери фотонами своей энергии и к изменению их направления распространения, т.е. во время экспозиции появляется рассеянное (вторичное) излучение. В том случае, когда фотоны излучаются не точечным источником рентгеновской трубки, а всем телом пациента, они не несут полезной информации и лишь увеличивают количество регистрируемых фотонов - снижая контрастность изображения.

Снижение уровня рассеянного излучения улучшает качество изображения:

- Необходимо первичный поток излучения ограничить в соответствии со снимаемой областью - при этом снижается доза облучения.

Для ограничения первичного потока используют устройства формирования луча, включающие: тубусы, плоские и глубинные диафрагмы.

При эксплуатации рентгеновских установок возникает два вида излучений, которые оказывают вредное действие на организм работающих — лучи прямые и вторичные, или отраженные, получаемые при отражении и рассеивании прямых лучей от различных поверхностей. Во время работы должна быть обеспечена надежная защита как от прямых, так и от отраженных лучей.

Кроме того, при просвечивании образуется небольшое количество рассеянных лучей, образующихся в результате преломления их тканями и клетками просвечиваемого участка.

Как прямые, так и рассеянные лучи обладают способностью ионизировать воздух, в результате чего в течение
рабочего дня 5-6 часов при полной нагрузке в рентгеновском кабинете накапливаются озон и целый ряд азотистых соединений. Значительное количество этих газов при ежедневном пребывании в такой атмосфере будут оказывать вредное действие на организм через дыхательные пути, поэтому рентгеновский кабинет после работы необходимо всегда хорошо проветривать.

4. Жесткие» и «мягкие» рентгеновские лучи, их образование и особенности.

Генерируемые в рентгеновской трубке лучи с разной длинной волны имеют разную проникающую способность.

Это обусловлено разной притягательной силой электронов в их облачке вокруг раскаленной спирали катода. Электроны, движущиеся по наружным орбитам вокруг спирали, притягиваются последней слабее, чем те, которые движутся по внутренним орбитам.

При включении высокого напряжения электроны, сорванные с облачка катода, устремляются к аноду разной скоростью, быстрее - из наружных орбит. Имея различную кинетическую энергию, эти электроны создают различные по жесткости рентгеновские лучи: мягкие (коротковолновые) и жесткие (длинноволновые).

Мягкие лучи не способны пронизать всю толщу изучаемого органа и дать информацию, о его структуре на рентгенографической пленке или флюоресцирующем экране. Но эти лучи вызывают ионизацию воздуха и оказывают биологическое воздействие на живые ткани, т.е. являются нежелательными.

Жесткие лучи обладают большой проникающей способностью и наиболее благоприятны для создания рентген, снимка.

Для различных случаев просвечивания важно пользоваться лучами с определенным интервалом длин волн.

Это следует из того, что лучи с короткими длинами волн, т. н. «жесткие» лучи, получаемые в трубках, работающих при больших разностях потенциалов между их электродами, обладают большой проникающей способностью, мало отличающейся для различных тканей организма, и не дают достаточных контрастов.

Лучи «мягкие», с большими длинами волн, получаемые при малых разностях потенциалов на электродах трубки, могут, наоборот, так сильно поглощаться тканями, что дают при просвечивании ими только слабые очертания исследуемых объектов.

5. Виды нерезкости изображения. Способы их устранения.

О резкости изображения судят по непосредственному (скачкообразному) переходу одного почернения в другое. Резкость обусловлена размером границы перехода. Если одно почернение постепенно переходит в другое, то это говорит о нерезкости изображения.

Нерезкость — это смазанность контуров двух соседних деталей изображения. Нерезкость характеризуется
понятием суммарной нерезкости, которая состоит из отдельных составляющих нерезкостей (динамической, экранной и геометрической) и равна наибольшей из составляющих, т.е. устранив или уменьшив доминирующую составляющую нерезкостей, мы уменьшаем суммарную нерезкость.

Геометрическая нерезкость - возникает в результате проекционного расхождения пучка рентгеновских лучей через конкретную материальную точку снимаемого объекта. И зависит от фокусного пятна (чем больше пятно, тем больше геометрическая нерезкость), а также от расстояния фокус - объект (чем больше расстояние, тем меньше геометрическая нерезкость) и объект - пленка (чем меньше расстояние, тем меньше нерезкость).

Для устранения геометрической нерезкости - уменьшение фокуса трубки и правильно подобранное расстояние.
Динамическая нерезкость - возникает за счет движения объекта в момент экспонирования.

Для ослабления влияния произвольных движений больного на качество рентгеновского снимка больной должен быть удобно устроен, а исследуемая область фиксирована различными приспособлениями: компрессионный пояс, валики, подушечки, мешочки с песком, подставки и т. д. Более устойчивое положение больного достигается тогда, когда он лежит на столе для рентгеновских снимков.

В тех случаях, когда все принятые меры не обеспечивают должной неподвижности больного, рентгенография производится с возможно короткой выдержкой.

Интенсивность и энергия рентгеновского излучения.

Интенсивность рентгеновского излучения определяется напряжением генерирования, величиной анодного тока и расстоянием от фокуса трубки.

Один и тот же пучок лучей с увеличением расстояния падает на все большую и большую поверхность;

когда расстояние увеличилось вдвое, облучаемая поверхность увеличилась вчетверо, следовательно, интенсивность облучения уменьшилась в четыре раза.

С увеличением расстояния втрое облучаемая площадь увеличилась в девять раз, а интенсивность облучения уменьшилась в девять раз и т. д. Отсюда следует, что с увеличением фокусного расстояния вдвое для получения одинакового эффекта потребуется увеличить количество рентгеновской энергии, падающей на пленку или кожу больного, вчетверо. И обратно, с уменьшением расстояния вдвое количество подведенной рентгеновской энергии должно быть уменьшено вчетверо.

В интенсивности рентгеновского излучения имеют значение также тип аппарата, характеристика трубки и угол падения лучей на облучаемую поверхность.

Рентгеновское излучение возникает при взаимодействии электронов, движущихся с большими скоростями

с веществом.
Когда электроны соударяются с атомами какого-либо вещества, они быстро теряют свою кинетическую энергию. При этом большая ее часть переходит в тепло, а небольшая доля, обычно менее 1%, преобразуется в энергию рентгеновского излучения. Эта энергия высвобождается в форме квантов - частиц, называемых фотонами, которые обладают энергией, но масса покоя которых равна нулю. Рентгеновские фотоны различаются своей энергией, обратно пропорциональной их длине волны.

Дополнительные компоненты, необходимые в рентгенографической системе.

(высоковольтный генератор, приемник изображения, типы приемников)

Генератор.

Находится в этом же помещении, что и рентгеновский аппарат, но не входит в состав рентгеновского аппарата. Генератор имеет несколько секций. Обеспечивает рентгеновскую трубку высоким напряжением. В некоторых аппаратах он совмещен с анологово-цифровым преобразователем (АЦП). От генератора идет кабель к рентгеновской трубке. Место кабеля должно быть закрыто. Для питания генератора используют однофазные (розетка с заземлением) и трехфазные (рубильники) сети.

Отсеки генератора:

1.Выпрямитель. Туда поступает переменный ток из сети. Выпрямитель меняет ток на постоянный.

2. Преобразователь. В преобразователе высокочастотный осциллятор преобразует ток в высокочастотный переменный ток.

3. Блок-трансформатор. В блок-трансформаторе находится автотрансформатор. Он держит напряжение на протяжении всего исследования. Коэффициент трансформации - это количество напряжения, которое задано.

4. Высоковольтный выпрямитель. Преобразует ток на высокое и постоянное напряжение. Этот ток подается на рентгеновскую трубку на катод.

Приемники изображения

Усилитель рентгеновского изображения (син. рентгеновский электронно-оптический усилитель) - это устройство для многократного увеличения яркости изображения на рентгеновском экране путем преобразования светового изображения в электронное, его последующего усиления и обратного преобразования в световое.

Рентгеновские лучи бомбардируют входной экран (обычно это слой йодида цезия), который флюоресцирует
пропорционально интенсивности рентгеновского излучения. Входной люминофор расположен в максимальной близости к фотокатоду, так что свет стимулирует испускание электронов. Эти электроны ускоряются высоким напряжением порядка кВ и фокусируются электрическим полем. Они бомбардируют выходной люминофор, который формирует изображение, являющееся меньшим по размеру, но более ярким, чем полученное во входном люминофоре. Отношение яркости изображений, полученных двумя люминофорами, называется усилением яркости трубки усилителя.

В основе метода цифровой рентгенографии с использованием люминофорных пластин лежит способность некоторых люминофоров запоминать рентгеновское изображение.

Пластины люминофора располагаются в светонепроницаемых кассетах. Кассеты погружаются в экранно-снимочное устройство. Регистрация рентгеновского изображения происходит в момент экспозиции. Такое изображение может храниться в течение нескольких часов. Считывание изображения выполняется инфракрасным лазером. Образуется люминесценция. Накопленная кристаллами люминофора энергия высвобождается в виде фотонов светового излучения. Интенсивность излучения пропорциональна количеству поглощенных рентгеновских фотонов. Световое излучение преобразуется в электрический сигнал → сигнал усиливается → оцифровывается АЦП.

Оцифрованный сигнал записывается в форме матрицы цифрового изображения. Оставшееся скрытое изображение стираете световым потоком. После этого люминофорную пластину можно использовать вновь.

Полупроводниковые детекторы представляют собой полноформатные матрицы размером 400x400 мм, содержат 2048x2048 элементов. Позволяют регистрировать рентгеновское изображение с высоким качеством и разрешением.

Существует два метода регистрации рентгеновского изображения:

1. Метод позволяющий преобразовывать рентгеновское излучение в световое (быстро считывать информацию, использовать его для рентгенографии и скопии).

2. Основан на непосредственном преобразовании детектором рентгеновского излучения в электрический сигнал (позволяет получать более четкие изображения).

Кассета с рентгеновской пленкой. Как правило, рентгенографическая пленка используется в кассете с усиливающими экранами.

ПЗС-матрица - прибор с зарядовой связью.