Классификация и применение рентгеновских трубок

www. cultinfo.ru/fulltext/1/001/008/096/519.htm

Классификация.

Рентгеновские трубки различают:

– по способу получения потока электронов – с термоэмиссионным (подогревным) катодом, автоэмиссионным (острийным) катодом, катодом, подвергаемым бомбардировке положительными ионами и с радиоактивным (b) источником электронов;

– по способу вакуумирования – отпаянные, разборные;

– по времени излучения – непрерывного действия, импульсные;

– по типу охлаждения анода – с водяным, масляным, воздушным, радиационным охлаждением;

– по размерам фокуса (области излучения на аноде) – макрофокусные, острофокусные и микрофокусные;

– по его форме – кольцевой, круглой, линейчатой формы;

– по способу фокусировки электронов на анод – с электростатической, магнитной, электромагнитной фокусировкой.

Применение.

Рентгеновские трубки широко применяют в медицине, технике и научных исследованиях, а именно:

–в рентгеновском структурном анализе (рис.1, а),

–в рентгеновском спектральном анализе (большую роль играют рентгеновские лучи при изучении строения кристаллов);

–в дефектоскопии (рис.1, б)(с помощью рентгеновских лучей обнаруживают изъяны в литых металлических изделиях – раковины или трещины становятся видимыми на флуоресцирующем экране в виде светлых пятен на тени от изделия);

–в рентгенодиагностике (рис.1, б) (при помощи рентгеновских лучей можно получить на флуоресцирующем экране или на фотографической пленке изображение не только костей, но и внутренних органов человека, например, желудка);

–в рентгенотерапии (облучение рентгеновскими лучами применяют при лечении злокачественных опухолей);

–в рентгеновской микроскопии и микрорентгенографии.

Рис.1. Общий вид рентгеновских трубок для структурного анализа (а), дефектоскопии (б) и медицинской рентгенодиагностики (в).

Наибольшее применение во всех областях находят отпаянные рентгеновские трубки с термоэмиссионным катодом, водоохлаждаемым анодом, электростатической системой фокусировки электронов (рис. 2).

Лит.:

1.Тейлор А. Рентгеновская металлография, пер. с англ., М., 1965.

2.Уманский Я.С. Рентгенография металлов и полупроводников, М., 1969.

3.Шмелев В.К. Рентгеновские аппараты, М., 1973.

В Г.Лютцау.

6.Флюорограф

http://xray.rusmedserv.com/equipment/flur/

История флюорографии и флюорографов началась с появлением рентгеновских лучей. Еще самим Вильгельмом Рентгеном было замечено, что икс-лучи, проходя сквозь предметы, формируют изображение на светящемся (флюоресцирующем) под действием этих лучей экране.

Открытие сразу же нашло практическое применение в медицине для диагностики патологии: пациента ставили на пути лучей от рентгеновской трубки и наблюдали «светящуюся тень» от ставшего полупрозрачным для этих лучей тела на экране. Ведь зачем, казалось бы, связываться с дорогостоящей пленкой и химическими реактивами, тратить на них лишнее время, если можно увидеть патологию сразу, не отходя от пациента. Но при данном подходе выявляются два серьезных недостатка:

Первый – невозможность зафиксировать выявленную патологию. Хотя, сначала многие пытались делать зарисовки увиденного от руки, в то время, как врач и пациент продолжали облучаться.

Второй – невозможность просмотра большого количества пациентов (как по причине больших дозовых нагрузок, так и по причине длительности рентгеноскопического исследования).

И все же, когда первые мысли о возможности профилактического использования рентгеновских лучей стали воплощаться в жизнь, стали появляться гибриды рентгеноскопии и рентгенографии. Так появились первые флюорографы.

Флюорография как вид исследования стала революционной, т.к. впитала в себя на начальном этапе многие преимущества обоих родителей, а именно:

Скорость исследования;

Относительно низкие затраты на одного пациента;

Средние лучевые нагрузки на пациентов (больше, чем при рентгенографии, но меньше, чем при рентгеноскопии);

Возможность хранения архивов (проявленных пленок).

С течением времени перечисленные преимущества понемногу совершенствовались, а некоторые из них претерпели поистине революционные изменения. Постепенно совершенствовалась конструкция рентгеновских трубок, качество флуоресцентных экранов, качество и размер рентгеновской пленки.

Но первый существенный прорыв в безопасность и качество произошел при появлении усилителей рентгеновского изображения. Теперь конструкция схематически выглядела так: Рентгеновская трубка – человек – экран – усилитель изображения – рентгеновская пленка. Подобный сложный «бутерброд» позволял сразу в несколько раз снизить дозовую нагрузку на пациента без потери качества изображения.

Классический усилитель изображения работает так: свет от флюоресцирующего экрана попадает на фотокатод, из которого выбиваются электроны. Электронное облако достаточно контрастно повторяет изображение, совершенно не искажая его. Далее это облако ускоряется, двигаясь к аноду, фокусируется с помощью электростатических линз и образует на выходном флюоресцирующем экране усиленное по яркости контрастное изображение объекта уже в лучах видимого света. Ну а затем это изображение переносится на пленку.

Второй существенный прорыв произошел при полном переходе на цифровые технологии и отказе от рентгеновских пленок. Более того, полный переход на цифровые технологии иногда ставит под сомнение сам термин флюорография, т.к. в некоторых моделях никакого флюоресцирующего экрана не стало. Вместо него и следующего за ним фотоаппарата на современных аппаратах установлены полупроводниковые детекторы. Существует два современных вида флюорографов – с ПЗС и линейным детектором:

ПЗС (прибор с зарядовой связью), он же CCD (Charge Coupled Device) - это чувствительный к свету детектор, который используется также и в цифровых фотоаппаратах. Когда свет от экрана попадает на детекторную поверхность микросхемы ПЗС, выделяются электроны, которые накапливаются в элементах изображения детектора или попросту в пикселях. Как правило, микросхема ПЗС состоит из сотен тысяч или нескольких миллионов пикселей. Чем их больше, тем выше качество изображения. Большее число световых лучей генерируют большее число электронов. Таким образом, более яркий участок изображения имеет большее число электронов, накапливаемых в каждом пикселе. Принципиальных отличием ПЗС-детекторов является большая чувствительность по сравнению с рентгеновской пленкой. С помощью системы линз (объектива) реальное изображение, полученное на светящемся экране (обычно 400 на 400 мм), уменьшается до размера матрицы ПЗС. Для врача главным достоинством цифрового флюорографа с ПЗС является привычность работы, т.е. выполнение снимка ничем не будет отличаться от процедуры работы на пленочном флюорографе. Только получение изображения существенно упрощается, поскольку картинка практически мгновенно появляется на экране монитора. К достоинствам таких систем можно отнести:

малое время экспозиции (сотые доли секунды);

снижение дозы облучения пациента в несколько раз в сравнении с самыми современными пленочными моделями.

Переход на линейные кремниевые детекторы излучения, напрямую преобразующие энергию излучения в цифровой сигнал, стал следующим шагом в развитии флюорографии. То есть в отличие от ПЗС-флюорографов потерялся посредник в виде светящегося экрана, а с ним исчезла проблема теряемой энергии излучения. То есть схема прибора существенно упростилась до последовательности «излучатель – человек – детектор». Конечно же, за детектором будет находиться вычислительная техника, позволяющая не только обработать сигнал и выдать его в виде четкого изображения, но и распечатать, передать по каналам связи, добавить в архив и многое другое. Для того чтобы вызвать ионизацию в линейном детекторе, теоретически достаточно нескольких электрон-вольт энергии (энергия рентгеновского излучения измеряется в сотнях и тысячах электрон-вольт). Это значит, что новый детектор в идеальных условиях может уловить каждый квант рентгеновского излучения, проходящего через тело человека. А из этого на практике следует, что в сравнении с пленочными аппаратами можно в несколько десятков раз уменьшить дозу облучения пациента, сведя ее к цифрам, близким к фоновым (физиологическим, природным) нагрузкам. Процесс съемки отличается тем, что детектор перемещается вдоль грудной клетки одновременно с веерообразным (плоским) рентгеновским пучком. Собственно съемка при этом длится не доли секунды, а 5-10 секунд. Именно столько времени необходимо паре излучатель-детектор для того, чтобы «пройтись» вдоль грудной клетки. Доза излучения получается еще ниже, чем при использовании ПЗС, всего лишь 5-10 микрозиверт. Для сравнения отметим, что старые советские флюорографы давали (а кое-где и продолжают давать) нарузку примерно равную 600 микрозиверт!

Как видите, современные флюорографы – максимально информативные и безопасные приборы, позволяющие быстро и эффективно выявить нуждающихся в лечении при массовом обследовании населения. Сегодня флюорографы продолжают развиваться и идти в ногу со временем, впитывая все самые передовые технологии для достижения единственной цели – сохранения здоровья человека.

Дата добавления: 2015-10-28