Рентгеновские методы исследования:
Рентгеноскопия, рентгенография, флюорография, томография, контрастная рентгенография. Важнейшие свойства рентгеновских лучей, обеспечивающие их применение в медицине
Рентгеновские лучи (Х-лучи) были открыты в конце 1895 года немецким физиком, профессором физико-математического факультета Вюрцбургского университета Вильгельмом Конрадом Рентгеном (1845-1923). 23 января 1896 года он выступил с докладом «Новый род лучей» на заседании научного Общества естествоиспытателей, здесь же сделал первые в истории рентгеновские снимки своей кисти и кисти жены. В 1901 году В.Рентген первым из физиков удостоен Нобелевской премии.
Физическую сущность рентгеновских лучей, их волновую природу позже установил знаменитый русский физик, профессор Московского университета П.Н.Лебедев (1866-1912), а затем в 1912-1913 гг. немецкий физик Макс Лауэ, получивший в 1914 году Нобелевскую премию. Главной частью рентгеновского аппарата является электровакуумная рентгеновская трубка.
Строение рентгеновской трубки:
- анод
- катод
- электровакуумная стеклянная трубка
- свинцовый кожух
- отверстие кожуха
- высоковольтный трансформатор
При подключении к
трубке высокого напряжения (несколько десятков тысяч вольт) в ней возникает
свободный поток электронов, летящих от катода к аноду с громадной скоростью,
которые, встречая на своем пути препятствие (анод), тормозятся; их кинетическая
энергия переходит в новый вид энергии – рентгеновские лучи. Можно считать, что
рентгеновские лучи – это лучи торможения катодных лучей. Рентгеновские лучи
невидимы, распространяются прямолинейно со скоростью света, вызывают ионизацию
воздуха. Являясь электромагнитными колебаниями, они имеют очень короткую длину
волны (от 0,03 до 15 Ангстрем), чем приближаются к гамма-лучам радиоактивных
элементов (0,01-0,03 А). Чем короче длина волны, тем выше способность проходить
через тела и тем меньше поглощаться в них. Например, ультрафиолетовые, видимые
и инфракрасные лучи имеют значительно большую длину волны.
Важнейшие свойства рентгеновских лучей, обеспечивающие их применение в медицине
- Способность проходить через тела и одновременно поглощаться ими (задерживаться в них). Степень поглощения зависит от массы тела и от его химического состава. Чем больше масса тела, тем оно больше задержит лучей. Чем выше атомный вес элементов, входящих в состав тела, и их порядковый номер в периодической системе элементов Д.И.Менделеева, тем больше рентгеновских лучей поглощается, меньше пропускается. Следовательно, разные тела и даже их части могут по-разному поглощать и пропускать лучи, в этом случае они именуются рентгеноконтрастными и легко поддаются рентгенодиагностике (легкие и сердце, правое легкое и печень, кости и мягкие ткани и т.д.)
- Будучи сами невидимы, рентгеновские лучи, поглощаясь некоторыми солями, вызывают их свечение, флюоресценцию. Этими веществами покрыт экран рентгеновского аппарата. Участки экрана, на которые падает больше рентгеновских лучей, ярче светятся, не подвергшиеся облучению – остаются темными.
- Рентгеновские лучи фотоактивны, то есть они, как и видимый свет, воздействуя на эмульсионный слой фотопленки (рентгеновской пленки), вызывают разложение солей серебра. После обработки пленки в проявителе и закрепителе, она чернеет; участки пленки, не подвергшиеся действию лучей, остаются светлыми (прозрачными).
- Рентгеновские лучи биологически активны. Проходя через органы и ткани, лучи вызывают в них определенные изменения, которые зависят от количества поглощенных лучей и чувствительности к ним тканей и организма. Однократное облучение малыми дозами может оказать стимулирующее и раздражающее воздействие на ткани и клетки, большие дозы вызывают разрушение и гибель. Длительное воздействие даже малых доз рентгеновских лучей может привести к новообразованиям, болезням крови (лейкозы, апластическая анемия и др.)
Более чувствительны к рентгеновским лучам, как и к радиоактивным, молодые, недифференцированные клетки и ткани (костный мозг, клетки крови, злокачественные клетки новообразований). На биологической активности рентгеновских лучей основана рентгенотерапия.
Рентгеноскопия
Самый частый метод применения рентгеновских лучей для диагностики. Пациент помещается (чаще стоя) между источником лучей (рентгеновской трубкой) и флюоресцирующим экраном, на котором при включении аппарата возникает плоскостное позитивное теневое изображение исследуемой части тела. При рентгеноскопии органов грудной клетки экран в проекции легких ярко светится, а в проекции сердца остается темным, так как сердце, будучи плотным органом, поглощает (задерживает) рентгеновские лучи, и экран в проекции сердца не подвергается действию лучей. Легкие, наоборот, рыхлый воздушный орган, пропускает много лучей, и их проекция экрана ярко светится. Уплотнения в легком на основном светящемся фоне видны как участки затемнения.
Рентгенография
выполнение рентгеновских снимков. Исследуемая часть тела помещается между источником лучей (рентгеновской трубкой) и светочувствительной (рентгеновской) пленкой, находящейся в светонепроницаемой кассете. После кратковременного включения рентгеновской трубки и фотообработки пленки на ней образуется постоянное негативное изображение исследуемого органа. Негативное – значит обратное изображение органов в сравнении с рентгеноскопией. На рентгенограмме органов грудной клетки изображение легких темное, а проекция сердца светлая, пленка здесь прозрачна, так как на нее не действовали лучи, задержанные сердцем. Уплотнения в легком видны как просветления на темном фоне легкого, хотя именуются они все равно «затемнение в легком», так как ориентация принята на позитив, то есть на рентгеноскопию. Последние годы рентгенограммофилия лечащих врачей приобретает тенденцию заменять рентгеноскопию и полное клинико-рентгенологическое обследование пациента в рентгеновском кабинете (отделении) одной только рентгенографией. Конечно, рентгенография имеет некоторые преимущества перед рентгеноскопией, особенно при нестарательном и недостаточно квалифицированном выполнении последней. Во-первых, рентгенограмма, хотя и является фиксированным на пленку только эпизодом функции и строения органа, но все же – это документ. Его можно прилагать к истории болезни, использовать на консилиумах и обходах. Причем, внешне это смотрится настолько эффективно, что часто приходится видеть в СМИ эпизоды из жизни разных медицинских работников, обязательно рассматривающих рентгенограмму…Во-вторых, на рентгенограмме некоторые элементы иногда лучше видны, чем при рентгеноскопии (мелкие очажки туберкулеза, высыпания при милиарном туберкулезе). Правда, для этого рентгенограмма должна быть сделана в специальном режиме («жесткие» или «мягкие» лучи, количество миллиампер и т.д.), выбрано положение пациента и многое другое, что без предварительной рентгеноскопии не решить. В- третьих, доза облучения пациента и персонала рентгеновского кабинета при рентгенографии во много раз меньше, чем при рентгеноскопии. Согласно приказу МЗ РФ № 129 от 29 марта 1990 года основным методом рентгенологического исследования органов грудной клетки стала считаться рентгенография. В целях снижения облучения пациентов и медперсонала рентгеноскопия проводится только по клиническим показаниям.
Флюорография
Метод фотографического изображения с рентгеноскопического экрана. Флюорограф устроен так же, как аппарат для рентгеноскопии, но изображение на экране не рассматривается, а фотографируется на пленку, которую врач-рентгенолог в удобное время рассматривает через специальный прибор. В сравнении с рентгеноскопией получаемая пациентом доза облучения чрезвычайно мала. Рентгеновская трубка включается лишь на сотые доли секунды, которых достаточно, чтобы появившееся на это время изображение на экране было сфотографировано фотокамерой, синхронно включающейся с рентгеновской трубкой. Большая пропускная способность флюороустановки позволяет работать поточной системой (латинское «fluor» — течение, поток). Флюорография грудной клетки имеет широкое применение в массовых профилактических осмотрах для ранней диагностики особенно туберкулеза и рака легких. Однако в последние годы периодичность профилактической флюорографии стала сокращаться, идёт переход от сплошного флюорографического обследования населения к выборочному – по специальному перечню.
Томография
От греч.tomos – слой, пластина – получение рентгеновского изображения только одного определенного слоя исследуемого органа. Например, несколько послойных рентгеновских снимков легких, отличающихся глубиной расположения в 1-1,5 см, для лучшей диагностики мелких очагов, каверн, новообразований легких. Различают линейную томографию, применяемую до сих пор уже более полувека, и компьютерную томографию, при которой исследуются поперечные срезы, а изображение слоя органа обрабатывается компьютером, переносится на экран дисплея и отличается высокой четкостью элементов. Существует также ядерно-магнитно-резонансная (ЯМР) томография, физические принципы которой несложны, с рентгеновскими лучами не связаны, но аппаратура отличается громоздкостью. Информативная и диагностическая ценность метода кажется очень большой, однако техническая сложность и дороговизна исследования делают (ЯМР) томографию пока еще труднодоступной для широкого применения.
Контрастная рентгенография
Выполнение рентгенограмм органов с помощью рентгеноконтрастных веществ, которые поглощают (задерживают) рентгеновские лучи значительно лучше тканей органов. Вводимые внутрь внутривенно, внутриартериально, в полости органов они создают негативную рентгеноконтрастность, по которой можно судить о величине, форме, контурах отдельных частей или в целом органа. Наиболее распространены соединения бария и йода, которые поглощают рентгеновские лучи. Для рентгеноскопии и рентгенографии пищевода, желудка и кишечника применяют сернокислый барий, причем, только в аптечной или заводской упаковке, так как другие соединения бария (сернистый барий, углекислый барий) ядовиты. Рентгенологическое исследование органов дыхания обычно производят без применения контрастных веществ. Для исследования бронхов (бронхография) применяют рентгеноконтрастное вещество (йодолипол – соединение йода с ненасыщенными жирными кислотами растительных масел, пропилйодон), так как бронхи с легочной тканью нерентгеноконтрастны. Бронхографию производят для диагностики бронхоэктазов, рака бронхов. Существует много других соединений йода, как рентгеноконтрастных веществ. Например, для холецистографии (билигност), для урографии (омнипак), для ангиокардиографии (ультравист), для миелографии и лимфографии (этиотраст).