Röntgenmyndataka
1. Grunnreglur
Læknisfræðileg röntgenrannsókn notar aðallega sterkan gegnumgangandi kraft röntgengeisla í mjúkvef manna til að ná þeim tilgangi að "sjá" innra ástandið. Eðli röntgengeisla, eins og sýnilega ljóssins sem við sjáum, eru rafsegulbylgjur. Hins vegar er bylgjulengd sviðs sýnilegs ljóss 380~780nm, og bylgjulengd röntgengeisla er mun minni en sýnilegs ljóss, sem er 10~10-³nm.
Þar sem orka ljóseindarinnar er skilgreind sem E=hv=hc/λ, sem er í öfugu hlutfalli við bylgjulengdina, er ljóseindaorka röntgengeisla mun stærri en sýnilegs ljóss, sem gerir það mjög gegnumsnúið. Þó sýnilegt ljós geti ekki sent jafnvel þunnt lag af augnlokum okkar, getur talsvert brot af röntgenljóseindum auðveldlega komist í gegnum líkama okkar og verið tekið upp af skynjara hinum megin. Auðvitað eru gammageislar með styttri bylgjulengd í gegn. En fyrir framan gammageisla er líkami okkar næstum gegnsær. Það er eins og þú hafir viljað sjá hvað er að gerast í fötunum á manneskjunni hinum megin, en innslagið er of sterkt. Þú getur beint séð bygginguna á bak við það, sem er líka bolli. Að auki getum við ekki ábyrgst að þú getir farið fram úr rúminu eftir að hafa verið geislað af gammageislum einu sinni. Komdu niður; ef þú getur enn komið niður, kannski orðið Hulk.
2. Samspil við efni
Eins og við nefndum áðan munu röntgengeislar hafa samskipti við mismunandi efni í líkamanum, þannig að hluti orkunnar frásogast af mismunandi vefjum mannslíkamans og hinn hlutinn tekur við skynjaranum á hinum endanum í gegnum mannslíkamann. .
Eftir að röntgengeislarnir eru sendir frá sendiendanum fara þeir í gegnum mismunandi hluta mannsvefsins og eru síðan mótteknir á samsvarandi stöðum á skynjaranum. Með því að greina niðurstöðurnar á skynjaranum getum við fengið innri upplýsingar samsvarandi líkamshluta. Svo hvaða samskipti hafa röntgengeislar í mannslíkamanum, hvernig þeir virka og hvaða vefi þeir hafa samskipti við? Þetta eru spurningarnar sem við þurfum að rannsaka.
Við vitum að efni er byggt upp úr atómum. Þegar röntgengeislar fara í gegnum mannslíkamann hafa þeir einnig samskipti við frumeindirnar í líkama okkar og valda dempun. Það eru þrjár meginform víxlverkunar milli röntgengeisla og atóma:
1. Ljósræn áhrif
2. Compton dreifing
3. Farið í gegn án viðbragða
Vegna þess að í efni er fjarlægðin milli atóma mjög stór, ekki aðeins tekur kjarninn mjög lítið rúmmál heldur er það ekki auðvelt fyrir ljóseind að rekast á rafeind. Þannig að töluverður hluti ljóseindanna mun fara í gegnum mannslíkamann óáreitt til skynjarans. Nánari upplýsingar er að finna í gullþynnutilraun Rutherfords.
Eftirfarandi er að einbeita sér að greiningu á ljósrafmagnsáhrifum og Compton dreifingu
2.1 Ljósrafmagnsáhrif
Ljóseindirnar vísa til samspils ljóseinda við innri rafeindir atóma og ljóseindirnar frásogast. Eftir að hafa tekið upp ljóseindarorkuna losnar rafeindin við atómtengi og myndar ljóseind.
Ljósrafmagnsáhrifin eru augljósari á málmum og ljósrafeindir geta jafnvel runnið saman í ljósstrauma. Líkurnar á að ljóseindaorkan komi fram eru í öfugu hlutfalli við tening ljóseindarorkunnar ([formúla]) =1/E³, E=hv, það er, því meiri ljóseindaorka, því minni það verður frásogast og því hærra sem skarpskyggni er; Teningur raðtölunnar er hlutfallslegur ( Z³, Z: lotunúmer), svo blý (atómnúmer: 82) er oft notað til röntgengeislavarna. Í samanburði við málma er mannslíkaminn aðallega samsettur úr kolefni, vetni, súrefni, köfnunarefni og öðrum frumefnum. Það hefur lága lotunúmer og lítinn þéttleika atómdreifingar. Þess vegna er engin þörf á að hafa áhyggjur af því að verða raflost af sjálfsmynduðum rafeindum þegar þú tekur röntgengeisla.
Ljósrafmagnsáhrifin eru helsta dempunarform röntgengeisla í klínískri starfsemi, og það er líka dempunarformið sem við þurfum. Eins og getið er hér að ofan, í mjúkvef sem aðallega er samsettur úr lífrænum efnum, er deyfing röntgengeisla mjög lítil og flestir þeirra geta farið beint í gegnum. Hins vegar, í beinhlutanum, vegna þess að beinið er aðallega samsett úr kalsíumfosfati og inniheldur einnig atóm eins og kalíum, magnesíum, natríum og strontíum, er dempun röntgengeisla í beinum tiltölulega mikil.
Þess vegna er að kanna ástand beina ein mikilvægasta klíníska notkun röntgengeisla. Þess vegna eru í rauninni allir bæklunarsjúklingar beðnir um að taka kvikmynd.
2.2 Compton dreifing
Jæja, næsta skref er að dreifa Compton barnaskónum.
Ólíkt ljósrafmagnsáhrifum vísar Compton-dreifing til víxlverkunar ljóseinda við ytri rafeindir atóma, sem veldur því að orka ljóseindarinnar veikist og breytir hreyfistefnu (dreifingu), en æsir ytri rafeindirnar.
Auðvitað þarftu ekki að örvænta, þú þarft ekki að reikna út orku dreifðu ljóseindanna og dreifingarhornið θ og orkuna og hornið Ø spenntu rafeindanna.
Það er pirrandi þegar Compton dreifing á sér stað. Vegna þess að í rúmfræðilegri ljósfræði höldum við öll að ljós berist í beinum línum. Þess vegna ætti merkið sem skynjarinn tekur á móti og lokaniðurstaðan sem sýnd er á filmunni að vera í ein-á-mann samsvörun við líffærafræðilega uppbyggingu mannslíkamans. Merkisstyrkur hvers pixlapunkts á skynjaranum ætti að endurspegla dempun röntgengeisla af mannslíkamanum sem fer í gegnum tenginguna milli þessa punkts og ljósgjafans. En þegar Compton-dreifing á sér stað á punkti, er líklegt að dreifðu ljóseindin lendi af handahófi á öðrum punktum skynjarans, sem mun ekki aðeins veikja ljósstyrkinn sem punkturinn fær, heldur einnig valda tilviljunarkenndri annarri Smá ljósaukningu. Þar að auki sýnir smá skilningur á atómorkustigum að, ólíkt ljósrafmagnsáhrifum, er orkan sem þarf til að örva ytri rafeindirnar ekki í sömu stærðargráðu og orkan til að örva innri rafeindirnar:
Þetta hefur í för með sér aðfallandi röntgenljóseind sem helst innan litrófssviðs röntgengeislagjafans jafnvel þótt hún hafi gengist undir Compton-dreifingu og hafi minni orku. Sem aðal sjónhávaði röntgenmyndatöku hefur Compton dreifing mikil áhrif á merki/suðhlutfall myndarinnar. Almennt, til að bæla hávaða af völdum Compton-dreifingar, munum við bæta við blýrist fyrir framan skynjarann til að bæla röntgenljóseindir frá öðrum sjónarhornum:
3. Myndun röntgengeisla
Það er ekki nóg að þekkja röntgengeisla, við ættum að geta sent frá okkur röntgengeisla eins og Ultraman, það er flott
Auðvitað, þegar þú tekur röntgenmyndir mun ekki vera Ultraman í felum hjá þér biubiubiu, heldur röntgenglas.
Grundvallarreglan er sú að við þrýsum bakskautið og skjótum út rafeindageisla sem sprengir skautið (venjulega málmur eins og wolfram, ródín osfrv.). Hægt er á rafeindunum í rafskautinu og töpuðu hreyfiorkanum er breytt í ljóseindir. Þegar spennan yfir bakskautið er há (mæld í kV) er ljóseindaorkan sem við fáum á bylgjulengdarsviði röntgengeisla. Röntgenmynd FÁ!
Þessi regla að mynda ljóseindir er kölluð Bremsstrahlung, sem er borið fram [ˈbʁɛmsˌʃtʁaːlʊŋ] á þýsku. Hægt er að hlusta á Bremsstrahlung hér. Ekki horfa á mig, ég mun örugglega ekki lesa það fyrir þig. Það þýðir í grófum dráttum hraðaminnkun geislun, sem er næstum merkingin "hraðaminnkun geislun".
Að frátöldum einkennandi geislun wolframatóma í miðju nokkrum toppum, er það vegna sjálfslosunar sem myndast af háorku rafeindunum sem sprengja innri rafeindirnar og gera atómin í spenntu ástandi.
Svo kemur vandamálið, í þeim röntgengeislum sem við fáum er stór hluti ljóseindaorkunnar tiltölulega lágur. Við höfum þegar nefnt í 2.1 Ljóseindaáhrif að því minni sem ljóseindaorkan er, því veikari er skarpskyggni. Þetta þýðir að töluverður hluti röntgengeislanna verður nánast alveg frásogaður af líkamanum, sem er ekki aðeins gagnslaust við greiningu heldur eykur geislaskammtinn til sjúklingsins til muna. Svo almennt séð munum við nú bæta við síu fyrir framan til að sía út þessar lágorku röntgengeislar. Þannig þarftu ekki að hafa áhyggjur af krabbameini eftir að þú klárar tökur.
4. Umsókn
Eins og við nefndum áðan, vegna þess að bein innihalda meira kalsíumfosfat og önnur málmefni, hafa þau meiri dempunarhraða samanborið við aðra mjúkvef, þannig að flestar röntgengeislar eru aðallega notaðar til að athuga beinbrot og greina beinþéttni. og margir fleiri. Svo hvað með aðra hluta sem eru ekki með málmþætti?
Svarið er mjög einfalt, ef þú bætir því ekki við ~
Svo sem baríummjöl. Með baríummáltíðar æðamyndatöku í meltingarvegi, eða baríumklímanum (ekki spyrja mig hvernig klífur bragðast, ég skal ekki segja þér), settu baríumsúlfat skuggaefni í meltingarveginn og notaðu síðan röntgengeisla til að athuga hvort sár eru í meltingarveginum. Aðalhluti baríummjöls er baríumsúlfat, sem hefur augljóst frásog röntgengeisla og er óleysanlegt í vatni og óleysanlegt í sýru. Það frásogast ekki í meltingarveginum og er skaðlaust mannslíkamanum.
Og æðamyndatöku. Með því að sprauta skuggaefni sem inniheldur joð í æðar samsvarandi hluta er hægt að sýna dreifingu og skemmdir á æðum.
