IV. Свойства рентгеновских лучей

Разберем только те свойства, которые имеют значение в практической работе врача рентгенолога.

1. Большая проникающая способность — способность проходить через плотные объекты, в том числе через тело человека. Она обусловлена короткой длиной волны рентгеновских лучей.

2. Фотохимическое свойство. На этом свойстве основан метод рентгенографии — снимки. Снимки выполняются на рентгеновской пленке. Пленка представляет собой лист ацетатной целлюлозы разного (стандартного) размера, покрытый фотоэмульсией. Фотоэмульсия — взвесь мельчайших кристаллов AgBr в желатине.

Кристаллы настолько мелкие, что мы их не видим. При выполнении снимков рентгеновские лучи направляются на снимаемую область, проходят через нее и попадают на пленку. Под влиянием рентгеновских лучей восстанавливается металлическое Ag (это и есть фотохимическое действие). В том участке пленки, где лучей попало больше — серебра восстанавливается больше и пленка будет черная; там, где лучей попало меньше, степень почернения будет меньше. Так на снимке грудной клетки легкие выглядят черными, т.к. воздух в легких пропускает много рентгеновских лучей. Тень сердца выглядит более светлой, т.к. сердечная мышца и кровь поглощают больше рентгеновских лучей и до пленки их доходит меньше (на практике называем тень сердца темной, а легкие - светлыми, как при просвечивании).

3. Рентгеновские лучи способны вызывать флюоресценцию, т.е. холодное свечение солей некоторых металлов. На этом свойстве основан метод рентгеноскопии. Экран для просвечивания – картон, покрытый флюоресцирующей солью. При попадании на него рентгеновских лучей экран светится. Так при просвечивании легких на экран попадает много лучей, и легкие выглядят светлыми. Сердце, ввиду своей большей плотности, пропустит на экран меньше лучей, и будет темным (экран здесь светится меньше). Поэтому на снимке принято называть темные участки светлыми, а светлые — темными. Другими словами, описывая снимок, мы всё называем наоборот, т.е. так, как при просвечивании. Надо сказать, что, к сожалению, свечение экранов слабое, поэтому раньше просвечивание проводилось в темноте, рентгенолог терял 10-20 минут на адаптацию к темноте (переключался с палочек на колбочки сетчатки глаза). В современных аппаратах имеются усилители рентгеновского изображения — УРИ, с их помощью свечение экранов усиливается в 1000 раз и поэтому можно просвечивать в незатемненном или слабо затемненном помещении. Изображение с УРИ передается на монитор. Без УРИ работать запрещено. С УРИ мы видим больше мелких деталей изображения, да и облучения меньше, т.к. времени на просвечивании тратим меньше.

4. Рентгеновские лучи обладают ионизирующим действием. Это очень важное свойство. Попадая в какую- либо среду, в том числе и в тело человека, они превращают электрически нейтральные атомы в заряженные («+» и «-») частицы, ионы. Ионы обладают большей активностью, поэтому, если происходит ионизация большого количества атомов, то нарушаются все виды обмена веществ и в конечном итоге человек может даже погибнуть (при тяжелой форме лучевой болезни и т.д.). Другими словами, ионизация лежит в основе вредного, биологического действия рентгеновских лучей. Отсюда идет выражение — ионизирующее излучение. Вред человеку меньше при применении неионизирующих методов лучевой диагностики (МРТ, УЗИ).

5. Биологическое действие рентгеновских лучей.

Мы только, что говорили, что рентгеновские лучи оказывают вредные действие на живые существа. Отсюда вытекает необходимость защиты больных и персонала рентгенологических отделений. Биологическое свойство используется для проведения лучевой терапии. В настоящее время рентгенотерапия используется для лечения опухолей кожи, а также лечение неопухолевых заболеваний.

6.Очень важным свойством является поглощение рентгеновских лучей различными тканями человека. Уже говорилось, что при прохождении рентгеновских лучей через тело человека на рентгеновскую пленку или флюоресцирующий экран попадают только те лучи, которые не поглотились в теле человека.

От каких факторов зависит степень поглощения?

А. От плотности ткани.

Чем плотнее ткань, тем больше рентгеновских лучей она поглотит. Рентгенологически (на обычных снимках) мы можем различить только четыре вида плотности. Больше всего поглощают кости - костная плотность, мягкие ткани меньше - мягкотканная плотность (кровь, моча, мышцы, паренхиматозные органы). Ещё меньше поглощает жировая ткань, и меньше всего (воздушная плотность) — воздух в легких, в желудке, газы в кишечнике. На снимке грудной клетки можно различить отдельно легкие (воздушная плотность), сердце (мягкотканная плотность), кости (костная плотность). Другими словами, при исследовании грудной клетки имеет место естественная контрастность. При исследовании брюшной полости невозможно отдельно увидеть желудок, селезенку, поджелудочную железу, кишечник и др. органы, т.к. все они имеют одну, мягкотканную плотность. Определяется только воздух в желудке и газы в кишечнике, т.е. фактически почти нет естественной контрастности и приходится прибегать к искусственному контрастированию (при исследовании ЖКТ применяется сернокислый барий, хорошо поглощающий рентгеновские лучи и воздух, мало поглощающий их).

Одно из важных преимуществ КТ в том, что рентгеновские лучи после прохождения через ткани человека, попадают на большое количество очень чувствительных счетчиков. Отсюда данные о количестве попавших на них лучей идут на компьютер и обрабатываются. Поэтому КТ в состоянии различить отдельно ткани, плотность которых отличается друг от друга на 0.5%. Обычные снимки улавливают разницу в плотности тканей = 15-20%, т.е. КТ различает 2000 оттенков плотности, а не 4, как обычная пленка, поэтому и диагностические возможности у нее больше.

Б. От толщины объекта.

Так при снимке кисти поглотится значительно меньше лучей, чем при снимке черепа.

В. От порядкового номера элемента в таблице Менделеева.

Чем больше порядковый номер элемента, тем он больше поглощает рентгеновские лучи. У свинца большой порядковый номер(83), он часто применяется для защиты. Тот же принцип используется и при применении контрастных веществ. Чаще всего применяются для контрастирования йодистые препараты.

Г. От длины волны рентгеновских лучей.

Мягкие лучи поглощаются больше, жесткие — меньше.

Упомянем еще несколько свойств рентгеновских лучей, общих с видимым светом. Такие свойства как отражение, дифракция, интерференция в практической работе рентгенолога не имеют значения. Важно помнить, что рентгеновские лучи, как и свет, распространяются во все стороны, прямолинейно (учитывать при защите). Скорость рентгеновских лучей такая же, как у света. Проходя через тело человека рентгеновские лучи рассеиваются, т.е. часть лучей меняет свое первоначальное направление. Если рассеянных лучей много, то снимок получится плохого качества, что затрудняет диагностику. Чтобы убрать рассеянные лучи применяются отсеивающие решетки, они вмонтированы в рентген-аппаратуру.