Рентгены переломов костей
Основным в диагностике переломов является рентгенологическое исследование. Как правило, достаточно рентгенограмм в двух стандартных проекциях, хотя в некоторых случаях используют косые и атипичные, а при переломах черепа и специальные проекции. Диагноз перелома во всех случаях должен быть подтвержден объективными рентгенологическими симптомами. К рентгенологическим признакам перелома относятся:
1. наличие линии перелома (линия просветления в теневом отображении кости),
2. перерыва коркового слоя,
3. смещения отломков,
4. изменения костной структуры, включая как уплотнение при вколоченных и компрессионных переломах, так и участки просветления за счет смещения костных осколков при переломах плоских костей,
5. деформации кости, например при компрессионных переломах.
У детей, помимо перечисленных, признаками перелома являются также деформация коркового слоя при переломах по типу зеленой веточки и деформация хрящевой пластинки зоны роста, например при эпифизеолизе.
Следует учитывать и косвенные симптомы переломов — изменения прилежащих мягких тканей. К ним относят утолщения и уплотнения тени мягких тканей за счет гематомы и отека, исчезновение и деформацию физиологических просветлений в области суставов, затемнение воздухоносных полостей при переломах пневматизированных костей. Косвенным признаком перелома, имеющем давность не менее 2—3 недель, является местный остеопороз, обусловленный интенсивной перестройкой костной ткани.
Диагноз перелома во всех случаях должен быть подтвержден объективными рентгенологическими симптомами. К его прямым признакам относятся наличие линии перелома (линия просветления в теневом отображении кости), перерыва коркового слоя, смещения отломков, изменения костной структуры, включая как уплотнение при вколоченных и компрессионных П., так и участки просветления за счет смещения костных осколков при переломах плоских костей, деформации кости, например при компрессионных переломах. У детей, помимо перечисленных, признаками П. являются также деформация коркового слоя при переломах по типу зеленой веточки и деформация хрящевой пластинки зоны роста, например при эпифизеолизе. Следует учитывать и косвенные симптомы переломов — изменения прилежащих мягких тканей. К ним относят утолщения и уплотнения тени мягких тканей за счет гематомы и отека, исчезновение и деформацию физиологических просветлений в области суставов, затемнение воздухоносных полостей при П. пневматизированных костей. Косвенным признаком перелома, имеющем давность не менее 2—3 недель, является местный остеопороз, обусловленный интенсивной перестройкой костной ткани.
Линия перелома отражает зазор между отломками и отсутствует, если его нет (при суперпозиции отломков, вколоченных и компрессионных П.). Для выявления этого симптома необходимо, чтобы плоскость перелома совпадала с направлением пучка лучей на достаточном протяжении. Нередко данное условие выполняется не на всем протяжении плоскости перелома, что создает ложное впечатление неполного перелома (трещины). Линия перелома становится лучше видна за счет резорбции краев отломков в первые недели после перелома. Ее могут имитировать линейные просветления, обусловленные тангенциальным эффектом при суперпозиции костей, врожденными дефектами костной ткани, артефактами, каналами питающих артерий, а в костях свода черепа — также сосудистыми бороздами и швами. Краевые отрывы костных фрагментов следует дифференцировать с неслившимися ядрами окостенения, сверхкомплектными костями, параоссальными обызвествлениями и оссификатами.
По количеству и направлению линий перелома судят о его характере — поперечном, косом, спиралевидном, оскольчатом, Т- или У-образном и т.д. Переход линии перелома на суставную поверхность является определяющим признаком внутрисуставного перелома. Перерыв коркового слоя, отображающий линию перелома в компактном веществе, относят к достоверным его симптомам.
Смещение отломков — также патогномоничный признак перелома. Различают следующие виды смещения: боковое (по ширине кости), по длине (захождение или расхождение), угловое и ротационное (по оси кости). В грудных для диагностики случаях следует обращать внимание на минимальное боковое смещение с образованием ступеньки по контуру кости.
Каждому виду и локализации П. соответствуют определенные смещения отломков, обусловленные тягой прикрепляющихся к ним мышц. Отрывные П. в области прикрепления сухожилий и связок к костям характеризуются смещением костных фрагментов в направлении тяги соответствующей мышцы или смещением конечности в результате действия травмирующей силы.
При вколоченных и компрессионных П. основным рентгенологическим симптомом является реформация кости. Деформации при таких П. отличаются от деформаций, обусловленных нарушениями формирования костей, тем, что имеется перерыв коркового слоя и полоска уплотнения костной структуры, которым соответствует компримирование костных трабекул в зоне вклинения отломков. Так, клиновидная деформация тела позвонка при компрессионном переломе сопровождается перерывом компактной пластинки по переднему или боковому контуру со ступенеподобной или угловой деформацией последнего, перерывом или продавливанием замыкающей пластинки, более или менее выраженным уплотнением костной структуры.
Рентгенологическая картина позволяет судить о механизме, повреждений костей. Ряд особенностей имеют переломы «от перегрузки», которые расцениваются многими авторами как патологическая перестройка кости. Трудно переоценить значение рентгенологического исследования в распознавании патологических переломов, возникающих при неадекватной травме вследствие снижения механической прочности костей на почве локального патологического процесса или системного поражения скелета. При этом обнаруживают изменения фирмы и структуры костей, периостальную реакцию и другие симптомы, которые не могут быть объяснены самим повреждением кости. Наиболее частой причиной П. при неадекватном характере травмы в пожилом возрасте является Остеопороз.
Рентгенологическое исследование представляет собой основной метод контроля репозиции отломков и правильности их положения на протяжении всего лечения и при различных его методах. Оно дает возможность оценить результаты остеосинтеза и других хирургических вмешательств; позволяет судить о заживлении переломов, которое происходит за счет периостальной, эндостальной и интермедиарной костной мозоли. При диафизарных П. ранее всего обнаруживается периостальная мозоль. Хорошо сопоставленные и надежно фиксированные отломки срастаются без периостальной мозоли (так называемое первичное заживление). Переломы тех отделов скелета, которые построены в основном из губчатого вещества, срастаются за счет эндостальной мозоли. В процессе ее образования контуры отломков и линия перелома становятся все менее отчетливыми, а уплотнение структуры, обусловленное вклинением отломков или компрессией, исчезает. Консолидация отломков характеризуется восстановлением непрерывной костной структуры, в т.ч. компактных пластинок.
Рентгенологическое исследование играет ведущую роль в диагностике осложнений переломов, к которым относятся посттравматический остеомиелит при открытых П., асептический некроз кости, замедленное и неправильное сращение отломков, избыточная костная мозоль, образование ложного сустава, остеоартроз при внутрисуставных переломах, а у детей нарушения роста костей, например при эпифизеолизе.
Билет 7
Билет 8
Источник
Ñåãîäíÿ â ñðåäñòâàõ ìàññîâîé èíôîðìàöèè äîñòàòî÷íî ÷àñòî âñïëûâàþò âîïðîñû î áûòîâîé ðàäèàöèè, çàäàâàåìûå ëþáîïûòíûìè îáûâàòåëÿìè. Êàê ïðàâèëî, âñå îíè òîíóò ïîä âîëíîé ñêó÷íîâàòûõ ýêñïåðòíûõ ìíåíèé è íóäíîâàòûõ ïðîôåññèîíàëüíûõ îáçîðîâ, íî èíîãäà íà ñâåò âûõîäÿò è ëþáîïûòíûå äåòàëè. Åñëè, íàïðèìåð, òî, ÷òî äåëàòü ôëþîðîãðàôèþ ðàç â ïîëãîäà ýòî îê, âàì ñêàæåò ëþáàÿ áàáóøêà â î÷åðåäè, òî ÷òî íàñ÷¸ò ÊÒ èëè ìàììîãðàôèè? Ñåãîäíÿ è òî è äðóãîå äàâíî âîøëî â øèðîêîå ïðèìåíåíèå, à âðåìÿ îáëó÷åíèÿ òàì â ðàçû áîëüøå. Ïîä àïïàðàòîì ÊÒ ìîæíî ïðîâåñòè è ïÿòü ìèíóò, è äåñÿòü. Ýòî âîîáùå îïàñíî èëè íåò? À ÷òî íàñ÷¸ò äîñìîòðà ñóìîê è áàãàæà? Íó ëàäíî, âû ñàìè íà ëåíòó íå çàëåçàåòå, íî îïåðàòîð ñèäèò çà ìîíèòîðîì ðÿäîì ñ ýòîé øòóêîé êàæäûé äåíü — îí êàê âîîáùå, æèòü áóäåò? Êàê óñòðîåíà ðåíòãåíîãðàôèÿ è ÷òî èçìåíèëîñü ñî âðåìåí Êîíðàäà Âèëüãåëüìà Ðåíòãåíà, ðàçáèðàåòñÿ âàø ScientaeVulgaris.
Âèäèìàÿ óãðîçà.
Ðåíòãåíîâñêîå èçëó÷åíèå íå ÿâëÿåòñÿ ÷åì-òî íåîáû÷íûì, è åãî ìîæíî êðàòêî îáúÿñíèòü ïàðîé çíàêîìûõ ñðàâíåíèé. Íàïðèìåð, îíî ïîõîæå íà ñâåò. À ñâåòó ïðèñóù êîðïóñêóëÿðíî-âîëíîâîé äóàëèçì — ýòî êîãäà ôîòîíû âåäóò ñåáÿ è êàê ÷àñòèöû, è êàê âîëíû. Èç âñåõ âèäîâ ýëåêòðîìàãíèòíûõ âîëí ìû âèäèì òîëüêî åãî, ñâåò, ïðè÷¸ì óçêîãî äèàïàçîíà. Íî ïî÷åìó ýòîò òèï èçëó÷åíèÿ ìû âèäèì, à äðóãèå íåò? Âñÿ ðàçíèöà â ÷àñòîòå è ÷àñòèöàõ. Ïîìèìî âîëí ðåíòãåíîâñêîå èçëó÷åíèå ìîæíî è íóæíî ñðàâíèòü èìåííî ñ ïîòîêàìè ÷àñòèö. À îíè áûâàþò ñàìûå ðàçíûå. ×àñòèöû ñ íèçêîé ýíåðãèåé íå ïðîíèêàþò ãëóáîêî, è îò, íàïðèìåð, àëüôà-÷àñòèö ìîæíî çàùèòèòüñÿ ëèñòêîì áóìàãè, à âîò ãàììà-÷àñòèöû ïðîéäóò ÷åðåç âàñ ëåãêî è íåïðèíóæäåííî âìåñòå ñ áóìàæíîé îáåðòêîé è àëþìèíèåâîé øàïî÷êîé. ÓÔ-èçëó÷åíèå îáëàäàåò íèçêîé ïðîíèêàþùåé ñïîñîáíîñòüþ, íî õîðîøî ïðîíèêàåò ñêâîçü âîäó è ñòåíêè êëåòîê, ãäå ïîãëîùàåòñÿ èõ âíóòðåííèìè ñòðóêòóðàìè íà ìîëåêóëÿðíîì óðîâíå. Ðåíòãåíîâñêîå èçëó÷åíèå íàõîäèòñÿ ãäå-òî ìåæäó óëüòðàôèîëåòîì è ãàììà-èçëó÷åíèåì. Ïðîíèêàòü ÷åðåç âàñ îíî ìîæåò, è òîëñòûå äæèíñû ïîâåðõ áåëüÿ ñ íà÷åñîì èì íå ïîìåõà. Íî ïëîòíûå ñòðóêòóðû, âðîäå æåëåçîáåòîííûõ ñòåí è óòîëùåííîãî êîðïóñà èì íå ïðîéòè.
Îñîáåííîñòü äëèòåëüíîãî âîçäåéñòâèÿ òàêîãî èçëó÷åíèÿ è ðàäèàöèè â öåëîì â òîì, ÷òî ïîâðåæäàþòñÿ íå òêàíè íåïîñðåäñòâåííî, à öåïî÷êè ÄÍÊ. Âàøè êëåòêè âîññòàíàâëèâàþò áîëüøóþ ÷àñòü ïîâðåæäåíèé, íî èíîãäà, åñëè ïîâðåæäåíèé ñëèøêîì ìíîãî, îíè âûïîëíÿþò ñâîþ ðàáîòó íå òàê íåýôôåêòèâíî, îñòàâëÿÿ íåáîëüøèå ó÷àñòêè «íåïðàâèëüíîãî ðåìîíòà». Ðåçóëüòàòîì ÿâëÿþòñÿ ìóòàöèè ÄÍÊ, êîòîðûå ìîãóò âûçâàòü ñìåðòü êëåòîê èëè ðîñò íåïðàâèëüíî îòðåìîíòèðîâàííûõ, âûçûâàÿ ðàê ñïóñòÿ ãîäû. Èíòåíñèâíûå äîçû ðàäèàöèè â ïåðâóþ î÷åðåäü âûâîäÿò èç ñòðîÿ òå êëåòêè, ãäå ÷àùå âñåãî è áûñòðåå âñåãî ïðîèñõîäèò äåëåíèå. Äëÿ ÷åëîâå÷åñêîé òóøêè ýòî ïðîöåññ êðîâåòâîðåíèÿ, ïîýòîìó ðàäèàöèÿ îïàñíåå âñåãî äëÿ êëåòîê êðîâè è ñïèííîãî ìîçãà.  íèõ îáëó÷åíèå áüåò ïî ñàìîìó áîëüíîìó — ÄÍÊ â ïðîöåññå ñáîðêè. À ñáîðêà êëåòîê êðîâè èäåò ïîñòîÿííî. Íîâûå êëåòêè íå óñïåâàþò ñôîðìèðîâàòüñÿ â çäîðîâûå è õîòÿ áû íà÷àòü ðåìîíò. Èç-çà ýòîãî, êñòàòè, òàðàêàíû õîðîøî ïåðåíîñÿò ðàäèàöèþ — ó âçðîñëûõ îñîáåé ïî÷òè ïîëíîñòüþ îòñóòñòâóåò ïðîèçâîäñòâî íîâûõ êëåòîê. Îíè ñòàòè÷íû, à ïîòîìó ïðè âûñîêèõ äîçàõ îáëó÷åíèÿ ñòðàäàþò òîëüêî ðàáîòîñïîñîáíûå ñôîðìèðîâàííûå êëåòêè, êîòîðûå â ñîñòîÿíèè âîññòàíîâèòñÿ.
Ðàäèàöèÿ ïîâñþäó.
Íà ñàìîì äåëå, ìû ïîñòîÿííî ïîäâåðãàåìñÿ âîçäåéñòâèþ ìàëûõ äîç èîíèçèðóþùåãî èçëó÷åíèÿ îò ïðèðîäíûõ èñòî÷íèêîâ, â ÷àñòíîñòè, îò êîñìè÷åñêîãî èçëó÷åíèÿ, ãëàâíûì îáðàçîì îò ñîëíöà è ðàäîíà — ðàäèîàêòèâíîãî ãàçà, êîòîðûé îáðàçóåòñÿ â ðåçóëüòàòå åñòåñòâåííîãî ðàñïàäà óðàíà. Äîáàâëÿåò îãîíüêó è íàëè÷èå íà íàøåé ïëàíåòå äîëãîæèâóùèõ ðàäèîíóêëèäîâ, ðàäèîàêòèâíàÿ òðîèöà: ðàäèé-226, òîðèé-232 è êàëèé-40. Èíîãäà ê íèì äîáàâëÿåòñÿ öåçèé-137. Âñ¸ ýòî åñòü, â ïðèíöèïå, âîêðóã íàñ, è îò ýòîãî íèêóäà íå äåòüñÿ. Ñêîëüêî èç ýòîãî òàê íàçûâàåìîãî ôîíîâîãî èçëó÷åíèÿ âû èñïûòûâàåòå, çàâèñèò îò ìíîãèõ ôàêòîðîâ, âêëþ÷àÿ âûñîòó ìåñòíîñòè, â êîòîðîé âû æèâåòå, è äîìàøíþþ âåíòèëÿöèþ. ×åì áîëüøå ïûëè, òåì áîëüøå âàø êâàðòèðíûé ôîí. Îäèí ýíòóçèàñò íàóêè, íàïðèìåð, âïîëíå íàó÷íûì ýêñïåðèìåíòîì äîêàçàë, ÷òî ñîáðàòü ðàäèàöèþ â ìàñòåðñêîé èëè ïîäâàëå çàâîäà ìîæíî îáû÷íûì ïûëåñîñîì.  îáùåì, ôîí åñòü âñåãäà.  ñðåäíåì, ó÷åíûå ãîâîðÿò, ýòî îêîëî 3 ìèëëèçèâåðò (ìÇâ) â ãîä.
Êàêèå òàêèå çèâåðòû? Îáû÷íî ïðè ñëîâå ðàäèàöèÿ áîëüøèíñòâî âñïîìèíàþò êëàññè÷åñêèé ñ÷¸ò÷èê Ãåéãåðà ñ åãî ôèðìåííûì òðåñêîì. Íî ñ÷¸ò÷èêè Ãåéãåðà îïðåäåëÿþò òîëüêî èíòåíñèâíîñòü èçëó÷åíèÿ. Åñëè òî÷íåå, îí ñ÷èòàåò êîëè÷åñòâî ïîïàâøèõ â íåãî èîíèçèðóþùèõ ÷àñòèö. Äîñòàòî÷íî îäíèì ãëàçêîì âçãëÿíóòü íà åãî óñòðîéñòâî, ÷òîáû ïîíÿòü, ÷òî îí îñîáî íè÷åãî íå èçìåðÿåò. Ñ÷¸ò÷èê Ãåéãåðà — ýòî ñòåêëÿííàÿ òðóáêà ñ àíîäîì è êàòîäîì, íà êîòîðûå ïîäà¸òñÿ íàïðÿæåíèå. Åñëè â òðóáó âëåòàåò çàðÿæåííàÿ ÷àñòèöà, îíà èîíèçèðóåò àòîìû íàõîäÿùåãîñÿ â íåé èíåðòíîãî ãàçà, è â íåé ïðîñêàêèâàåò èñêðà. Ðàçðÿä âûâåäåí ê äèíàìèêó, è âû ñëûøèòå õàðàêòåðíîå òûð. Åñëè âû, ñîáèðàÿ ãðèáû, íàøëè çàáðîøåííóþ óðàíîâóþ øàõòó, òî ÷àñòèö â òðóáó âëåòàåò áîëüøå, è òûð-òûð-òûð íà÷èíàåò ñëèâàåòñÿ â ìîíîòîííûé ãóë. Íî êàêèå ÷àñòèöû âàñ àòàêóþò, êóäà ëåòÿò, êàê ñèëüíî øìÿêíóòñÿ, è ÷òî ñ âàìè ïðè âñòðå÷å ñäåëàþò — ÷¸ðò åãî çíàåò.
Èçìåðèòü ñðàçó âëèÿíèå êîíêðåòíîãî èçëó÷åíèÿ íà òêàíè è çäîðîâüå ÷åëîâåêà ñëîæíåå. Âîò òóò è ïîÿâëÿþòñÿ çèâåðò (Çâ) è ìèëëèçèâåðò (ìÇâ). Îíè ó÷èòûâàþò áèîëîãè÷åñêèé ýôôåêò èçëó÷åíèÿ, êîòîðûé çàâèñèò îò òèïà èçëó÷åíèÿ è óÿçâèìîñòè ïîñòðàäàâøåãî. Èíà÷å ãîâîðÿ, èõ íàçûâàþò «ýêâèâàëåíòíîé äîçîé». Ýòî êàê ïîïàñòü ïîä äîæäü: ñ÷¸ò÷èê Ãåéãåðà áû òóïî ñ÷èòàë êàïëè, ãîâîðÿ ñêîëüêî ðåíòãåí â ÷àñ ìèìî âàñ ïðîëåòèò, à çèâåðòû áû ãîâîðèëè, êàê áûñòðî íàìîêíóò ÷àñòè âàøåãî òåëà, ó÷èòûâàÿ èõ îáúåì è ïëîòíîñòü.
Çèâåðò, ñ òî÷êè çðåíèÿ ôèçèêè, ýòî êîëè÷åñòâî ýíåðãèè, ïîãëîùåííîå êèëîãðàììîì áèîëîãè÷åñêîé òêàíè, ðàâíîå ïî âîçäåéñòâèþ ïîãëîùåííîé äîçå ãàììà-èçëó÷åíèÿ â 1 Ãðåé. À îäèí Ãðåé — ýòî îäèí Äæîóëü ýíåðãèè â ðàñ÷¸òå íà îäèí êèëîãðàìì ìàññû. Òî åñòü, ýòî êàê ðàç è åñòü ñàìîå âàæíîå — êàêàÿ ýíåðãèÿ íà âàñ âîçäåéñòâóåò. Êàêèå èìåííî ÷àñòèöû, êóäà, êàê è ñ êàêîé ñèëîé ëåòÿò.
Âîçäåéñòâèå èîíèçèðóþùåãî èçëó÷åíèÿ îò åñòåñòâåííûõ èëè ôîíîâûõ èñòî÷íèêîâ íå èçìåíÿåòñÿ ïðèìåðíî ñ 1980 ãîäà, íî îáùàÿ äîçà îáëó÷åíèÿ çà ïîñëåäíèå 30 ëåò íà äóøó íàñåëåíèÿ ïî÷òè óäâîèëîñü, è ýêñïåðòû ñ÷èòàþò, ÷òî îñíîâíîé ïðè÷èíîé ÿâëÿåòñÿ áîëåå øèðîêîå èñïîëüçîâàíèå ìåäèöèíñêîãî îáîðóäîâàíèÿ è íàøà ñòðàñòü ê âèçóàëèçàöèè îðãàíèçìà. Äîëÿ îáùåãî îáëó÷åíèÿ îò ìåäèöèíñêèõ èñòî÷íèêîâ âûðîñëà ñ íà÷àëà 1980-õ ãîäîâ äî 2010 ãã. ïî÷òè â 4 ðàçà. Ñîãëàñíî îò÷åòó, îïóáëèêîâàííîìó â ìàðòå 2009 ãîäà Íàöèîíàëüíûì ñîâåòîì ïî ðàäèàöèîííîé çàùèòå è èçìåðåíèÿì â ÑØÀ, íà îäíî òîëüêî ÊÒ ïðèõîäèòñÿ 24% âñåãî îáëó÷åíèÿ. Òàê ÷òî ñî âðåì¸í ñòàðîé äîáðîé ôëþîðîãðàôèè ðàç â ãîä âñ¸ ñèëüíî ïîìåíÿëîñü. Íî êàê ïîëó÷èëîñü, ÷òî ìû äîáðîâîëüíî ñòàëè ïîäâåðãàòü ñåáÿ âîçäåéñòâèþ èîíèçèðóþùåãî èçëó÷åíèÿ, åñëè îíî ìîæåò íàñ óáèòü? Êòî ýòî ïðèäóìàë è çà÷åì?
Ôèçèêà òåëåâèçîðà.
 ñåðåäèíå 19 âåêà îïûòû ñ ýëåêòðè÷åñòâîì áûëè ó ó÷¸íûõ â ìîäå. Íå çàíèìàëèñü èìè òîëüêî ðàäèêàëüíûå îòùåïåíöû íàóêè, âñå îñòàëüíûå ïûòàëèñü ïðèìåíèòü íîâóþ ýíåðãèþ âåçäå — îò ãàëüâàíèçìà â áèîëîãèè äî ïñèõèàòðèè è õèìèè. Âîñêðåøàëè ì¸ðòâûõ, ëå÷èëè æèâûõ, òâîðèëè íåïîòðåáíîå.  1854 ãîäó íà÷àëèñü ýêñïåðèìåíòû ñ âûñîêèì íàïðÿæåíèåì â ðàçðåæåííîì âîçäóõå. Äîâîëüíî áûñòðî óäàëîñü çàìåòèòü, ÷òî èñêðû ïðîáåãàþò çàìåòíî áîëüøåå ðàññòîÿíèå, åñëè äàòü èì âîçìîæíîñòü äåëàòü ýòî â âàêóóìå, à íå â îáû÷íûõ óñëîâèÿõ.
Ðàáîòàåò ýòî ïî÷òè êàê ñ÷¸ò÷èê Ãåéãåðà — ýòî òîæå òðóáêà ñ êàòîäîì. Êàòîä ñîçäàåò ïîòîê ýëåêòðîíîâ, êîòîðûå èñõîäÿò ñ åãî íàãðåòîé ïîâåðõíîñòè âñëåäñòâèå òåðìîýëåêòðîííîé ýìèññèè. Ýòî òàêîé ýôôåêò, êîãäà ãîðÿ÷èé ìåòàëë íà÷èíàåò îòäàâàòü ýëåêòðîíû, èñïóñêàÿ èõ ïîòîêîì â ñòîðîíó àíîäà. Òàêîé ïîòîê íàçâàëè êàòîäíûå ëó÷è. Ýòîò ýôôåêò âïîñëåäñòâèè ëÿæåò â îñíîâó âñåãî ýëåêòðîííî ëó÷åâîãî — îò êèíåñêîïîâ äî äèîäîâ è òðèîäîâ.
Êàê ýòî âûÿñíèëè? Ñìîòðåëè íà èñêðû â âàêóóìå. È ïûòàëèñü ïðèäóìàòü, ÷òî ìîæíî ñ íèìè èíòåðåñíîãî ñäåëàòü. Âî-ïåðâûõ, ïîä äåéñòâèåì ìàãíèòà èëè ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ êàòîäíûå ëó÷è îòêëîíÿþòñÿ. Âî-âòîðûõ, åñëè ðÿäîì íàõîäÿòñÿ ëþìèíîôîðíûå ìèíåðàëû, îíè âäðóã íà÷èíàþò ñâåòèòüñÿ.
Âñå äåëî â òîì, ÷òî èç-çà áîëüøîé ðàçíîñòè ïîòåíöèàëîâ ìåæäó êàòîäîì è àíîäîì (äåñÿòêè ñîòíè êèëîâîëüò), ïîòîê ýëåêòðîíîâ óñêîðÿåòñÿ è ïðèîáðåòàåò áîëüøóþ ýíåðãèþ. Ïîëó÷åííûé óñêîðåííûé ïó÷îê ýëåêòðîíîâ ïîïàäàåò íà ïîëîæèòåëüíî çàðÿæåííûé àíîä. Äîñòèãàÿ àíîäà, ýëåêòðîíû èñïûòûâàþò ðåçêîå òîðìîæåíèå, ìîìåíòàëüíî òåðÿÿ áîëüøóþ ÷àñòü ïðèîáðåòåííîé ýíåðãèè. Ïðè ýòîì, òàê êàê îíè ðàçîãíàëèñü, à çàòåì âðåçàëèñü â ñòåíó, â ðàçíûå ñòîðîíû îòëåòàþò ðàçíûå îøì¸òêè è âîçíèêàåò òîðìîçíîå èçëó÷åíèå ðåíòãåíîâñêîãî äèàïàçîíà.
×òîáû èç ýòîé øòóêîâèíû ñäåëàòü, íàïðèìåð, êèíåñêîï ïðèäåòñÿ äîáàâèòü ìîäóëÿòîð — ñòàêàí, êîòîðûé íàêðîåò êàòîä è íà÷íåò ôîðìèðîâàòü èç ïîòîêà ýëåêòðîíîâ, ëåòÿùèõ âî âñå ñòîðîíû, ïó÷îê (íåñóùàÿ äèàôðàãìà) — à òàêæå óñêîðÿþùèé ýëåêòðîä (÷òîáû åù¸ áûñòðåé ëåòåëè) è ïàðó ëèíç. À äàëüøå, ðåãóëèðóÿ ñêîðîñòü è èíòåíñèâíîñòü ïîòîêà, ìîæíî çàñòàâèòü ñâåòèòüñÿ âñ¸ â òîì ïîðÿäêå, â êàêîì âàì íóæíî, ÷òîáû ïîñìîòðåòü Âåëèêèé äèêòàòîð ñ íåñðàâíåííûì ×àðëè ×àïëèíîì.
Ïÿòíèöà, âå÷åð, ëàáîðàòîðèÿ.
×óäåñíûì ïÿòíè÷íûì âå÷åðîì íåêòî Êîíðàä Âèëüãåëüì, ôèçèê è ó÷åíûé, çàäåðæàëñÿ íà ðàáîòå. Áûëî ýòî 8 íîÿáðÿ 1895 ãîäà. Êîíðàä áûë îäíèì èç òåõ ó÷åíûõ, êîòîðûå çàâîðîæåííî èçó÷àëè ýëåêòðè÷åñòâî â öåëîì è ýëåêòðè÷åñòâî â âàêóóìå â ÷àñòíîñòè. Òîêè êàòîäíûõ òðóáîê, êàê ñêàçàë áû ñàì Êîíðàä. Ðàáîòàë îí â ñîáñòâåííîé ëàáîðàòîðèè ïðè ïîääåðæêå íåñêîëüêèõ íàíÿòûõ àññèñòåíòîâ.  ñôåðó èíòåðåñîâ ó÷åíîãî âõîäèëè íå òîëüêî òðóáêè, íî è ðàçíûå òèïû èçëó÷åíèÿ, â òîì ÷èñëå óëüòðàôèîëåòîâîå è èîíèçèðóþùåå. Íó è ÷òî — ñêàæåòå âû. À âîò ÷òî. Èìåííî íàëè÷èå ðÿäîì ñ ó÷¸íûì êëî÷êà áóìàãè, íà êîòîðûé áûë íàìàçàí ïëàòèíîöèàíèñòûé áàðèé äëÿ èçó÷åíèÿ óëüòðàôèîëåòà è èîíèçàöèè, ñûãðàëî îäíó èíòåðåñíóþ øóòêó. Ñîâåðøåííî ñëó÷àéíî Êîíðàä çàìåòèë, ÷òî áàðèåâûé ýêðàí ðÿäîì ñ âêëþ÷åííîé êàòîäíîé òðóáêîé ñâåòèòñÿ æåëòîâàòî-çåë¸íûì öâåòîì, êàê åñëè áû íà íåãî ïîïàäàë óëüòðàôèîëåò.
Ó÷¸íûé âûêëþ÷èë òîê — ñâå÷åíèå òóò æå ïðåêðàòèëîñü. Ó÷¸íûé âêëþ÷èë òîê. Ýêðàí, ðàñïîëîæåííûé íà ðàññòîÿíèè îò òðóáêè è íèêàê ñ íåé íå ñâÿçàííûé, çàñâåòèëñÿ ñíîâà. Êîíðàä ïîä¸ðãàë ðóáèëüíèê åù¸ ïàðó ðàç, ïðåæäå ÷åì îêîí÷àòåëüíî ïðèøåë ê âûâîäó, ÷òî èç òðóáêè èñõîäèò íåèçâåñòíîå èçëó÷åíèå. Èçëó÷åíèå ó÷¸íûé ðåøèë íàçâàòü ëó÷àìè Èêñ. Íî â èñòîðèþ îíè âîéäóò èñêëþ÷èòåëüíî ïîä åãî ôàìèëèåé. Ýêñïåðèìåíòû Ðåíòãåíà ïîêàçàëè, ÷òî èêñ-ëó÷è âîçíèêàþò â ìåñòå ñòîëêíîâåíèÿ êàòîäíûõ ëó÷åé ñ ïðåãðàäîé âíóòðè êàòîäíîé òðóáêè (òî ñàìîå òîðìîçíîå èçëó÷åíèå óñêîðåííûõ ýëåêòðîíîâ). Ó÷¸íûé ðåøèë óñîâåðøåíñòâîâàòü êîíñòðóêöèþ òàê, ÷òîáû ëó÷è ñâåòèëè ñèëüíåå. Îí ñäåëàë òðóáêó ñïåöèàëüíîé êîíñòðóêöèè: àíîä áûë ïëîñêèì, ÷òî îáåñïå÷èâàëî áîëåå ðåçêîå òîðìîæåíèå ýëåêòðîíîâ è áîëåå èíòåíñèâíîå èçëó÷åíèå.
Ñëåäóþùèå ïàðó íåäåëü Êîíðàä ïûòàëñÿ ñâåòèòü íåâèäèìûìè ëó÷àìè íà âñ¸, ÷òî ñìîã íàéòè â îêðóãå. Ïîìèìî ïëàòèíîöèàíèñòîãî áàðèÿ îíî çàñòàâèëî ôëóîðåñöèðîâàòü êàëüöèò è óðàíîâîå ñòåêëî. Èçëó÷åíèå íå îòêëîíÿëîñü ìàãíèòíûì ïîëåì è ìîãëî ñâåòèòü ñêâîçü ðàçíûå âåùè. Ïðîçðà÷íîñòü âåùåñòâ ïî îòíîøåíèþ ê ëó÷àì ìåíÿëàñü íå òîëüêî â çàâèñèìîñòè îò òîëùèíû, íî è îò ìàòåðèàëà. Îäíîðîäíûå êíèãè çàêðûâàëè ôëóîðåñöåíòíûé ýêðàí, â òî âðåìÿ êàê íåîäíîðîäíûå ïðåäìåòû äàâàëè ðàçíîîáðàçíûå òåíè â çàâèñèìîñòè îò ñîñòàâà. Ïîïûòêè óâèäåòü ñàìè ëó÷è íè â òåìíîòå, íè ñ ðàçíûìè êðèñòàëëàìè ðåçóëüòàòîâ íå äàëè. Íî âîò ïîïûòêè ñôîòîãðàôèðîâàòü èõ îòêðûëè åù¸ îäèí íþàíñ. Ëó÷è, òàê æå êàê è ñîëíå÷íûé ñâåò, ìîãëè çàñâå÷èâàòü ñíèìêè. Êîíðàä Ðåíòãåí ñîîáùèë î ñâîåì îòêðûòèè ìèðó â äåêàáðå 1895 ãîäà, îñòîðîæíî ïðåäïîëîæèâ, ÷òî ýòè ëó÷è åñòü ñóòü ïðîäîëüíûõ êîëåáàíèé ýôèðà, êîòîðûé ïî òîãäàøíèì ìåðêàì ÿâëÿëñÿ ñîñòàâëÿþùåé âñåãî íåèçâåñòíîãî è íåâèäèìîãî.
Ïåðâûå îïûòû.
Òî÷íûé ìîìåíò, êîãäà ëþáîïûòñòâî òîëêíóëî ó÷¸íîãî íà îáëó÷åíèå ñîáñòâåííûõ êîíå÷íîñòåé, íåèçâåñòåí, íî ýôôåêò áûñòðî ðàçîøåëñÿ ïî ìèðó. Ëó÷è, íàïðàâëåííûå íà êîíå÷íîñòü, êîãäà çà íåé ñòîèò ôëóîðåñöèðóþùàÿ ïàíåëü, ïîêàçûâàþò âíóòðåííþþ ñòðóêòóðó ðóêè ñîãëàñíî åå ïëîòíîñòè. Ïåðâûå ôëþîðîñêîïû áûëè íå î÷åíü óäîáíûìè. ×òîáû ïî íàñòîÿùåìó ÷òî-òî ðàçãëÿäåòü, íóæíî áûëî äåëàòü ýòî â ïîëíîé òåìíîòå. Òàê ÷òî òàêèå ôîòîãðàôèè, ñêîðåå, ïîñòàíîâî÷íûå ñöåíû äëÿ íàó÷íûõ ñòàòåé è íåáëàãîäàðíûõ ïîòîìêîâ.  íàñòîÿùåé èíñòðóêöèè ê ïåðâûì ôëþîðîñêîïàì âîîáùå ñîâåòîâàëè äîêòîðó ïðîâåñòè 10-15 ìèíóò â ïîëíîé òåìíîòå, ïðåæäå ÷åì ïûòàòüñÿ ðàññìîòðåòü ñëàáûå îòñâåòû íà ýêðàíå. Îò÷åãî æå ñðàçó íå ñòàëè ôîòîãðàôèðîâàòü? Ôîòîãðàôèè áûëè äåëîì óæàñíî äîðîãèì è ðåäêèì, è òðàòèòü åäèíè÷íûå ýêçåìïëÿðû ïëàñòèíîê íà ïåðåëîìû è ôîòî êîñòåé áûëî íå ðàöèîíàëüíî. À ÷òî íàñ÷åò ðàäèàöèè? Íó å¸ òîãäà, ñ÷èòàéòå, ÷òî íå áûëî. 23 ìàðòà 1896 ãîäà Àíðè Áåêêåðåëü ïðîäåìîíñòðèðîâàë òàêîé æå çàñâåò ôîòîãðàôèè, òîëüêî íå ëó÷àìè, à óðàíîì. È ýòî áûë îäèí èç ïåðâîîòêðûâàòåëåé ðàäèîàêòèâíîñòè, çà êîòîðûì íîãà â íîãó øëè Ìàðèÿ è Ïüåð Êþðè. Òàê ÷òî äî ìîìåíòà, êîãäà ÷åëîâå÷åñòâî ïîéìåò, ÷òî ðåíòãåíîâñêóþ òðóáêó ëó÷øå âêëþ÷åííîé â ðóêàõ íå äåðæàòü, åù¸ ëåò äåñÿòü.
Ïåðâûå ôëþîðîñêîïû íàïîìèíàëè ñîâðåìåííûå î÷êè äîïîëíåííîé ðåàëüíîñòè.  êîìíàòå âêëþ÷àëè ìîùíûé èñòî÷íèê ðåíòãåíîâñêîãî èçëó÷åíèÿ, ïàöèåíò ïîäíîñèë ê íåìó áîëüíóþ êîíå÷íîñòü, à äîêòîð â ñâåòîíåïðîíèöàåìîì øëåìå, âíóòðè êîòîðîãî áûëà êàðòîíêà ñ íàíåñåííûì íà íå¸ ðàñòâîðîì, ïûòàëñÿ ðàçãëÿäåòü, ÷òî ó áîëüíîãî ïîøëî íå òàê. Ïîëó÷àåìîå òàêèì îáðàçîì ðåíòãåíîñêîïè÷åñêîå èçîáðàæåíèå áûëî äîâîëüíî òóñêëûì.  äîïîëíåíèå êî âñåìó, ïîñòîÿííîå íàõîæäåíèå ðåíòãåíîëîãà ïåðåä ýêðàíîì íå äîáàâëÿëî åìó çäîðîâüÿ.
 êîíöå 1890-õ ãîäîâ Òîìàñ Ýäèñîí íà÷àë èññëåäîâàíèÿ ôëþîðîñêîïîâ è ôëóîðåñöåíòíûõ ìàòåðèàëîâ, íàäåÿñü ñîçäàòü êîììåð÷åñêóþ ìîäåëü ñ äîñòàòî÷íî ìîùíûì èñòî÷íèêîì è ÷èñòîé êàðòèíêîé, ÷òîáû êàæäûé æåëàþùèé ìîã äåðæàòü äîìà ÷óäî òåõíèêè, íåçàìåíèìîå â áûòó, õîçÿéñòâå è ìåäèöèíå. Åìó ýòî áîëåå ìåíåå óäàëîñü ïðè ïîìîùè âîëüôðàìàòà êàëüöèÿ, êîòîðûé äåéñòâèòåëüíî ñâåòèëñÿ ÿð÷å äðóãèõ. Íî â 1902 ãîäó ñëàâà Êþðè è Áåêêåðåëü ãðåìèò ïî âñåìó ìèðó.  ÿíâàðå òîãî ãîäà Ðåçåðôîðä íàïèøåò çà ïîñëåäíèå íåñêîëüêî ëåò ñóïðóãè Êþðè ïðîäåëàëè îãðîìíóþ ðàáîòó è äîáèëèñü âàæíûõ ðåçóëüòàòîâ â èçó÷åíèè ðàäèîàêòèâíûõ âåùåñòâ. Ê 1903 ãîäó ðàáîòû Êþðè äîõîäÿò è äî Ýäèñîíà, è îí áðîñàåò âñå èññëåäîâàíèÿ, ñâÿçàííûå ñ Èêñ ëó÷àìè.
Âî âðåìÿ êîììåð÷åñêèõ ðàçðàáîòîê áîëüøèíñòâî ïðåäñêàçûâàëî ñëàâíîå áóäóùåå äëÿ äèíàìè÷åñêèõ ðåíòãåí-àïïàðàòîâ, ðèñóÿ â âîîáðàæåíèè êàðòèíû, êàê áóäóò ñíèìàòüñÿ öåëûå ôèëüìû, íà êîòîðûõ áóäóò ÷àñòè òåë ïîä ðàçíûìè óãëàìè. Íî èìåííî ïîíèìàíèå ýôôåêòà ðàäèîàêòèâíîñòè ñâåëî íà íåò âñå ýòè ìå÷òû. Ñíèìêè ê ýòîìó âðåìåíè íà÷àëè äåøåâåòü, à ïðîèçâîäñòâî ôîòîêàðò ðàñòè, ïëþñ âîçäåéñòâèå ðàäèàöèè ïðè òàêîì ôîòîãðàôèðîâàíèè ìèíèìàëüíî. Íà ñêîëüêî ìèíèìàëüíî?
Ìàòåìàòèêà ïðîòèâ ôëþîðîãðàôèè.
Ðåíòãåí ðóêè äàñò âàì â ñðåäíåì 0,001 ìÇâ, è ñ íà÷àëà 20-ãî âåêà ôîòîãðàôèðîâàíèå â ëó÷àõ Èêñ ðàçíûõ êîíå÷íîñòåé, êîñòåé, êèñò è ïðî÷èõ ÷óäåñ âíóòðåííåãî ìèðà ïàöèåíòîâ, íàäîëãî ñòàëî åäèíñòâåííûì ñïîñîáîì âñ¸ õîðîøåíüêî ðàññìîòðåòü. Íåëüçÿ, êîíå÷íî, íå îòìåòèòü òðóäû Íèêîëàÿ Èâàíîâè÷à Ïèðîãîâà, ðàçðàáîòàâøåãî òîïîãðàôè÷åñêóþ àíàòîìèþ. Çàäîëãî äî ïåðâûõ ÊÒ è ÌÐÒ îí ïðèäóìàë ïèëèòü çàìîðîæåííûå òðóïû, ÷òîáû ïîëó÷èòü ïîñëîéíûé ñðåç è êàðòèíó âíóòðåííèõ îðãàíîâ. Çà 3 ðàñïèëà ìîæíî áûëî óâèäåòü âñþ àíàòîìèþ ïîêîéíîãî. Ìåòîä áûë ïëîõî ïðèìåíèì íà åù¸ æèâûõ, è êàê ñðåäñòâî äèàãíîñòèêè áûë íå ñîâåðøåíåí, îäíàêî ïðèíöèïû òàêîãî ðó÷íîãî ñêàíèðîâàíèÿ åù¸ ïðèãîäÿòñÿ.  1917 ãîäó àâñòðèéñêèé ìàòåìàòèê È.Ðàäîí ðàçðàáîòàë ïåðâûé àëãîðèòì ïî âîññòàíîâëåíèþ ôèçè÷åñêîé ìîäåëè òåëà íà îñíîâàíèè ðåíòãåí ñêàíèðîâàíèÿ ñ ðàçíûõ óãëîâ. À â 1969 ãîäó àíãëè÷àíèí Ã.Õàóíñôèëä ñîáðàë ïåðâûé ñêàíåð, ðàáîòàþùèé ïî ýòîìó ïðèíöèïó. Òåïåðü, ñäåëàâ ðåíòãåí ïîä ðàçíûìè óãëàìè è íåñêîëüêî ðàç, ìîæíî áûëî ñîñòàâèòü òîïîãðàôè÷åñêóþ àíàòîìè÷åñêóþ ìîäåëü âàøåãî òåëà. À åñëè ñôîòîãðàôèðîâàòü íåñêîëüêî äåñÿòêîâ ðàç, òî ìîäåëü ñòàíåò ãîðàçäî òî÷íåå. Ïðàâäà è äîçà ðàäèàöèè âûðàñòåò. ÊÒ ãîëîâû âàì îáîéä¸òñÿ â äîçó 2 ìÇâ.
Çàòåì ïðèäóìàëè äîáàâëÿòü êîíòðàñòíûå ìàòåðèàëû. Ïîìíèòå ïðî íåîäíîðîäíîñòü ñíèìêîâ?  âàñ, íàïðèìåð, ìîæíî çàëèòü ñóëüôàò áàðèÿ, ïåðîðàëüíî èëè íåöåíçóðíî, è ïîôîòîãðàôèðîâàòü â Èêñ ëó÷àõ â ðàçíûõ ïîçàõ. Èëè, ÷òî åù¸ òåõíîëîãè÷íåå, çàïóñòèòü â ÊÒ è ïîëó÷èòü 3ä ìîäåëü âàøåãî êèøå÷íèêà, ïîòîìó ÷òî íà ðåíòãåíå âû áóäåòå ïðîñâå÷èâàòü, à áàðèé — íåò. Îí çàïîëíèò âàñ èçíóòðè ïðîõëàäíîé ñêëèçêîé ìàññîé è ïîêàæåò îïûòíîìó äèàãíîñòó âñå âàøè ñêëàäî÷êè. Ìîæíî ââåñòè êîíòðàñòíîå âåùåñòâî â ñîñóäû, è çäåñü âàì ïðèäåòñÿ åù¸ òÿæåëåå. Êîìïüþòåðíàÿ òîìîãðàôèÿ ñ ïîäñâåòêîé ñîñóäîâ (òî áèøü àíãèîãðàììà) â ñðåäíåì äàñò âàì 16 ìÇâ, à ìàêñèìàëüíî 32 ìÇâ.
Çàòåì äîáàâèëè ñöèíòèãðàôèþ — ñëîæíûé ñïîñîá äèàãíîñòèêè â ÿäåðíîé ìåäèöèíå, â õîäå íåãî, â âàñ çàëüþò ðàäèîèçîòîïíûå ìàðêåðû, ÷òîáû íà òîìîãðàôå ñ ïîìîùüþ ãàììà-êàìåð ñ íåñêîëüêèõ ïðîåêöèé ñíÿòü êàêîé-òî îðãàí è ïîëó÷èòü åãî â ñóïåð âûñîêîì ðàçðåøåíèè. Êàçàëîñü áû, äàëüøå óæå íåêóäà, íî ïðîãðåññ íåóìîëèì. Âåðøèíîé ìåäèöèíñêîé äèàãíîñòèêè ñåãîäíÿ ÿâëÿåòñÿ îäíîôîòîííàÿ ýìèññèîííàÿ êîìïüþòåðíàÿ òîìîãðàôèÿ (SPECT), ãðóáî ãîâîðÿ ñïîñîá ïîõîæ íà ïðåäûäóùèé, è â âàñ ââîäÿ ðàäèîàêòèâíûå ôàðìïðåïàðàòû, à çàòåì ñìîòðÿò â 3ä íà òî êàê îíè «îêðàøèâàþò» ðàçíûå îðãàíû. Íàïðèìåð ìîæíî ïîñìîòðåòü íà ðàñïðåäåëåíèå êðîâîòîêà ê ðàçëè÷íûì îáëàñòÿì ñåðäöà è äèàãíîñòèðîâàòü áîëüíîé ìèîêàðä, ê êîòîðîìó ïîñòóïàåò ìåíüøå êðîâè ÷åì ê çäîðîâîìó. Ñîâìåñòèâ ñ ÊÒ (CT)ìîæíî òî÷íî óâèäåòü ìåñòî áóäóùèõ ïðîáëåì.
Ýòîò àíàëèç âûæìåò äîçó ðàäèàöèè îò 40 ìÇâ. ×åñòíî ãîâîðÿ, ÿ íå çíàþ, ÷åì íóæíî çàáîëåòü, ÷òîáû ìèðîâîå ñîîáùåñòâî ðåøèëî âàñ íàïðàâèòü íà ÿäåðíóþ âèçóàëèçàöèþ ïî ÎÌÑ, è ãäå âîîáùå å¸ ìîæíî ñäåëàòü, õîòÿ áû â èïîòåêó. Íî äàâàéòå ïîñ÷èòàåì, êàê áëèçêî ìû ïðèáëèçèëèñü ê ñìåðòåëüíîé äîçå ðàäèàöèè. Íåîáðàòèìûå íàðóøåíèÿ êîñòíîãî ìîçãà ìîãóò íà÷àòüñÿ ïðè ðàçîâîé äîçå îáëó÷åíèÿ â 3 çèâåðòà (Çâ) èëè 3 Ãðåÿ (Ãð). Ýòè âåëè÷èíû ðàâíû äðóã äðóãó, à 3 Çâ = 3 000 ìÇâ. Îñòàëüíîå, ÿ äóìàþ, âû ñìîæåòå ïðèêèíóòü íà ãëàç. Áàíàëüíî, òàê ÷àñòî õîäèòü ñäàâàòü àíàëèçû ñåãîäíÿ ìàëî êîìó ïî êàðìàíó, è åñëè â õîäå ôîòîãðàôèðîâàíèÿ âàñ íå ïîïðîñÿò äåðæàòü â ðóêàõ êàòîäíóþ òðóáêó íåñêîëüêî ÷àñîâ, âîëíîâàòüñÿ íå î ÷åì. Íó à åñëè ïîïðîñÿò, ìîæåòå ïîñòàâèòü ïàðó ýêñïåðèìåíòîâ ïî ôëóîðåñöåíöèè ïî ïðèìåðó ñëàâíîãî Âèëüãåëüìà Êîíðàäà Ðåíòãåíà.
Ñïàñèáî, ÷òî äî÷èòàëè.
Çàõîäèòå â âê 🙂
Âàø, SV.
Источник