Виды излучений, применяемых в медицине, их характеристика и основные свойства
Лучевая диагностика использует 5 видов излучений, которые по способности вызывать ионизацию среды относятся к ионизирующим, или к неионизирующим излучениям. К ионизирующим излучениям относятся рентгеновское и радионуклидное излучения. К числу неионизирующих излучений относятся ультразвуковое, магнитное, радиочастотное, инфракрасное излучения. Однако, при использовании данных излучений могут возникать единичные акты ионизации в атомах и молекулах, которые однако не вызывают никаких нарушений в органах и тканях человека, не являются доминирующими в процессе взаимодействия излучения с веществом.
Основные физические характеристики излучений
Рентгеновское излучение является электромагнитным колебанием, искусственно создаваемое в специальных трубках рентгеновских аппаратов. Это излучение было открыто Вильгельмом Конрадом Рентгеном в ноябре 1895 года. Рентгеновские лучи относятся к невидимому спектру электромагнитных волн с длиной волны от 15 до 0,03 ангстрем. Энергия квантов в зависимости от мощности аппаратуры колеблется от 10 до 300 и более Кэв. Скорость распространения квантов рентгеновского излучения 300 000 км\сек.
Рентгеновские лучи обладают определенными свойствами, которые обуславливают применение их в медицине для диагностики и лечения различных заболеваний. Первое свойство — проникающая способность, способность проникать сквозь твердые и непрозрачные тела. Второе свойство — их поглощение в тканях и органах, которое зависит от удельного веса и объема тканей. Чем плотнее и объемнее ткань, тем большее поглощение лучей. Так, удельный вес воздуха равен 0,001, жира 0,9, мягких тканей 1,0, костной ткани — 1,9. Естественно, в костях будет наибольшее поглощение рентгеновского излучения. Третье свойство рентгеновых лучей — способность их вызывать свечение флюоресцирующих веществ, используемое при проведении просвечивания за экраном рентгенодиагностического аппарата. Четвертое свойство — фотохимическое, благодаря чему на рентгеновской фотопленке получается изображение. Последнее, пятое свойство — биологическое действие рентгеновых лучей на организм человека.
|
|
|
Второй метод лучевой диагностики — радионуклидная диагностика. В качестве источников излучения применяются различные радиоактивные изотопы, радионуклиды.
Естественную радиоактивность открыл в 1896 году А.Беккерель, а искусственную в 1934 году Ирен и Жолио Кюри. Наиболее часто в радионуклидной диагностике используются радионуклиды (РН) гамма-излучатели и радиофармпрепараты (РФП) с гамма-излучателями. Радионуклид — изотоп, физические свойства которого определяют пригодность его к радиодиагностическим исследованиям. РФП называются диагностические и лечебные средства на основе радиоактивных нуклидов — вещества неорганической или органической природы, в структуре которых содержится радиоактивный элемент.
|
|
|
Используемые для радионуклидной диагностики РФП по их поведению в организме разделяются условно на 3 группы: органотропные, тропные к патологическому очагу и без выраженной селективности, тропности. Тропность РФП бывает направленной, когда препарат включается в специфический обмен клеток определённого органа, в котором происходит его накопление, и косвенной, когда в органе происходит временная концентрация РФП по пути его прохождения или выведения из организма. Кроме того, выделяется и вторичная селективность, когда препарат, не обладая способностью к накоплению, вызывает в организме химические превращения, которые обусловливают возникновение новых соединений, уже накапливаемые в определённых органах или тканях. Растворы РФП являются стерильными и апирогенными, и могут вводиться внутривенно. Многочисленные методики радионуклидной диагностики подразделяются на 2 группы в зависимости от того, вводится ли РФП в организм пациента или используется для исследования изолированных проб биосред (плазмы крови, мочи и кусочки ткани). В первом случае методики обьединяются в группу исследований in vivo, во-втором случае — in vitro. Оба способа имеют принципиальные различия в показаниях, в технике выполнения и в получаемых результатах. В клинической практике чаще всего используются комплексные исследования. Радионуклидные исследования in vitro используются для определения в сыворотке крови человека концентрации различных биологически активных соединений, количество которых в настоящее время достигает более 400 (гормоны, лекарственные вещества, ферменты, витамины). Они применяются для диагностики и оценки патологии репродуктивной, эндокринной, гемопоэтической и иммунологической систем организма.
|
|
|
В последнее десятилетие в практику здравоохранения широким фронтом вошла ультразвуковая диагностика, основанная на использовании ультразвукового излучения.
Ультразвуковое излучение относится к невидимому спектру с длиною волны 0,77-0,08 мм и частотой колебаний свыше 20 Кгц. Звуковые колебания с частотой более 109 гц относятся к гиперзвуку. Ультразвук имеет определённые свойства:
|
|
|
· 1.В однородной среде ультразвук (УЗ) распределяется прямолинейно с одинаковой скоростью.
· 2. На границе различных сред с неодинаковой акустической плотностью часть лучей отражается, другая часть преломляется, продолжая прямолинейное распространение, третья — ослабляется.
Ослабление УЗ определяется так называемым ИМПЕДАНСОМ — ультразвуковым ослаблением. Величина его зависит от плотности среды и скорости распространения в ней УЗ волны. Чем выше градиент перепада акустической плотности пограничных сред, тем большая часть УЗ колебаний отражается. Например, на границе перехода УЗ из воздуха на кожу происходит отражение почти 100% колебаний (99,99%). Именно поэтому при ультразвуковом исследовании (УЗИ) необходимо смазывать поверхность кожи пациента водным желе, которое выполняет роль переходной среды, ограничивающей отражение излучения. УЗ почти полностью отражается от кальцинатов, давая резкое ослабление эхосигналов в виде акустической дорожки (дистальная тень). Наоборот, при исследовании кист и полостей, содержащих жидкость, возникает дорожка за счет компенсаторного усиления сигналов.
Медицинская термография — метод регистрации естественного теплового излучения тела человека в виде невидимых инфракрасных излучений. Инфракрасное излучение (ИКИ) дают все тела с температурой выше минус 2370 С. Длина волны ИКИ от 0,76 до 1 мм. Энергия излучения меньше, чем у квантов видимого света. ИКИ поглощается и слабо рассеивается, имеет как волновое, так и квантовое свойство.
В настоящее время термография применяется для обнаружения расстройств кровообращения, воспалительных, опухолевых и некоторых профессиональных заболеваний, особенно при диспансерном наблюдении. Считается, что этот метод, имея достаточную чувствительность, не обладает высокой специфичностью, что затрудняет его широкое применение при диагностике различных заболеваний.
Последние достижения науки и техники позволяют измерять температуру внутренних органов по собственному их излучению радиоволн в СВЧ диапазоне. Эти измерения производят с помощью микроволнового радиометра. Зa этим методом более перспективное будущее, чем за инфракрасной термографией.
Огромным событием последнего десятилетия явилось внедрение в клиническую практику поистине революционного метода диагностики ядерно-магнитной-резонансной томографии, именуемой в настоящее время магнитно-резонансной томографией (слово «ядерная» снято, чтобы не вызывать у населения радиофобии). Метод магнитно-резонансной томографии (МРТ) основан на улавливании электромагнитных колебаний от определенных атомов. Дело в том, что ядра атомов, содержащие нечётное количество протонов и нейтронов имеют собственный ядерно-магнитный спин, т.е. угловой момент вращения ядра вокруг собственной оси. К таким атомам относится водород, составная часть воды, которая в организме человека доходит до 90%. Подобный эффект дают и другие атомы, содержащие нечётное количество протонов и нейтронов (углерод, азот, натрий, калий и другие). Поэтому каждый атом подобен магниту и в обычных условиях оси углового момента располагаются хаотично. В магнитном поле диагностического диапазона при мощности порядка 0,35-1,5 Т (единица измерения магнитного поля названа в честь Тесла — сербского, югославского учeнoгo, имеющего 1000 изобретений), атомы ориентируются по направлению магнитного поля параллельно или антипараллельно. Если в этом состоянии наложить радиочастотное поле (порядка 6,6-15 Мгц), то возникает ядерно-магнитный резонанс (резонанс, как известно, возникает, когда частота возбуждения совпадает с собственной частотой системы). Этот радиочастотный сигнал улавливается детекторами и через компьютерную систему строится изображение, основанное на протонной плотности (чем больше протонов в среде, тем интенсивнее сигнал). Наиболее яркий сигнал дает жировая ткань (высокая протонная плотность). Наоборот, костная ткань из-за небольшого количества воды (протонов), дает наименьший сигнал. Для каждой ткани свой сигнал.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 5590; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!