для чего нужен рентгеновский аппарат
И опять кое-что о рентгене. Е. В. Штрыкова (№1, 2016)
главный специалист-эксперт отдела
за радиационной безопасностью
Межрегиональное управление № 153
Федерального медико-биологического агентства
(Межрегиональное управление № 153 ФМБА России)
Статья предназначена для самого широкого круга читателей журнала, поскольку слово «радиация» часто обладает магическим и, порой, пугающим многих людей каким-то ужасным воздействием. Все мы слышали слово «рентген». Так что же это такое – «рентген»?
Рентгенологические обследования (а также рентгенохирургические методы операбельного вмешательства) являются одними из наиболее распространенных методов в современной российской и в мировой медицине.
Рентгеновское излучение используется для получения простых рентгеновских снимков костей и внутренних органов, в флюорографии, в компьютерной томографии, в ангиографии и прочих рентгеновских методах диагностики и лечения.
Рентгенологические методы обследования используются гораздо реже в случае беременных женщин и детей, однако даже у этих категорий пациентов, в случае необходимости, рентгенологическое обследование может проведено, без существенного риска для развития беременности или здоровья ребенка.
Ключевые слова: рентгенологические обследования, эффективная доза, единица измерения эффективной дозы общего облучения человеческого тела, уровень безопасности, процедура.
Введение
Что представляют собой волны рентгеновских лучей, и какое влияние они оказывают на организм человека?
Рентгеновские лучи являются видом электромагнитного излучения, другими формами которого являются свет или радиоволны. Характерной особенностью рентгеновского излучения является очень короткая длина волны, что позволяет этому виду электромагнитных волн нести большую энергию и придает ему высокую проникающую способность. В отличие от света, рентгеновские лучи способны проникать сквозь тело человека («просвечивать его»), что позволяет врачу рентгенологу получить изображения внутренних структур тела человека.
Чтотакое растр или «отсеивающая решётка»?
Растр был изобретен в 1913 году доктором Густавом Баки.
Принцип действия растра.
Когда рентгеновский аппарат посылает излучения через тело, происходит поглощение и изменение направления рентгеновских лучей. Только около 1 процента рентгена проходят через тело по прямой линии и вызывают изменения на средстве визуализации (рентгеновская пленка, CR или DR-детектор. Остальные лучи являются лишними и их фильтрация улучшает качество рентгенограммы.
Основу растра составляет сетка из свинца, никеля и алюминия. Полоски металла должны быть очень тонкими. Это позволяет расположить большое количество ячеек на 1 мм. При 2-3 ячейках, расположенных на 1 мм растра, возможно увидеть саму решетку на рентгенограмме в виде тонкой сетки. При 6 ячейках и больше, расположенных на 1 мм растра, сетка на растре не видна. Одним из показателей растра является соотношение размера грани ячейки к ее протяженности. Чем это соотношение больше, тем лучше степень фильтрации и тем больше требований к перпендикулярности системы рентгеновский луч (детектор). В компьютерной рентгенографии растр на изображении убирается программой отцифровщика.
Изобретение относится к разделу рентгеновской техники. Оно предназначено для ограничения пучка рентгеновского излучения, выходящего из рентгеновского излучателя, и формирования узкого веерного пучка излучения в рентгенодиагностических аппаратах сканирующего типа, например цифровом флюорографе. Техническим результатом является обеспечение возможности световой имитации пучка излучения в рентгенодиагностических аппаратах сканирующего типа. Рентгеновский щелевой коллиматор содержит две плоскопараллельные пластины из материала с высоким атомным номером, закрепленные взаимно параллельно с небольшим зазором, образующим щелевой канал коллиматора, дополнен оптико-электронной системой, включающей оптически сопряженные лазер, две прямоугольные призмы и зеркальный отражатель. Лазер и первая призма находятся с внешней стороны одной из плоскопараллельных пластин и закрыты свето- и рентгенозащитным кожухом, а вторая призма и зеркальный отражатель, изготовленные из материала, слабо поглощающего рентгеновские лучи, размещены в отверстиях между плоскопараллельными пластинами и перекрывают щелевой канал коллиматора. Зеркальный отражатель, представляющий собой прямоугольный многогранник с отражающими боковыми гранями, соединен своим основанием с осью электродвигателя, проходящей перпендикулярно к щелевому каналу коллиматора, кроме того, на выходе щелевого канала установлена бленда из светонепроницаемого и рентгенопрозрачного материала.
Известен рентгеновский щелевой коллиматор, входящий в состав цифрового рентгенодиагностического аппарата сканирующего типа. Рентгеновский коллиматор имеет корпус, изготовленный из металла с высоким атомным номером, в форме плоского тубуса. Коллиматор соединен с рентгеновским излучателем. Рабочий канал коллиматора формирует узкий веерный рентгеновский пучок.
Известен также рентгеновский щелевой коллиматор, входящий в состав рентгенографической установки для медицинской диагностики. Рентгеновский коллиматор представляет собой пластину из металла с высоким атомным номером, в которой выполнена узкая продольная щель, формирующая узкий веерный пучок рентгеновского излучения.
Рентгенологические обследования являются одними из наиболее распространенных в современной медицине. Рентгеновское излучение используется для получения простых рентгеновских снимков костей и внутренних органов, флюорографии, в компьютерной томографии, в ангиографии и пр.
Исходя из того,что рентгеновское излучение относится к группе радиационных излучений, оно (в определенной дозе) может оказывать негативное влияние на здоровье человека. Проведение большинства современных методов рентгенологического обследования подразумевает облучение обследуемого ничтожно малыми дозами радиации, которые совершенно безопасны для здоровья человека.
Основная часть.
Медицинские исследования рентгеновскими лучами (рентгенологические исследования) во многих случаях предоставляют важную информацию о состоянии здоровья обследуемого человека и помогают врачу поставить точный диагноз в случае целого ряда сложных заболеваний.
Большая проникающая способность и энергия рентгеновских лучей делают их довольно опасными для организма человека. Рентгеновское излучение является одним из наиболее распространенных видов радиации. Во время прохождения через организм человека рентгеновские лучи взаимодействуют с его молекулами и ионизируют их. Говоря проще, рентгеновские лучи способны «разбивать» сложные молекулы и атомы организма человека на заряженные частицы и активные молекулы. Как и в случае других видов радиации, опасным считается только рентгеновское излучение определенной интенсивности, которое воздействует на организм человека в течение достаточно долгого промежутка времени. Подавляющее большинство медицинских обследований в рамках которых применяется рентгенологическое излучение, используют рентгеновские лучи с низкой энергией и облучают тело человека очень малые промежутки времени в связи с чем, даже при их многократном повторении они считаются практически безвредными для человека.
Дозы рентгеновского излучения, которые используются в обычном рентгене грудной клетки или костей конечностей не могут вызвать никаких немедленных побочных эффектов и лишь очень незначительно (не более чем на 0,001%) повышают риск развития рака в будущем.
Измерение дозы облучения при рентгенологических обследованиях
Как уже было сказано выше, влияние рентгеновских лучей на организм человека зависит от их интенсивности и времени облучения. Произведение интенсивности излучения и его продолжительности представляет дозу облучения.
Единица измерения дозы общего облучения человеческого тела это мили-Зиверт (мЗв). Также, для измерения дозы рентгеновского излучения используются и другие единицы измерения, включая внесистемную единицу «Рентген (Р)».
Разные ткани и органы организма человека обладают различной чувствительностью к облучению, в связи с чем, риск облучения различных частей тела в ходе рентгенологического обследования значительно варьирует.
Термин эффективная доза используется в отношении риска облучения всего тела человека.
Например, при рентгенологическом обследовании области головы, другие части тела практически не подвергаются прямому воздействию рентгеновских лучей. Однако, для оценки риска, представленного здоровью пациента, рассчитывается не доза прямого облучения обследуемой зоны, а определяется доза общего облучения организма – то есть, эффективная доза облучения. Определение эффективной дозы осуществляется с учетом относительной чувствительности разных тканей, подверженных облучению. Так же, эффективная доза позволяет провести сравнение риска рентгенологических исследований с более привычными источниками облучения, такими как, например, радиационный фон, космические лучи и пр.
Расчет дозы облучения и оценка риска рентгенологического облучения.
Необходимо отметить, что указанные в таблице дозы являются ориентировочными и могут варьироваться в зависимости от используемых рентгеновских аппаратов и методов проведения обследования.
Процедура
Эффективная доза облучения
Сопоставимо с природным облучением, полученным за указанный промежуток времени
Рентген и общие сведения о нём
Рентген и общие сведения о нём
Многие проблемы со здоровьем невозможно определить без точной диагностики или рентгена. Например, когда у нас есть подозрение на пневмонию, мы часто слышим от доктора – «нужно сделать флюрографию». А что из себя представляет рентгеновское исследование? И почему врачи часто его рекомендуют?
Флюрография – самая популярная разновидность рентгена.
Что же такое рентген? Если говорить профессиональным медицинским языком рентген – это детальное исследование внутренней структуры тела путем просвечивания его рентгеновскими лучами и фиксирование изображения на специальную пленку или цифровой детектор т.е рентгеновские лучи проникают сквозь ткани организма, не повреждая их формируют картину о состоянии органов человека.
Что показывает рентген? На снимках можно увидеть (в зависимости от назначения аппарата) различную патологию: воспаление, переломы, новообразования (опухоли), дегенеративно-дистрофические изменения, деструктивные изменения, аномалии развития и т.д. Рентгеновские методы применяются в обследовании легких, костей, мягких тканей, внутренних органов (желудка, почек и т.д.).
После рентгеновского исследования врач может поставить точный диагноз в ряде сложных заболеваний.
Как часто можно делать рентген?
Рентген бывает профилактический и диагностический. В целях профилактики делают флюорографию или рентгенографию органов грудной полости (не реже 1 раза в год), маммографию (не реже 1 раза в два года). Диагностический рентген (в т.ч. флюорографию) делают при подозрении на наличие каких-либо заболеваний, назначается он лечащим врачом. Пределы доз облучения пациентов (а соответственно и количество рентгеновских процедур) с диагностическими целями не устанавливаются ( СанПиН 2.6.1.1192-03).
Какая норма допустима?
Нужно ли выводить радиацию из организма после рентгеновского исследования?
После рентгенографических исследований выводить радиацию не нужно, так как доза облучения ничтожно мала. Даже после сцинтиграфии, при которой в вену вводят радиоактивный препарат, рекомендуется лишь пить больше жидкости.
Немаловажную роль играет качественное современное оборудование и грамотная работа с аппаратом специалиста.
В МЦ «Санас» рентген делают на лучшем японском оборудовании нового поколения Shimadzu SONIALVISION G4. Это лучший в своем классе и единственный на Дальнем Востоке мультикомплекс, который по мимо стандартных рентгенографических функций, обладает уникальными функциями – томосинтез (послойное исследование) и SLOT-рентгенография (панорамный снимок позвоночника или нижних конечностей). Обеспечивает высочайшее качество снимков и детальную передачу информации при минимальной дозе облучения.
7 бесспорных преимуществ Shimadzu SONIALVISION G4 перед другими аппаратами:
SONIALVISION G4 – универсальный телеуправляемый рентгеновский диагностический комплекс класса «Премиум ». Многоцелевая система «Все в одном» задает новые стандарты универсальных систем визуализации, увеличивая продуктивность рентгенологического кабинета по сравнению с обычными системами.
SONIALVISION G4 признан лучшим в своем классе универсальным рентгеновским аппаратом . Независимая аналитическая компания KLAS вручила компании Shimaszu Medical Systems награду«2015 Best in KLAS award» в сегменте рентгеновского оборудования. 
Первый в мире телеуправляемый аппарат с функцией томосинтеза – это рентгенографический метод исследования, при котором производится послойное изображение исследуемой области с толщиной среза от 0,5 мм, что позволяет увидеть мельчайшие патологические изменения до 1 мм. Диагностические возможности этого метода намного шире, нежели при обычной цифровой рентгенографии.
Томосинтез существенно расширяет пределы обнаружения меньших патологических изменений, чем традиционная рентгенография. 74% очаговоподобных теней (очаговоподобные тени могут быть при опухолях, метастазах, туберкулёзе и других патологических процессах), выявляются при томосинтезе по сравнению с 25 % при стандартной рентгенографии, что указывает на трехкратное увеличение чувствительности обнаружения при томосинтезе. При цифровой рентгенографии в 21,3 % не удалось выявить изменений метастатического характера в легких, которые определялись при томосинтезе. Информативность томосинтеза при выявлении периферического рака легких доказана учеными Исследовательского центра по предупреждению и скринингу рака (Токио, Чиба).
Низкая доза облучения позволяет использовать томосинтез как скрининговый метод, в отличие от компьютерной томографии. В низкодозовом режиме (20 срезов) доза не превышает 0,001 мЗв, что соответствует нормам радиационной безопасности.
Еще одним преимуществом томосинтеза перед методом компьютерной томографии является возможность обследования пациентов с металлическими имплантатами без возникновения артефактов.
SLOT-рентгенография – (она же панорамная рентгенография, щелевая рентгенография, осевая рентгенография, телерентгенограмма). Этот метод позволяет произвести панорамный снимок всех отделов позвоночника с захватом таза или нижних конечностей с захватом таза на одном изображении за один проход рентгеновской трубки. Изображение получается с истинными анатомическими размерами в отличие от метода сшивки изображений. Слот-рентгенография эффективно применяется для диагностики: сколиозов, укорочений и деформации нижних конечностей, перекоса и ротации костей таза. Этот метод необходим для работы врачей-ортопедов, мануальных терапевтов.
Продуманная конструкция аппарата обеспечивает проведение всех исследований без перемещения пациента, охват «голова – ноги» составляет 202 см.
Как работают рентгеновские аппараты
Большинство медицинских обследований проходит с использованием аппаратных методик, то есть на специальном оборудовании. Одним из универсальных средств диагностики в травматологии, пульмонологии, хирургии, стоматологии и других областях медицины считается рентген аппарат.
Рентген-аппарат – что это такое
Рентгеновский аппарат – это медицинское оборудование, которое получило применение в различных областях медицины. Устройство необходимо для получения информации о состоянии внутренних органов, которое сложно оценить невооруженным глазом. Благодаря рентгену врач может изучить интересующие участки, не прибегая к полостным операциям.
В зависимости от цели исследования, применяются разные типы рентген-аппаратов – ангиографы, флюорографы, маммографы и другие. Все эти рентген-установки объединяет общий принцип действия. Устройство преобразовывает электроэнергию от обычной электросети (некоторые приборы требуют большего напряжения, поэтому в систему включаются трансформатор и выпрямитель тока) в рентгеновское излучение.
Излучение генерируется в рентгеновской трубке. Оно проходит в заданном направлении – сквозь изучаемую зону человеческого тела. Требуемая информация об исследуемом объекте проецируется на фотоплёнку. Снимок выглядит как чёрно-белая негативная картинка. Оттенки на ней определяются свойствами Ro-лучей – они задерживаются плотными структурами и почти беспрепятственно проходят сквозь мягкие ткани. Характер расположения и интенсивности теней даёт возможность врачу оценить состояние исследуемого органа.
Предназначение оборудования
Рентгеновский аппарат предназначен для генерирования Ro-излучения для дальнейшего его использования в медицинских целях без инвазивного вмешательства. Рентгеновское оборудование применяется в диагностических и терапевтических целях. Принцип работы рентгена позволяет использовать его для лечения ряда заболеваний тормозным облучением. Существуют приборы для поверхностной, внутриполостной, средней и глубокой терапии.
Диагностический рентгеновский аппарат предназначен для обследования пациентов на предмет выявления патологий внутренних органов. Он применяется для исследования:
Виды современных рентген-аппаратов
Для исследования разных участков нужны разные типы рентгеновских аппаратов. Их очень много. Вот самые распространённые.
Характеристики рентген-диагностических установок
Действие любого рентгена основано на рентгеноспектральном и рентгеноструктурном анализе. Характеристики устройств могут меняться в зависимости от размера установки и её назначения. К основным параметрам систем рентген-диагностики относят следующие:
Чтобы понять, как работает рентген-аппарат, надо изучить его составляющие. Каждая деталь играет отведённую роль, и отсутствие хотя бы одной ведёт к потере функциональности оборудования.
Внутреннее устройство
Рентгеновский аппарат по своей конструкции довольно сложен. Устройства разных типов рентген-диагностических установок принципиально различаются по строению, но у них есть одинаковые составляющие, которые объединяют их в одну категорию. К основным механизмам таких систем относят:
Оптические приёмы при рентген-диагностике
Рентгенологическая диагностика основана на просвечивании того или иного органа с помощью рентгеновских лучей.
Среди наиболее популярных методик рентгенографии можно выделить два вида:
Флюоресцирующий экран используется, как правило, в маломощных приборах. Такие экраны покрыты специальными рентгеновскими плёнками, которые улавливают излучение. Недостатком светящегося экрана является частичная потеря информации.
Электронно-оптический усилитель рентгеновского изображения имеет более сложное строение. Устройство имеет цилиндрический вид. На одной его стороне расположен фотокатод, который напылён радиоактивными веществами, а на другой – люминофор, который способен светиться под ударами электронов. Для работы такого прибора необходимо высокое напряжение, которое подаётся со стационарного источника питания.
Как работает рентген
Рентгеновское излучение, по сути, – это электромагнитные волны. Энергия фотонов таких лучей на шкале находится в промежутке между ультрафиолетовыми волнами и гамма-излучением. Разберём более подробно, как работает рентгеновский прибор.
Для того чтобы рентгеновский аппарат выполнял функцию преобразования электрического импульса, в нём обязательно должна присутствовать специальная трубка, которая генерирует излучение. Однако сама по себе она такого сделать не сможет. Для этого необходима электроэнергия, которая, поступая из электросети, проходит через специальный блок питания, при необходимости – трансформатор и выпрямитель. Только после этого чистая энергия попадает к излучателю.
Излучающая трубка размещена в прочном герметичном сосуде. С одной стороны у неё находится анод, а с другой – катод. На этом и основан принцип работы рентгеновского аппарата. Когда напряжение через трансформатор попадает в рентгеновское поле, катод и анод ударяются, потом резко тормозят. При этом происходит тормозное излучение, то есть генерируется пучок рентгеновских лучей. Рентген может иметь несколько трансформаторов, но только один выпрямитель тока.
Описанный процесс происходит в доли секунды. Таким образом на снимке появляется изображение – проекция лучей, которые как бы просвечивают внутреннюю сторону необходимой части тела, а на снимке показывается состояние органа.
Для каждого прибора предусмотрен отдельный кабинет рентгенографии, в котором проводится обследование. Как правило, такие помещения имеют особую защитную отделку и металлические двери.
Рентгеновские аппараты: области применения
Открытие рентгеновских лучей произошло в 1895 году. Но несмотря на то, что с момента открытия лучей Рентгеном прошло более 100 лет, в мировой медицине они используются до сих пор. Естественно, за столько лет существования рентгеновских аппаратов, проводилась неоднократная модификация устройства и его улучшения, которые позволяют диагностировать у пациента патологию с более высокой точностью.
Давайте рассмотрим подробнее, в каких целях современная медицина использует способ рентгенологического исследования.
В каждой поликлинике и больнице установлен как минимум один рентгеновский аппарат. В пульмонологии 90% патологий можно продиагностировать с помощью обычного обзорного снимка. При заболеваниях сердца более половины патологий выявляют при помощи рентгена. Такая же статистика наблюдается при исследовании болезней желудочно-кишечного тракта и сосудов. Отдельно следует сказать про травматологию: ни один перелом или любое другое повреждение попросту невозможно диагностировать без помощи рентгена.
Почему же метод, который был открыт более ста лет назад, актуален до сих пор, несмотря на небывалый научно-технический прогресс?
Ну во-первых, это один из самых надежных способов увидеть, в каком состоянии находятся внутренние органы пациента. Ведь люди сумели трансформировать свойство рентгеновских лучей проходить через ткани человека в изображение. На рентгеновском снимке видно совокупность теней, отбрасываемых органами. А так как ткани человеческого организма имеют разную плотность, то на получаемом снимке их легко различить. Соответственно, чем плотность выше, тем тень темнее.
Кроме того, одним из основных преимуществ рентгена перед другими методами диагностики являются его конструктивная простота, и, соответственно, доступность.
Какие исследования позволяет производить рентген-аппарат?
Как говорилось выше, метод использования рентгеновских лучей можно использовать при выполнении диагностики заболеваний практически любых органов человеческого тела. Давайте рассмотрим на ряде примеров.
Общеизвестно, что острые респираторные заболевания являются в мире одними из самых распространенных заболеваний. Это такие болезни, как бронхит, трахеит, ларингит и фарингит. Иногда в эту группу включают и воспаление легких (пневмонию), но не всегда. Некоторые врачи считают пневмонию отдельной болезнью, а другие считают, что пневмонию осложнением трахеита или бронхита.
Этим заболеваниям в большей степени подвержены дети. Ведь у них диагностируют пневмонию почти в три раза чаще, чем у взрослого населения. Чтобы наверняка исключить такой диагноз, как воспаление легких, ребенку проводят обзорную рентгенографию грудной клетки (ОГК). Использование рентгена в большинстве случаев оправдано, ведь врач не всегда может поставить верный диагноз на основании выслушивания легких фонендоскопом из-за затрудненного осмотра ребенка (плач, крики или сложности контактирования с ребенком до 3 лет).
Также рентген ОКГ позволяет получить большое количество информации о состоянии грудного отдела позвоночника, ребер, сердца и желудка. При исследовании сердечнососудистой системы человека рентген, как метод диагностики, имеет также очень большое значение. На рентгенограмме очень четко очерчивается тень сердца. Однако проведение ОГК недостаточно для того, чтобы определить заболевания сосудов и сердца.
Как правило, в кардиологии используют иной метод, который очень эффективен при инфаркте миокарда, диагностике ИБС (ишемической болезни сердца) и основных заболеваний сосудов, — ангиография. В этой технике диагностики используется рентгеновский контраст, который позволяет полностью визуализировать конкретные сосуды.
При подозрении на ишемию и инфаркт миокарда медики еще используют коронарографию — метод исследования коронарных сосудов, которые отвечают за то, чтобы сердечная мышца снабжалась кислородом полноценно. Этот метод является неотложной рентгеновской диагностикой, и, как правило, после его проведения врачи приступают к проведению неотложного хирургического вмешательства для установления в коронарную артерию искусственного стента.
Сложно недооценить использование рентгена при исследовании болезней мочевыделительной системы. Ведь ангиография позволяет практически полностью визуализировать почечные вены. А ведь при диагностировании артериальной гипертензии это исключительно важно и дает понять причины появления этого заболевания. Использование цистографии и урографии (контрастные обследования мочевыводящих путей и почек) позволяет понять, в каком состоянии проходимость системы и структуру почек. Конечно, прогресс не стоит на месте, и появление таких методов, как КТ, УЗИ и МРТ оттеснило рентген на второй план, однако его еще используют достаточно часто.
Рентгеноскопическая диагностика очень важна при диагностике болезней в области гинекологии. Наиболее распространенной процедурой является гистеросальпингография. Назначают врачи такую процедуру при подозрении на непроходимость маточных труб. И проведение такого исследования дает возможность очень качественно определить довольно большое количество всевозможных гинекологических патологий: спаек, гидросальпинкса, синехий, полипов.
При выполнении исследований органов желудочно-кишечного тракта также довольно часто используют рентгенологию. Конечно, чаще хронические заболевания ЖКТ диагностируют при помощи фиброэзофагогастродуоденоскопии (ФЭГДС) и УЗИ, однако в некоторых случаях не обойтись без рентгена. В основном при исследованиях органов ЖКТ используют контраст. Ведь рентген дает возможность после того, как желудок и пищевод полностью заполняются контрастным веществом, понять, какова структура их стенок, их целостность и наличие всевозможных патологических образований.
Затем, после попадания контраста в кишечник, появляется возможность сделать несколько снимков с определенным интервалом и оценить состояние проходимости различных отделов кишечника. Такой метод используют при подозрении на непроходимость.
Достойное применение рентген нашел в стоматологии. Его используют, например, для проверки канала после удаления нерва, при проверке анастомозов и созданных проток и т.д. А вот в эндокринологии, неврологии и офтальмологии рентген, как способ диагностики, используется реже, но тем не менее, играет существенную роль.
О рентгенологических исследованиях на аппаратах Listem рассказывает врач-рентгенолог👇