✖


Jump to content

рентген

Edit links
Эта статья о природе, производстве и использовании радиации. О методе визуализации см. Рентгенография . Чтобы узнать о медицинской специальности, см. Радиология . Чтобы узнать о других значениях, см. Рентген (значения) . Не путать с X-wave или X-band .

Рентгеновская фотография винной сцены в естественных цветах. Обратите внимание на края полых цилиндров по сравнению со сплошной свечой.
Продолжительность: 9 минут 15 секунд. Доступны субтитры.
Уильям Кулидж объясняет медицинскую визуализацию и рентген.

Рентгеновские лучи (или, реже, рентгеновское излучение ) представляют собой форму электромагнитного излучения высокой энергии . На многих языках его называют рентгеновским излучением , в честь немецкого учёного Вильгельма Конрада Рентгена , открывшего его в 1895 году. [1] и назвал его рентгеновским излучением, чтобы обозначить неизвестный тип излучения. [2]

рентгеновских лучей Длины волн короче, чем у ультрафиолетовых лучей, и длиннее, чем у гамма-лучей . Не существует общепринятого строгого определения границ рентгеновского диапазона. Грубо говоря, рентгеновские лучи имеют длину волны от 10 нанометров до 10 пикометров , что соответствует частотам в диапазоне от 30 петагерц до 30 эксагерц ( 3 × 10 16 Гц до 3 × 10 19 Гц ) и энергии фотонов в диапазоне от 100 эВ до 100 кэВ соответственно.

Рентгеновские лучи могут проникать во многие твердые вещества, такие как строительные материалы и живые ткани, поэтому рентгеновская радиография широко используется в медицинской диагностике (например, проверка на наличие сломанных костей ) и материаловедении (например, идентификация некоторых химических элементов и обнаружение слабых мест). в строительных материалах). [3] Однако рентгеновские лучи являются ионизирующим излучением , и воздействие высокой интенсивности может быть опасным для здоровья, вызывая повреждение ДНК , рак, а в высоких дозах — ожоги и лучевую болезнь . Их производство и использование строго контролируются органами здравоохранения.

История [ править ]

Дорентгеновские исследования и наблюдения

Пример трубки Крукса , типа разрядной трубки , излучающей рентгеновские лучи.

До своего открытия в 1895 году рентгеновские лучи представляли собой всего лишь разновидность неопознанного излучения, исходящего из экспериментальных газоразрядных трубок . Их заметили учёные, исследующие катодные лучи, генерируемые такими трубками, представляющие собой пучки энергичных электронов , впервые наблюдавшиеся в 1869 году. Многие из первых трубок Крукса (изобретённых около 1875 года ), несомненно, излучали рентгеновские лучи, поскольку ранние исследователи заметили эффекты, которые можно было объяснить им, как подробно описано ниже. Трубки Крукса создавали свободные электроны путем ионизации остаточного воздуха в трубке высоким постоянным напряжением от нескольких киловольт до 100 кВ. Это напряжение ускоряло электроны, выходящие из катода, до достаточно высокой скорости, чтобы они создавали рентгеновские лучи, когда ударялись об анод или стеклянную стенку трубки. [4]

Первым экспериментатором, который, как считалось, (неосознанно) произвел рентгеновские лучи, был Уильям Морган . В 1785 году он представил , доклад Лондонскому королевскому обществу описывающий эффекты прохождения электрических токов через частично вакуумированную стеклянную трубку, вызывающие свечение, создаваемое рентгеновскими лучами. [5] [6] Эту работу в дальнейшем исследовали Хамфри Дэви и его помощник Майкл Фарадей .

Когда Стэнфордского университета профессор физики Фернандо Сэнфорд создал свою «электрическую фотографию», он также неосознанно генерировал и обнаруживал рентгеновские лучи. С 1886 по 1888 год он учился в лаборатории Германа фон Гельмгольца в Берлине , где познакомился с катодными лучами, генерируемыми в электронных лампах при подаче напряжения на отдельные электроды, как это ранее изучали Генрих Герц и Филипп Ленард . Его письмо от 6 января 1893 года (описывающее его открытие как «электрическую фотографию») в журнал Physical Review появилась статья под названием « Без линзы или света, фотографии, сделанные с помощью пластины и объекта в темноте было должным образом опубликовано, а в газете San Francisco Examiner » . [7]

Начиная с 1888 года Филипп Ленард проводил эксперименты, чтобы выяснить, могут ли катодные лучи выходить из трубки Крукса в воздух. Он построил трубку Крукса с «окном» на конце из тонкого алюминия, обращенным к катоду, чтобы на него падали катодные лучи (позже названную «трубкой Ленарда»). Он обнаружил, что что-то прошло, что обнажило фотографические пластинки и вызвало флуоресценцию. Он измерил проникающую способность этих лучей через различные материалы. Было высказано предположение, что по крайней мере некоторые из этих «лучей Ленарда» на самом деле были рентгеновскими лучами. [8]

В 1889 году Иван Пулюй , преподаватель экспериментальной физики Пражского политехнического института , который с 1877 года конструировал различные конструкции газонаполненных трубок для исследования их свойств, опубликовал статью о том, как запечатанные фотопластинки темнеют под воздействием излучений трубки. [9]

Гельмгольц сформулировал математические уравнения для рентгеновских лучей. Он постулировал теорию дисперсии до того, как Рентген сделал свое открытие и заявление. Он основал ее на электромагнитной теории света . [10] [ нужна полная цитата ] Однако он не работал с настоящими рентгеновскими лучами.

В 1894 году Никола Тесла заметил в своей лаборатории поврежденную пленку, которая, по-видимому, была связана с экспериментами с трубкой Крукса, и начал исследовать эту невидимую лучистую энергию . [11] [12] После того, как Рентген идентифицировал рентгеновское излучение, Тесла начал создавать собственные рентгеновские изображения, используя высокие напряжения и трубки собственной конструкции. [13] а также трубки Крукса.

Рентгена Открытие ​ ​

Вильгельм Рентген

8 ноября 1895 года немецкий профессор физики Вильгельм Рентген наткнулся на рентгеновские лучи во время экспериментов с трубками Ленарда и трубками Крукса и начал их изучать. Он написал первоначальный отчет «О новом виде лучей: предварительное сообщение» и 28 декабря 1895 года представил его в журнал Вюрцбургского физико-медицинского общества. [14] Это была первая статья, написанная о рентгеновских лучах. Рентген назвал это излучение буквой «X», чтобы указать, что это был неизвестный тип излучения. В некоторых ранних текстах они называются Хи-лучами, интерпретируя «X» как заглавную греческую букву Хи , Χ . [15] [16] [17] Название «рентгеновские лучи» прижилось, хотя (несмотря на серьезные возражения Рентгена) многие его коллеги предлагали называть их лучами Рентгена . Их до сих пор называют таковыми на многих языках, включая немецкий, венгерский , украинский , датский , польский , чешский , болгарский , финский шведский , португальский , , эстонский , словацкий , словенский , турецкий , русский , латышский , литовский , албанский , японский, голландский , грузинский , иврит , исландский и норвежский . Рентген получил первую Нобелевскую премию по физике . За свое открытие [18]

Существуют противоречивые сведения о его открытии, поскольку Рентгена его лабораторные записи сожгли, но это, скорее всего, реконструкция, сделанная его биографами: после смерти [19] [20] Рентген исследовал катодные лучи трубки Крукса, которую он обернул черным картоном, чтобы видимый свет из трубки не мешал, используя флуоресцентный бария экран, окрашенный платиноцианидом . Он заметил слабое зеленое свечение на экране на расстоянии примерно 1 метра (3,3 фута). Рентген понял, что некоторые невидимые лучи, исходящие из трубки, проходили сквозь картон и заставляли экран светиться. Он обнаружил, что они также могут просматривать книги и бумаги на его столе. Рентген занялся систематическим исследованием этих неизвестных лучей. Через два месяца после своего первого открытия он опубликовал свою статью. [21]

Hand mit Ringen (Рука с кольцами): отпечаток первого «медицинского» рентгеновского снимка руки его жены Вильгельма Рентгена, сделанный 22 декабря 1895 года и подаренный Людвигу Цендеру из Физического института Фрайбургского университета 1 января 1896 года. [22] [23]

Рентген обнаружил их медицинское применение, когда сфотографировал руку своей жены на фотопластинке, образовавшейся под действием рентгеновских лучей. Фотография руки его жены была первой фотографией части человеческого тела с использованием рентгеновских лучей. Когда она увидела фотографию, она сказала: «Я видела свою смерть». [24]

Открытие рентгеновских лучей вызвало значительный интерес. Биограф Рентгена Отто Глассер подсчитал, что в 1896 году было опубликовано 49 эссе и 1044 статьи о новых лучах. только [25] Вероятно, это была консервативная оценка, если учесть, что почти каждая газета во всем мире подробно писала о новом открытии, а такой журнал, как Science, посвятил ему целых 23 статьи только за этот год. [26] Сенсационная реакция на новое открытие включала публикации, связывающие новый вид лучей с оккультными и паранормальными теориями, такими как телепатия. [27] [28]

Достижения радиологии [ править ]

Получение рентгеновского изображения с помощью раннего аппарата с трубкой Крукса , конец 1800-х годов. Трубка Крукса видна в центре. Стоящий мужчина рассматривает свою руку через экран флюороскопа . Сидящий мужчина делает рентгенограмму своей руки, помещая ее на фотопластинку . Никаких мер предосторожности против радиационного воздействия не принимается; в то время его опасность не была известна.
Хирургическое удаление пули, местонахождение которой было диагностировано с помощью рентгена (см. вставку) в 1897 г.

Рентген сразу заметил, что рентгеновские лучи могут иметь медицинское применение. Вместе со своим докладом Физико-медицинскому обществу от 28 декабря он разослал письмо знакомым врачам по всей Европе (1 января 1896 г.). [29] Новости (и создание «теневых диаграмм») быстро распространились: шотландский инженер-электрик Алан Арчибальд Кэмпбелл-Суинтон первым после Рентгена создал рентгеновский снимок (руки). В феврале только в Северной Америке эту технику использовали 46 экспериментаторов. [29]

Первое использование рентгеновских лучей в клинических условиях было осуществлено Джоном Холлом-Эдвардсом в Бирмингеме, Англия, 11 января 1896 года, когда он сделал рентгенографию иглы, застрявшей в руке своего сотрудника. 14 февраля 1896 года Холл-Эдвардс также первым применил рентгеновские лучи при хирургической операции. [30]

Изображения Джеймса Грина из «Сциаграфов британских батрахийцев и рептилий» (1897 г.), на которых изображены (слева направо) Rana esculenta (ныне Pelophylax Lessae ), Lacerta vivipara (ныне Zootoca vivipara ) и Lacerta agilis.

В начале 1896 года, через несколько недель после открытия Рентгена, Иван Романович Тарханов облучил лягушек и насекомых рентгеновскими лучами, придя к выводу, что лучи «не только фотографируют, но и влияют на жизненные функции». [31] Примерно в то же время зоологический иллюстратор Джеймс Грин начал использовать рентгеновские лучи для изучения хрупких экземпляров. Джордж Альберт Буленджер этой работе в докладе, который он представил Лондонскому зоологическому обществу в мае 1896 года. Книга впервые упомянул об Грина и Джеймса Х. Гардинера с предисловием Буленжера была опубликована в 1897 году. [32] [33]

Первый медицинский рентгеновский снимок, сделанный в США, был получен с использованием газоразрядной трубки конструкции Пулуи. В январе 1896 года, прочитав об открытии Рентгена, Фрэнк Остин из Дартмутского колледжа проверил все газоразрядные трубки в физической лаборатории и обнаружил, что только трубка Пулуи излучает рентгеновские лучи. Это произошло в результате того, что Пулуи включил наклонную «мишень» из слюды , используемую для удержания образцов флуоресцентного в трубку материала. 3 февраля 1896 года Гилман Фрост, профессор медицины в колледже, и его брат Эдвин Фрост, профессор физики, подвергли рентгеновскому излучению запястье Эдди Маккарти, которого Гилман лечил несколькими неделями ранее от перелома, и собрали полученное изображение сломанной кости на желатиновых фотопластинках, полученное от Говарда Лангилла, местного фотографа, также интересующегося работами Рентгена. [34]

Мемориальная доска 1896 года опубликована в «Nouvelle Iconographie de la Salpetrière» медицинском журнале . На левой руке деформация, на правой та же рука, видимая на рентгенограмме . Авторы назвали технику рентгеновской фотографией.

Многие экспериментаторы, включая самого Рентгена в его первоначальных экспериментах, придумали методы просмотра рентгеновских изображений «вживую», используя ту или иную форму люминесцентного экрана. [29] Рентген использовал экран, покрытый платиноцианидом бария . 5 февраля 1896 года устройства для получения изображений в реальном времени были разработаны итальянским ученым Энрико Сальвиони (его «криптоскоп») и Уильямом Фрэнсисом Мэги из Принстонского университета (его «Скиаскоп»), оба использовали платиноцианид бария. Американский изобретатель Томас Эдисон начал исследования вскоре после открытия Рентгена и исследовал способность материалов флуоресцировать под воздействием рентгеновских лучей, обнаружив, что вольфрамат кальция является наиболее эффективным веществом. В мае 1896 года он разработал первое массовое устройство для получения изображений в реальном времени, его «Витаскоп», позже названный флюороскопом , который стал стандартом для медицинских рентгеновских исследований. [29] Эдисон прекратил исследования рентгеновских лучей примерно в 1903 году, перед смертью Кларенса Мэдисона Далли , одного из его стеклодувов. У Далли была привычка проверять рентгеновские трубки на собственных руках, в результате чего в них развился настолько стойкий рак, что ампутировали в тщетной попытке спасти ему жизнь обе руки; в 1904 году он стал первой известной смертью, вызванной воздействием рентгеновских лучей. [29] Во время разработки флюороскопа американский физик сербского происхождения Михайло Пупин , используя экран из вольфрамата кальция, разработанный Эдисоном, обнаружил, что использование флуоресцентного экрана сокращает время экспозиции, необходимое для создания рентгеновских лучей для медицинских изображений, с часа до часа. несколько минут. [35] [29]

В 1901 году президент США Уильям МакКинли был дважды застрелен при попытке покушения во время посещения Панамериканской выставки в Буффало, штат Нью-Йорк . Одна пуля задела лишь грудину , другая застряла где-то глубоко внутри живота и ее не удалось найти. Обеспокоенный помощник Мак-Кинли послал сообщение изобретателю Томасу Эдисону, чтобы тот срочно отправил рентгеновский аппарат в Буффало, чтобы найти шальную пулю. Он прибыл, но не использовался. Хотя сама стрельба не была смертельной, гангрена на пути пули развилась МакКинли умер от септического шока из-за бактериальной инфекции. , и шесть дней спустя [36]

Обнаружены опасности [ править ]

С широким распространением экспериментов с рентгеновскими лучами после их открытия в 1895 году учёными, врачами и изобретателями в технических журналах того времени появилось множество историй об ожогах, выпадении волос и других худших явлениях. В феврале 1896 года профессор Джон Дэниел и Уильям Лофланд Дадли из Университета Вандербильта сообщили о выпадении волос после того, как Дадли сделали рентген. В 1896 году в лабораторию Вандербильта привезли ребенка, получившего ранение в голову. Прежде чем попытаться найти пулю, была предпринята попытка эксперимента, для которого Дадли «со свойственной ему преданностью науке» [37] [38] [39] вызвался добровольцем. Дэниел сообщил, что через 21 день после того, как он сделал снимок черепа Дадли (с выдержкой один час), он заметил лысину диаметром 5 сантиметров (2 дюйма) на части головы, ближайшей к рентгеновской трубке: «А Держатель для тарелок пластинами был прикреплен к боковой части черепа, а между черепом и головой была помещена монета . Трубка была прикреплена с другой стороны на расстоянии полдюйма [1,3 см] от волос». [40] Помимо ожогов, выпадения волос и рака, рентгеновские лучи могут быть связаны с бесплодием у мужчин в зависимости от количества используемой радиации.

В августе 1896 года Х.Д. Хоукс, выпускник Колумбийского колледжа, получил серьезные ожоги рук и груди в результате демонстрации рентгеновского снимка. Об этом сообщалось в журнале Electrical Review , что привело к появлению множества других сообщений о проблемах, связанных с рентгеновскими лучами, отправленными в издание. [41] Многие экспериментаторы, в том числе Элиху Томсон из лаборатории Эдисона, Уильям Дж. Мортон и Никола Тесла, также сообщали об ожогах. Элиху Томсон намеренно подвергал палец воздействию рентгеновской трубки в течение определенного периода времени, в результате чего он почувствовал боль, отек и образование волдырей. [42] Иногда в причинении ущерба обвиняли и другие эффекты, включая ультрафиолетовые лучи и (по словам Теслы) озон. [11] Многие врачи утверждали, что рентгеновское воздействие вообще не имело никаких последствий. [42] 3 августа 1905 года в Сан-Франциско, Калифорния, Элизабет Флейшман , американский пионер рентгеновской терапии, умерла от осложнений, возникших в результате ее работы с рентгеновскими лучами. [43] [44] [45]

У Холла-Эдвардса развился рак (тогда называемый рентгеновским дерматитом), который к 1904 году достиг достаточной стадии, чтобы заставить его писать статьи и выступать с публичными выступлениями об опасностях рентгеновских лучей. В 1908 году ему пришлось ампутировать левую руку в локте. [46] [47] и вскоре после этого четыре пальца на его правой руке, оставив только большой палец. Он умер от рака в 1926 году. Его левая рука хранится в Бирмингемском университете .

20 век и далее [ править ]

Пациента обследовали с помощью торакального флюороскопа в 1940 году , который отображал непрерывные движущиеся изображения. Это изображение использовалось, чтобы доказать, что радиационное воздействие во время рентгеновской процедуры будет незначительным.

Многочисленные применения рентгеновских лучей сразу же вызвали огромный интерес. Мастерские начали производить специализированные версии трубок Крукса для генерации рентгеновских лучей, и эти рентгеновские трубки с холодным катодом первого поколения или рентгеновские трубки Крукса использовались примерно до 1920 года.

Типичная медицинская рентгеновская система начала 20-го века состояла из катушки Румкорфа, соединенной с рентгеновской трубкой Крукса с холодным катодом . Искровой разрядник обычно подключался к стороне высокого напряжения параллельно трубке и использовался в диагностических целях. [48] Разрядник позволял определять полярность искр, измерять напряжение по длине искр, определяя «жесткость» вакуума трубки, и обеспечивал нагрузку в случае отключения рентгеновской трубки. Чтобы определить твердость трубки, искровой промежуток сначала был открыт в максимально широкое положение. Пока катушка работала, оператор уменьшал зазор до тех пор, пока не начали появляться искры. Трубка, в которой искровой промежуток начинал искриться на расстоянии около 6,4 сантиметра (2,5 дюйма), считалась мягкой (низкий вакуум) и подходящей для тонких частей тела, таких как руки и руки. Искра длиной 13 см (5 дюймов) указывала на то, что трубка подходит для плеч и коленей. Искра размером от 18 до 23 см (от 7 до 9 дюймов) будет указывать на более высокий вакуум, подходящий для визуализации брюшной полости более крупных людей. Поскольку искровой промежуток был подключен параллельно трубке, разрядник приходилось открывать до тех пор, пока искрение не переставало управлять трубкой для визуализации. Время экспозиции фотопластинок составляло от полминуты для руки до пары минут для грудной клетки. Пластины могут иметь небольшую добавку флуоресцентной соли для сокращения времени экспозиции. [48]

Трубки Крукса были ненадежны. Они должны были содержать небольшое количество газа (обязательно воздуха), поскольку ток в такой трубке не будет течь, если они полностью вакуумированы. Однако со временем рентгеновские лучи заставили стекло поглотить газ, в результате чего трубка начала генерировать «более жесткие» рентгеновские лучи, пока вскоре она не перестала работать. Трубки большего размера и более часто используемые были оснащены устройствами для восстановления воздуха, известными как «умягчители». Они часто имели форму небольшой боковой трубки, содержащей небольшой кусочек слюды , минерала, который удерживает относительно большое количество воздуха внутри своей структуры. Небольшой электрический нагреватель нагрел слюду, заставив ее выпустить небольшое количество воздуха, тем самым восстановив эффективность трубки. Однако срок службы слюды был ограничен, и процесс восстановления было трудно контролировать.

В 1904 году Джон Амброуз Флеминг изобрел термоэлектронный диод , первый вид вакуумной лампы . При этом использовался горячий катод , который заставлял электрический ток течь в вакууме . Эта идея была быстро применена к рентгеновским трубкам, и, следовательно, рентгеновские трубки с нагретым катодом, называемые «трубками Кулиджа», полностью заменили проблемные трубки с холодным катодом примерно к 1920 году.

Примерно в 1906 году физик Чарльз Баркла обнаружил, что рентгеновские лучи могут рассеиваться газами и что каждый элемент имеет характерный рентгеновский спектр . он получил 1917 года Нобелевскую премию по физике За это открытие .

В 1912 году Макс фон Лауэ , Пауль Книппинг и Вальтер Фридрих впервые наблюдали дифракцию рентгеновских лучей на кристаллах. Это открытие, наряду с ранними работами Пола Питера Эвальда , Уильяма Генри Брэгга и Уильяма Лоуренса Брэгга , положило начало области рентгеновской кристаллографии . [49]

В 1913 году Генри Мозли провел кристаллографические эксперименты с рентгеновскими лучами, исходящими от различных металлов, и сформулировал закон Мозли , который связывает частоту рентгеновских лучей с атомным номером металла.

была Рентгеновская трубка Кулиджа изобретена в том же году Уильямом Д. Кулиджем . Это сделало возможным непрерывное излучение рентгеновских лучей. Современные рентгеновские трубки основаны на этой конструкции, часто с использованием вращающихся мишеней, которые обеспечивают значительно более высокое рассеивание тепла, чем статические мишени, что дополнительно позволяет получать большее количество рентгеновских лучей для использования в мощных приложениях, таких как ротационные компьютерные томографы.

На изображении скопления галактик Abell 2125, сделанном Чандрой, виден комплекс из нескольких массивных газовых облаков с температурой в несколько миллионов градусов Цельсия, находящихся в процессе слияния.

Впервые использование рентгеновских лучей в медицинских целях (которые переросли в область лучевой терапии ) было майором Джоном Холл-Эдвардсом в Бирмингеме , Англия. Затем, в 1908 году, ему пришлось ампутировать левую руку из-за распространения рентгеновского дерматита . на руку [50]

Медицинская наука также использовала кино для изучения физиологии человека. В 1913 году в Детройте был снят фильм, показывающий сваренное вкрутую яйцо внутри человеческого желудка. Этот ранний рентгеновский фильм записывался со скоростью одно неподвижное изображение каждые четыре секунды. [51] Доктор Льюис Грегори Коул из Нью-Йорка был пионером метода, который он назвал «серийной рентгенографией». [52] [53] В 1918 году рентгеновские лучи использовались совместно с кинокамерами для съемки человеческого скелета в движении. [54] [55] [56] В 1920 году его использовали для записи движений языка и зубов при изучении языков Институтом фонетики в Англии. [57]

В 1914 году Мария Кюри разработала радиологические автомобили для оказания помощи солдатам, раненым в Первой мировой войне . Автомобили позволят быстро делать рентгеновские снимки раненых солдат, чтобы боевые хирурги могли действовать быстрее и точнее. [58]

С начала 1920-х по 1950-е годы были разработаны рентгеновские аппараты для помощи при примерке обуви. [59] и были проданы в коммерческие обувные магазины. [60] [61] [62] Обеспокоенность по поводу последствий частого или плохо контролируемого употребления была выражена в 1950-х годах. [63] [64] что привело к окончательному прекращению этой практики в том же десятилетии. [65]

Рентгеновский микроскоп был разработан в 1950-х годах.

, Рентгеновская обсерватория Чандра запущенная 23 июля 1999 года , позволяет исследовать очень бурные процессы во Вселенной , которые производят рентгеновские лучи. В отличие от видимого света , который дает относительно стабильное представление о Вселенной, рентгеновская Вселенная нестабильна. В нем представлены звезды, разрываемые черными дырами , галактические столкновения и новые звезды , а также нейтронные звезды , которые создают слои плазмы , которые затем взрываются в космос .

Фазово-контрастное рентгеновское изображение паука

Рентгеновское лазерное устройство было предложено в рамках Рейгана администрации Стратегической оборонной инициативы в 1980-х годах, но единственное испытание устройства (разновидность лазерного «бластера» или луча смерти , работающего за счет термоядерного взрыва) дало безрезультатные результаты. результаты. По техническим и политическим причинам весь проект (включая рентгеновский лазер) был прекращен (хотя позже он был возрожден второй администрацией Буша как Национальная противоракетная оборона с использованием других технологий).

Фазово-контрастная рентгеновская визуализация относится к множеству методов, которые используют фазовую информацию рентгеновского луча для формирования изображения. Благодаря хорошей чувствительности к разнице плотности он особенно полезен для визуализации мягких тканей. Он стал важным методом визуализации клеточных и гистологических структур в широком спектре биологических и медицинских исследований. Существует несколько технологий, используемых для получения рентгеновских фазово-контрастных изображений, каждая из которых использует разные принципы преобразования фазовых изменений рентгеновских лучей, выходящих из объекта, в изменения интенсивности. [66] [67] К ним относятся фазовый контраст на основе распространения, [68] Талбота , интерферометрия [67] визуализация с усилением рефракции, [69] и рентгеновская интерферометрия. [70] Эти методы обеспечивают более высокий контраст по сравнению с обычной рентгеновской визуализацией на основе поглощения, позволяя отличать друг от друга детали, имеющие почти одинаковую плотность. Недостатком является то, что эти методы требуют более сложного оборудования, такого как синхротронные или микрофокусные источники рентгеновского излучения, рентгеновская оптика и детекторы рентгеновского излучения высокого разрешения.

Энергетические диапазоны ​ ​

Рентгеновские лучи являются частью электромагнитного спектра , их длины волн короче, чем у ультрафиолетового света . В разных приложениях используются разные части рентгеновского спектра.

Мягкие и жесткие рентгеновские лучи [ править ]

Рентгеновские лучи с высокой энергией фотонов выше 5–10 кэВ (ниже длины волны 0,2–0,1 нм) называются жесткими рентгеновскими лучами , а с более низкой энергией (и большей длиной волны) — мягкими рентгеновскими лучами . [71] Промежуточный диапазон с энергией фотонов в несколько кэВ часто называют мягким рентгеновским излучением . Благодаря своей проникающей способности жесткие рентгеновские лучи широко используются для визуализации внутренней части объектов (например, в медицинской рентгенографии и обеспечении безопасности в аэропортах ). Термин «рентген» используется метонимически для обозначения рентгенографического изображения, полученного с использованием этого метода, в дополнение к самому методу. Поскольку длины волн жестких рентгеновских лучей аналогичны размеру атомов, они также полезны для определения кристаллических структур с помощью рентгеновской кристаллографии . Напротив, мягкие рентгеновские лучи легко поглощаются воздухом; длина затухания рентгеновских лучей с энергией 600 эВ (~ 2 нм) в воде составляет менее 1 микрометра. [72]

Гамма-лучи [ править ]

Не существует единого мнения относительно определения различия между рентгеновскими лучами и гамма-лучами . Распространенной практикой является различие между двумя типами излучения в зависимости от их источника: рентгеновские лучи испускаются электронами , а гамма-лучи испускаются атомным ядром . [73] [74] [75] [76] высокой энергии У этого определения есть несколько проблем: другие процессы также могут генерировать эти фотоны , или иногда метод генерации неизвестен. Одной из распространенных альтернатив является разделение рентгеновского и гамма-излучения на основе длины волны (или, что то же самое, частоты или энергии фотонов), причем излучение короче некоторой произвольной длины волны, например 10 −11 м (0,1 Å ), определяемый как гамма-излучение. [77] Этот критерий относит фотон к однозначной категории, но это возможно только в том случае, если известна длина волны. (Некоторые методы измерения не различают обнаруженные длины волн.) Однако эти два определения часто совпадают, поскольку электромагнитное излучение, испускаемое рентгеновскими трубками, обычно имеет большую длину волны и меньшую энергию фотонов, чем излучение, испускаемое радиоактивными ядрами . [73] Иногда тот или иной термин используется в определенных контекстах из-за исторического прецедента, на основе метода измерения (обнаружения) или на основе его предполагаемого использования, а не длины волны или источника.Таким образом, гамма-лучи, генерируемые для медицинских и промышленных целей, например, для лучевой терапии , в диапазонах 6–20 МэВ , в этом контексте также могут называться рентгеновскими лучами. [78]

Свойства [ править ]

Символ опасности ионизирующего излучения

Рентгеновские фотоны несут достаточно энергии, чтобы ионизировать атомы и разрушить молекулярные связи . Это делает его разновидностью ионизирующего излучения и, следовательно, вредным для живых тканей . Очень высокая доза радиации за короткий период времени вызывает ожоги и лучевую болезнь , тогда как более низкие дозы могут привести к повышенному риску радиационно-индуцированного рака . При медицинской визуализации этот повышенный риск рака обычно значительно перевешивается пользой от обследования. Ионизирующая способность рентгеновских лучей может быть использована при лечении рака для уничтожения злокачественных клеток с помощью лучевой терапии . Он также используется для характеристики материалов с помощью рентгеновской спектроскопии .

Жесткие рентгеновские лучи могут проходить через относительно толстые объекты, не поглощаясь и не рассеиваясь . По этой причине рентгеновские лучи широко используются для изображения внутренней части визуально непрозрачных объектов. Чаще всего применяются в медицинской рентгенографии и сканерах безопасности аэропортов , но аналогичные методы также важны в промышленности (например, промышленная рентгенография и промышленное компьютерное сканирование ) и исследованиях (например, компьютерная томография мелких животных ). Глубина проникновения изменяется на несколько порядков в рентгеновском спектре. Это позволяет регулировать энергию фотонов в зависимости от применения так, чтобы обеспечить достаточное пропускание через объект и в то же время обеспечить хороший контраст изображения.

Рентгеновские лучи имеют гораздо более короткие длины волн, чем видимый свет, что позволяет исследовать структуры гораздо меньших размеров, чем те, которые можно увидеть с помощью обычного микроскопа . Это свойство используется в рентгеновской микроскопии для получения изображений высокого разрешения, а также в рентгеновской кристаллографии для определения положения атомов в кристаллах .

Взаимодействие с материей [ править ]

Длина затухания рентгеновских лучей в воде, показывающая край поглощения кислорода при 540 эВ, энергия −3 зависимость фотопоглощения , а также выравнивание при более высоких энергиях фотонов вследствие комптоновского рассеяния . Длина затухания примерно на четыре порядка больше для жесткого рентгеновского излучения (правая половина) по сравнению с мягким рентгеновским излучением (левая половина).

Рентгеновские лучи взаимодействуют с веществом тремя основными способами: фотопоглощение , комптоновское рассеяние и рэлеевское рассеяние . Сила этих взаимодействий зависит от энергии рентгеновских лучей и элементного состава материала, но мало от химических свойств, поскольку энергия рентгеновских фотонов значительно превышает энергии химической связи. Фотопоглощение или фотоэлектрическое поглощение является доминирующим механизмом взаимодействия в режиме мягкого рентгеновского излучения и при более низких энергиях жесткого рентгеновского излучения. При более высоких энергиях преобладает комптоновское рассеяние.

поглощение Фотоэлектрическое ​ ​

Вероятность фотоэлектрического поглощения единицы массы примерно пропорциональна Z 3 / Э 3 , где Z — атомный номер , а E — энергия падающего фотона. [79] Это правило не действует вблизи энергий связи электронов внутренней оболочки, где происходят резкие изменения вероятности взаимодействия, так называемые края поглощения . Однако общая тенденция высоких коэффициентов поглощения и, следовательно, малой глубины проникновения для низких энергий фотонов и больших атомных номеров очень сильна. В мягких тканях фотопоглощение доминирует до энергии фотонов примерно до 26 кэВ, где преобладает комптоновское рассеяние. Для веществ с более высоким атомным номером этот предел выше. Высокое количество кальция ( Z = 20) в костях вместе с их высокой плотностью делает их так четко видимыми на медицинских рентгенограммах.

Фотопоглощенный фотон передает всю свою энергию электрону, с которым он взаимодействует, таким образом ионизируя атом, с которым связан электрон, и создавая фотоэлектрон, который, вероятно, ионизирует больше атомов на своем пути. Внешний электрон заполнит вакантное положение электрона и создаст либо характеристическое рентгеновское излучение, либо оже-электрон . Эти эффекты можно использовать для обнаружения элементов с помощью рентгеновской спектроскопии или электронной оже-спектроскопии .

Комптоновское рассеяние [ править ]

Комптоновское рассеяние является преобладающим взаимодействием между рентгеновскими лучами и мягкими тканями при медицинской визуализации. [80] Комптоновское рассеяние — это неупругое рассеяние рентгеновского фотона электроном внешней оболочки. Часть энергии фотона передается рассеивающемуся электрону, тем самым ионизируя атом и увеличивая длину волны рентгеновского излучения. Рассеянный фотон может двигаться в любом направлении, но более вероятно направление, подобное исходному, особенно для рентгеновских лучей высоких энергий. Вероятность для разных углов рассеяния описывается формулой Клейна–Нишиной . Перенесенная энергия может быть непосредственно получена из угла рассеяния из закона сохранения энергии и импульса .

Рэлеевское рассеяние [ править ]

Рэлеевское рассеяние является доминирующим механизмом упругого рассеяния в рентгеновском режиме. [81] Неупругое рассеяние вперед приводит к появлению показателя преломления, который для рентгеновских лучей лишь немного ниже 1. [82]

Производство [ править ]

Всякий раз, когда заряженные частицы (электроны или ионы) достаточной энергии ударяются о материал, образуются рентгеновские лучи.

Производство электронами [ править ]

Характеристические линии рентгеновского излучения некоторых распространенных анодных материалов. [83] [84]
Анод
материал 		Атомный
число 		Энергия фотона [кэВ] Длина волны [нм]
К а1 К б1 К а1 К б1
В 74 59.3 67.2 0.0209 0.0184
Мо 42 17.5 19.6 0.0709 0.0632
С 29 8.05 8.91 0.154 0.139
В 47 22.2 24.9 0.0559 0.0497
Здесь 31 9.25 10.26 0.134 0.121
В 49 24.2 27.3 0.0512 0.0455
Спектр рентгеновских лучей, излучаемых рентгеновской трубкой с родиевой мишенью, работающей при напряжении 60 кВ . Гладкая непрерывная кривая обусловлена ​​тормозным излучением , а пики представляют собой характерные K-линии атомов родия.

Рентгеновские лучи могут генерироваться рентгеновской трубкой — вакуумной трубкой , которая использует высокое напряжение для ускорения электронов, высвобождаемых горячим катодом , до высокой скорости. Электроны с высокой скоростью сталкиваются с металлической мишенью, анодом , создавая рентгеновские лучи. [85] В медицинских рентгеновских трубках мишенью обычно является вольфрам или более устойчивый к растрескиванию сплав рения (5%) и вольфрама (95%), но иногда и молибден для более специализированных применений, например, когда необходимы более мягкие рентгеновские лучи, как в маммография. В кристаллографии наиболее распространена медная мишень, при этом кобальт часто используется, когда флуоресценция из-за содержания железа в образце в противном случае могла бы представлять проблему.

Максимальная энергия производимого рентгеновского фотона ограничена энергией падающего электрона, которая равна напряжению на трубке, умноженному на заряд электрона, поэтому трубка напряжением 80 кВ не может создавать рентгеновские лучи с энергией более 80 кВ. кэВ. Когда электроны попадают в мишень, рентгеновские лучи создаются двумя разными атомными процессами:

  1. Характеристическое рентгеновское излучение (рентгеновская электролюминесценция): если электрон обладает достаточной энергией, он может выбить орбитальный электрон из внутренней электронной оболочки атома-мишени. После этого электроны с более высоких энергетических уровней заполняют вакансии и испускаются рентгеновские фотоны. Этот процесс создает спектр излучения рентгеновских лучей на нескольких дискретных частотах, иногда называемый спектральными линиями. Обычно это переходы из верхних оболочек в оболочку К (называемые линиями К), в оболочку L (называемые линиями L) и так далее. Если переход происходит от 2p к 1s, он называется Kα, а если от 3p к 1s, то это Kβ. Частоты этих линий зависят от материала мишени и поэтому называются характеристическими линиями. Линия Kα обычно имеет большую интенсивность, чем линия Kβ, и более желательна в дифракционных экспериментах. Таким образом, линия Kβ отфильтровывается фильтром. Фильтр обычно изготавливается из металла, имеющего на один протон меньше, чем материал анода (например, Ni-фильтр для медного анода или Nb-фильтр для молибденового анода).
  2. Тормозное излучение : Это излучение, испускаемое электронами при их рассеянии сильным электрическим полем вблизи ядер. Эти рентгеновские лучи имеют непрерывный спектр . Частота тормозного излучения ограничена энергией падающих электронов.

Таким образом, результирующий выходной сигнал лампы состоит из непрерывного спектра тормозного излучения , спадающего до нуля при напряжении лампы, плюс несколько пиков на характеристических линиях. Напряжения, используемые в диагностических рентгеновских трубках, варьируются примерно от 20 кВ до 150 кВ, и, таким образом, самые высокие энергии рентгеновских фотонов находятся в диапазоне примерно от 20 кэВ до 150 кэВ. [86]

Оба этих процесса производства рентгеновских лучей неэффективны: только около одного процента электрической энергии, используемой трубкой, преобразуется в рентгеновские лучи, и, таким образом, большая часть электроэнергии, потребляемой трубкой, выделяется в виде отходящего тепла. При создании полезного потока рентгеновских лучей рентгеновская трубка должна быть спроектирована так, чтобы рассеивать избыточное тепло.

Специализированным источником рентгеновского излучения, получающим широкое распространение в исследованиях, является синхротронное излучение , генерируемое ускорителями частиц . Его уникальными особенностями являются мощность рентгеновского излучения, на много порядков превышающая мощность рентгеновских трубок, широкий спектр рентгеновского излучения, отличная коллимация и линейная поляризация . [87]

Короткие наносекундные всплески рентгеновского излучения с максимальной энергией 15 кэВ можно надежно получать путем отделения самоклеящейся ленты от ее подложки в умеренном вакууме. Вероятно, это результат рекомбинации электрических зарядов, возникающих в результате трибоэлектрического заряда . Интенсивность рентгеновской триболюминесценции достаточна для использования ее в качестве источника рентгеновской визуализации. [88]

быстрыми положительными Производство ионами

Рентгеновские лучи также могут создаваться быстрыми протонами или другими положительными ионами. Рентгеновское излучение, индуцированное протонами, или рентгеновское излучение, индуцированное частицами, широко используется в качестве аналитической процедуры. Для высоких энергий сечение образования пропорционально Z 1 2 З 2 −4 , где Z 1 относится к атомному номеру иона, Z 2 относится к атомному номеру целевого атома. [89] Обзор этих сечений дан в той же ссылке.

Производство молний разрядов лабораторных и

Рентгеновские лучи также производятся молниями, сопровождающими земные вспышки гамма-излучения . Основной механизм — ускорение электронов в электрических полях, связанных с молнией, и последующее производство фотонов посредством тормозного излучения . [90] При этом рождаются фотоны с энергией от нескольких кэВ до нескольких десятков МэВ. [91] В лабораторных разрядах с размером промежутка около 1 метра и пиковым напряжением 1 МВ наблюдаются рентгеновские лучи с характерной энергией 160 кэВ. [92] Возможным объяснением является встреча двух стримеров и рождение убегающих электронов высокой энергии ; [93] однако микроскопическое моделирование показало, что продолжительность усиления электрического поля между двумя стримерами слишком коротка, чтобы произвести значительное количество убегающих электронов. [94] Недавно было высказано предположение, что возмущения воздуха вблизи стримеров могут способствовать образованию убегающих электронов и, следовательно, рентгеновского излучения от разрядов. [95] [96]

Детекторы [ править ]

Основная статья: Детектор рентгеновского излучения

Детекторы рентгеновского излучения различаются по форме и функциям в зависимости от их назначения. Детекторы изображения, такие как те, что используются для рентгенографии, первоначально были основаны на фотопластинках , а затем и на фотопленке , но в настоящее время в основном заменены различными типами цифровых детекторов, такими как пластины изображений и плоские детекторы . В целях радиационной защиты опасность прямого облучения часто оценивается с помощью ионизационных камер , а дозиметры используются для измерения дозы радиации, которой подвергся человек, . Рентгеновские спектры можно измерять либо с помощью энергодисперсионных, либо с помощью спектрометров с дисперсией по длине волны . Для приложений дифракции рентгеновских лучей , таких как рентгеновская кристаллография , гибридные детекторы счета фотонов . широко используются [97]

Медицинское использование ​ ​

Пациент проходит рентгеновское обследование в радиологическом кабинете больницы
Рентгенограмма грудной клетки пациентки, демонстрирующая хиатальную грыжу.

С тех пор, как Рентген открыл, что рентгеновские лучи могут идентифицировать костные структуры, рентгеновские лучи стали использовать для медицинской визуализации . [98] Первое медицинское применение произошло менее чем через месяц после его статьи на эту тему. [34] До 2010 года во всем мире было проведено пять миллиардов медицинских визуализационных исследований. [99] Радиационное облучение от медицинской визуализации в 2006 году составило около 50% от общего воздействия ионизирующего излучения в Соединенных Штатах. [100]

Проекционные рентгенограммы [ править ]

Основная статья: Проекционная рентгенография
Обзорная рентгенограмма правого колена

Проекционная рентгенография — это метод получения двумерных изображений с использованием рентгеновского излучения. Кости содержат высокую концентрацию кальция , который благодаря своему относительно высокому атомному номеру эффективно поглощает рентгеновские лучи. Это уменьшает количество рентгеновских лучей, попадающих в детектор в тени костей, делая их четко видимыми на рентгенограмме. Легкие и захваченный газ также хорошо видны из-за более низкой абсорбции по сравнению с тканями, тогда как различия между типами тканей увидеть труднее. [101]

Проекционные рентгенограммы полезны при выявлении патологии костной системы , а также некоторых болезненных процессов в мягких тканях . Некоторыми примечательными примерами являются очень распространенная рентгенография грудной клетки , которую можно использовать для выявления заболеваний легких, таких как пневмония , рак легких или отек легких , а также рентгенография брюшной полости , которая может обнаружить непроходимость кишечника (или кишечника) , наличие свободного воздуха. (из висцеральных перфораций) и свободную жидкость (при асците ). Рентгеновское исследование также может использоваться для выявления таких патологий, как камни в желчном пузыре (которые редко бывают рентгеноконтрастными ) или камни в почках , которые часто (но не всегда) видны. Традиционные простые рентгеновские снимки менее полезны при визуализации мягких тканей, таких как мозг или мышцы . Одной из областей, где широко используются проекционные рентгенограммы, является оценка того, как ортопедический имплантат , такой как замена коленного, тазобедренного или плечевого сустава, расположен в организме по отношению к окружающей кости. Это можно оценить в двух измерениях по обычным рентгенограммам или в трех измерениях, если используется метод, называемый «регистрация 2D в 3D». Этот метод предположительно сводит на нет ошибки проекции, связанные с оценкой положения имплантата по обычным рентгенограммам. [102]

Стоматологическая рентгенография обычно используется для диагностики распространенных проблем полости рта, таких как кариес .

В медицинской диагностике низкоэнергетические (мягкие) рентгеновские лучи нежелательны, поскольку они полностью поглощаются организмом, увеличивая дозу облучения, не ухудшая изображение. Следовательно, тонкий металлический лист, часто из алюминия, называемый рентгеновским фильтром , обычно помещается над окном рентгеновской трубки, поглощая низкоэнергетическую часть спектра. Это называется ужесточением луча, поскольку оно смещает центр спектра в сторону рентгеновских лучей с более высокой энергией (или более жестких).

Для создания изображения сердечно-сосудистой системы , включая артерии и вены ( ангиография ), делается исходное изображение интересующей анатомической области. Затем делается второе изображение той же области после йодсодержащего контрастного вещества введения в кровеносные сосуды в этой области. Эти два изображения затем вычитаются в цифровом виде, оставляя изображение только йодированного контраста, очерчивающего кровеносные сосуды. Затем рентгенолог или хирург сравнивает полученное изображение с нормальными анатомическими изображениями , чтобы определить, есть ли какое-либо повреждение или закупорка сосуда.

Компьютерная томография [ править ]

Основная статья: КТ
головы КТ ( поперечная плоскость ) срез – современное применение медицинской рентгенографии.

Компьютерная томография (КТ-сканирование) — это метод медицинской визуализации, при котором томографические изображения или срезы определенных областей тела получаются из большой серии двумерных рентгеновских изображений, сделанных в разных направлениях. [103] Эти изображения поперечного сечения можно объединить в трехмерное изображение внутренней части тела. [104] КТ — это более быстрый и экономически эффективный метод визуализации, который можно использовать в диагностических и терапевтических целях в различных медицинских дисциплинах. [104]

Рентгеноскопия [ править ]

Основная статья: Рентгеноскопия

Рентгеноскопия — это метод визуализации, обычно используемый врачами или лучевыми терапевтами для получения движущихся изображений внутренних структур пациента в реальном времени с помощью флюороскопа. [105] В простейшем виде флюороскоп состоит из источника рентгеновского излучения и флуоресцентного экрана, между которым помещается пациент. Однако в современных флюороскопах экран соединен с усилителем рентгеновского изображения и CCD видеокамерой , что позволяет записывать изображения и воспроизводить их на мониторе. В этом методе может использоваться контрастное вещество. Примеры включают катетеризацию сердца (для проверки на закупорку коронарной артерии ) и глотание бария (для проверки на расстройства пищевода и нарушения глотания). С недавних пор в современной рентгеноскопии используются короткие импульсы рентгеновского излучения, а не непрерывный луч, чтобы эффективно снизить радиационное воздействие как на пациента, так и на оператора. [105]

Лучевая терапия [ править ]

Использование рентгеновских лучей в качестве лечения известно как лучевая терапия и в основном используется для лечения (включая паллиативное лечение ) рака; для этого требуются более высокие дозы радиации, чем те, которые получают только для визуализации. Рентгеновские лучи используются для лечения рака кожи с использованием рентгеновских лучей с более низкой энергией, тогда как лучи с более высокой энергией используются для лечения рака внутри организма, такого как рак мозга, легких, простаты и груди. [106] [107]

Побочные эффекты [ править ]

Рентгенограмма брюшной полости беременной женщины

Рентгеновские лучи являются формой ионизирующего излучения и классифицируются как канцерогены как Международным агентством по исследованию рака Всемирной организации здравоохранения , так и правительством США. [99] [108] Диагностические рентгеновские лучи (в первую очередь при компьютерной томографии из-за используемых больших доз) увеличивают риск проблем развития и рака у лиц, подвергшихся воздействию. [109] [110] [111] Подсчитано, что 0,4% нынешних случаев рака в Соединенных Штатах вызваны компьютерной томографией (КТ), выполненной в прошлом, и что эта цифра может увеличиться до 1,5–2% с учетом уровня использования КТ в 2007 году. [112]

Экспериментальные и эпидемиологические данные в настоящее время не подтверждают предположение о том, что существует пороговая доза радиации , ниже которой нет повышенного риска развития рака. [113] Однако это вызывает все больше сомнений. [114] Риск рака может начаться при облучении 1100 мГр. [115] Подсчитано, что дополнительное облучение от диагностических рентгеновских лучей увеличит совокупный риск заболевания раком у среднего человека к 75 годам на 0,6–3,0%. [116] Количество поглощенной радиации зависит от типа рентгеновского исследования и задействованной части тела. [112] КТ и рентгеноскопия влекут за собой более высокие дозы радиации, чем обычный рентген.

Чтобы представить повышенный риск в перспективе, простой рентген грудной клетки подвергает человека такому же количеству фонового излучения , которому люди подвергаются (в зависимости от местоположения) каждый день в течение 10 дней, в то время как облучение от стоматологического рентгена примерно эквивалентен 1 дню радиационного фона окружающей среды. [117] Каждый такой рентгеновский снимок увеличит пожизненный риск рака менее чем на 1 на 1 000 000. КТ брюшной полости или грудной клетки будет эквивалентна 2–3 годам фонового облучения всего тела или 4–5 годам облучения брюшной полости или грудной клетки, что увеличивает риск рака в течение жизни от 1 на 1000 до 1 на 10 000. [117] Для сравнения: вероятность того, что у гражданина США заболеет рак в течение жизни, составляет примерно 40%. [118] Например, эффективная доза туловища при компьютерной томографии грудной клетки составляет около 5 мЗв, а поглощенная доза — около 14 мГр. [119] КТ головы (1,5 мЗв, 64 мГр) [120] которое проводится один раз с контрастным веществом и один раз без контрастного вещества, будет эквивалентно 40 годам фонового облучения головы. Точная оценка эффективных доз, полученных при КТ, затруднена, поскольку диапазон неопределенности оценки составляет от ± 19% до ± 32% для сканирования головы взрослого человека в зависимости от используемого метода. [121]

Риск облучения больше для плода, поэтому у беременных польза от исследования (рентгенографии) должна быть сбалансирована с потенциальной опасностью для плода. [122] [123] Если проводится 1 сканирование в 9 месяцев, это может быть вредно для плода. [124] Поэтому беременные женщины проходят ультразвуковое исследование в качестве диагностического исследования, поскольку при этом не используется радиация. [124] Слишком большое радиационное облучение может оказать вредное воздействие на плод или репродуктивные органы матери. [124] В США ежегодно проводится около 62 миллионов компьютерных томографий, в том числе более 4 миллионов у детей. [112] Отказ от ненужных рентгеновских исследований (особенно компьютерной томографии) снижает дозу радиации и любой связанный с ней риск рака. [125]

Медицинские рентгеновские лучи являются значительным источником антропогенного радиационного облучения. В 1987 году на их долю приходилось 58% облучения от антропогенных источников в США. Поскольку на искусственные источники приходилось только 18% общего радиационного воздействия, большая часть которого приходилась на естественные источники (82%), на медицинские рентгеновские лучи приходилось только 10% общего радиационного воздействия в Америке; На медицинские процедуры в целом (включая ядерную медицину ) приходилось 14% общего радиационного облучения. Однако к 2006 году медицинские процедуры в Соединенных Штатах вызывали гораздо больше ионизирующего излучения, чем это было в начале 1980-х годов. В 2006 году медицинское облучение составило почти половину общего радиационного облучения населения США от всех источников. Это увеличение связано с ростом использования процедур медицинской визуализации, в частности компьютерной томографии (КТ), и ростом использования ядерной медицины. [100] [126]

Рентгенозащитное окно в стоматологической больнице Бирмингема , Англия. На наклейке производителя указано, что это эквивалентно свинцу толщиной 2,24 мм при напряжении 150 кВ.

Дозировка при рентгене зубов значительно варьируется в зависимости от процедуры и технологии (пленочная или цифровая). В зависимости от процедуры и технологии однократная рентгенография зубов человека дает облучение от 5 до 40 мкЗв. Серия рентгеновских снимков всего рта может привести к облучению от 60 (цифровых) до 180 (пленочных) мкЗв при среднегодовой дозе до 400 мкЗв. [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133]

Было доказано, что финансовые стимулы оказывают существенное влияние на использование рентгена: врачам платят отдельную плату за каждый рентгеновский снимок, делающий больше рентгеновских снимков. [134]

Ранняя фотонная томография или ЭПТ [135] (по состоянию на 2015 г.) наряду с другими методами [136] исследуются как потенциальная альтернатива рентгеновским лучам для визуализации.

Другое использование [ править ]

Другие известные применения рентгеновских лучей включают:

Каждая точка, называемая отражением, на этой дифракционной картине образуется в результате конструктивной интерференции рассеянных рентгеновских лучей, проходящих через кристалл. Данные можно использовать для определения кристаллической структуры.
Использование рентгена для проверки и контроля качества: различия в конструкции кристалла и соединительных проводов показывают, что левый чип является поддельным. [139]
  • Проверка подлинности и качества упакованных товаров.
  • Промышленная КТ (компьютерная томография) — процесс, в котором рентгеновское оборудование используется для создания трехмерных изображений компонентов как снаружи, так и внутри. Это достигается за счет компьютерной обработки проекционных изображений сканируемого объекта во многих направлениях.
  • Сканеры багажа в аэропортах используют рентгеновские лучи для проверки внутренней части багажа на предмет угроз безопасности перед погрузкой в ​​самолет.
  • Сканеры грузовиков пограничного контроля и внутренние полицейские управления используют рентгеновские лучи для проверки салона грузовиков.
Рентгеновская художественная фотография рыбы-иглы , автор Питер Дэйзли.

Видимость [ править ]

Хотя обычно рентгеновские лучи считаются невидимыми для человеческого глаза, в особых обстоятельствах они могут быть видимыми. Брандес в ходе эксперимента, проведенного вскоре после знаменательной статьи Рентгена в 1895 году, сообщил, что после адаптации к темноте и поднесения глаза к рентгеновской трубке он увидел слабое «сине-серое» свечение, которое, казалось, возникло внутри самого глаза. [141] Услышав это, Рентген просмотрел свои книги рекордов и обнаружил, что тоже заметил эффект. Поместив рентгеновскую трубку на противоположную сторону деревянной двери, Рентген заметил то же голубое свечение, которое, казалось, исходило от самого глаза, но счел свои наблюдения ложными, поскольку он видел эффект только тогда, когда использовал один тип рентгеновской трубки. трубка. Позже он понял, что трубка, создавшая этот эффект, была единственной достаточно мощной, чтобы сделать свечение отчетливо видимым, и впоследствии эксперимент можно было легко повторить. Знание о том, что рентгеновские лучи на самом деле слабо видны невооруженным глазом, адаптированным к темноте, сегодня в значительной степени забыто; Вероятно, это связано с желанием не повторять то, что сейчас рассматривалось бы как безрассудно опасный и потенциально вредный эксперимент с ионизирующим излучением . Неизвестно, какой именно механизм в глазу обеспечивает видимость: это может быть связано с традиционным обнаружением (возбуждение молекул родопсина в сетчатке), прямым возбуждением нервных клеток сетчатки или вторичным обнаружением, например, с помощью рентгеновской индукции. из фосфоресценция в глазном яблоке при обычном обнаружении сетчаткой вторичного видимого света.

Хотя в остальном рентгеновские лучи невидимы, можно увидеть ионизацию молекул воздуха, если интенсивность рентгеновского луча достаточно высока. Линия луча от вигглера в Европейской установке синхротронного излучения [142] является одним из примеров такой высокой интенсивности. [143]

Единицы измерения и воздействия [ править ]

Мера ионизирующей способности рентгеновских лучей называется экспозицией:

  • Кулон . на килограмм (Кл/кг) — это в системе СИ единица воздействия ионизирующего излучения . Это количество радиации, необходимое для создания одного кулона заряда каждой полярности в одном килограмме вещества
  • Рентген электростатической (Р) — устаревшая традиционная единица облучения, которая представляла собой количество радиации, необходимое для создания одной единицы заряда каждой полярности в одном кубическом сантиметре сухого воздуха. 1 рентген = 2,58 × 10 −4 С/кг .

Однако воздействие ионизирующего излучения на материю (особенно на живые ткани) более тесно связано с количеством вложенной в них энергии, а не с генерируемым зарядом . Эта мера поглощенной энергии называется поглощенной дозой :

Эквивалентная доза является мерой биологического воздействия радиации на ткани человека. Для рентгеновских лучей она равна поглощенной дозе .

  • Рентгеновский эквивалент человека (бэр) — традиционная единица эквивалентной дозы. Для рентгеновских лучей он равен рад , или, другими словами, 10 миллиджоулям энергии, выделяемой на килограмм. 100 бэр = 1 Зв.
  • Зиверт (Зв) — это единица эквивалентной дозы в системе СИ , а также эффективной дозы . Для рентгеновских лучей «эквивалентная доза» численно равна Грею (Гр). 1 Зв = 1 Гр. Что касается «эффективной дозы» рентгеновских лучей, она обычно не равна Грею (Гр).
Величины, связанные с ионизирующим излучением
Количество Единица Символ Вывод Год ЕСЛИ эквивалентно
Деятельность ( А ) беккерель Бк с −1 1974 И объединились
кюри Там 3.7 × 10 10 с −1 1953 3.7 × 10 10 Бк
Резерфорд Роуд 10 6 с −1 1946 1 000 000 Бк
Экспозиция ( X ) кулон на килограмм С/кг C⋅kg −1 воздуха 1974 И объединились
рентген Р есу / 0,001293 г воздуха 1928 2.58 × 10 −4 С/кг
Поглощенная доза ( D ) серый Гай J ⋅kg −1 1974 И объединились
очень за грамм очень/г erg⋅g −1 1950 1.0 × 10 −4 Гай
рад рад 100 erg⋅g −1 1953 0,010 Гр
Эквивалентная доза ( H ) зиверт Св J⋅kg −1 × В Р 1977 И объединились
рентгеновский эквивалент человека рем 100 erg⋅g −1 × В Р 1971 0,010 Зв
Эффективная доза ( Е ) зиверт Св J⋅kg −1 × В Р × В Т 1977 И объединились
рентгеновский эквивалент человека рем 100 erg⋅g −1 × В Р × В Т 1971 0,010 Зв

См. также [ править ]

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Рентгеновские лучи» . Управление научной миссии . НАСА .
  2. ^ Новеллин, Роберт (1997). Основы радиологии Сквайра . Издательство Гарвардского университета. 5-е издание. ISBN   0-674-83339-2 .
  3. ^ Колдуэлл, Уоллес Э.; Меррилл, Эдвард Х. (1964). История мира . Том. 1. США: Грейстоун Пресс. п. 394.
  4. ^ Наполнитель А (2009). «История, развитие и влияние компьютерной визуализации в неврологической диагностике и нейрохирургии: КТ, МРТ и DTI» . Предшественники природы . дои : 10.1038/npre.2009.3267.4 .
  5. ^ Морган В. (24 февраля 1785 г.). «Электрические эксперименты, проведенные с целью установления непроводящей способности идеального вакуума и т. д.» . Философские труды Королевского общества . 75 . Лондонское королевское общество: 272–278. дои : 10.1098/rstl.1785.0014 .
  6. ^ Андерсон Дж. Г. (январь 1945 г.). «Уильям Морган и рентгеновские лучи» . Труды факультета актуариев . 17 : 219–221. дои : 10.1017/s0071368600003001 .
  7. ^ Вайман Т. (весна 2005 г.). «Фернандо Сэнфорд и открытие рентгеновских лучей». «Отпечаток» от сотрудников библиотек Стэнфордского университета : 5–15.
  8. ^ Томсон Джей-Джей (1903). Разряд электричества через газы . США: Сыновья Чарльза Скрибнера. стр. 182–186.
  9. ^ Майба II, Гайда Р., Кайл Р.А., Шампо М.А. (июль 1997 г.). «Украинский физик способствует открытию рентгеновских лучей» . Труды клиники Мэйо . 72 (7). Фонд медицинского образования и исследований Мэйо : 658. doi : 10.1016/s0025-6196(11)63573-8 . ПМИД   9212769 . Архивировано из оригинала 28 мая 2008 года . Проверено 6 апреля 2008 г.
  10. ^ Анналы Видмана , Том XLVIII.
  11. ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Храбак М., Падован Р.С., Кралик М., Озретич Д., Потоцкий К. (июль 2008 г.). «Сцены из прошлого: Никола Тесла и открытие рентгеновских лучей» . Рентгенография . 28 (4): 1189–1192. дои : 10.1148/rg.284075206 . ПМИД   18635636 .
  12. ^ Чадда ПК (2009). Гидроэнергетика и ее энергетический потенциал . Компания «Пиннакл Технолоджи». п. 88. ИСБН  978-1-61820-149-2 .
  13. ^ Технические публикации Теслы указывают, что он изобрел и разработал одноэлектродную рентгеновскую трубку. Мортон, Уильям Джеймс и Хаммер, Эдвин В. (1896) American Tech Book Co. , стр. 68. Патент США № 514,170 , «Электрическая лампа накаливания». Патент США 454622 «Система электрического освещения». Они отличались от других рентгеновских трубок отсутствием целевого электрода и работали с выходом катушки Теслы .
  14. ^ Стэнтон А. (23 января 1896 г.). «Вильгельм Конрад Рентген о новом виде лучей: перевод статьи, прочитанной перед Вюрцбургским физическим и медицинским обществом, 1895 г.» . Природа . 53 (1369): 274–6. Бибкод : 1896Natur..53R.274. . дои : 10.1038/053274b0 . см. также стр. 268 и 276 того же номера.
  15. ^ Гарсия, Дж.; Бухвальд, Северная Каролина; Федер, Британская Колумбия; Келлинг, РА; Тедроу, Л. (1964). «Чувствительность головы к рентгену» . Наука . 144 (3625): 1470–1472. Бибкод : 1964Sci...144.1470G . дои : 10.1126/science.144.3625.1470 . ISSN   0036-8075 . ПМИД   14171545 . S2CID   44719943 . Крыс обучали реагировать на сигналы, состоящие из очень низких доз хи-излучения, направленных в голову.
  16. ^ Баганья, МФ; Маркес, Массачусетс; Ботельо, МФ; Тейшейра, ML; Карвальейра, В.; Калисто, Дж.; Сильва, А.; Фернандес, А.; Торрес, М.; Брито, Дж. (1993). «Томоденситометрия и радиоизотопные методы в исследовании односторонних гиперлюций легких сосудистого происхождения» . Акта Медика Португеза . 6 (1): 19–24. ISSN   0870-399X . ПМИД   8475784 .
  17. ^ Такахаши, К.; Кейс, БВ; Дюфрен, А.; Фрейзер, Р.; Хигаши, Т.; Семятицкий, Дж. (1994). «Связь между содержанием асбестового волокна в легких и индексами воздействия на основе опыта работы» . Профессиональная и экологическая медицина . 51 (7): 461–469. дои : 10.1136/oem.51.7.461 . ISSN   1351-0711 . ПМК   1128015 . ПМИД   8044245 .
  18. ^ Карлссон Э.Б. (9 февраля 2000 г.). «Нобелевские премии по физике 1901–2000 гг.» . Стокгольм: Нобелевский фонд . Проверено 24 ноября 2011 г.
  19. ^ Питерс П. (1995). «WC Рентген и открытие рентгеновских лучей» . Учебник радиологии . Medcyclepedia.com, GE Healthcare. Архивировано из оригинала 11 мая 2008 года . Проверено 5 мая 2008 г.
  20. ^ Глассер О (1993). Вильгельм Конрад Рентген и ранняя история рентгеновских лучей . Норман Паблишинг. стр. 10–15. ISBN  978-0930405229 .
  21. ^ Артур С. (8 ноября 2010 г.). «Дудл Google отмечает 115-летие рентгеновских лучей» . Хранитель . Гардиан США . Проверено 5 февраля 2019 г.
  22. ^ Кевлес Б.Х. (1996). Обнаженная до костей медицинская визуализация в двадцатом веке . Камден, Нью-Джерси: Издательство Университета Рутгерса . стр. 19–22 . ISBN  978-0-8135-2358-3 .
  23. ^ Образец S (27 марта 2007 г.). «Рентгеновские лучи» . Электромагнитный спектр . НАСА . Проверено 3 декабря 2007 г.
  24. ^ Маркель Х. (20 декабря 2012 г.). « Я видел свою смерть: как мир открыл рентгеновские лучи» . PBS NewsHour . ПБС . Проверено 23 марта 2019 г.
  25. ^ Глассер О (1958). Доктор В. К. Рентген . Спрингфилд: Томас.
  26. ^ Натале С (1 ноября 2011 г.). «Невидимое стало видимым» . История СМИ . 17 (4): 345–358. дои : 10.1080/13688804.2011.602856 . hdl : 2134/19408 . S2CID   142518799 .
  27. ^ Натале С (4 августа 2011 г.). «Космология невидимых жидкостей: беспроводная связь, рентгеновские лучи и психические исследования около 1900 года» . Канадский журнал коммуникации . 36 (2): 263–276. дои : 10.22230/cjc.2011v36n2a2368 . hdl : 2318/1770480 .
  28. ^ Гроув AW (1 января 1997 г.). «Призраки Рентгена: фотография, рентгеновские лучи и викторианское воображение». Литература и медицина . 16 (2): 141–173. дои : 10.1353/lm.1997.0016 . ПМИД   9368224 . S2CID   35604474 .
  29. ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с д и ж Фельдман А. (ноябрь 1989 г.). «Очерк технической истории радиологии с 1896 по 1920 год». Рентгенография . 9 (6): 1113–1128. doi : 10.1148/radiographics.9.6.2685937 . ПМИД   2685937 .
  30. ^ «Майор Джон Холл-Эдвардс» . Городской совет Бирмингема. Архивировано из оригинала 28 сентября 2012 года . Проверено 17 мая 2012 г.
  31. ^ Кудряшов, Ю.Б. (2008). Радиационная биофизика . Издательство Нова. п. XXI. ISBN   9781600212802 .
  32. ^ «Грин, Джеймс (художник-зоолог), Сциаграфы британских батрахов и рептилий, 1897 г.» . Йельский центр британского искусства . Проверено 24 ноября 2021 г.
  33. ^ «Сциаграфы британских батрахов и рептилий1» . Природа . 55 (1432): 539–540. 1 апреля 1897 г. Бибкод : 1897Natur..55..539. . дои : 10.1038/055539a0 . S2CID   4054184 .
  34. ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Шпигель ПК (январь 1995 г.). «Первый клинический рентген, сделанный в Америке — 100 лет» . АЖР. Американский журнал рентгенологии . 164 (1): 241–243. дои : 10.2214/ajr.164.1.7998549 . ПМИД   7998549 .
  35. ^ Николаас А. Рупке, Жизни выдающихся людей в науке и религии двадцатого века , стр. 300, Питер Ланг, 2009 г. ISBN   3631581203
  36. ^ «Видимые доказательства: судебно-медицинские исследования тела: Галереи: Дела: могли ли рентгеновские лучи спасти президента Уильяма МакКинли?» . NLM.NIH.gov . Проверено 24 января 2022 г.
  37. ^ Дэниел Дж. (апрель 1896 г.). «РЕНТГЕНОВСКИЕ ЛУЧИ» . Наука . 3 (67): 562–563. Бибкод : 1896Sci.....3..562D . дои : 10.1126/science.3.67.562 . ПМИД   17779817 .
  38. ^ Флеминг В.Л. (1909). Юг в строительстве нации: Биография AJ . Пеликан Паблишинг. п. 300. ИСБН  978-1589809468 .
  39. ^ Ce4Rt (март 2014 г.). Понимание ионизирующего излучения и защиты . п. 174. {{cite book}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  40. ^ Глассер О (1934). Вильгельм Конрад Рентген и ранняя история рентгеновских лучей . Норман Паблишинг. п. 294. ИСБН  978-0930405229 .
  41. ^ Сансаре К, Ханна В, Карджодкар Ф (февраль 2011 г.). «Ранние жертвы рентгеновских лучей: дань уважения и современное восприятие» . Денто-челюстно-лицевая радиология . 40 (2): 123–125. дои : 10.1259/dmfr/73488299 . ПМК   3520298 . ПМИД   21239576 .
  42. ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б «ISU Health Physics Radinf – первые 50 лет» . Сайты.Google.com . Проверено 24 января 2022 г.
  43. ^ Калифорния, записи похоронного бюро района Сан-Франциско, 1835–1979. База данных с изображениями. Семейный поиск. Джейкоб Флейшман в записи Элизабет Ашхайм. 3 августа 1905 года. Со ссылкой на похоронное бюро Дж. С. Годо, Сан-Франциско, Сан-Франциско, Калифорния. Книга рекордов Том. 06, с. 1–400, 1904–1906. Публичная библиотека Сан-Франциско. Центр истории и архивов Сан-Франциско.
  44. ^ Редактор. (5 августа 1905 г.). Ашхайм. Некрологи. Ревизор Сан-Франциско . Сан-Франциско, Калифорния.
  45. ^ Редактор. (5 августа 1905 г.). Уведомление о некрологе. Элизабет Флейшманн. Хроники Сан-Франциско . Страница 10.
  46. ^ «Майор Джон Холл-Эдвардс» . Городской совет Бирмингема. Архивировано из оригинала 28 сентября 2012 года . Проверено 23 апреля 2010 г.
  47. ^ «ДЖОН ХОЛЛ-ЭДВАРДС» . Энгол Эльфийка за Знаниями . 15 июня 2018 года . Проверено 27 октября 2023 г.
  48. ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Шалл К. (1905). Электромедицинские инструменты и управление ими . Bemrose & Sons Ltd. Принтеры. стр. 96 , 107.
  49. ^ Стоддарт С. (1 марта 2022 г.). «Структурная биология: как белки оказались крупным планом» . Знающий журнал . doi : 10.1146/knowable-022822-1 . Проверено 25 марта 2022 г.
  50. ↑ Городской совет Бирмингема: майор Джон Холл-Эдвардс. Архивировано 28 сентября 2012 года в Wayback Machine.
  51. ^ «Рентгеновские снимки показывают, как сваренное вкрутую яйцо борется с органами пищеварения (1913)» . Новости-Палладиум . 4 апреля 1913 г. с. 2 . Проверено 26 ноября 2020 г.
  52. ^ «Рентгеновские движущиеся изображения новейшие (1913 г.)» . Чикаго Трибьюн . 22 июня 1913 г. с. 32 . Проверено 26 ноября 2020 г.
  53. ^ «Гомеопаты показывают фильмы о работе органов тела (1915)» . Центральные новости Нью-Джерси . 10 мая 1915 г. с. 6 . Проверено 26 ноября 2020 г.
  54. ^ «Как снимаются рентгеновские фильмы (1918)» . Клиппер округа Дэвис . 15 марта 1918 г. с. 2 . Проверено 26 ноября 2020 г.
  55. ^ «Рентгеновские фильмы (1919)» . Тампа Бэй Таймс . 12 января 1919 г. с. 16 . Проверено 26 ноября 2020 г.
  56. ^ «Рентгеновские снимки усовершенствованы. Покажут движения костей и суставов человеческого тела. (1918)» . Солнце . 7 января 1918 г. с. 7 . Проверено 26 ноября 2020 г.
  57. ^ «Говорить дешево? Рентгеновский снимок Института фонетики (1920 г.)» . Вестник Нью-Касл . 2 января 1920 г. с. 13 . Проверено 26 ноября 2020 г.
  58. ^ Йоргенсен Т.Дж. (10 октября 2017 г.). «Вклад Марии Кюри и ее рентгеновских аппаратов в боевую медицину Первой мировой войны» . Разговор . Проверено 23 февраля 2018 г.
  59. ^ «Рентген для примерки обуви» . Warwick Daily News (Qld.: 1919–1954) . 25 августа 1921 г. с. 4 . Проверено 27 ноября 2020 г.
  60. ^ «РЕНТГЕНОВСКАЯ ОБУВЬ TC BEIRNE» . Телеграф (Брисбен, Квинсленд: 1872–1947) . 17 июля 1925 г. с. 8 . Проверено 5 ноября 2017 г.
  61. ^ «ПЕДОСКОП» . Санди Таймс (Перт, Вашингтон: 1902–1954) . 15 июля 1928 г. с. 5 . Проверено 5 ноября 2017 г.
  62. ^ «РЕНТГЕНОВСКАЯ ОБУВНАЯ ФИТИНГА» . Биз (Фэрфилд, Новый Южный Уэльс: 1928–1972) . 27 июля 1955 г. с. 10 . Проверено 5 ноября 2017 г.
  63. ^ «РЕНТГЕНОВСКАЯ ОПАСНОСТЬ ОБУВИ» . Brisbane Telegraph (Qld.: 1948–1954) . 28 февраля 1951 г. с. 7 . Проверено 5 ноября 2017 г.
  64. ^ «Рентгеновские обувные комплекты в СА «под контролем» » . Новости (Аделаида, ЮАР: 1923–1954) . 27 апреля 1951 г. с. 12 . Проверено 5 ноября 2017 г.
  65. ^ «Вызывает возмущение запрет на использование рентгеновских аппаратов для обуви» . Канберра Таймс (ACT: 1926–1995) . 26 июня 1957 г. с. 4 . Проверено 5 ноября 2017 г.
  66. ^ Фицджеральд Р. (2000). «Фазочувствительная рентгенография» . Физика сегодня . 53 (7): 23–26. Бибкод : 2000ФТ....53г..23Ф . дои : 10.1063/1.1292471 . S2CID   121322301 .
  67. ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Дэвид С., Нохаммер Б., Солак Х., Зиглер (2002). «Дифференциальная рентгеновская фазоконтрастная визуализация с использованием интерферометра сдвига» . Письма по прикладной физике . 81 (17): 3287–3289. Бибкод : 2002ApPhL..81.3287D . дои : 10.1063/1.1516611 .
  68. ^ Уилкинс С.В., Гуреев Т.Е., Гао Д., Погани А., Стивенсон А.В. (1996). «Фазово-контрастная визуализация с использованием полихроматических жестких рентгеновских лучей». Природа . 384 (6607): 335–338. Бибкод : 1996Natur.384..335W . дои : 10.1038/384335a0 . S2CID   4273199 .
  69. ^ Дэвис Т.Дж., Гао Д., Гуреев Т.Е., Стивенсон А.В., Уилкинс С.В. (1995). «Фазово-контрастная визуализация слабопоглощающих материалов с использованием жестких рентгеновских лучей». Природа . 373 (6515): 595–598. Бибкод : 1995Natur.373..595D . дои : 10.1038/373595a0 . S2CID   4287341 .
  70. ^ Момосе А., Такеда Т., Итай Ю., Хирано К. (апрель 1996 г.). «Фазово-контрастная рентгеновская компьютерная томография для наблюдения биологических мягких тканей». Природная медицина . 2 (4): 473–475. дои : 10.1038/nm0496-473 . ПМИД   8597962 . S2CID   23523144 .
  71. ^ Эттвуд, Дэвид (1999). Мягкое рентгеновское излучение и сильное ультрафиолетовое излучение . Кембриджский университет. п. 2. ISBN  978-0-521-65214-8 . Архивировано из оригинала 11 ноября 2012 года . Проверено 4 ноября 2012 г.
  72. ^ «Physics.nist.gov» . Physics.nist.gov . Проверено 8 ноября 2011 г.
  73. ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Денни П.П., Хитон Б (1999). Физика для диагностической радиологии . США: CRC Press. п. 12. ISBN  978-0-7503-0591-4 .
  74. ^ Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. (1963). Фейнмановские лекции по физике . Том. 1. США: Аддисон-Уэсли. стр. 2–8. ISBN  978-0-201-02116-5 .
  75. ^ Л'Аннунциата М, Абрад М (2003). Справочник по анализу радиоактивности . Академическая пресса. п. 58. ИСБН  978-0-12-436603-9 .
  76. ^ Групен С., Коуэн Г., Эйдельман С.Д., Стро Т. (2005). Астрофизика частиц . Спрингер. п. 109. ИСБН  978-3-540-25312-9 .
  77. ^ Ходжман, Чарльз, изд. (1961). Справочник CRC по химии и физике, 44-е изд . США: Chemical Rubber Co. p. 2850.
  78. ^ Правительство Канады, Канадский центр гигиены и безопасности труда (9 мая 2019 г.). «Радиация – количества и единицы ионизирующей радиации: Ответы по охране труда» . CCOHS.ca . Проверено 9 мая 2019 г.
  79. ^ Бушберг, Джеррольд Т.; Зайберт, Дж. Энтони; Лейдхольдт, Эдвин М.; Бун, Джон М. (2002). Основная физика медицинской визуализации . Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. п. 42. ИСБН  978-0-683-30118-2 .
  80. ^ Бушберг, Джеррольд Т.; Зайберт, Дж. Энтони; Лейдхольдт, Эдвин М.; Бун, Джон М. (2002). Основная физика медицинской визуализации . Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. п. 38. ISBN  978-0-683-30118-2 .
  81. ^ Кисель Л. (2 сентября 2000 г.). «RTAB: база данных рэлеевского рассеяния» . Радиационная физика и химия . 59 (2). Линн Киссель: 185–200. Бибкод : 2000RaPC...59..185K . дои : 10.1016/S0969-806X(00)00290-5 . Архивировано из оригинала 12 декабря 2011 года . Проверено 8 ноября 2012 г.
  82. ^ Эттвуд, Дэвид (1999). «3» . Мягкое рентгеновское излучение и сильное ультрафиолетовое излучение . Издательство Кембриджского университета. ISBN  978-0-521-65214-8 . Архивировано из оригинала 11 ноября 2012 года . Проверено 4 ноября 2012 г.
  83. ^ «База данных по энергиям рентгеновского перехода» . Лаборатория физических измерений NIST. 9 декабря 2011 года . Проверено 19 февраля 2016 г.
  84. ^ «Брошюра с рентгеновскими данными, Таблица 1-3» (PDF) . Центр рентгеновской оптики и передовых источников света, Национальная лаборатория Лоуренса Беркли. 1 октября 2009 г. Архивировано из оригинала (PDF) 23 апреля 2009 г. . Проверено 19 февраля 2016 г.
  85. ^ Уэйтс Э., Коусон Р. (2002). Основы дентальной рентгенографии и радиологии . Elsevier Науки о здоровье. стр. 15–20. ISBN  978-0-443-07027-3 .
  86. ^ Бушбург Дж., Зайберт А., Лейдхолдт Э., Бун Дж. (2002). Основная физика медицинской визуализации . США: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. п. 116. ИСБН  978-0-683-30118-2 .
  87. ^ Эмилио Б, Балерна А (1994). «Предисловие» . Биомедицинские применения синхротронного излучения: материалы 128-го курса Международной школы физики, Энрико Ферми, 12–22 июля 1994 г., Варенна, Италия . ИОС Пресс. п. хв. ISBN  90-5199-248-3 .
  88. ^ Камара К.Г., Эскобар СП, Хирд младший, Путтерман С.Дж. (2008). «Корреляция между наносекундными рентгеновскими вспышками и трением прилипания-скольжения в отслаивающейся ленте» (PDF) . Природа . 455 (7216): 1089–1092. Бибкод : 2008Natur.455.1089C . дои : 10.1038/nature07378 . S2CID   4372536 . Проверено 2 февраля 2013 г.
  89. ^ Пол Х, Мур Дж (1986). «Обзор экспериментальных сечений ионизации K-оболочки легкими ионами». Отчеты по физике . 135 (2): 47–97. Бибкод : 1986PhR...135...47P . дои : 10.1016/0370-1573(86)90149-3 .
  90. ^ Кён С., Эберт У (2014). «Угловое распределение тормозных фотонов и позитронов для расчета земных гамма-вспышек и позитронных пучков» . Атмосферные исследования . 135–136: 432–465. arXiv : 1202.4879 . Бибкод : 2014AtmRe.135..432K . дои : 10.1016/j.atmosres.2013.03.012 . S2CID   10679475 .
  91. ^ Кён С., Эберт У (2015). «Расчет пучков позитронов, нейтронов и протонов, связанных с земными вспышками гамма-излучения» . Журнал геофизических исследований: Атмосфера . 120 (4): 1620–1635. Бибкод : 2015JGRD..120.1620K . дои : 10.1002/2014JD022229 .
  92. ^ Кочкин П., Кён С., Эберт У. , Ван Дёрсен Л. (май 2016 г.). «Анализ рентгеновского излучения от отрицательных разрядов метрового масштаба в атмосферном воздухе» . Плазменные источники Наука и техника . 25 (4): 044002. Бибкод : 2016PSST...25d4002K . дои : 10.1088/0963-0252/25/4/044002 . S2CID   43609721 .
  93. ^ Курей В., Аревало Л., Рахман М., Дуайер Дж., Рассул Х. (2009). «О возможном происхождении рентгеновских лучей в длинных лабораторных искрах». Журнал атмосферной и солнечно-земной физики . 71 (17–18): 1890–1898. Бибкод : 2009JASTP..71.1890C . дои : 10.1016/j.jastp.2009.07.010 .
  94. ^ Кён С., Чанрион О., Нойберт Т. (март 2017 г.). «Ускорение электронов при столкновениях стримеров в воздухе» . Письма о геофизических исследованиях . 44 (5): 2604–2613. Бибкод : 2017GeoRL..44.2604K . дои : 10.1002/2016GL072216 . ПМЦ   5405581 . ПМИД   28503005 .
  95. ^ Кён С., Чанрион О., Бабич Л.П., Нойберт Т. (2018). «Свойства стримера и связанные с ним рентгеновские лучи в возмущенном воздухе» . Плазменные источники Наука и техника . 27 (1): 015017. Бибкод : 2018PSST...27a5017K . дои : 10.1088/1361-6595/aaa5d8 .
  96. ^ Кён С., Чанрион О., Нойберт Т. (май 2018 г.). «Высокоэнергетические выбросы, вызванные колебаниями плотности воздуха в выбросах» . Письма о геофизических исследованиях . 45 (10): 5194–5203. Бибкод : 2018GeoRL..45.5194K . дои : 10.1029/2018GL077788 . ПМК   6049893 . ПМИД   30034044 .
  97. ^ Фёрстер А., Брандштеттер С., Шульце-Бризе К. (июнь 2019 г.). «Преобразование обнаружения рентгеновского излучения с помощью гибридных детекторов подсчета фотонов» . Философские труды. Серия А. Математические, физические и технические науки . 377 (2147): 20180241. Бибкод : 2019RSPTA.37780241F . дои : 10.1098/rsta.2018.0241 . ПМК   6501887 . ПМИД   31030653 .
  98. ^ Томас, Адриан МК (август 2007 г.). «Первые 50 лет военной радиологии 1895–1945» . Европейский журнал радиологии . 63 (2): 214–219. дои : 10.1016/j.ejrad.2007.05.024 . ПМИД   17629432 .
  99. ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Руботтом Калифорния, Митчелл Дж., Морган-Хьюз Дж. (ноябрь 2010 г.). «Стратегии снижения радиации в компьютерной томографической ангиографии сердца» . Клиническая радиология . 65 (11): 859–867. дои : 10.1016/j.crad.2010.04.021 . ПМИД   20933639 . Из 5 миллиардов визуализирующих исследований, проведенных во всем мире...
  100. ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б «Медицинское радиационное облучение населения США значительно возросло с начала 1980-х годов» . ScienceDaily . Проверено 24 января 2022 г.
  101. ^ Райнхарт, Д.А. (декабрь 1931 г.). «Воздух и газ в мягких тканях: радиологическое исследование» . Радиология . 17 (6): 1158–1170. дои : 10.1148/17.6.1158 . ISSN   0033-8419 .
  102. ^ Ван Хавер А., Колк С., ДеБудт С., Валкеринг К., Вердонк П. (2018). «Точность общей оценки положения коленного имплантата на основе послеоперационных рентгеновских снимков, зарегистрированных на предоперационных 3D-моделях на основе КТ» . Ортопедические труды . 99-Б (Приложение 4).
  103. ^ Герман Г.Т. (2009). Основы компьютерной томографии: реконструкция изображений по проекциям (2-е изд.). Спрингер. ISBN  978-1-85233-617-2 .
  104. ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Гермена, Шейди; Янг, Майкл (2024 г.), «Процедуры создания изображений компьютерной томографии» , StatPearls , Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing, PMID   34662062 , получено 20 апреля 2024 г.
  105. ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Даврос, Уильям Дж. (1 апреля 2007 г.). «Рентгеноскопия: фундаментальная наука, оптимальное использование и защита пациента/оператора» . Методы регионарной анестезии и обезболивания . Визуализация для интервенционного лечения хронической боли. 11 (2): 44–54. дои : 10.1053/j.trap.2007.02.005 . ISSN   1084-208X .
  106. ^ Достижения в области киловольтной дозиметрии рентгеновских лучей в Хилл Р., Хили Б., Холлоуэй Л., Кунчич З., Туэйтс Д., Бэлдок С. (март 2014 г.). «Достижения в области киловольтной рентгеновской дозиметрии». Физика в медицине и биологии . 59 (6): Р183–Р231. Бибкод : 2014PMB....59R.183H . дои : 10.1088/0031-9155/59/6/r183 . ПМИД   24584183 . S2CID   18082594 .
  107. ^ Туэйтс Д.И., Туохи Дж.Б. (июль 2006 г.). «Назад в будущее: история и развитие клинического линейного ускорителя». Физика в медицине и биологии . 51 (13): Р343–Р362. Бибкод : 2006PMB....51R.343T . дои : 10.1088/0031-9155/51/13/R20 . ПМИД   16790912 . S2CID   7672187 .
  108. ^ «11-й отчет о канцерогенах» . Ntp.niehs.nih.gov . Архивировано из оригинала 9 декабря 2010 года . Проверено 8 ноября 2010 г.
  109. ^ Холл Э.Дж., Бреннер DJ (май 2008 г.). «Риски рака от диагностической радиологии». Британский журнал радиологии . 81 (965): 362–378. дои : 10.1259/bjr/01948454 . ПМИД   18440940 .
  110. ^ Бреннер DJ (2010). «Следует ли нам беспокоиться по поводу быстрого роста использования компьютерной томографии?». Обзоры на тему Гигиена окружающей среды . 25 (1): 63–68. дои : 10.1515/REVEH.2010.25.1.63 . ПМИД   20429161 . S2CID   17264651 .
  111. ^ Де Сантис М., Чезари Э., Нобили Э., Страфейс Дж., Кавальер А.Ф., Карузо А. (сентябрь 2007 г.). «Радиационное воздействие на развитие». Исследование врожденных дефектов. Часть C, Эмбрион сегодня . 81 (3): 177–182. дои : 10.1002/bdrc.20099 . ПМИД   17963274 .
  112. ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с Бреннер DJ, Холл EJ (ноябрь 2007 г.). «Компьютерная томография — растущий источник радиационного облучения» . Медицинский журнал Новой Англии . 357 (22): 2277–2284. дои : 10.1056/NEJMra072149 . ПМИД   18046031 . S2CID   2760372 .
  113. ^ Аптон AC (июль 2003 г.). «Состояние дел в 1990-е годы: отчет NCRP № 136 о научных основах линейности зависимости доза-реакция ионизирующего излучения». Физика здоровья . 85 (1): 15–22. дои : 10.1097/00004032-200307000-00005 . ПМИД   12852466 . S2CID   13301920 .
  114. ^ Калабрезе Э.Дж., Болдуин Л.А. (февраль 2003 г.). «Токсикология переосмысливает свое основное убеждение» (PDF) . Природа . 421 (6924): 691–692. Бибкод : 2003Natur.421..691C . дои : 10.1038/421691a . ПМИД   12610596 . S2CID   4419048 . Архивировано из оригинала (PDF) 12 сентября 2011 года.
  115. ^ Окли П.А., Эхсани Н.Н., Харрисон Д.Э. (1 апреля 2019 г.). «Загадка сколиоза: вредно ли радиационное воздействие от повторных рентгеновских лучей?» . Доза-реакция . 17 (2): 1559325819852810. дои : 10.1177/1559325819852810 . ПМК   6560808 . ПМИД   31217755 .
  116. ^ Беррингтон де Гонсалес А., Дарби С. (январь 2004 г.). «Риск рака от диагностических рентгеновских лучей: оценки для Великобритании и 14 других стран». Ланцет . 363 (9406): 345–351. дои : 10.1016/S0140-6736(04)15433-0 . ПМИД   15070562 . S2CID   8516754 .
  117. ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б «Доза радиации при рентгенологических и компьютерных исследованиях» . RadiologyInfo.org . Радиологическое общество Северной Америки (RSNA) и Американский колледж радиологии (ACR) . Проверено 24 января 2022 г.
  118. ^ «Национальный институт рака: данные эпидемиологического надзора и конечных результатов (SEER)» . Seer.cancer.gov. 30 июня 2010 г. Проверено 8 ноября 2011 г.
  119. ^ Каон М., Биббо Дж., Паттисон Дж. (2000). «Монте-Карло рассчитал эффективную дозу для девочек-подростков на основе компьютерной томографии». Радиационная защита Дозиметрия . 90 (4): 445–448. doi : 10.1093/oxfordjournals.rpd.a033172 .
  120. ^ Шримптон, ПК; Миллер, ХК; Льюис, Массачусетс; Данн, М. Дозы при компьютерной томографии (КТ) в Великобритании - обзор 2003 г. Архивировано 22 сентября 2011 г. в Wayback Machine.
  121. ^ Грегори К.Дж., Биббо Дж., Паттисон Дж.Э. (август 2008 г.). «О неопределенностях в оценке эффективной дозы при компьютерной томографии головы взрослых». Медицинская физика . 35 (8): 3501–3510. Бибкод : 2008МедФ..35.3501Г . дои : 10.1118/1.2952359 . ПМИД   18777910 .
  122. ^ Джайлз Д., Хьюитт Д., Стюарт А., Уэбб Дж. (сентябрь 1956 г.). «Злокачественные заболевания в детском возрасте и диагностическое облучение внутриутробно». Ланцет . 271 (6940): 447. doi : 10.1016/S0140-6736(56)91923-7 . ПМИД   13358242 .
  123. ^ «Беременные женщины и радиационное воздействие» . eMedicine Live онлайн-консультация врача . Медскейп . 28 декабря 2008 г. Архивировано из оригинала 23 января 2009 г. Проверено 16 января 2009 г.
  124. ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с Ратнапалан С., Бентур Ю., Корен Г. (декабрь 2008 г.). « этот рентген моему будущему ребенку? » Доктор, не повредит ли CMAJ . 179 (12): 1293–1296. дои : 10.1503/cmaj.080247 . ПМЦ   2585137 . ПМИД   19047611 .
  125. ^ Доннелли Л.Ф. (февраль 2005 г.). «Снижение дозы радиации, связанной с детской КТ, за счет сокращения ненужных исследований». АЖР. Американский журнал рентгенологии . 184 (2): 655–657. дои : 10.2214/ajr.184.2.01840655 . ПМИД   15671393 .
  126. ^ Национальный исследовательский совет США (2006). Риски для здоровья от низких уровней ионизирующего излучения, BEIR 7, фаза 2 . Пресса национальных академий. стр. 5, рис.ПС–2. ISBN  978-0-309-09156-5 . , данные предоставлены NCRP (Национальный комитет США по радиационной защите), 1987 г.
  127. ^ «ANS / Общественная информация / Ресурсы / Калькулятор дозы радиации» . Архивировано из оригинала 16 мая 2012 года . Проверено 16 мая 2012 г.
  128. ^ «НАСКОЛЬКО ОПАСНО РАДИАЦИЯ?» . PhyAst.Pitt.edu . Проверено 24 января 2022 г.
  129. ^ Мюллер, Ричард. Физика для будущих президентов , Princeton University Press, 2010 г.
  130. ^ Рентгеновские снимки. Архивировано 15 марта 2007 г. в Wayback Machine . Doctorspiller.com (9 мая 2007 г.). Проверено 5 мая 2011 г.
  131. ^ Рентгеновская безопасность. Архивировано 4 апреля 2007 г. в Wayback Machine . Dentalgentlecare.com (6 февраля 2008 г.). Проверено 5 мая 2011 г.
  132. ^ «Стоматологический рентген» . Государственный университет Айдахо. Архивировано из оригинала 7 ноября 2012 года . Проверено 7 ноября 2012 г.
  133. ^ Министерство энергетики США - О радиации. Архивировано 27 апреля 2012 г. в Wayback Machine.
  134. ^ Чалкли М., Листл С. (март 2018 г.). «Прежде всего, не навреди – влияние финансовых стимулов на рентген зубов» . Журнал экономики здравоохранения . 58 (март 2018 г.): 1–9. дои : 10.1016/j.jhealeco.2017.12.005 . hdl : 2066/190628 . ПМИД   29408150 .
  135. ^ «Использование лазеров вместо рентгеновских лучей» . Открытый университет. 24 февраля 2011 года . Проверено 28 июля 2021 г.
  136. ^ Дент С. (12 февраля 2015 г.). «Ученые достигают рентгеновского зрения с помощью безопасного видимого света» . Engadget . Проверено 28 июля 2021 г.
  137. ^ Касаи Н., Какудо М. (2005). Рентгеновская дифракция на макромолекулах . Токио: Коданша. стр. 291–2. ISBN  978-3-540-25317-4 .
  138. ^ Монико Л., Ван дер Сникт Г., Янссенс К., Де Нольф В., Милиани С., Вербек Дж. и др. (февраль 2011 г.). «Процесс деградации хромата свинца на картинах Винсента Ван Гога изучен с помощью синхротронной рентгеновской спектроскопии и родственных методов. 1. Искусственно состаренные модельные образцы». Аналитическая химия . 83 (4): 1214–1223. дои : 10.1021/ac102424h . ПМИД   21314201 . Монико Л., Ван дер Сникт Г., Янссенс К., Де Нольф В., Милиани С., Дик Дж. и др. (февраль 2011 г.). «Процесс разложения хромата свинца в картинах Винсента Ван Гога, изученный с помощью синхротронной рентгеновской спектроскопии и родственных методов. 2. Образцы оригинального красочного слоя». Аналитическая химия . 83 (4): 1224–1231. дои : 10.1021/ac1025122 . ПМИД   21314202 .
  139. ^ Ахи К., Анвар М. (май 2016 г.). «Передовые терагерцовые методы контроля качества и обнаружения подделок». Анвар М.Ф., Кроу Т.В., Манзур Т. (ред.). Терагерцовая физика, устройства и системы X: Перспективные применения в промышленности и обороне . Том. 9856. Общество инженеров фотографического приборостроения. стр. 31–44.
  140. ^ Бикмор, Хелен (2003). Методы удаления волос Миледи: подробное руководство . Томсон Делмар Обучение. ISBN  978-1401815554 .
  141. ^ Кадр П. «Вильгельм Рентген и невидимый свет» . Сказки атомного века . Ассоциированные университеты Ок-Риджа . Проверено 11 октября 2021 г.
  142. ^ Европейская установка синхротронного излучения ID11
  143. ^ Альс-Нильсен, Йенс; Макморроу, Дес (2001). Элементы современной рентгеновской физики . John Wiley & Sons Ltd., стр. 40–41. ISBN  978-0-471-49858-2 .

Внешние ссылки [ править ]

Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=X-ray&oldid=1226679113"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: c26747c89ff4941c55f09d1d15bb6c67__1717209000
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/c2/67/c26747c89ff4941c55f09d1d15bb6c67.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
X-ray - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)