Пациентам и врачам современной эпохи очень сложно представить лечебное учреждение без рентгенологического оборудования. Оно широко применяется в повседневной практике для диагностики огромного числа заболеваний. Открытие проникающего излучения оказало глобальное влияние на развитие всего человечества. Сегодня принципы работы рентгена положены в основу многих видов исследований и используются в разнообразных сферах производства.

В 2015 году исполнилось ровно сто двадцать лет со дня изобретения уникального феномена. Его отцом является немецкий физик – Вильгельм Рентген. Он изучал способности различных материалов поглощать таинственные лучи и пришел к выводу об их сходстве с природой ультрафиолета. Однако, его мнение было ошибочно. В настоящее время доподлинно известно, что волны имеют электромагнитное происхождение. Постепенно рентгенология стала отдельным медицинским направлением и пользовалась популярностью при лечении переломов костей.

Технологии двадцать первого столетия позволяют исследовать органы множеством методов. У медиков появилась возможность видеть картинку и на снимке, и на дисплее.

Создание феномена

История рентгеновского аппарата

Невидимые лучи были обнаружены В. Рентгеном абсолютно случайно. Прохладным вечером 8 ноября 1895 г. он проводил в лаборатории ряд опытов и наблюдал за электрическим разрядом в вакууме. Согласно предположениям английского ученого У. Крукса о воздействии тока на давление в газах, уменьшение паскалей должно влиять на ударение частиц о стенки стеклянного сосуда и вызывать разное подсвечивание.

Когда Вильгельм закончил свои испытания и погасил лампы в кабинете, на стене комнаты он заметил небольшую тень. От включенной вакуумной трубки светилась одна из баночек. Мысль о том, что эффект флюоресценции связан с проникновением лучей через сосуд, побудила доктора провести различные эксперименты.

Он использовал катодные трубочки и бариевые экраны. После того, как стекло пробирок покрывались затемненной фанерой, им передавался высоковольтный разряд. При этом поверхность с барием подсвечивалась зеленоватым мерцанием, которое исчезало при отсутствии напряжения. Для понимания полноты картины в качестве препятствия на пути светового потока физик ставил предметы с различной плотностью и толщиной. Оказалось, что одни материалы ослабляют или задерживают свет, а другие становятся полностью прозрачными. К примеру, свинцовая пластина совсем ничего не просвечивала.

Однажды Рентген нечаянно подставил руку под излучение и увидел собственные кости. На фотопластине отразились тени разной интенсивности. Свет беспрепятственно проникал через мягкие оболочки, а костная ткань его поглощала.

Вильгельм провел огромное количество опытов и выступил с докладом на Вюрцбургской конференции. Свое открытие он назвал Х-лучами. Изобретение произвело настоящий фурор. Открывались целые фотолаборатории, в которых люди могли запечатлеть на память свой скелет.

Однако, не обошлось и без печальных моментов. По неопытности врачи допускали ошибки, приводящие к высокому облучению пациентов, тошноте, рвоте, отекам и облысению. На этих основаниях в суды поступали многочисленные иски от пострадавших.

Еще немного истории

История рентгеновского аппарата

Новый метод получил широкое распространение во всем мире. В Российской Империи его чаще всего практиковали в медицинской отрасли. А. Попову удалось улучшить технику съемки и разработать устройство, которое успешно применялось в военных госпиталях. В. Тонков провел ряд антропологических исследований, ставших основой развития рентгенанатомии.  

Первые переносные агрегаты для рентгендиагностики появились в начале прошлого века. Они были далеки от совершенства. На получение одного снимка уходило несколько часов. Научные деятели различными способами пытались преодолеть эту трудность. Были разработаны экраны-усилители, улучшено качество пленки, созданы газовые и ионные излучатели. Рентгенограммы играли важную роль в постановке диагнозов. С их помощью на ранних стадиях удавалось выявлять некоторые онкологические заболевания и чахотку.

Снимок человеческой руки впервые был сделан Берте Рентген 22 декабря 1895 года. А в 1901 г. Вильгельма наградили Нобелевской премией.

Х-лучи нашли применение и в техническом производстве.  Благодаря трудам Баркла, Лауэ и Брэгги было установлено, что излучение имеет волновое происхождение. С его помощью можно подробно понять внутреннее строение кристаллов, физическую природу нагревания и охлаждения, молекулярную решетку металлов, процессы сжатия, растяжения и многое другое.

Начинка

История рентгеновского аппарата

Снаружи рентгеновский аппарат покрыт облицовкой из свинца. Именно она препятствует распространению облучения в окружающую среду и обеспечивает безопасность медицинского персонала. Внутри прибора находится:

  • питающий блок, обеспечивающий подачу тока и проникающих волн;
  • излучательные трубки;
  • преобразующий элемент, благодаря которому проявляется изображение;
  • штатив для управления.  

Специальное отверстие в корпусе позволяет четко фокусировать нужное направление луча. На питающем блоке расположены тумблеры для регулировки значения подающегося рентген-потока.

Принцип действия

История рентгеновского аппарата

Система работы довольно проста. Сначала к пульту поступает электрический ток. Выставляются необходимые параметры мощности и напряжения, которые транслируют на главный трансформатор. Далее их уровень постепенно растет и поднимается к рентгеновской трубке. Происходит выброс волны и приемник фиксирует картинку.  

На ней обычно прослеживается чередование черных и светлых участков. Чем это обусловлено? Данная особенность зависит от природы тканей:

  • легкие всегда темного цвета, так как они заполнены воздухом;
  • мышцы, жировые прослойки и жидкости ослабляют лучевой поток и окрашиваются серым;
  • кости за счет поглощающей способности кальция приобретают белый оттенок.

Рентгенограммы выдаются на диске или в распечатанном виде. Их четкость определяется отсутствием технических неполадок оборудования, качеством фотопленки и проявляющих веществ. Лишние движения во время «съемки» могут навредить фокусу и изображение получиться смазанным.

Формы приборов

История рентгеновского аппарата

Рентгенологические аппараты отличаются друг от друга комплектацией, размерами и способами крепления. По форме конструкции выделяют два основных типа:

  • стационарные – устанавливают в лечебных учреждениях. Из-за массивного размера и большого веса они не пригодны для транспортировки. Как правило, используются для снимков с крупным разрешением; 
  • передвижные – легкие и мобильные блоки, предназначены для перемещения в лифтах и автотранспорте. Очень удобны для обследования больных на дому.

Применение

История рентгеновского аппарата

Сегодня методы рентгенологического анализа популярны во многих областях науки и техники. В промышленности их использование связано с прессингом и штамповкой металлов. Дефектоскопы безошибочно определяют наличие трещин и полостей в сварочных швах или железнодорожном полотне.

В своих целях проникающую способность волн часто используют искусствоведы и ювелиры для оценки подлинности картин, драгоценных камней и металлов. Даже локаторы на вокзалах и в метро оснащены рентгенологическими датчиками для просмотра содержимого багажа.

Перспективы, внесенные разработками рентгена в сферу диагностики, отлично описываются выражением: «Будущее медицины: как искусственный интеллект улучшает лечение». Раньше люди могли заглянуть внутрь организма только с помощью разрезов и операций. Однако, появление рентгенологии навсегда стерло эту грань и позволило пристально разглядеть каждый орган нашего тела.

Рентгенограммы помогают найти точные места переломов, инородные предметы, смещение менисков, расположение язв и опухолей. О непроходимости кишечника сигнализирует повышенное газообразование. Заполнение кровеносных сосудов контрастом четко окрашивает участки расширений и вероятных разрывов. О камнях в почках говорят светлые очаги с ровными контурами.

Среди самых востребованных исследований, которые основаны на проникающей способности лучей, выделяют:

  • маммографию – отражает состояние молочных желез;
  • флюорографию – делают фото легких;
  • компьютерную томографию – получают послойное изображение тканей в 3D-формате;
  • гистеросальпингографию – изучают проходимость фаллопиевых труб и здоровье матки;
  • рентгеноскопию – картинка сразу выводится на дисплей.

Прицельные и панорамные способы съемки зубов активно используют в стоматологии с целью выявления патологий прикуса, обнаружения кариеса и его осложнений и определения степени разрушения альвеолярных перегородок при пародонтите.

Безопасность и вред

История рентгеновского аппарата

Изначально люди не придавали никакого значения радиационному воздействию. На Западе прилавки магазинов ломились от зубной пасты и бутылок с водой, в состав которых для лечения десен и гастрита добавляли радиоактивные соединения.

В настоящее время опасность ионизирующего влияния несколько преувеличена. Нормы современной рентгендиагностики поддерживают минимальные дозы, которые не наносят вреда человеческому организму. Однако, такое обследование должно назначаться исключительно по медицинским показаниям, а не для потехи. В РФ стандартная величина рентген-облучения в течение года не должна превышать 1,4 милизиверта, иначе возникают негативные последствия.

Избыток ионизирующего влияния повреждает клетки и их генетический материал, возникают мутации и ткани начинают гибнуть.

Бывает два вида осложнений:

  • детерминированные – сигнализируют о своем появлении практически сразу после получения усиленной радиационной нагрузки;
  • схоластические – возникают случайно в результате неверного расчета дозы и увеличивают вероятность появления онкологии.

Постепенно модели старых рентгеновских приборов заменило оборудование на основе цифровых технологий. Их внедрение позволило получать гораздо больше информации для проведения исследований. Но принцип работы рентгена остался неизменным и является надежной опорой для медиков в диагностике любых болезней.