Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Стол рентгенологического кабинета. Рентгеновский корпус поворачивается на 90 ° для рентгенографии грудной клетки.

Генератор рентгеновского излучения представляет собой устройство , которое производит рентгеновские лучи . Вместе с детектором рентгеновского излучения он обычно используется в различных областях, включая медицину , рентгеновскую флуоресценцию , контроль электронных сборок и измерение толщины материала в производственных операциях. В медицине генераторы рентгеновского излучения используются рентгенологами для получения рентгеновских изображений внутренних структур (например, костей) живых организмов, а также при стерилизации .

Структура [ править ]

GemX-160 - портативный рентгеновский генератор с батарейным питанием и беспроводным управлением для использования в неразрушающем контролеи безопасности.
XR150 - портативный импульсный рентгеновский генератор рентгеновского излучения с питанием от батареи, используемый в сфере безопасности.
Дополнительная информация: рентгеновская трубка

Генератор рентгеновских лучей обычно содержит рентгеновскую трубку для генерации рентгеновских лучей. Возможно, радиоизотопы также можно использовать для генерации рентгеновских лучей. [1]

Рентгеновская трубка представляет собой простую вакуумную трубку, которая содержит катод , который направляет поток электронов в вакуум, и анод , который собирает электроны и сделан из вольфрама для отвода тепла, выделяемого при столкновении. Когда электроны сталкиваются с мишенью, около 1% полученной энергии испускается в виде рентгеновских лучей , а оставшиеся 99% выделяются в виде тепла. Из-за высокой энергии электронов, которые достигают релятивистских скоростей, мишень обычно делается из вольфрама, даже если другой материал может использоваться, особенно в приложениях XRF. [ необходима цитата ]

Генератор рентгеновских лучей также должен содержать систему охлаждения для охлаждения анода; во многих генераторах рентгеновского излучения используются системы рециркуляции воды или масла. [2]

Медицинская визуализация [ править ]

Приобретение проекционной рентгенографии с генератором рентгеновских лучей и детектором .

В приложениях для получения медицинских изображений рентгеновский аппарат имеет консоль управления, которая используется технологом-радиологом для выбора рентгеновских методов, подходящих для конкретного исследования, источник питания, который создает и производит желаемое кВп (пиковое напряжение), мА ( миллиамперы, иногда называемые мА, которые фактически являются мА, умноженными на желаемую длину экспозиции) для рентгеновской трубки и самой рентгеновской трубки.

История [ править ]

Открытие рентгеновских лучей произошло в результате экспериментов с трубками Крукса , ранней экспериментальной электроразрядной трубкой, изобретенной английским физиком Уильямом Круксом примерно в 1869-1875 годах. В 1895 году Вильгельм Рентген открыл рентгеновские лучи, исходящие из трубок Крукса, и сразу же стали очевидны многочисленные возможности использования рентгеновских лучей. На одном из первых рентгеновских снимков была сделана рука жены Рентгена. На изображении были изображены ее обручальное кольцо и кости. 18 января 1896 года Генри Луи Смит официально продемонстрировал рентгеновский аппарат . Полностью функционирующее устройство было представлено публике на Всемирной выставке 1904 года Кларенсом Далли . [3]

В 1940-х и 1950-х годах рентгеновские аппараты использовались в магазинах для продажи обуви. Они были известны как флюороскопы для примерки обуви . Однако, поскольку вредное воздействие рентгеновского излучения было должным образом учтено, они в конце концов вышли из употребления. Чистка облегающие использование устройства был первым запрещен в штате Пенсильвания в 1957 году (они были более умный маркетинговый инструмент для привлечения клиентов, а не помощи фитинга.) Вместе с Грааф , Джон Г. Трампа разработал один из первых генераторов рентгеновского излучения на миллион вольт.

Обзор [ править ]

Система формирования рентгеновских изображений состоит из пульта управления генератором, где оператор выбирает желаемые методы для получения качественно читаемого изображения (кВп, мА и время экспозиции), генератора рентгеновских лучей, который контролирует ток рентгеновской трубки, рентгеновского излучения. напряжение в трубке и время экспозиции рентгеновского излучения, рентгеновская трубка, которая преобразует киловольт и мА в реальные рентгеновские лучи, и система обнаружения изображений, которая может быть пленочной (аналоговая технология) или цифровой системой захвата и PACS .

Приложения [ править ]

Рентгеновские аппараты используются в здравоохранении для визуализации костных структур, во время операций (особенно ортопедических), чтобы помочь хирургам повторно прикрепить сломанные кости винтами или структурными пластинами, помочь кардиологам в обнаружении закупоренных артерий и направлении установки стентов или выполнении ангиопластики, а также для других плотных ткани, такие как опухоли . Немедицинские приложения включают безопасность и анализ материалов.

Медицина [ править ]

Мобильные рентгеноскопические аппараты могут производить изображения непрерывно.

Основные области применения рентгеновских аппаратов в медицине - рентгенография , лучевая терапия и процедуры рентгеноскопического типа . Рентгенография обычно используется для получения быстрых изображений с высокой проникающей способностью и обычно используется в областях с высоким содержанием костной ткани, но также может использоваться для поиска опухолей, например, при маммографии. Некоторые формы рентгенографии включают:

  • ортопантомограмма - панорамный снимок челюсти, на котором видны все зубы сразу
  • маммография - рентген тканей груди
  • томография - рентгенография в разрезах

При рентгеноскопии визуализация пищеварительного тракта выполняется с помощью рентгеноконтрастного агента, такого как сульфат бария , который непрозрачен для рентгеновских лучей.

Лучевая терапия - использование рентгеновского излучения для лечения злокачественных и доброкачественных раковых клеток , не связанное с визуализацией.

Рентгеноскопия используется в тех случаях, когда необходима визуализация в реальном времени (и чаще всего встречается в повседневной жизни службы безопасности аэропорта ). Некоторые медицинские применения рентгеноскопии включают:

  • ангиография - используется для исследования кровеносных сосудов в режиме реального времени вместе с установкой стентов и другими процедурами для восстановления заблокированных артерий.
  • бариевая клизма - процедура, используемая для исследования проблем толстой кишки и нижних отделов желудочно-кишечного тракта
  • глотание с барием - похоже на клизму с барием, но используется для исследования верхних отделов желудочно-кишечного тракта
  • биопсия - забор ткани для исследования
  • Обезболивание - используется для визуального наблюдения и направления игл для введения / введения обезболивающих, стероидов или обезболивающих лекарств по всей области позвоночника.
  • Ортопедические процедуры - используются для управления установкой и удалением усиливающих пластин костных структур, стержней и крепежных деталей, используемых для содействия процессу заживления и выравнивания костных структур, должным образом заживших.

Рентгеновские лучи - это очень проникающая ионизирующая радиация , поэтому рентгеновские аппараты используются для получения изображений плотных тканей, таких как кости и зубы. Это связано с тем, что кости поглощают излучение больше, чем менее плотные мягкие ткани . Рентгеновские лучи от источника проходят через тело и попадают на фотокассету. Области, где поглощается излучение, отображаются как более светлые оттенки серого (ближе к белому). Это можно использовать для диагностики переломов или переломов костей.

Безопасность [ править ]

Машина для досмотра ручной клади в аэропорту Берлин-Шёнефельд .

Рентгеновские аппараты используются для неинвазивной проверки объектов. Багаж в аэропортах и студенческий багаж в некоторых школах проверяют на предмет наличия оружия, в том числе бомб. Стоимость этих рентгеновских снимков для багажа варьируется от 50 000 до 300 000 долларов. Основными частями системы рентгеновского досмотра багажа являются генератор, используемый для генерации рентгеновских лучей, детектор для обнаружения излучения после прохождения через багаж, блок обработки сигналов (обычно ПК) для обработки входящего сигнала от детектора и конвейерная система для перемещения багажа в систему. Портативный импульсный рентгеновский генератор рентгеновского излучения с питанием от батареи, используемый в службе безопасности, как показано на рисунке, обеспечивает более безопасный анализ любой возможной опасности для служб EOD.

Операция [ править ]

Когда багаж помещается на конвейер, оператор перемещает его в машину. Существует ИК - передатчик и приемник в сборе , чтобы обнаружить багаж , когда она входит в туннель. Эта сборка дает сигнал на включение генератора и системы обработки сигналов. Система обработки сигналов обрабатывает входящие сигналы от детектора и воспроизводит изображение в зависимости от типа материала и плотности материала внутри багажа. Затем это изображение отправляется на дисплей.

Классификация цветов [ править ]

Рентгеновский снимок рюкзака. Различают органические и неорганические материалы с использованием методов двойной энергии.

Цвет отображаемого изображения зависит от материала и плотности материала: органические материалы, такие как бумага, одежда и большинство взрывчатых веществ, отображаются оранжевым цветом. Смешанные материалы, такие как алюминий, отображаются зеленым цветом. Неорганические материалы, такие как медь, отображаются синим цветом, а непроницаемые элементы - черным (некоторые машины отображают это как желтовато-зеленый или красный). Темнота цвета зависит от плотности или толщины материала.

Определение плотности материала осуществляется двухслойным детектором. Слои пикселей детектора разделены полосой металла. Металл поглощает мягкие лучи, позволяя более коротким, более проникающим длинам волн проникать в нижний слой детекторов, превращая детектор в грубый двухполосный спектрометр.

Достижения в рентгеновской технологии [ править ]

Стоматологическая цифровая рентгеновская система весом 2,5 фунта (2,5 кг) проходит испытания в 2011 г. [4]

Пленка углеродных нанотрубок (в качестве катода), которая испускает электроны при комнатной температуре под воздействием электрического поля, была преобразована в рентгеновское устройство. Массив этих излучателей может быть размещен вокруг целевого объекта, подлежащего сканированию, и изображения от каждого излучателя могут быть собраны с помощью компьютерного программного обеспечения, чтобы обеспечить трехмерное изображение цели за долю времени, необходимого при использовании обычного X- лучевое устройство. Система также обеспечивает быстрое и точное управление, обеспечивая перспективную физиологическую стробированную визуализацию. [5]

Инженеры из Университета Миссури (MU), Колумбия , изобрели компактный источник рентгеновских лучей и других форм излучения. Источник излучения размером с жевательную резинку может быть использован для создания портативных рентгеновских сканеров. Прототип портативного рентгеновского сканера, использующего этот источник, может быть изготовлен всего за три года. [6]

См. Также [ править ]

  • Флюороскоп
  • Рентгеновское излучение с обратным рассеянием, например, для проверки пассажиров (а не багажа)
  • Рентгеновская кристаллография
  • Рентгенография
  • Рентгеновская флуоресценция
  • Рентгеновская астрономия (детекторы)

Примечания [ править ]

  1. ^ Page 442 в: Рене Ван Grieken, А. Маркович (2001). Справочник по рентгеновской спектрометрии, второе издание, практическая спектроскопия . CRC Press. ISBN 9780203908709.
  2. ^ "Рентгеновские генераторы" , Ресурсный центр неразрушающего контроля. Страница загружена 21 апреля 2011 г.
  3. Перейти ↑ King, Gilbert (14 марта 2012 г.). «Кларенс Далли - человек, который дал Томасу Эдисону рентгеновское зрение» . smithsonianmag.com . Проверено 13 ноября +2016 .
  4. ^ "Развернутые стоматологи тестируют легкую мобильную рентгеновскую систему" , Spc. Джонатан В. Томас, 16-й мобильный отряд по связям с общественностью , 21 апреля 2011 г., www.army.mil. Получено по URL-адресу 25 апреля 2011 г.
  5. ^ Чжан; и другие. «Пресс-релиз UNC - Новый метод использования рентгеновских лучей из нанотрубок позволяет получать изображения компьютерной томографии быстрее, чем традиционные сканеры» . Проверено 20 августа 2012 .
  6. ^ Редакция. «Ученые MU разработали сверхкомпактный источник рентгеновского излучения» . Проверено 19 января 2013 .

Ссылки [ править ]

  1. Чжан, Дж; Ян, G; Cheng, Y; Гао, Би Цю, Q; Ли, YZ; Лу, JP и Чжоу, О. (2005). «Стационарный сканирующий источник рентгеновского излучения на основе полевых эмиттеров углеродных нанотрубок» . Письма по прикладной физике . 86 (2 мая): 184104. Bibcode : 2005ApPhL..86r4104Z . DOI : 10.1063 / 1.1923750 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )