Проект по Физике 9 класс тема «Использование рентгеновского излучения в медицине»

Кратко о рентгенографии

Рентген — эффективная методика для диагностики патологий в организме. Впервые исследование сделали в 1895 году, когда В.К. Рентген обнаружил свойства лучей, впоследствии названных рентгеновскими.

При помощи этого исследования просвечивают организм рентгеновскими лучами и получают изображение на светочувствительной плёнке (вреднее), или мониторе компьютера. Проводится диагностика как стационарными аппаратами, так и передвижными, а также переносными. Это даёт возможность делать снимок даже в операционной, если это необходимо.

Сегодня методика претерпела ряд положительных изменений, что позволило сократить дозу воздействия, которую получает пациент, в сто раз. Это сделалось возможным благодаря использованию полупроводниковых линейных детекторов, преобразующих энергию лучей в световую.

Рентгеновское исследование получает полноформатное изображение и уменьшенное. Ярким примером малоформатного изображения является флюорография.

А также рентгенография делает обзорные и прицельные снимки. Настраивая аппарат в оптимальной проекции, можно выявить трудно визуализируемые нарушения, например, патологии лёгких и грудной клетки.

Рентгенография стала первым неинвазивным методом диагностики, который дал в дальнейшем жизнь современным способам исследования, например, компьютерной томографии.

LiveInternetLiveInternet

Цитата сообщения ДежаВю57

Прочитать целикомВ свой цитатник или сообщество!
8 ноября 1895 г. 120 лет назад Физик Вильгельм Рентген открыл «рентгеновские лучи»

Зря говорят, будто бы пожилой человек не способен сделать выдающееся открытие. Знаменитый немецкий физик Вильгельм Конрад Рентген обнаружил загадочные лучи, после названные по его фамилии, тогда, когда ему было уже за 50. Преклонный возраст совсем не сказался на внимательности ученого, а также на его трудолюбии и стремлении установить истину.

В современном мире, охваченном геронтофобией, часто приходиться слышать о том, что если человек в молодости не совершил ничего выдающегося, то в старости он этого сделать уже не сможет. Увы, это абсолютно некорректное утверждение становится популярным и в научной среде. Часто в институты на работу предпочитают брать неопытных младших научных сотрудников, отказывая при этом пожилым профессорам — мол, они пользу учреждению принести не способны, поскольку уже на ладан дышат.

Однако те, кто так рассуждает, почему-то забывают множество примеров выдающихся открытий, которые были сделаны знаменитыми учеными уже в пожилом возрасте. И самый показательный пример — так называемые Х-лучи, которые сейчас во многих странах называют по имени их первооткрывателя рентгеновскими. Знаменитый немецкий физик Вильгельм Конрад Рентген обнаружил это интересное явление природы в 1895 году, когда ему было уже за 50. И не только обнаружил, но и досконально исследовал открытые им лучи, не доверяя столь важную работу своим аспирантам.

Следует заметить, что это явление было обнаружено совершенно случайно (как это часто бывает в науке). Вообще-то профессор Рентген, на тот момент уже несколько лет возглавлявший кафедру физики в Университете Вюрцбурга, исследовал совсем другой феномен — так называемые катодные лучи. Сейчас всем известно, что они представляют собой поток электронов, излучаемых катодом при подаче на него тока, однако в те времена еще даже слова «электрон» не знали. Поэтому физиков весьма интересовало, почему при пропускании тока через катодную трубку наблюдается странное свечение, то есть каким образом электричество может рождать свет.

И вот 8 ноября 1895 года профессор Рентген как обычно засиделся допоздна в своей лаборатории. Все его ассистенты уже ушли, а он продолжал работать — включал и выключал ток в катодной трубке, делая при этом измерения различных характеристик и ведя запись результатов. Однако годы брали свое — в районе полуночи Рентген почувствовал усталость и понял, что надо идти домой. Профессор окинул взглядом лабораторию и, убедившись, что все на месте, погасил свет. Именно это действие и привело профессора к его выдающемуся открытию — Рентген вдруг заметил в темноте светящееся пятно.

Ученый подошел к источнику света и обнаружил, что это был используемый им в опытах экран из синеродистого бария (который всегда реагирует на электромагнитные волны, в том числе и на видимый свет). Но почему он светился? Ведь на улице давно было темно, катодная трубка выключена, да и к тому же закрыта черным чехлом из картона (аккуратный профессор всегда поступал так, когда заканчивал работу). И тут Рентген понял, что он, видимо, все же забыл отключить катодную трубку.

Упрекнув себя за забывчивость, ученый нащупал в темноте рубильник и прекратил подачу тока. Но вместе с ним моментально погас и экран. Рентгена заинтересовало данное явление — он еще несколько раз включал и выключал трубку, и таинственное свечение вновь то появлялось, то исчезало. Сомнений не было — именно катодная трубка была его причиной.

Но каким образом такое могло произойти? Ведь катодные лучи должны были задерживаться чехлом из бумаги, и кроме того, воздушный метровый промежуток между трубкой и экраном был для них совершенно непроницаем. Желая разобраться в ситуации, Рентген решил не уходить домой, а продолжить эксперименты. Напрасно в эту ночь фрау Рентген ждала своего мужа — он, захваченный своим случайным открытием, продолжал эксперименты под покровом ненастной вюртембергской ночи.

Итак, оставив футляр на трубке (для того, чтобы катодные лучи были закрыты), профессор с экраном в руках начал двигаться по лаборатории. Оказалось, что даже расстояние в два метра для этих неизвестных лучей не является преградой. В процессе исследования Рентген обнаружил, что они легко проникали через книгу, стекло и другие предметы. Когда же рука ученого оказалась на пути этих неизвестных лучей, то он с ужасом увидел на экране силуэт ее костей! То есть, они беспрепятственно прошли и через живую плоть.

Однако удивляться было некогда — как опытный экспериментатор, Рентген понимал, что ему потребуются неопровержимые доказательства своего открытия. И вот он достал лежавшие в шкафу фотопластинки для того, чтобы сделать первый в мире рентгеновский снимок. После этого началась новая серия экспериментов, в процессе которых исследователь выяснил интересную вещь — мало того, что лучи засвечивают пластинку, так они еще и не расходятся сферически вокруг трубки (как это сделал бы свет), а имеют определенное направление.

Только под утро утомленный, но весьма довольный Рентген заявился домой. Однако, немного отдохнув, он вновь поспешил в университет — его манила приоткрытая им тайна. Понимая, что в его возрасте время не просто дорого — оно фактически бесценно, он семь недель безвыходно провел за опытами, приказав приносить ему в лабораторию еду и поставить там кровать. Было забыто все: и ученики, и друзья, и семья, и даже здоровье. Лишь через 50 дней ученый наконец-то разобрался в том, что же все-таки он открыл.

Любопытно, что первым человеком, кому Рентген продемонстрировал свое открытие, была его жена Берта. Снимок именно ее кисти с обручальным кольцом на пальце был приложен к статье Рентгена «О новом роде лучей», которую он 28 декабря 1895 года направил председателю Физико-медицинского общества университета. После статья была быстро выпущена в виде отдельной брошюры, и Вильгельм Рентген разослал ее ведущим физикам Европы. Так началась новая эра в истории медицины и других отраслей науки и техники — эпоха исследования внутренней структуры объекта при помощи рентгеновских лучей.

Кстати, сам выдающийся физик, который был просто фантастически скромным человеком, был против того, чтобы открытое им излучение называли рентгеновским. Позже к Рентгену не раз обращались представители промышленных фирм с предложениями о выгодной покупке прав на использование изобретения. Но профессор каждый отказывался запатентовать свое открытие, так как не считал свои исследования источником дохода. И даже когда в 1901 году ученый стал первым нобелевским лауреатом по физике, то он, приняв награду, отказался присутствовать на церемонии (ибо терпеть не мог поздравлений, оваций и прочих атрибутов признания, считая все это чепухой). Премию выслали ему по почте, но он сам не ей так и воспользовался — когда правительство Германии во время Первой мировой войны обратилось к населению с просьбой помочь государству деньгами и ценностями, то скромный и отзывчивый ученый Вильгельм Рентген отдал все свои сбережения, включая Нобелевскую премию.

Кстати, тот факт, что величайшее открытие в области медицины было сделано именно в Вюрцбурге, следует считать неким историческим курьезом. Дело в том, что этот старинный баварский город заслужил в Средневековье репутацию столицы германской «охоты на ведьм». Его правитель, князь и по совместительству епископ Вюрцбурга Юлиус Эхтер основал в 1582 году университет для подготовки католических богословов с целью «уничтожить всякую мразь и заразу в городе». Это был тот самый университет, в котором позже были открыты вышеупомянутые Х-лучи.

Впрочем, в те мрачные времена данное учебное заведение прославилось как рассадник мракобесия — его выпускники были знамениты такими жестокими деяниями, как насильственное обращение в католицизм своей паствы, изгнание из города не желавших менять веру протестантов, конфискации имущества местных евреев и ведовские процессы. За время правления Эхтера было сожжено более 300 ведьм и волхвов — больше, чем в любом другом германском городе. И лишь к середине XVII века процессы над ведьмами и их казни были прекращены. Поэтому то, что открытие, которое впоследствии спасло немало человеческих жизней, было сделано именно в этом университете, является неким символом восстановления исторической справедливости — так Университет Вюрцбурга загладил свою вину перед человечеством.

Итак, преклонный возраст для совершения открытий вовсе не является помехой, и Вильгельм Конрад Рентген доказал это на примере из своей собственной жизни. Его полувековая жизнь совсем не сказалась на его внимательности, трудолюбии и стремлении установить истину. Следует заметить, что часто именно молодым ученым как раз и не хватает тех качеств, которыми первооткрыватель рентгеновских лучей обладал сполна.
27 марта 1845 года 170 лет назад родился Вильгельм Рентген, немецкий физик, Нобелевский лауреат Антон Евсеев Источники — https://www.calend.ru/, https://www.pravda.ru/science/useful/14-11-2012/1133947-rentgen-0/

Когда необходимо делать рентген, а кому он противопоказан

Рентгенография используется в различных областях медицинских знаний — в ортопедии, травматологии, пульмонологии, гастроэнтерологии и других. Для каждой сферы рентген решает конкретные задачи. Показания к проведению рентгенографического исследования:

• при необходимости оценки состояния внутренних органов;
• с целью диагностики травм и повреждений;
• для нахождения инородных тел (например, проглоченных мелких предметов);
• для выявления опухолевых новообразований;
• при необходимости выявить специфические изменения в костной ткани и суставных сочленениях;
• для выявления врождённых аномалий развития;
• при оценке проведённого лечения;
• для определения дегенеративно-дистрофических процессов в тканях;
• для оценки правильности установленных конструкций (например, при имплантации зубов);
• в ходе подготовки к хирургическому вмешательству.

При проведении рентгена есть как показания, так и противопоказания. Их гораздо меньше, но они затрудняют диагностику некоторых заболеваний. Влияние рентгена противопоказано в следующих случаях:

• чувствительность пациента к компонентам, содержащим йод;
• открытые травмы;
• сахарный диабет при декомпенсации;
• тяжёлые заболевания почек и печени;
• период беременности и лактации у женщин;
• дисфункции щитовидной железы;
• туберкулёз лёгких в активной форме.

Это основные противопоказания, по которым рентген пациентам не проводят. Некоторые из них относительны, поэтому, как только возможно сделать осмотр, такую диагностику обязательно проводят.

Влияние рентгена на организм детей и взрослых

Вред рентгеновского излучения — один из первых вопросов, который встал после открытия этого вида исследования. Учёные установили, что облучение не так однозначно, как это представлялось ранее, и имеет отрицательные стороны. Опасные стороны рентгеновского исследования:

• медицинское излучение по дозировке гораздо выше того, что получает человек ежедневно от природы;
• человеческий организм не имеет механизмов адаптации к искусственному излучению;
• воздействие рентгеновских лучей на больной организм ещё больше ослабляет его;
• исследование часто проводится неравномерно, когда многоразово исследуются одни и те же органы, что создаёт неадекватную лучевую нагрузку и ставит эти органы и системы под угрозу;
• большая доза радиации провоцируют нежелательные последствия вплоть до злокачественного перерождения клеток.

Эти особенности говорят о том, что рентгеновская диагностика неоднозначно влияет на организм как взрослого, так и ребёнка, а во многом даже неблагоприятно. Полученные данные дали толчок к исследованию влияния рентгена на детский организм и вот что удалось выяснить учёным:

• дети имеют повышенную чувствительность к радиации, а поэтому любая доза облучения для них нежелательна;
• особенности развития детского организма приводят к тому, что их внутренние органы получают высокую дозу облучения по сравнению со взрослыми.

Ввиду этих особенностей медикам рекомендовано снизить дозу облучения у детей до минимально допустимой, а также диагностироваться исключительно по показаниям, т. е. исключать тогда, когда можно обойтись иными методиками.

Вредно ли делать рентген?

Максимально разрешенной дозой для человека является 150 мЗв в год. Обычные стандартные процедуры, которые приходится проходить ежегодно, не превышают 20 мЗв (миллизиверт). Однако при ожирении и беременности от рентгеновской диагностики лучше отказаться. Электромагнитное облучение может навредить не родившемуся младенцу – повлиять на нормальное формирование его внутренних органов и тканей. А избыток жировой прослойки помешает сделать четкий снимок – на пленке появляются темные пятна.

Для детей, не достигших 16 лет, проведение рентгена рекомендуется только в экстренных случаях – при переломах, травмах головы, дисплазии тазобедренных суставов, пневмонии. Если процедуры приходится проходить часто, максимальная доза облучения ребенка не должна быть больше 50 мЗв.

Перед проведением рентгенографии ребенку до года, чтобы избежать излишних движений, его фиксируют с помощью специального приспособления

Опасность рентгеновского исследования заключается лишь в случае получения пациентом большой дозы облучения. Пагубное воздействие электромагнитных лучей на человеческий организм проявляется:

• эритемами – солнечными ожогами, отличающимися глубоким и стойким поражением кожных покровов;
• изменением состава крови – кратковременными при небольшом избытке излучения, при длительном воздействии лучей могут быть необратимые изменения;
• ранним старением организма;
• формированием опухолевидных образований;
• бесплодием;
• развитием генетических аномалий у потомства.

Конечно же, такие последствия не могут не насторожить каждого современного человека. Однако, если влияние рентгеновской аппаратуры несет такую опасность для состояния пациента, почему в медицине так широко применяется рентгенологические исследования и можно ли их заменить?

Как «подружиться» с рентгеном

Некоторые пациенты задумываются о влиянии процедуры на организм и беспокоятся о своём состоянии здоровья после исследования. Врачи спешат успокоить таких людей — рентгеновское облучение в целях диагностики совершенно безопасно.

Во-первых, люди не так часто делают рентген, чтобы говорить о накопительном эффекте излучения, воздействующего на организм. Рентгенографию часто делать вредно, но к единичным случаям это не относится. Разовые облучения не навредят здоровью и не станут причиной серьёзных патологий в дальнейшем.

Во-вторых, рентгеновские дозы минимальны, а поэтому безопасны. Объёма излучения хватает, чтобы получить снимок того или иного органа, однако, для серьёзного вреда такие цифры недостаточны.

В-третьих, определённую дозу облучения человек получает ежедневно, даже когда он прогуливается по улице. Накопительный эффект лучей не проявляется при малых дозах, так же, как и при облучении аппаратом.

В-четвёртых, после рентгеновского осмотра можно поспособствовать выведению продуктов из организма, что снизит нагрузку.

И последним «железным» аргументом в пользу рентгена оказывается его высокая диагностическая ценность.

Чрезвычайно мало людей, которые доказано умерли от воздействия рентгеновского излучения, зато намного больше тех пациентов, которым не поставили правильный диагноз, поскольку не применяли рентген.

Поэтому на этой чаше весов польза рентгена перевешивает над его отрицательными особенностями.

Виды современных рентген-аппаратов

Для исследования разных участков нужны разные типы рентгеновских аппаратов. Их очень много. Вот самые распространённые.

• Ангиограф – прибор, с которым проводится исследование сосудов.
• Флюорограф – аппарат, предназначенный для рентгена лёгких человека. Обычно даёт данные в двух проекциях. Изображение проецируется на плёнку в уменьшенном масштабе.
• Рентгеновский маммограф. Из названия можно понять, что устройство помогает получить данные о состоянии молочных желез. Исследование, которое проводит врач, называется маммография.
• Палатный передвижной, в отличие от стационарного рентгенодиагностического аппарата, мобилен. С этим многофункциональным устройством работают в стационарах. Имеет относительно компактные размеры. Достоинство такого прибора – транспортабельность. Существуют передвижные и переносные установки.
• Дентальный рентген-аппарат. Прибор используется в стоматологии для просвета челюстей. Он позволяет выявлять повреждения и заболевания зубов и их непосредственное расположение в полости рта.
• Операционный рентгеновский аппарат. Устройство используется во время хирургических манипуляций, позволяет вовремя обнаруживать внутриполостные кровотечения и контролировать ход операции. Такие приборы дают высокую точность результатов и имеют большие габариты.
• Цифровой рентген. Это наиболее сложный тип рентгеновского аппарата. Все данные фиксируются не на плёнке, а на электронной матрице. Они попадают непосредственно на дисплей рабочей станции в режиме реального времени.

Рентгеновское исследование или проба Манту: что лучше

Сравнивать вред туберкулиновой пробы и рентгена не всегда корректно, поскольку специфика проведения исследований разная, как и цель диагностики. Реакция Манту — массовая проба, осуществляемая в целях профилактики заражения детских коллективов туберкулёзом. Если профилактические пробы выявляют носителя, то его ограждают от коллектива, чем спасают значительное количество детей от заражения.

Рентгеновское исследование делается по показаниям и одним из таких как раз и является положительная реакция Манту. Рентген не делают массово, это диагностическая процедура, назначаемая при подозрении на проблему. Признаки туберкулёза — длительное повышение температуры, кашель, слабость, исхудание, снижение иммунитета и другие признаки, указывающие на туберкулёз.

Рассматривая, вредный ли рентген, его относят к неблагоприятным исследованиям, нежели пробу Манту. Однако, не стоит им пренебрегать, если врач видит необходимость в проведении исследования.

Что вреднее – Манту или рентген?

На сегодняшний день практикующие медицинские специалисты уделяют большое внимание вопросу выявления заражения населения микобактерией туберкулеза и диагностирования заболевания на ранних этапах развития.

Детям ежегодно проводится проба Манту, у взрослых людей диагностику осуществляют при помощи таких исследований:

• профилактической флюорографии;
• обзорного рентгенографического исследования;
• бактериологического анализа мокроты;
• компьютерной или магнитно-резонансной томографии.

Рентген-диагностику детям назначают лишь в особых случаях, поэтому для выявления инфицированности палочкой Коха проводят туберкулиновую пробу

Реакция Манту – это введение в детский организм малой дозы продуктов жизнедеятельности туберкулезной микобактерии, которая вызывает иммунный ответ. Степень реакции организма ребенка соответствует наличию инфицирования.

Туберкулиновая проба имеет ряд отрицательных моментов. Величина постинъекционной папулы зависит от реактивности детского организма. При наличии у маленького пациента аллергии отмечается бурный иммунный ответ – размер пятнышка превышает допустимые 5 мм. Ослабление иммунной системы может привести к тому, что результат реакции можно оценить как негативный даже при наличии инфекции.

Вредна ли флюорография?

Диагностическую процедуру необходимо проводить в противотуберкулезном диспансере. Однако ее часто осуществляют в детских учреждениях, в которых персонал недостаточно хорошо владеет техникой выполнения пробы.

К тому же на место введения туберкулина не должна попадать вода, его нельзя тереть или травмировать, а дети не всегда выполняют такие требования. Это приводит к ложнопозитивной реакции.

Несмотря на малую дозу диагностической пробы, у ребенка, имеющего определенную восприимчивость, могут развиться клинические проявления аллергической реакции:

• крапивница;
• бронхоспазм;
• отек Квинке.

Низкая специфичность – точность метода не превышает 50%. Позитивный результат пробы наблюдается также после проведения прививки от туберкулеза (БЦЖ), которая стимулирует продукцию иммунных антител, обеспечивающих защиту организма при «встрече» с возбудителем заболевания, заражения непатогенными формами Тuberculosismycobacterium. Однако данную методику еще широко применяют детские фтизиатры из-за ее простоты и доступности.

Разрешённая дозировка радиации

Безопасной амплитудой рентгеновского излучения является диапазон от 0,02 до 0,1 мЗВ. Критическая доза, при которой развивается лучевая болезнь — 0,7 ЗВ. При проведении на цифровом аппарате флюорографию, человек получает дозу 0,03 мЗВ, что соответствует норме. Человек получает такую же дозу радиации из внешней среды.

Компьютерная томография делается при дозировке 4-20 мЗВ, чтобы получить такую дозу извне понадобится два года. Нагрузка высокая по сравнению с эквивалентами.

Поэтому не стоит беспокоиться о проведении кратковременного рентгеновского исследования — оно безопасно, аппараты работают согласно санитарным стандартам и подают ту дозировку, которая разрешена и не приносит вреда для здоровья.

Устранение последствий радиотерапии

Радиационное излучение является своеобразным отравлением, когда организм получил то, чего в нём быть не должно. Чтобы не проявились осложнения рентгеновского излучения, для вывода радиации полезно пить больше молока, кушать свежие овощи и фрукты – помогают справиться с последствиями. Такие же рекомендации дают и пациентам после радиотерапии.

Рентгеновское обследование сопряжено с риском для здоровья. Проводят его исключительно по показаниям, когда в этом есть необходимость. Не стоит бояться рентгена, ведь его польза для здоровья во много раз выше, нежели вред.