Большая энциклопедия техники - Коллектив авторов

Приспособление, на котором устанавливается и закрепляется в держателе образец, сообщает образцу начальное положение относительно пучка первичного излучения и выводит образец на ось вращения – центрирует его. В рентгеновских камерах, исследующих монокристаллы, образец закрепляется на гониометрической головке. Гониометрическая головка – это механизм центровки образца, на котором взаимно перпендикулярно расположены две дуговые направляющие. В рентгеновской камере для рентгеновской топографии устройство, на котором закреплен образец, способно перемещаться вместе с фотопленкой. Кассета рентгеновской камеры, как правило, имеет плоскую или цилиндрическую форму. Она сообщает эту форму фотопленке и обеспечивает ее светозащиту. Ось цилиндрической кассеты совмещается с осью вращения образца, который расположен на поверхности цилиндра во время исследования. В рентгеновских камерах для топографии кассета и образец движутся синхронно. Движение исследуемого образца увеличивает качество измерений. Движение монокристаллов и поликристаллов способствует тому, что различные плоскости кристаллов выводятся в отражающее положение. В рентгеновской топографии движение образца увеличивает исследуемую поверхность. Устройство для держания образца бывает оборудовано дополнительными приспособлениями, создающими заданную температуру, вакуум, состав воздуха и защищающими устройства самой камеры. Также наблюдение образца в рентгеновской камере дает возможность изучить его в различных условиях, как в нормальных для него, так и при различных температурах, вакууме, при различных деформациях. Для наблюдения монокристаллов и поликристаллов рентгеновские камеры имеют различия в конструкции. Поликристаллы исследуют в рентгеновских камерах, в которых пучок первичных излучений – это радиоактивный изотопный источник. Монокристаллы изучают также в разных по конструкции рентгеновских камерах. В одних рентгеновских камерах определяют направление кристаллических осей монокристалла, в других измеряют кристаллическую решетку, определяют тип элементарной ячейки, регистрируют дифракционные максимумы, определяют нарушение кристаллической решетки, измеряют ограненные кристаллы. Есть рентгеновские камеры, изучающие аморфные объекты или растворы. Такие камеры обладают нерассеивающим первичным пучком для излучения под малыми углами. Рентгеновские камеры, исследующие микронные объекты, имеют рентгеновские трубки с острым фокусом, это сокращает расстояние между исследуемым образцом и фотопленкой.

Рентгеновский аппарат

Рентгеновский аппарат – это прибор, предназначенный для исследования (рентгенодиагностика) и лечения болезней (рентгенотерапия) при помощи рентгеновских лучей.

Дисциплина, которая занимается рентгенодиагностикой и рентгенотерапией, называется медицинской рентгенологией. По сути данная дисциплина представляет собой обширную науку, которая основана на физических и биологических законах, обладает специальной методикой и техникой, опирается на многочисленные клинические наблюдения и экспериментальные исследования. Таким образом, роль медицинской рентгенологии в современной клинике весьма велика.

Основной аппаратурой медицинской рентгенологии является рентгеновский аппарат (трубка). В настоящее время в общем употреблении применяются электронные трубки, в которых воздух удален полностью, а поток электронов при этом создается путем накаливания вольфрамовой проволоки в катоде.

За счет повышения или понижения накала катода можно осуществлять увеличение или же уменьшение количества электронов и тем самым регулировать силу тока, которая проходит через трубку. Изменением напряжения на полюсах трубки регулируется скорость полета электронов, а как следствие, и жесткость получаемых лучей. Таким образом, эти два важнейших фактора – качество и количество излучения – регулируются независимо друг от друга.

По своей конструкции рентгеновский аппарат включает следующие основные компоненты: сама трубка, в которой находятся фиксирующий стаканчик и нить накала; вольфрамовое зеркало; антикатод и канал для охлаждающей воды. Еще при помощи специальной чашечки особой формы на катоде пучок электронов направляется на антикатод, состоящий из металла, который быстро раскаляется и неминуемо расплавился бы, если бы не было приспособления для охлаждения.

Данное приспособление для охлаждения может быть построено в форме столба воды, который соприкасается с антикатодом, или в форме толстого стержня из теплоемкого металла, отводящего тепло наружу. От размера и формы фокуса зависит резкость изображения на снимке или на экране.

Рентгеновская трубка распространяет лучи по всем направлениям, но все же максимально сильное излучение идет в одном определенном направлении от антикатода, причем оно еще называется направлением центрального луча.

Пластинке антикатода придается такой наклон, чтобы центральный луч при этом шел перпендикулярно к оси трубки. Таким образом, для уменьшения опасности для персонала рентгеновского кабинета и устранения излишнего количества лучей рентгеновскую трубку помещают в особый непроницаемый для излучения колпак с узким отверстием для выхода необходимого пучка лучей.

Но помимо самой рентгеновской трубки, в рентгеновском аппарате применяется еще один очень важный компонент – трансформатор. Он необходим для нормальной работы прибора; для того чтобы получить рентгеновское изображение в результате излучения, необходимо подвести к полюсам трубки достаточно высокое напряжение.

Поскольку все городские электростанции дают ток напряжением 220 В, то такое низкое напряжение приходится трансформировать в более высокое при помощи специального трансформатора. Отдельный небольшой трансформатор, который способен понижать напряжение до 12 В, необходим для накала нити катода. Трансформаторы в основном дают переменный ток, в то время как направление тока в рентгеновской трубке должно быть постоянным от анода к катоду. Для этой цели к данным трансформаторам присоединяются особые выпрямители тока, которые выполняются в форме вакуумных кенотронных трубок, пропускающих ток в одном направлении. В том случае, если присутствует слабая нагрузка, сама рентгеновская трубка может служить выпрямителем. Необходимой принадлежностью аппарата являются измерительные приборы для электрического тока и автоматический выключатель для очень коротких экспозиций.

История рентгеновского аппарата начинается с 1895 г. Тогда профессор физики Вюрцбургского университета в Германии В. К. Рентген сделал первое сообщение об открытых им лучах, которые еще тогда в честь автора были названы рентгеновскими. Подобное открытие было подготовлено всей тогдашней теоретической и экспериментальной физикой. Такие лучи возникают в специальной стеклянной, снабженной электродами трубке при разрежении воздуха в ней до 1/100 000 атмосферного давления и при достаточно высоком напряжении электрического тока. Именно данное сооружение являлось первым прототипом современной рентгеновской аппаратуры.

В дальнейших своих исследованиях В. Рентген использовал трубку с почти полностью откачанным воздухом, которую изобрел ученый И. Гитторф. Именно с этого времени и вследствие данных открытий начинается эпоха развития рентгеновского аппарата.

Со времени открытия В. Рентгена и вплоть до 1918—1919 гг. применялись так называемые газовые, или ионные, трубки, в которых поток электронов образуется за счет ионизации остатков воздуха, который находится в трубке после его откачивания.

В современной медицине применяются специальные модернизированные электронные трубки, в которых воздух откачан полностью, что благотворно влияет на успешность диагностического процесса.

Вообще рентгеновский метод основывается на зрительных впечатлениях. Данные, которые получают при некоторых заболеваниях, настолько ясны, что рентгеновское исследование зачастую играет самую важную роль и выдвигается на первое место.

Костная система, органы грудной клетки, желудочно-кишечный тракт являются основными объектами, на которых рентгеновское излучение очень широко применяется.

Развитие новых методик исследования, а именно методов искусственных контрастов, значительно расширило среду заболеваний, которые становятся доступными для рентгеновского исследования. Стоит отметить, что число заболеваний, при которых рентгенотерапия и рентгенодиагностика применимы, возрастает с каждым годом.

В некоторых случаях при помощи рентгеновского исследования можно получить патономоничные симптомы, т. е. характерные именно для данного заболевания и позволяющие уверенно поставить окончательный диагноз.

В настоящее время рентгенология не представляет собой только метод исследования, а уже начинает играть очень важную роль и в теоретических медицинских дисциплинах, таких как анатомия, физиология, патофизиология и патологическая анатомия. Это можно объяснить следующим: рентгеновский метод представляет единственную возможность наблюдения функции органов живого человека в физиологических условиях. Таким образом, рентгенология стала незаменимой составляющей современной медицины и играет очень важную роль в диагностике болезней и их исследованиях.