stringtranslate.com

рентген

Рентгеновская фотограмма в натуральном цвете сцены с вином. Обратите внимание на края полых цилиндров по сравнению с сплошной свечой.
Уильям Кулидж объясняет принципы медицинской визуализации и рентгеновских лучей.

Рентгеновские лучи ( рентгеновское излучение ) — это форма высокоэнергетического электромагнитного излучения . Во многих языках его называют рентгеновским излучением , в честь немецкого ученого Вильгельма Конрада Рентгена , который открыл его в 1895 году [1] и назвал его рентгеновским излучением , чтобы обозначить неизвестный тип излучения. [2]

Длина волны рентгеновских лучей 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 до3 × 10 19  Гц ) и энергии фотонов в диапазоне от 100  эВ до 100  кэВ соответственно. [3]

Рентгеновские лучи могут проникать во многие твердые вещества, такие как строительные материалы и живые ткани, [4] поэтому рентгеновская радиография широко используется в медицинской диагностике (например, проверка сломанных костей ) и материаловедении (например, идентификация некоторых химических элементов и обнаружение слабых мест в строительных материалах). [5] Однако рентгеновские лучи являются ионизирующим излучением , и воздействие высокой интенсивности может быть опасным для здоровья, вызывая повреждение ДНК , рак, а при высоких дозах — ожоги и лучевую болезнь . Их генерация и использование строго контролируются органами общественного здравоохранения.

История

Наблюдения и исследования до рентгена

Пример трубки Крукса , типа разрядной трубки , которая испускала рентгеновские лучи.

До своего открытия в 1895 году рентгеновские лучи были всего лишь типом неопознанного излучения, исходящего из экспериментальных разрядных трубок . Их заметили ученые, исследующие катодные лучи , производимые такими трубками, которые представляют собой энергетические электронные пучки, впервые обнаруженные в 1869 году. Многие из ранних трубок Крукса (изобретенных около 1875 года ) несомненно излучали рентгеновские лучи, поскольку ранние исследователи заметили эффекты, которые можно было им приписать, 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, исходящие от катода, до достаточно высокой скорости, чтобы они создавали рентгеновские лучи, когда они ударялись об анод или стеклянную стенку трубки. [6]

Самым ранним экспериментатором, который, как считалось, (неосознанно) получил рентгеновские лучи, был Уильям Морган . В 1785 году он представил доклад Лондонскому королевскому обществу, описав эффекты прохождения электрических токов через частично вакуумированную стеклянную трубку, вызывающую свечение, создаваемое рентгеновскими лучами. [7] [8] Эта работа была далее исследована Гемфри Дэви и его помощником Майклом Фарадеем .

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, сделанным из тонкого алюминия, обращенным к катоду, чтобы катодные лучи попадали в него (позже названную «трубкой Ленарда»). Он обнаружил, что что-то проходило через нее, что экспонировало фотографические пластинки и вызывало 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. [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] [ необходима полная цитата ] Однако он не работал с реальными рентгеновскими лучами.

В начале 1890 года фотограф Уильям Дженнингс и доцент Пенсильванского университета Артур В. Гудспид делали фотографии монет с помощью электрических искр. 22 февраля после окончания их экспериментов две монеты остались на стопке фотопластинок, прежде чем Гудспид продемонстрировал Дженнингсу работу трубок Крукса . Проявляя пластинки, Дженнингс заметил на некоторых пластинках диски неизвестного происхождения, но никто не мог их объяснить, и они двинулись дальше. Только в 1896 году они поняли, что случайно сделали рентгеновскую фотографию (они не заявляли об открытии). [11]

В том же 1890 году помощник Рентгена Людвиг Цендер заметил вспышку света от флуоресцентного экрана непосредственно перед тем, как проколота закрытая трубка, которую он включал. [12]

Когда профессор физики Стэнфордского университета Фернандо Сэнфорд проводил свои эксперименты по «электрической фотографии» в 1891-1893 годах, фотографируя монеты в свете электрических искр, [13] подобно Дженнингсу и Гудспиду, он, возможно, неосознанно генерировал и обнаруживал рентгеновские лучи. Его письмо от 6 января 1893 года в Physical Review было должным образом опубликовано [13] , а статья под названием « Без линзы или света, фотографии, сделанные с помощью пластины и объекта в темноте» появилась в San Francisco Examiner . [14]

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 . [15] [16] После того, как Рентген идентифицировал рентгеновские лучи, Тесла начал делать собственные рентгеновские снимки, используя высокое напряжение и трубки собственной конструкции, [17] а также трубки Крукса.

Открытие Рентгена

Вильгельм Рентген

8 ноября 1895 года немецкий профессор физики Вильгельм Рентген наткнулся на рентгеновские лучи во время экспериментов с трубками Ленарда и 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. [18] Это была первая статья, написанная о рентгеновских лучах. Рентген называл излучение «X», чтобы указать, что это был неизвестный тип излучения. Некоторые ранние тексты называют их хи-лучами, интерпретируя «X» как заглавную греческую букву Хи , Χ . [19] [20] [21] Название «рентгеновские лучи» прижилось, хотя (вопреки серьезным возражениям Рентгена) многие из его коллег предлагали называть их рентгеновскими лучами . Они до сих пор называются так во многих языках, включая немецкий , венгерский , украинский , датский , польский , чешский , болгарский , шведский , финский , 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. [22]

Существуют противоречивые сведения о его открытии, поскольку Рентген сжег свои лабораторные записи после своей смерти, но это вероятная реконструкция его биографов: [23] [24] Рентген исследовал катодные лучи из трубки Крукса, которую он обернул в черный картон, чтобы видимый свет из трубки не мешал, используя флуоресцентный экран, окрашенный платиноцианидом бария . Он заметил слабое зеленое свечение от экрана, примерно в 1 метре (3,3 фута) от него. Рентген понял, что некоторые невидимые лучи, исходящие из трубки, проходили через картон, заставляя экран светиться. Он обнаружил, что они также могут проходить через книги и бумаги на его столе. Рентген с головой ушел в систематическое исследование этих неизвестных лучей. Через два месяца после своего первоначального открытия он опубликовал свою статью. [25]

Hand mit Ringen (Рука с кольцами): отпечаток первого «медицинского» рентгеновского снимка Вильгельма Рентгена, руки его жены, сделанного 22 декабря 1895 года и представленного Людвигу Цендеру из Физического института Фрайбургского университета 1 января 1896 года [26] [27]

Рентген открыл их медицинское применение, когда сделал снимок руки своей жены на фотопластинке, образованной рентгеновскими лучами. Фотография руки его жены была первой фотографией части человеческого тела с использованием рентгеновских лучей. Когда она увидела снимок, она сказала: «Я видела свою смерть». [28]

Открытие рентгеновских лучей вызвало значительный интерес. Биограф Рентгена Отто Глассер подсчитал, что только в 1896 году было опубликовано около 49 эссе и 1044 статей о новых лучах. [29] Это, вероятно, консервативная оценка, если учесть, что почти каждая газета по всему миру подробно освещала новое открытие, а такой журнал, как Science, посвятил ему около 23 статей только в том году. [30] Сенсационистская реакция на новое открытие включала публикации, связывающие новый вид лучей с оккультными и паранормальными теориями, такими как телепатия. [31] [32]

Достижения в радиологии

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

Рентген сразу заметил, что рентгеновские лучи могут иметь медицинское применение. Вместе с его представлением Физико-медицинскому обществу от 28 декабря он отправил письмо врачам, которых он знал по всей Европе (1 января 1896 г.). [33] Новости (и создание «теневых грамм») быстро распространились, когда шотландский инженер-электрик Алан Арчибальд Кэмпбелл-Суинтон стал первым после Рентгена, кто создал рентгеновскую фотографию (руки). К февралю только в Северной Америке было 46 экспериментаторов, которые взялись за эту технику. [33]

Первое использование рентгеновских лучей в клинических условиях было осуществлено Джоном Холл-Эдвардсом в Бирмингеме, Англия, 11 января 1896 года, когда он сделал рентген иглы, застрявшей в руке коллеги. 14 февраля 1896 года Холл-Эдвардс также был первым, кто использовал рентгеновские лучи в хирургической операции. [34]

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 облучал лягушек и насекомых рентгеновскими лучами, придя к выводу, что лучи «не только фотографируют, но и влияют на жизненную функцию». [35] Примерно в то же время зоологический иллюстратор Джеймс Грин начал использовать рентгеновские лучи для исследования хрупких образцов. Джордж Альберт Буленджер впервые упомянул эту работу в докладе, который он сделал перед Зоологическим обществом Лондона в мае 1896 года. Книга «Сциаграфы британских амфибий и рептилий» (сциаграф — устаревшее название рентгеновской фотографии) Грина и Джеймса Х. Гардинера с предисловием Буленджера была опубликована в 1897 году. [36] [37]

Первый медицинский рентгеновский снимок, сделанный в Соединенных Штатах, был получен с использованием разрядной трубки конструкции Пулуджа. В январе 1896 года, прочитав открытие Рентгена, Фрэнк Остин из Дартмутского колледжа проверил все разрядные трубки в физической лаборатории и обнаружил, что только трубка Пулуджа производила рентгеновские лучи. Это было результатом включения Пулуджем наклонной «мишени» из слюды , используемой для удерживания образцов флуоресцентного материала внутри трубки. 3 февраля 1896 года Гилман Фрост, профессор медицины в колледже, и его брат Эдвин Фрост, профессор физики, подвергли запястье Эдди Маккарти, которого Гилман лечил от перелома несколькими неделями ранее, рентгеновскому излучению и собрали полученное изображение сломанной кости на желатиновых фотопластинках, полученных от Говарда Лэнгилла, местного фотографа, также заинтересованного в работе Рентгена. [38]

Табличка 1896 года, опубликованная в "Nouvelle Iconographie de la Salpetrière" , медицинском журнале. Слева деформация руки, справа та же рука, видимая с помощью рентгенографии . Авторы назвали технику рентгенографией.

Многие экспериментаторы, включая самого Рентгена в его оригинальных экспериментах, придумали методы просмотра рентгеновских снимков «вживую», используя некоторую форму люминесцентного экрана. [33] 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 при воздействии 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. [33] Эдисон прекратил исследования рентгеновских лучей около 1903 года, перед смертью Кларенса Мэдисона Далли , одного из его стеклодувов. У Далли была привычка испытывать рентгеновские трубки на собственных руках, в результате чего в них развился настолько стойкий рак, что обе руки были ампутированы в тщетной попытке спасти его жизнь; в 1904 году он стал первой известной смертью, приписываемой воздействию рентгеновских лучей. [33] Во время разработки флюороскопа сербско-американский физик Михайло Пупин , используя экран из вольфрамата кальция, разработанный Эдисоном, обнаружил, что использование флюоресцентного экрана сокращает время экспозиции, необходимое для создания рентгеновского снимка для медицинской визуализации, с часа до нескольких минут. [39] [33]

В 1901 году президент США Уильям Мак-Кинли был застрелен дважды в ходе покушения на Панамериканскую выставку в Буффало, штат Нью-Йорк . Одна пуля только задела его грудину , другая застряла где-то глубоко в животе и не могла быть найдена. Обеспокоенный помощник Мак-Кинли послал изобретателю Томасу Эдисону сообщение с просьбой срочно отправить рентгеновский аппарат в Буффало, чтобы найти шальную пулю. Он прибыл, но не был использован. Хотя сам выстрел не был смертельным, по пути пули развилась гангрена , и Мак-Кинли умер от септического шока из-за бактериальной инфекции шесть дней спустя. [40]

Обнаружены опасности

С широким распространением экспериментов с рентгеновскими лучами после их открытия в 1895 году учеными, врачами и изобретателями в технических журналах того времени появилось много историй об ожогах, выпадении волос и худшем. В феврале 1896 года профессор Джон Дэниел и Уильям Лофланд Дадли из Университета Вандербильта сообщили о выпадении волос после того, как Дадли сделали рентгеновское исследование. В 1896 году в лабораторию Вандербильта привезли ребенка, которому выстрелили в голову. Перед тем как попытаться найти пулю, была предпринята попытка эксперимента, для которого Дадли «со свойственной ему преданностью науке» [41] [42] [43] вызвался добровольцем. Дэниел сообщил, что через 21 день после того, как он сделал снимок черепа Дадли (с выдержкой один час), он заметил лысое пятно диаметром 5 сантиметров (2 дюйма) на той части головы, которая находилась ближе всего к рентгеновской трубке: «Был закреплен держатель пластин с пластинами, обращенными к боковой стороне черепа, и между черепом и головой была помещена монета . Трубка была закреплена с другой стороны на расстоянии половины дюйма [1,3 см] от волос». [44] Помимо ожогов, потери волос и рака, рентгеновские лучи могут быть связаны с бесплодием у мужчин на основе количества использованного излучения.

В августе 1896 года выпускник Колумбийского колледжа HD Hawks получил серьезные ожоги рук и груди во время демонстрации рентгеновских лучей. Об этом было сообщено в Electrical Review , и это привело к отправке в публикацию множества других отчетов о проблемах, связанных с рентгеновскими лучами. [45] Многие экспериментаторы, включая Элиу Томсона из лаборатории Эдисона, Уильяма Дж. Мортона и Николу Теслу, также сообщали об ожогах. Элиу Томсон намеренно подвергал палец воздействию рентгеновской трубки в течение определенного периода времени и страдал от боли, отечности и волдырей. [46] Иногда причиной повреждения считали другие эффекты, включая ультрафиолетовые лучи и (по словам Теслы) озон. [15] Многие врачи утверждали, что вообще не было никаких эффектов от воздействия рентгеновских лучей. [46] 3 августа 1905 года в Сан-Франциско, Калифорния, Элизабет Флейшман , американский пионер рентгеновских лучей, умерла от осложнений, вызванных ее работой с рентгеновскими лучами. [47] [48] [49]

У Холла-Эдвардса развился рак (тогда он назывался рентгеновским дерматитом), достаточно запущенный к 1904 году, чтобы заставить его писать статьи и выступать с публичными докладами об опасностях рентгеновских лучей. Его левую руку пришлось ампутировать по локоть в 1908 году, [50] [51] и вскоре после этого четыре пальца на правой руке, оставив только большой палец. Он умер от рака в 1926 году. Его левая рука хранится в Бирмингемском университете .

20-й век и далее

Пациент, обследованный с помощью торакального флюороскопа в 1940 году , который показывал непрерывно движущиеся изображения. Это изображение использовалось для доказательства того, что воздействие радиации во время процедуры рентгенографии будет незначительным.

Многочисленные применения рентгеновских лучей немедленно вызвали огромный интерес. Мастерские начали изготавливать специализированные версии трубок Крукса для генерации рентгеновских лучей, и эти трубки первого поколения с холодным катодом 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. [52] Искровой разрядник позволял определять полярность искр, измеряя напряжение по длине искр, таким образом определяя «жесткость» вакуума трубки, и он обеспечивал нагрузку в случае отключения рентгеновской трубки. Чтобы определить твердость трубки, искровой разрядник изначально открывался на максимальное значение. Во время работы катушки оператор уменьшал зазор до тех пор, пока не начинали появляться искры. Трубка, в которой искровой разрядник начинал искрить примерно на 6,4 сантиметра (2,5 дюйма), считалась мягкой (низкий вакуум) и подходящей для тонких частей тела, таких как руки и кисти. Искра длиной 13 сантиметров (5 дюймов) указывала, что трубка подходит для плеч и колен. Искра размером от 18 до 23 сантиметров (от 7 до 9 дюймов) будет указывать на более высокий вакуум, подходящий для получения изображений живота более крупных особей. Поскольку искровой промежуток был подключен параллельно к трубке, искровой промежуток приходилось открывать до тех пор, пока искрение не прекратится, чтобы привести трубку в действие для получения изображений. Время экспозиции для фотографических пластин составляло около половины минуты для руки и пары минут для грудной клетки. Пластины могут иметь небольшую добавку флуоресцентной соли для сокращения времени экспозиции. [52]

Трубки Крукса были ненадежны. Они должны были содержать небольшое количество газа (неизменно воздуха), так как ток не будет течь в такой трубке, если они полностью вакуумированы. Однако со временем рентгеновские лучи заставили стекло поглотить газ, заставив трубку генерировать «более жесткие» рентгеновские лучи, пока она вскоре не перестала работать. Более крупные и часто используемые трубки были снабжены устройствами для восстановления воздуха, известными как «смягчители». Они часто принимали форму небольшой боковой трубки, которая содержала небольшой кусочек слюды , минерала, который удерживает относительно большое количество воздуха внутри своей структуры. Небольшой электрический нагреватель нагревал слюду, заставляя ее выпускать небольшое количество воздуха, таким образом восстанавливая эффективность трубки. Однако слюда имела ограниченный срок службы, и процесс восстановления было трудно контролировать.

В 1904 году Джон Амброуз Флеминг изобрел термоионный диод , первый тип вакуумной трубки . Он использовал горячий катод , который заставлял электрический ток течь в вакууме . Эта идея была быстро применена к рентгеновским трубкам, и, следовательно, рентгеновские трубки с нагреваемым 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 . За это открытие он получил Нобелевскую премию по физике 1917 года .

В 1912 году Макс фон Лауэ , Пауль Книппинг и Вальтер Фридрих впервые наблюдали дифракцию рентгеновских лучей на кристаллах. Это открытие, наряду с ранними работами Пауля Питера Эвальда , Уильяма Генри Брэгга и Уильяма Лоуренса Брэгга , дало начало области рентгеновской кристаллографии . [53]

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

Рентгеновская трубка Кулиджа была изобретена в том же году Уильямом Д. Кулиджем . Она сделала возможным непрерывное излучение рентгеновских лучей. Современные рентгеновские трубки основаны на этой конструкции, часто используя вращающиеся мишени, которые обеспечивают значительно более высокое рассеивание тепла, чем статические мишени, что дополнительно позволяет получать более высокое количество рентгеновского излучения для использования в мощных приложениях, таких как вращающиеся КТ-сканеры.

На снимке скопления галактик Abell 2125, полученном телескопом «Чандра», виден комплекс из нескольких массивных газовых облаков, температура которых достигает нескольких миллионов градусов по Цельсию, находящихся в процессе слияния.

Использование рентгеновских лучей в медицинских целях (которое развилось в область лучевой терапии ) было впервые применено майором Джоном Холлом-Эдвардсом в Бирмингеме , Англия. Затем в 1908 году ему пришлось ампутировать левую руку из-за распространения рентгеновского дерматита на руке. [54]

Медицинская наука также использовала кино для изучения физиологии человека. В 1913 году в Детройте был снят фильм, показывающий крутое яйцо внутри человеческого желудка. Этот ранний рентгеновский фильм был записан со скоростью одно неподвижное изображение каждые четыре секунды. [55] Доктор Льюис Грегори Коул из Нью-Йорка был пионером этой техники, которую он назвал «серийной рентгенографией». [56] [57] В 1918 году рентгеновские лучи использовались совместно с кинокамерами для захвата человеческого скелета в движении. [58] [59] [60] В 1920 году он использовался для записи движений языка и зубов при изучении языков Институтом фонетики в Англии. [61]

В 1914 году Мария Кюри разработала радиологические автомобили для поддержки солдат, раненых в Первой мировой войне . Автомобили позволяли быстро делать рентгеновские снимки раненых солдат, чтобы хирурги на поле боя могли быстрее и точнее проводить операции. [62]

С начала 1920-х и до 1950-х годов рентгеновские аппараты были разработаны для помощи в подгонке обуви [63] и продавались в коммерческих обувных магазинах. [64] [65] [66] Опасения относительно последствий частого или плохо контролируемого использования были высказаны в 1950-х годах, [67] [68] что привело к окончательному прекращению этой практики в том же десятилетии. [69]

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. Она показывает звезды, разрываемые черными дырами , столкновения галактик и новые , а также нейтронные звезды , которые создают слои плазмы , которые затем взрываются в космосе .

Фазово-контрастное рентгеновское изображение паука

Рентгеновское лазерное устройство было предложено как часть Стратегической оборонной инициативы администрации Рейгана в 1980-х годах, но единственное испытание устройства (своего рода лазерный «бластер» или луч смерти , работающий от термоядерного взрыва) дало неубедительные результаты. По техническим и политическим причинам весь проект (включая рентгеновский лазер) был лишен финансирования (хотя позже был возрожден второй администрацией Буша как Национальная противоракетная оборона с использованием других технологий).

Фазово-контрастная рентгеновская визуализация относится к различным методам, которые используют фазовую информацию рентгеновского пучка для формирования изображения. Благодаря своей хорошей чувствительности к разнице в плотности, она особенно полезна для визуализации мягких тканей. Она стала важным методом визуализации клеточных и гистологических структур в широком спектре биологических и медицинских исследований. Существует несколько технологий, используемых для рентгеновской фазово-контрастной визуализации, все из которых используют разные принципы для преобразования фазовых вариаций рентгеновских лучей, исходящих от объекта, в вариации интенсивности. [70] [71] К ним относятся фазовый контраст на основе распространения, [72] интерферометрия Тальбота , [71] визуализация с усилением рефракции, [73] и рентгеновская интерферометрия. [74] Эти методы обеспечивают более высокий контраст по сравнению с обычной рентгеновской визуализацией на основе поглощения, что позволяет отличать друг от друга детали, которые имеют почти одинаковую плотность. Недостатком этих методов является то, что они требуют более сложного оборудования, такого как синхротронные или микрофокусные источники рентгеновского излучения, рентгеновская оптика и рентгеновские детекторы высокого разрешения.

Диапазоны энергии

Рентгеновские лучи являются частью электромагнитного спектра , с длинами волн короче, чем у ультрафиолетового света . Различные приложения используют разные части рентгеновского спектра.

Мягкие и жесткие рентгеновские лучи

Рентгеновские лучи с высокой энергией фотонов выше 5–10 кэВ (длина волны ниже 0,2–0,1 нм) называются жесткими рентгеновскими лучами , в то время как те, у которых энергия фотонов ниже (и длина волны больше), называются мягкими рентгеновскими лучами . [75] Промежуточный диапазон с энергией фотонов в несколько кэВ часто называют нежными рентгеновскими лучами . Благодаря своей проникающей способности жесткие рентгеновские лучи широко используются для получения изображений внутренней части объектов (например, в медицинской радиографии и безопасности аэропортов ). Термин «рентгеновские лучи» метонимически используется для обозначения радиографического 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 в воздухе; длина затухания рентгеновских лучей 600 эВ (~2 нм) в воде составляет менее 1 микрометра. [76]

Гамма-лучи

Не существует единого мнения относительно определения, различающего рентгеновские лучи и гамма-лучи . Одной из распространенных практик является различие между двумя типами излучения на основе их источника: рентгеновские лучи испускаются электронами , в то время как гамма-лучи испускаются атомным ядром . [77] [78] [79] [80] Это определение имеет несколько проблем: другие процессы также могут генерировать эти высокоэнергетические фотоны , или иногда метод генерации неизвестен. Одной из распространенных альтернатив является различие рентгеновского и гамма-излучения на основе длины волны (или, что эквивалентно, частоты или энергии фотона), при этом излучение короче некоторой произвольной длины волны, такой как 10−11 м  (0,1  Å ), определяется как гамма-излучение. [81] Этот критерий относит фотон к однозначной категории, но возможен 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 . [77] Иногда один или другой термин используется в определенных контекстах из-за исторического прецедента, на основе техники измерения (обнаружения) или на основе их предполагаемого использования, а не их длины волны или источника. Таким образом, гамма-лучи, генерируемые для медицинских и промышленных целей, например, радиотерапии , в диапазонах 6–20  МэВ , в этом контексте также могут называться рентгеновскими лучами. [82]

Характеристики

Символ опасности ионизирующего излучения

Рентгеновские фотоны несут достаточно энергии, чтобы ионизировать атомы и разрушать молекулярные связи . Это делает его типом ионизирующего излучения , и, следовательно, вредным для живой ткани . Очень высокая доза облучения в течение короткого периода времени вызывает ожоги и лучевую болезнь , в то время как более низкие дозы могут дать повышенный риск рака, вызванного радиацией . В медицинской визуализации этот повышенный риск рака, как правило, значительно перевешивается преимуществами обследования. Ионизирующая способность рентгеновских лучей может использоваться при лечении рака для уничтожения злокачественных клеток с помощью лучевой терапии . Она также используется для характеристики материалов с помощью рентгеновской спектроскопии .

Жесткие рентгеновские лучи могут проходить через относительно толстые объекты, не сильно поглощаясь или рассеиваясь . По этой причине рентгеновские лучи широко используются для получения изображений внутренней части визуально непрозрачных объектов. Наиболее часто они применяются в медицинской радиографии и сканерах безопасности аэропортов , но подобные методы также важны в промышленности (например, промышленная радиография и промышленная КТ-сканирование ) и исследованиях (например, КТ мелких животных ). Глубина проникновения варьируется на несколько порядков по всему рентгеновскому спектру. Это позволяет регулировать энергию фотонов для применения, чтобы обеспечить достаточную передачу через объект и в то же время обеспечить хорошую контрастность изображения.

Рентгеновские лучи имеют гораздо более короткие длины волн, чем видимый свет, что позволяет исследовать структуры, намного меньшие, чем можно увидеть с помощью обычного микроскопа . Это свойство используется в рентгеновской микроскопии для получения изображений с высоким разрешением, а также в рентгеновской кристаллографии для определения положения атомов в кристаллах .

Взаимодействие с материей

Длина затухания рентгеновских лучей в воде, показывающая границу поглощения кислорода при 540 эВ, зависимость фотопоглощения от энергии −3 , а также выравнивание при более высоких энергиях фотонов из-за комптоновского рассеяния . Длина затухания примерно на четыре порядка больше для жестких рентгеновских лучей (правая половина) по сравнению с мягкими рентгеновскими лучами (левая половина).

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

Фотоэлектрическое поглощение

Вероятность фотоэлектрического поглощения на единицу массы приблизительно пропорциональна , где — атомный номер , а — энергия падающего фотона. [83] 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, коротких глубин проникновения для низких энергий фотонов и высоких атомных номеров очень сильна. Для мягких тканей фотопоглощение доминирует до энергии фотонов примерно 26 кэВ, где преобладает комптоновское рассеяние. Для веществ с более высоким атомным номером этот предел выше. Большое количество кальция ( ) в костях вместе с их высокой плотностью — вот что заставляет их так четко проявляться на медицинских рентгенограммах.

Фотопоглощенный фотон передает всю свою энергию электрону, с которым он взаимодействует, таким образом ионизируя атом, с которым был связан электрон, и производя фотоэлектрон, который, вероятно, ионизует больше атомов на своем пути. Внешний электрон заполнит вакантное положение электрона и произведет либо характеристический рентгеновский луч, либо электрон Оже . Эти эффекты можно использовать для элементарного обнаружения с помощью рентгеновской спектроскопии или электронной спектроскопии Оже .

Комптоновское рассеяние

Комптоновское рассеяние является преобладающим взаимодействием между рентгеновскими лучами и мягкими тканями в медицинской визуализации. [84] Комптоновское рассеяние является неупругим рассеянием рентгеновского фотона внешним электроном оболочки. Часть энергии фотона передается рассеивающему электрону, тем самым ионизируя атом и увеличивая длину волны рентгеновского луча. Рассеянный фотон может пойти в любом направлении, но направление, похожее на исходное направление, более вероятно, особенно для высокоэнергетических рентгеновских лучей. Вероятность для различных углов рассеяния описывается формулой Клейна–Нишины . Переданная энергия может быть напрямую получена из угла рассеяния из закона сохранения энергии и импульса .

Рассеяние Рэлея

Рэлеевское рассеяние является доминирующим механизмом упругого рассеяния в рентгеновском режиме. [85] Неупругое прямое рассеяние приводит к появлению показателя преломления, который для рентгеновских лучей лишь немного ниже 1. [86]

Производство

Всякий раз, когда заряженные частицы (электроны или ионы) достаточной энергии сталкиваются с материалом, возникают рентгеновские лучи.

Производство электронами

Спектр рентгеновских лучей, испускаемых рентгеновской трубкой с родиевой мишенью, работающей при 60  кВ . Плавная, непрерывная кривая обусловлена ​​тормозным излучением , а пики являются характерными линиями K для атомов родия.

Рентгеновские лучи могут быть получены с помощью рентгеновской трубки , вакуумной трубки , которая использует высокое напряжение для ускорения электронов, испускаемых горячим катодом , до высокой скорости. Высокоскоростные электроны сталкиваются с металлической мишенью, анодом , создавая рентгеновские лучи. [89] В медицинских рентгеновских трубках мишенью обычно является вольфрам или более устойчивый к трещинам сплав рения ( 5%) и вольфрама (95%), но иногда молибден для более специализированных применений, например, когда требуются более мягкие рентгеновские лучи, как в маммографии. В кристаллографии наиболее распространена медная мишень, а кобальт часто используется, когда флуоресценция от содержания железа в образце в противном случае могла бы представлять проблему.

Максимальная энергия произведенного рентгеновского фотона ограничена энергией падающего электрона, которая равна напряжению на трубке, умноженному на заряд электрона, поэтому трубка на 80 кВ не может создавать рентгеновские лучи с энергией более 80 кэВ. Когда электроны попадают в цель, рентгеновские лучи создаются двумя различными 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 называемых спектральными линиями. Обычно это переходы с верхних оболочек на оболочку K (называемые линиями K), на оболочку L (называемые линиями L) и так далее. Если переход происходит из 2p в 1s, он называется Kα, а если из 3p в 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, содержащего на один протон меньше, чем материал анода (например, Ni-фильтр для Cu-анода или Nb-фильтр для Mo-анода).
  2. Тормозное излучение : Это излучение, испускаемое электронами, когда они рассеиваются сильным электрическим полем вблизи ядер. Эти рентгеновские лучи имеют непрерывный спектр . Частота тормозного излучения ограничена энергией падающих электронов.

Таким образом, результирующий выход трубки состоит из непрерывного спектра тормозного излучения , падающего до нуля при напряжении трубки, плюс несколько пиков на характерных линиях. Напряжения, используемые в диагностических рентгеновских трубках, варьируются от примерно 20 кВ до 150 кВ, и, таким образом, самые высокие энергии рентгеновских фотонов варьируются от примерно 20 кэВ до 150 кэВ. [90]

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

Специализированным источником рентгеновских лучей, который все чаще используется в исследованиях, является синхротронное излучение , которое генерируется ускорителями частиц . Его уникальными особенностями являются рентгеновские выходы на много порядков больше, чем у рентгеновских трубок, широкий рентгеновский спектр, отличная коллимация и линейная поляризация . [91]

Короткие наносекундные всплески рентгеновского излучения с пиком энергии в 15 кэВ могут быть надежно получены путем отклеивания чувствительной к давлению клейкой ленты от ее подложки в умеренном вакууме. Это, вероятно, является результатом рекомбинации электрических зарядов, полученных трибоэлектрической зарядкой . Интенсивность рентгеновской триболюминесценции достаточна для ее использования в качестве источника для рентгеновской визуализации. [92]

Производство быстрыми положительными ионами

Рентгеновские лучи также могут быть получены быстрыми протонами или другими положительными ионами. Индуцированное протонами рентгеновское излучение или индуцированное частицами рентгеновское излучение широко используется в качестве аналитической процедуры. Для высоких энергий сечение образования пропорционально Z 1 2 Z 2 −4 , где Z 1 относится к атомному номеру иона, Z 2 относится к атому целевого атома. [93] Обзор этих сечений дан в той же ссылке.

Производство в грозовых и лабораторных разрядах

Рентгеновские лучи также производятся в молниях, сопровождающих земные вспышки гамма-излучения . Основной механизм - ускорение электронов в электрических полях, связанных с молнией, и последующее производство фотонов посредством тормозного излучения . [94] Это производит фотоны с энергией в несколько кэВ и несколько десятков МэВ. [95] В лабораторных разрядах с размером зазора примерно в 1 метр и пиковым напряжением 1 МВ наблюдаются рентгеновские лучи с характерной энергией 160 кэВ. [96] Возможным объяснением является встреча двух стримеров и производство высокоэнергетических убегающих электронов ; [97] однако микроскопическое моделирование показало, что продолжительность усиления электрического поля между двумя стримерами слишком коротка, чтобы произвести значительное количество убегающих электронов. [98] Недавно было высказано предположение, что возмущения воздуха вблизи стримеров могут способствовать производству убегающих электронов и, следовательно, рентгеновских лучей от разрядов. [99] [100]

Детекторы

Детекторы рентгеновского излучения различаются по форме и функциям в зависимости от их назначения. Детекторы изображений, такие как те, которые используются для радиографии, изначально были основаны на фотопластинках , а позднее на фотопленке , но теперь в основном заменены различными типами цифровых детекторов, такими как пластины изображений и детекторы с плоскими панелями . Для радиационной защиты опасность прямого облучения часто оценивается с помощью ионизационных камер , в то время как дозиметры используются для измерения дозы облучения, которой подвергся человек. Спектры рентгеновского излучения можно измерять либо энергодисперсионными, либо дисперсионными спектрометрами по длине волны . Для приложений рентгеновской дифракции , таких как рентгеновская кристаллография , широко используются гибридные детекторы подсчета фотонов . [101]

Медицинское применение

Пациент проходит рентгенологическое обследование в рентгенологическом кабинете больницы
Рентгенограмма грудной клетки пациентки, демонстрирующая грыжу пищеводного отверстия диафрагмы.

С тех пор, как Рентген открыл, что рентгеновские лучи могут идентифицировать костные структуры, рентгеновские лучи стали использоваться для медицинской визуализации . [102] Первое медицинское применение произошло менее чем через месяц после его статьи по этой теме. [38] К 2010 году во всем мире было проведено пять миллиардов медицинских визуальных обследований. [103] Радиационное облучение от медицинской визуализации в 2006 году составило около 50% от общего воздействия ионизирующего излучения в Соединенных Штатах. [104]

Проекционные рентгенограммы

Обзорная рентгенограмма правого колена

Проекционная радиография — это практика получения двумерных изображений с использованием рентгеновского излучения. Кости содержат высокую концентрацию кальция , который из-за своего относительно высокого атомного числа эффективно поглощает рентгеновские лучи. Это уменьшает количество рентгеновских лучей, достигающих детектора в тени костей, делая их четко видимыми на рентгенограмме. Легкие и захваченный газ также четко видны из-за более низкого поглощения по сравнению с тканью, в то время как различия между типами тканей сложнее увидеть. [105]

Проекционные рентгенограммы полезны для выявления патологии скелетной системы , а также для выявления некоторых патологических процессов в мягких тканях . Некоторые примечательные примеры - очень распространенная рентгенограмма грудной клетки , которая может использоваться для выявления заболеваний легких, таких как пневмония , рак легких или отек легких , и рентгенограмма брюшной полости , которая может обнаружить кишечную (или кишечную) непроходимость , свободный воздух (из-за висцеральных перфораций) и свободную жидкость (при асците ). Рентгенограммы также могут использоваться для выявления патологии, такой как камни в желчном пузыре (которые редко бывают рентгеноконтрастными ) или камни в почках , которые часто (но не всегда) видны. Традиционные простые рентгенограммы менее полезны для 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 колена, бедра или плеча, расположен в теле по отношению к окружающей кости. Это можно оценить в двух измерениях с помощью простых рентгенограмм, или это можно оценить в трех измерениях, если используется метод, называемый «регистрация 2D в 3D». Этот метод якобы исключает ошибки проекции, связанные с оценкой положения имплантата с помощью простых рентгенограмм. [106]

Дентальная рентгенография обычно используется для диагностики распространенных заболеваний полости рта, таких как кариес .

В медицинских диагностических приложениях низкоэнергетические (мягкие) рентгеновские лучи нежелательны, поскольку они полностью поглощаются телом, увеличивая дозу облучения, не внося вклад в изображение. Поэтому тонкий металлический лист, часто из алюминия, называемый рентгеновским фильтром , обычно помещается над окном рентгеновской трубки, поглощая низкоэнергетическую часть спектра. Это называется ужесточением луча, поскольку это смещает центр спектра в сторону более высокоэнергетических (или более жестких) рентгеновских лучей.

Для создания изображения сердечно-сосудистой системы , включая артерии и вены ( ангиография ), делается начальное изображение интересующей анатомической области. Затем делается второе изображение той же области после инъекции йодированного контрастного вещества в кровеносные сосуды в этой области. Затем эти два изображения вычитаются цифровым способом, оставляя изображение только йодированного контраста, очерчивающего кровеносные сосуды. Затем рентгенолог или хирург сравнивает полученное изображение с нормальными анатомическими изображениями, чтобы определить, есть ли какие-либо повреждения или закупорки сосуда.

Компьютерная томография

Срез КТ головы ( поперечная плоскость ) – современное применение медицинской рентгенографии

Компьютерная томография (КТ) — это метод медицинской визуализации, при котором томографические изображения или срезы определенных областей тела получаются из большой серии двумерных рентгеновских снимков, сделанных в разных направлениях. [107] Эти поперечные изображения можно объединить в трехмерное изображение внутренней части тела. [108] КТ — это более быстрый и экономически эффективный метод визуализации, который можно использовать в диагностических и терапевтических целях в различных медицинских дисциплинах. [108]

Флюороскопия

Флюороскопия — это метод визуализации, который обычно используют врачи или радиотерапевты для получения движущихся изображений внутренних структур пациента в реальном времени с помощью флюороскопа. [109] В своей простейшей форме флюороскоп состоит из источника рентгеновского излучения и флюоресцентного экрана, между которыми помещается пациент. Однако современные флюороскопы соединяют экран с усилителем рентгеновского изображения и видеокамерой CCD, что позволяет записывать и воспроизводить изображения на мониторе. Этот метод может использовать контрастное вещество. Примерами являются катетеризация сердца (для проверки закупорки коронарных артерий ), процедуры эмболизации (для остановки кровотечения во время эмболизации геморроидальных артерий ) и глотание бария (для проверки расстройств пищевода и расстройств глотания). В последнее время современная флюороскопия использует короткие вспышки рентгеновских лучей, а не непрерывный луч, чтобы эффективно снизить воздействие радиации как на пациента, так и на оператора. [109]

Радиотерапия

Использование рентгеновских лучей в качестве лечения известно как лучевая терапия и широко используется для лечения (включая паллиативное лечение ) рака; оно требует более высоких доз облучения, чем те, которые получены только для визуализации. Рентгеновские лучи используются для лечения рака кожи с использованием рентгеновских лучей с более низкой энергией, в то время как лучи с более высокой энергией используются для лечения рака внутри тела, такого как рак мозга, легких, простаты и груди. [110] [111]

Побочные эффекты

Рентгенограмма брюшной полости беременной женщины

Рентгеновские лучи являются формой ионизирующего излучения и классифицируются как канцероген как Международным агентством по исследованию рака Всемирной организации здравоохранения , так и правительством США. [103] [112] Диагностические рентгеновские лучи (в основном от КТ-сканирования из-за большой используемой дозы) увеличивают риск проблем развития и рака у тех, кто подвергается воздействию. [113] [114] [115] По оценкам, 0,4% текущих случаев рака в Соединенных Штатах вызваны компьютерной томографией (КТ), выполненной в прошлом, и что эта цифра может возрасти до 1,5–2% с учетом показателей использования КТ в 2007 году. [116]

Экспериментальные и эпидемиологические данные в настоящее время не подтверждают предположение о том, что существует пороговая доза радиации , ниже которой нет повышенного риска рака. [117] Однако это подвергается все большим сомнениям. [118] Риск рака может начаться при воздействии 1100 мГр. [119] Предполагается, что дополнительное излучение от диагностических рентгеновских лучей увеличит совокупный риск заболеть раком у среднего человека к 75 годам на 0,6–3,0%. [120] Количество поглощенной радиации зависит от типа рентгеновского исследования и вовлеченной части тела. [116] КТ и флюороскопия влекут за собой более высокие дозы радиации, чем обычная рентгенография.

Чтобы оценить повышенный риск в перспективе, простая рентгенография грудной клетки подвергнет человека такому же количеству фонового излучения , которому подвергаются люди (в зависимости от местоположения) каждый день в течение 10 дней, в то время как воздействие стоматологического рентгена приблизительно эквивалентно 1 дню фонового излучения окружающей среды. [121] Каждый такой рентген добавит менее 1 на 1 000 000 к пожизненному риску рака. КТ брюшной полости или грудной клетки будет эквивалентна 2–3 годам фонового излучения для всего тела или 4–5 годам для живота или груди, увеличивая пожизненный риск рака от 1 на 1 000 до 1 на 10 000. [121] Это сравнивается с примерно 40% вероятностью того, что у гражданина США заболеет раком в течение жизни. [122] Например, эффективная доза для туловища от КТ грудной клетки составляет около 5 мЗв, а поглощенная доза — около 14 мГр. [123] КТ головы (1,5 мЗв, 64 мГр) [124] , выполненная один раз с контрастным веществом и один раз без него, будет эквивалентна 40 годам фонового облучения головы. Точная оценка эффективных доз из-за КТ затруднена из-за диапазона неопределенности оценки около ±19% до ±32% для сканирования головы взрослых в зависимости от используемого метода. [125]

Риск радиации выше для плода, поэтому у беременных пациенток преимущества исследования (рентгена) должны быть сбалансированы с потенциальными опасностями для плода. [126] [127] Если сканирование проводится 1 раз в 9 месяцев, оно может быть вредным для плода. [128] Поэтому беременные женщины получают ультразвуковое исследование в качестве диагностической визуализации, поскольку оно не использует радиацию. [128] Если воздействие радиации слишком велико, это может иметь вредные последствия для плода или репродуктивных органов матери. [128] В США ежегодно проводится около 62 миллионов КТ, в том числе более 4 миллионов у детей. [116] Избегание ненужных рентгеновских лучей (особенно КТ) снижает дозу радиации и любой связанный с этим риск рака. [129]

Медицинские рентгеновские лучи являются существенным источником антропогенного радиационного облучения. В 1987 году они составляли 58% облучения от антропогенных источников в Соединенных Штатах. Поскольку антропогенные источники составляли только 18% от общего облучения радиацией, большая часть которого исходила от естественных источников (82%), медицинские рентгеновские лучи составляли только 10% от общего облучения Америки; медицинские процедуры в целом (включая ядерную медицину ) составляли 14% от общего облучения радиацией. Однако к 2006 году медицинские процедуры в Соединенных Штатах вносили гораздо больше ионизирующего излучения, чем это было в начале 1980-х годов. В 2006 году медицинское облучение составляло почти половину от общего облучения населения США от всех источников. Рост прослеживается за счет роста использования медицинских процедур визуализации, в частности компьютерной томографии (КТ), и роста использования ядерной медицины. [104] [130]

Рентгенозащитное окно в Бирмингемской стоматологической больнице , Англия. На наклейке производителя указано, что оно эквивалентно 2,24 мм свинца при 150 кВ.

Доза облучения от стоматологических рентгеновских лучей значительно варьируется в зависимости от процедуры и технологии (пленочная или цифровая). В зависимости от процедуры и технологии один стоматологический рентгеновский снимок человека приводит к облучению от 5 до 40 мкЗв. Полная серия рентгеновских снимков рта может привести к облучению от 60 (цифровая) до 180 (пленочная) мкЗв, что в среднем составляет до 400 мкЗв в год. [131] [132] [133] [134] [135] [136] [137]

Было показано, что финансовые стимулы оказывают значительное влияние на использование рентгеновских лучей, поскольку врачи получают отдельную плату за каждый рентгеновский снимок, предоставляя больше рентгеновских снимков. [138]

Ранняя фотонная томография или ЭПТ [139] (по состоянию на 2015 год) наряду с другими методами [140] исследуются в качестве потенциальных альтернатив рентгеновским лучам для визуализации.

Другие применения

Другие известные применения рентгеновских лучей включают в себя:

Каждая точка, называемая отражением, в этой дифракционной картине формируется из конструктивной интерференции рассеянных рентгеновских лучей, проходящих через кристалл. Эти данные могут быть использованы для определения кристаллической структуры.
Использование рентгеновских лучей для проверки и контроля качества: различия в структуре кристалла и соединительных проводов показывают, что левый чип является поддельным. [143]
Художественная рентгеновская фотография рыбы-иглы Питера Дейзли

Видимость

Хотя обычно рентгеновские лучи считаются невидимыми для человеческого глаза, при особых обстоятельствах они могут быть видны. Брандес, в эксперименте, проведенном вскоре после знаменательной статьи Рентгена 1895 года, сообщил, что после адаптации к темноте и размещения своего глаза близко к рентгеновской трубке, он увидел слабое «серо-голубое» свечение, которое, казалось, возникало внутри самого глаза. [145] Услышав это, Рентген просмотрел свои записи и обнаружил, что он тоже видел эффект. Размещая рентгеновскую трубку на противоположной стороне деревянной двери, Рентген заметил то же самое синее свечение, которое, казалось, исходило от самого глаза, но посчитал свои наблюдения ложными, потому что он видел эффект только тогда, когда использовал один тип трубки. Позже он понял, что трубка, создавшая эффект, была единственной достаточно мощной, чтобы сделать свечение отчетливо видимым, и эксперимент впоследствии 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; это, вероятно, связано с желанием не повторять то, что сейчас будет рассматриваться как безрассудно опасный и потенциально вредный эксперимент с ионизирующим излучением . Неизвестно, какой именно механизм в глазу обеспечивает видимость: это может быть связано с обычным обнаружением (возбуждением молекул родопсина в сетчатке), прямым возбуждением нервных клеток сетчатки или вторичным обнаружением посредством, например, рентгеновской индукции фосфоресценции в глазном яблоке с обычным обнаружением сетчаткой вторично произведенного видимого света.

Хотя рентгеновские лучи в противном случае невидимы, можно увидеть ионизацию молекул воздуха, если интенсивность рентгеновского пучка достаточно высока. Линия пучка от вигглера на Европейском объекте синхротронного излучения [146] является одним из примеров такой высокой интенсивности. [147]

Единицы измерения и экспозиции

Мера ионизирующей способности рентгеновских лучей называется экспозицией:

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

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

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Рентгеновские лучи". Управление научных миссий . НАСА .
  2. ^ Novelline, Robert (1997). Squire's Fundamentals of Radiology . Harvard University Press. 5-е издание. ISBN 0-674-83339-2 . 
  3. ^ "Рисунок 7.1, Длины волн и частоты различных групп электромагнитного излучения. Рентгеновские лучи лежат в диапазоне от 0,01 нм до 10 нм - Медицинские системы визуализации - Книжная полка NCBI". ncbi.nlm.nih.gov . 3 августа 2018 г. . Получено 8 октября 2024 г. .
  4. ^ Ассоциация ассистентов стоматологов Австралии (2005). Руководство по оказанию стоматологической помощи. Elsevier Australia. стр. 205. ISBN 978-0-7295-3737-7.
  5. ^ Колдуэлл, Уоллес Э.; Меррилл, Эдвард Х. (1964). История мира . Т. 1. США: The Greystone Press. С. 394.
  6. ^ Filler A (2009). «История, развитие и влияние компьютерной визуализации в неврологической диагностике и нейрохирургии: КТ, МРТ и DTI». Nature Precedings . doi : 10.1038/npre.2009.3267.4 .
  7. ↑ Морган В. (24 февраля 1785 г.). «Электрические эксперименты, проведенные с целью установления непроводящей способности совершенного вакуума и т. д.». Философские труды Королевского общества . 75. Королевское общество Лондона: 272–278. doi : 10.1098/rstl.1785.0014 .
  8. ^ Андерсон Дж. Г. (январь 1945 г.). «Уильям Морган и рентгеновские лучи». Труды факультета актуариев . 17 : 219–221. doi :10.1017/s0071368600003001.
  9. ^ Томсон Дж. Дж. (1903). Разряд электричества через газы. США: Charles Scribner's Sons. стр. 182–186.
  10. ^ Аннален Видмана , Том. XLVIII.
  11. ^ Уолден, TL (декабрь 1991 г.). «Первая радиационная авария в Америке: столетний отчет о рентгеновской фотографии, сделанной в 1890 году». Радиология . 181 (3): 635–639. doi :10.1148/radiology.181.3.1947073. ISSN  0033-8419. PMID  1947073.
  12. ^ http://www.smj.org.sg/sites/default/files/3605/3605hdxray1.pdf
  13. ^ ab Иллюстрированный обзор электротехники: Журнал научного и электрического прогресса. Издательская компания Electrical Review. 1894.
  14. ^ Wyman T (весна 2005 г.). «Фернандо Сэнфорд и открытие рентгеновских лучей». «Выходные данные», от Associates of the Stanford University Libraries : 5–15.
  15. ^ ab Hrabak M, Padovan RS, Kralik M, Ozretic D, Potocki K (июль 2008 г.). «Сцены из прошлого: Никола Тесла и открытие рентгеновских лучей». Радиографика . 28 (4): 1189–1192. doi : 10.1148/rg.284075206 . PMID  18635636.
  16. ^ Чадда П.К. (2009). Гидроэнергетика и ее энергетический потенциал . Pinnacle Technology. стр. 88. ISBN 978-1-61820-149-2.
  17. ^ Технические публикации Теслы указывают, что он изобрел и разработал одноэлектродную рентгеновскую трубку. Мортон, Уильям Джеймс и Хаммер, Эдвин У. (1896) American Technical Book Co. , стр. 68. Патент США 514,170 , «Электрический свет накаливания». Патент США 454,622 «Система электрического освещения». Они отличались от других рентгеновских трубок тем, что не имели целевого электрода и работали с выходом катушки Теслы .
  18. ↑ Stanton A (23 января 1896 г.). «Вильгельм Конрад Рентген о новом виде лучей: перевод статьи, прочитанной перед Вюрцбургским физическим и медицинским обществом, 1895 г.». Nature . 53 (1369): 274–6. Bibcode :1896Natur..53R.274.. doi : 10.1038/053274b0 .см. также стр. 268 и 276 того же номера.
  19. ^ Гарсия, Дж.; Бухвальд, NA; Федер, Б. Х.; Кёллинг, РА; Тедроу, Л. (1964). «Чувствительность головы к рентгеновскому излучению». Science . 144 (3625): 1470–1472. Bibcode :1964Sci...144.1470G. doi :10.1126/science.144.3625.1470. ISSN  0036-8075. PMID  14171545. S2CID  44719943. Крысы были обучены реагировать на сигналы, состоящие из очень низких доз хи-излучения, направленных на голову.
  20. ^ 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.
  21. ^ Takahashi, K.; Case, BW; Dufresne, A.; Fraser, R.; Higashi, T.; Siemiatycki, J. (1994). «Связь между нагрузкой волокон асбеста в легких и индексами воздействия на основе истории работы». Медицина труда и окружающей среды . 51 (7): 461–469. doi :10.1136/oem.51.7.461. ISSN  1351-0711. PMC 1128015 . PMID  8044245. 
  22. ^ Karlsson EB (9 февраля 2000 г.). «Нобелевские премии по физике 1901–2000 гг.». Стокгольм: Нобелевский фонд . Получено 24 ноября 2011 г.
  23. ^ Peters P (1995). "WC Roentgen and the opening of x-rays". Учебник радиологии . Medcyclopedia.com, GE Healthcare. Архивировано из оригинала 11 мая 2008 года . Получено 5 мая 2008 года .
  24. ^ Glasser O (1993). Вильгельм Конрад Рентген и ранняя история рентгеновских лучей. Norman Publishing. С. 10–15. ISBN 978-0930405229.
  25. ^ Артур С. (8 ноября 2010 г.). «Google doodle празднует 115 лет рентгеновских лучей». The Guardian . Guardian US . Получено 5 февраля 2019 г. .
  26. ^ Kevles BH (1996). Голый до костей Медицинская визуализация в двадцатом веке. Камден, Нью-Джерси: Издательство Ратгерского университета . С. 19–22. ISBN 978-0-8135-2358-3.
  27. ↑ Образец S (27 марта 2007 г.). "Рентгеновские лучи". Электромагнитный спектр . NASA . Получено 3 декабря 2007 г.
  28. ^ Markel H (20 декабря 2012 г.). «„Я видел свою смерть“: как мир открыл рентгеновские лучи». PBS NewsHour . PBS . Получено 23 марта 2019 г. .
  29. ^ Glasser O (1958). Доктор WC Rontgen . Спрингфилд: Томас.
  30. ^ Natale S (1 ноября 2011 г.). «Невидимое стало видимым». Media History . 17 (4): 345–358. doi : 10.1080/13688804.2011.602856. hdl : 2134/19408 . S2CID  142518799.
  31. ^ Natale S (4 августа 2011 г.). «Космология невидимых жидкостей: беспроводные, рентгеновские лучи и психические исследования около 1900 года». Canadian Journal of Communication . 36 (2): 263–276. doi : 10.22230/cjc.2011v36n2a2368 . hdl : 2318/1770480 .
  32. ^ Grove AW (1 января 1997 г.). «Призраки Рентгена: фотография, рентгеновские лучи и викторианское воображение». Литература и медицина . 16 (2): 141–173. doi :10.1353/lm.1997.0016. PMID  9368224. S2CID  35604474.
  33. ^ abcdef Фельдман А (ноябрь 1989 г.). «Очерк технической истории радиологии с 1896 по 1920 г.». Радиографика . 9 (6): 1113–1128. doi :10.1148/radiographics.9.6.2685937. PMID  2685937.
  34. ^ "Майор Джон Холл-Эдвардс". Городской совет Бирмингема. Архивировано из оригинала 28 сентября 2012 года . Получено 17 мая 2012 года .
  35. ^ Кудряшов, Ю. Б. (2008). Радиационная биофизика . Nova Publishers. стр. xxi. ISBN 9781600212802 . 
  36. ^ "Грин, Джеймс (зоологический художник), Sciagraphs of British batrachians and reptiles, 1897". Йельский центр британского искусства . Получено 24 ноября 2021 г.
  37. ^ "Sciagraphs of British Batrachians and Reptiles1". Nature . 55 (1432): 539–540. 1 апреля 1897 г. Bibcode : 1897Natur..55..539.. doi : 10.1038/055539a0 . S2CID  4054184.
  38. ^ ab Spiegel PK (январь 1995). «Первый клинический рентгеновский снимок, сделанный в Америке — 100 лет». AJR. American Journal of Roentgenology . 164 (1): 241–243. doi : 10.2214/ajr.164.1.7998549 . PMID  7998549.
  39. ^ Николас А. Рупке, Выдающиеся жизни в науке и религии двадцатого века , стр. 300, Питер Ланг, 2009 ISBN 3631581203 
  40. ^ «Видимое доказательство: судебно-медицинские снимки тела: Галереи: Случаи: Могли ли рентгеновские лучи спасти президента Уильяма Мак-Кинли?». NLM.NIH.gov . Получено 24 января 2022 г. .
  41. ↑ Daniel J (апрель 1896 г.). "X-RAYS". Science . 3 (67): 562–563. Bibcode : 1896Sci.....3..562D. doi : 10.1126/science.3.67.562. PMID  17779817.
  42. ^ Флеминг У. Л. (1909). Юг в строительстве нации: Биография А. Дж . Пеликан Паблишинг. стр. 300. ISBN 978-1589809468.
  43. ^ Ce4Rt (март 2014 г.). Понимание ионизирующего излучения и защиты. стр. 174.{{cite book}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  44. ^ Glasser O (1934). Вильгельм Конрад Рентген и ранняя история рентгеновских лучей. Norman Publishing. стр. 294. ISBN 978-0930405229.
  45. ^ Сансаре К, Кханна В, Карджодкар Ф (февраль 2011 г.). «Ранние жертвы рентгеновских лучей: дань уважения и современное восприятие». Dento Maxillo Facial Radiology . 40 (2): 123–125. doi :10.1259/dmfr/73488299. PMC 3520298. PMID  21239576 . 
  46. ^ ab "ISU Health Physics Radinf – Первые 50 лет". Sites.Google.com . Получено 24 января 2022 г. .
  47. ^ Калифорния, записи похоронного бюро округа Сан-Франциско, 1835–1979. База данных с изображениями. FamilySearch. Якоб Флейшман в записи об Элизабет Ашхайм. 3 августа 1905 г. Ссылка на похоронное бюро JS Godeau, Сан-Франциско, Сан-Франциско, Калифорния. Книга записей, том 06, стр. 1–400, 1904–1906. Публичная библиотека Сан-Франциско. Центр истории и архива Сан-Франциско.
  48. ^ Редактор. (5 августа 1905 г.). Ашхайм. Некрологи. Ревизор Сан-Франциско . Сан-Франциско, Калифорния.
  49. ↑ Редактор. (5 августа 1905 г.). Некролог. Элизабет Флейшманн. San Francisco Chronicle . Страница 10.
  50. ^ "Майор Джон Холл-Эдвардс". Городской совет Бирмингема. Архивировано из оригинала 28 сентября 2012 года . Получено 23 апреля 2010 года .
  51. ^ "ДЖОН ХОЛЛ-ЭДВАРДС". Энгол эльфийский для знаний . 15 июня 2018 г. Получено 27 октября 2023 г.
  52. ^ ab Schall K (1905). Электромедицинские приборы и их управление. Bemrose & Sons Ltd. Printers. С. 96, 107.
  53. ^ Стоддарт С (1 марта 2022 г.). «Структурная биология: как белки получили свой крупный план». Knowable Magazine . doi : 10.1146/knowable-022822-1 . Получено 25 марта 2022 г. .
  54. ↑ Городской совет Бирмингема: Майор Джон Холл-Эдвардс. Архивировано 28 сентября 2012 г. на Wayback Machine.
  55. ^ "Рентгеновские снимки показывают, как сваренное вкрутую яйцо борется с органами пищеварения (1913)". The News-Palladium . 4 апреля 1913 г. стр. 2. Получено 26 ноября 2020 г.
  56. ^ "Последние рентгеновские движущиеся изображения (1913)". Chicago Tribune . 22 июня 1913 г. стр. 32. Получено 26 ноября 2020 г.
  57. ^ «Гомеопаты покажут фильмы о работе органов тела (1915)». The Central New Jersey Home News . 10 мая 1915 г. стр. 6. Получено 26 ноября 2020 г.
  58. ^ "Как снимаются рентгеновские снимки (1918)". Davis County Clipper . 15 марта 1918 г. стр. 2. Получено 26 ноября 2020 г.
  59. ^ "Рентгеновские фильмы (1919)". Tampa Bay Times . 12 января 1919. стр. 16. Получено 26 ноября 2020 г.
  60. ^ "Рентгеновские фильмы усовершенствованы. Покажут движения костей и суставов человеческого тела. (1918)". The Sun. 7 января 1918 г. стр. 7. Получено 26 ноября 2020 г.
  61. ^ «Разговоры дешевы? Рентгеновские лучи используются Институтом фонетики (1920)». New Castle Herald . 2 января 1920 г. стр. 13. Получено 26 ноября 2020 г.
  62. ^ Йоргенсен Т.Дж. (10 октября 2017 г.). «Мария Кюри и ее рентгеновские аппараты внесли вклад в медицину на поле боя Первой мировой войны». The Conversation . Получено 23 февраля 2018 г.
  63. ^ "Рентгеновские лучи для подгонки ботинок". Warwick Daily News (Квинсленд: 1919–1954) . 25 августа 1921 г. стр. 4. Получено 27 ноября 2020 г.
  64. ^ "TC BEIRNE'S X-RAY SHOE FITTING". Telegraph (Брисбен, Квинсленд: 1872–1947) . 17 июля 1925. стр. 8. Получено 5 ноября 2017 .
  65. ^ "ПЕДОСКОП". Sunday Times (Перт, Вашингтон: 1902–1954) . 15 июля 1928. стр. 5. Получено 5 ноября 2017 .
  66. ^ "X-RAY SHOE FITTINGS". Biz (Фэрфилд, Новый Южный Уэльс: 1928–1972) . 27 июля 1955 г. стр. 10. Получено 5 ноября 2017 г.
  67. ^ "ОПАСНОСТИ РЕНТГЕНОВСКОГО ОБЛУЧЕНИЯ ОБУВИ". Brisbane Telegraph (Квинсленд: 1948–1954) . 28 февраля 1951 г. стр. 7. Получено 5 ноября 2017 г.
  68. ^ "Рентгеновские комплекты обуви в ЮАР 'контролируются'". Новости (Аделаида, ЮАР: 1923–1954) . 27 апреля 1951 г. стр. 12. Получено 5 ноября 2017 г.
  69. ^ «Запрет на рентгеновские аппараты для обуви вызвал возмущение». Canberra Times (ACT: 1926–1995) . 26 июня 1957 г. стр. 4. Получено 5 ноября 2017 г.
  70. ^ Фицджеральд Р. (2000). «Фазочувствительная рентгеновская визуализация». Physics Today . 53 (7): 23–26. Bibcode : 2000PhT....53g..23F. doi : 10.1063/1.1292471 . S2CID  121322301.
  71. ^ ab Дэвид С, Нёхаммер Б, Солак Х, Циглер (2002). «Дифференциальная рентгеновская фазово-контрастная визуализация с использованием сдвигового интерферометра». Applied Physics Letters . 81 (17): 3287–3289. Bibcode : 2002ApPhL..81.3287D. doi : 10.1063/1.1516611 .
  72. ^ Wilkins SW, Gureyev TE, Gao D, Pogany A, Stevenson AW (1996). «Фазово-контрастная визуализация с использованием полихроматических жестких рентгеновских лучей». Nature . 384 (6607): 335–338. Bibcode :1996Natur.384..335W. doi :10.1038/384335a0. S2CID  4273199.
  73. ^ Davis TJ, Gao D, Gureyev TE, Stevenson AW, Wilkins SW (1995). «Фазово-контрастная визуализация слабо поглощающих материалов с использованием жестких рентгеновских лучей». Nature . 373 (6515): 595–598. Bibcode :1995Natur.373..595D. doi :10.1038/373595a0. S2CID  4287341.
  74. ^ Момосе А., Такеда Т., Итай И., Хирано К. (апрель 1996 г.). «Фазовоконтрастная рентгеновская компьютерная томография для наблюдения за биологическими мягкими тканями». Nature Medicine . 2 (4): 473–475. doi :10.1038/nm0496-473. PMID  8597962. S2CID  23523144.
  75. ^ Эттвуд, Дэвид (1999). Мягкие рентгеновские лучи и экстремальное ультрафиолетовое излучение. Кембриджский университет. стр. 2. ISBN 978-0-521-65214-8. Архивировано из оригинала 11 ноября 2012 . Получено 4 ноября 2012 .
  76. ^ "Physics.nist.gov". Physics.nist.gov . Получено 8 ноября 2011 г. .
  77. ^ ab Denny PP, Heaton B (1999). Физика для диагностической радиологии. США: CRC Press. стр. 12. ISBN 978-0-7503-0591-4.
  78. ^ Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. (1963). Лекции Фейнмана по физике . Т. 1. США: Addison-Wesley. С. 2–8. ISBN 978-0-201-02116-5.
  79. ^ L'Annunziata M, Abrade M (2003). Справочник по анализу радиоактивности. Academic Press. стр. 58. ISBN 978-0-12-436603-9.
  80. ^ Grupen C, Cowan G, Eidelman SD, Stroh T (2005). Astronarticle Physics . Springer. стр. 109. ISBN 978-3-540-25312-9.
  81. ^ Hodgman, Charles, ed. (1961). CRC Handbook of Chemistry and Physics, 44th Ed . США: Chemical Rubber Co. стр. 2850.
  82. ^ Правительство Канады, Канадский центр охраны труда и техники безопасности (9 мая 2019 г.). «Радиация — величины и единицы измерения ионизирующего излучения: ответы по охране труда». CCOHS.ca . Получено 9 мая 2019 г. .
  83. ^ Бушберг, Джерролд Т.; Зайберт, Дж. Энтони; Лейдхолдт, Эдвин М.; Бун, Джон М. (2002). Основная физика медицинской визуализации . Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. стр. 42. ISBN 978-0-683-30118-2.
  84. ^ Бушберг, Джерролд Т.; Зайберт, Дж. Энтони; Лейдхолдт, Эдвин М.; Бун, Джон М. (2002). Основная физика медицинской визуализации . Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. стр. 38. ISBN 978-0-683-30118-2.
  85. ^ Kissel L (2 сентября 2000 г.). "RTAB: база данных рэлеевского рассеяния". Radiation Physics and Chemistry . 59 (2). Lynn Kissel: 185–200. Bibcode :2000RaPC...59..185K. doi :10.1016/S0969-806X(00)00290-5. Архивировано из оригинала 12 декабря 2011 г. Получено 8 ноября 2012 г.
  86. ^ Эттвуд, Дэвид (1999). "3". Мягкие рентгеновские лучи и экстремальное ультрафиолетовое излучение . Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-65214-8. Архивировано из оригинала 11 ноября 2012 . Получено 4 ноября 2012 .
  87. ^ "База данных энергий рентгеновских переходов". Лаборатория физических измерений NIST. 9 декабря 2011 г. Получено 19 февраля 2016 г.
  88. ^ "X-Ray Data Booklet Table 1-3" (PDF) . Центр рентгеновской оптики и усовершенствованных источников света, Национальная лаборатория Лоуренса в Беркли. 1 октября 2009 г. Архивировано из оригинала (PDF) 23 апреля 2009 г. Получено 19 февраля 2016 г.
  89. ^ Уайтс Э., Коусон Р. (2002). Основы дентальной рентгенографии и радиологии. Elsevier Health Sciences. С. 15–20. ISBN 978-0-443-07027-3.
  90. ^ Бушбург Дж., Сейберт А., Лейдхолдт Э., Бун Дж. (2002). Основы физики медицинской визуализации. США: Lippincott Williams & Wilkins. стр. 116. ISBN 978-0-683-30118-2.
  91. ^ Emilio B, Ballerna A (1994). "Предисловие". Биомедицинское применение синхротронного излучения: Труды 128-го курса Международной школы физики - Энрико Ферми - 12–22 июля 1994 г., Варенна, Италия . IOS Press. стр. xv. ISBN 90-5199-248-3.
  92. ^ Camara CG, Escobar JV, Hird JR, Putterman SJ (2008). "Корреляция между наносекундными рентгеновскими вспышками и трением прилипания–скольжения в отслаивающейся ленте" (PDF) . Nature . 455 (7216): 1089–1092. Bibcode :2008Natur.455.1089C. doi :10.1038/nature07378. S2CID  4372536 . Получено 2 февраля 2013 г. .
  93. ^ Paul H, Muhr J (1986). «Обзор экспериментальных сечений ионизации K-оболочки легкими ионами». Physics Reports . 135 (2): 47–97. Bibcode : 1986PhR...135...47P. doi : 10.1016/0370-1573(86)90149-3.
  94. ^ Köhn C, Ebert U (2014). «Угловое распределение фотонов тормозного излучения и позитронов для расчетов вспышек земного гамма-излучения и пучков позитронов». Atmospheric Research . 135–136: 432–465. arXiv : 1202.4879 . Bibcode : 2014AtmRe.135..432K. doi : 10.1016/j.atmosres.2013.03.012. S2CID  10679475.
  95. ^ Köhn C, Ebert U (2015). «Расчет пучков позитронов, нейтронов и протонов, связанных с земными вспышками гамма-излучения». Журнал геофизических исследований: Атмосферы . 120 (4): 1620–1635. Bibcode : 2015JGRD..120.1620K. doi : 10.1002/2014JD022229 .
  96. ^ Кочкин П., Кён С., Эберт У. , Ван Дёрсен Л. (май 2016 г.). «Анализ рентгеновского излучения от отрицательных разрядов метрового масштаба в окружающем воздухе». Plasma Sources Science and Technology . 25 (4): 044002. Bibcode : 2016PSST...25d4002K. doi : 10.1088/0963-0252/25/4/044002. S2CID  43609721.
  97. ^ Cooray V, Arevalo L, Rahman M, Dwyer J, Rassoul H (2009). «О возможном происхождении рентгеновских лучей в длинных лабораторных искрах». Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics . 71 (17–18): 1890–1898. Bibcode :2009JASTP..71.1890C. doi :10.1016/j.jastp.2009.07.010.
  98. ^ Köhn C, Chanrion O, Neubert T (март 2017 г.). «Ускорение электронов во время столкновений стримеров в воздухе». Geophysical Research Letters . 44 (5): 2604–2613. Bibcode : 2017GeoRL..44.2604K. doi : 10.1002/2016GL072216. PMC 5405581. PMID  28503005 . 
  99. ^ Köhn C, Chanrion O, Babich LP, Neubert T (2018). «Свойства стримера и связанные с ним рентгеновские лучи в возмущенном воздухе». Plasma Sources Science and Technology . 27 (1): 015017. Bibcode : 2018PSST...27a5017K. doi : 10.1088/1361-6595/aaa5d8 .
  100. ^ Köhn C, Chanrion O, Neubert T (май 2018 г.). «Выбросы высокой энергии, вызванные колебаниями плотности воздуха при разрядах». Geophysical Research Letters . 45 (10): 5194–5203. Bibcode : 2018GeoRL..45.5194K. doi : 10.1029/2018GL077788. PMC 6049893. PMID  30034044 . 
  101. ^ Förster A, Brandstetter S, Schulze-Briese C (июнь 2019 г.). «Трансформация обнаружения рентгеновского излучения с помощью гибридных детекторов подсчета фотонов». Philosophical Transactions. Серия A, Математические, физические и инженерные науки . 377 (2147): 20180241. Bibcode : 2019RSPTA.37780241F. doi : 10.1098/rsta.2018.0241. PMC 6501887. PMID  31030653. 
  102. ^ Томас, Адриан МК (август 2007 г.). «Первые 50 лет военной радиологии 1895–1945 гг.» . Европейский журнал радиологии . 63 (2): 214–219. doi :10.1016/j.ejrad.2007.05.024. PMID  17629432.
  103. ^ ab Roobottom CA, Mitchell G, Morgan-Hughes G (ноябрь 2010 г.). «Стратегии снижения лучевой нагрузки при компьютерной томографической ангиографии сердца». Клиническая радиология . 65 (11): 859–867. doi : 10.1016/j.crad.2010.04.021 . PMID  20933639. Из 5 миллиардов исследований с использованием визуализации, выполненных во всем мире...
  104. ^ ab "Медицинское облучение населения США значительно возросло с начала 1980-х годов". ScienceDaily . Получено 24 января 2022 г. .
  105. ^ Райнхарт, ДА (декабрь 1931 г.). «Воздух и газ в мягких тканях: радиологическое исследование». Радиология . 17 (6): 1158–1170. doi :10.1148/17.6.1158. ISSN  0033-8419.
  106. ^ Van Haver A, Kolk S, DeBoodt S, Valkering K, Verdonk P (2018). «Точность оценки положения имплантата коленного сустава на основе послеоперационных рентгеновских снимков, зарегистрированных по предоперационным 3D-моделям на основе КТ». Orthopaedic Proceedings . 99-B (Supp 4).
  107. ^ Герман ГТ (2009). Основы компьютерной томографии: реконструкция изображений из проекций (2-е изд.). Springer. ISBN 978-1-85233-617-2.
  108. ^ ab Hermena, Shady; Young, Michael (2024), «Процедуры получения изображений КТ», StatPearls , Treasure Island (FL): StatPearls Publishing, PMID  34662062 , получено 20 апреля 2024 г.
  109. ^ ab Davros, William J. (1 апреля 2007 г.). «Флюороскопия: базовая наука, оптимальное использование и защита пациента/оператора». Методики региональной анестезии и лечения боли . Визуализация для интервенционного лечения хронической боли. 11 (2): 44–54. doi :10.1053/j.trap.2007.02.005. ISSN  1084-208X.
  110. ^ Достижения в дозиметрии рентгеновского пучка киловольтажа в Hill R, Healy B, Holloway L, Kuncic Z, Thwaites D, Baldock C (март 2014 г.). "Достижения в дозиметрии рентгеновского пучка киловольтажа". Physics in Medicine and Biology . 59 (6): R183–R231. Bibcode :2014PMB....59R.183H. doi :10.1088/0031-9155/59/6/r183. PMID  24584183. S2CID  18082594.
  111. ^ Thwaites DI, Tuohy JB (июль 2006 г.). «Назад в будущее: история и развитие клинического линейного ускорителя». Physics in Medicine and Biology . 51 (13): R343–R362. Bibcode : 2006PMB....51R.343T. doi : 10.1088/0031-9155/51/13/R20. PMID  16790912. S2CID  7672187.
  112. ^ "11-й отчет о канцерогенах". Ntp.niehs.nih.gov . Архивировано из оригинала 9 декабря 2010 г. Получено 8 ноября 2010 г.
  113. ^ Холл Э. Дж., Бреннер Д. Дж. (май 2008 г.). «Риски рака от диагностической радиологии». Британский журнал радиологии . 81 (965): 362–378. doi :10.1259/bjr/01948454. PMID  18440940.
  114. ^ Бреннер DJ (2010). «Стоит ли нам беспокоиться о быстром росте использования КТ?». Обзоры по охране окружающей среды . 25 (1): 63–68. doi :10.1515/REVEH.2010.25.1.63. PMID  20429161. S2CID  17264651.
  115. ^ 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.
  116. ^ abc Brenner DJ, Hall EJ (ноябрь 2007 г.). «Компьютерная томография — растущий источник радиационного облучения». The New England Journal of Medicine . 357 (22): 2277–2284. doi :10.1056/NEJMra072149. PMID  18046031. S2CID  2760372.
  117. ^ Upton AC (июль 2003 г.). «Современное состояние дел в 1990-х годах: отчет NCRP № 136 о научных основах линейности в зависимости «доза-реакция» для ионизирующего излучения». Health Physics . 85 (1): 15–22. doi :10.1097/00004032-200307000-00005. PMID  12852466. S2CID  13301920.
  118. ^ Calabrese EJ, Baldwin LA (февраль 2003 г.). «Токсикология переосмысливает свое центральное убеждение» (PDF) . Nature . 421 (6924): 691–692. Bibcode : 2003Natur.421..691C. doi : 10.1038/421691a. PMID  12610596. S2CID  4419048. Архивировано из оригинала (PDF) 12 сентября 2011 г.
  119. ^ Oakley PA, Ehsani NN, Harrison DE (1 апреля 2019 г.). «Затруднение со сколиозом: вредно ли воздействие радиации при повторных рентгеновских лучах?». Доза-ответ . 17 (2): 1559325819852810. doi :10.1177/1559325819852810. PMC 6560808. PMID  31217755 . 
  120. ^ Berrington de González A, Darby S (январь 2004 г.). «Риск рака от диагностических рентгеновских лучей: оценки для Великобритании и 14 других стран». Lancet . 363 (9406): 345–351. doi :10.1016/S0140-6736(04)15433-0. PMID  15070562. S2CID  8516754.
  121. ^ ab "Доза облучения при рентгеновских и КТ-исследованиях". RadiologyInfo.org . Радиологическое общество Северной Америки (RSNA) и Американский колледж радиологии (ACR) . Получено 24 января 2022 г. .
  122. ^ "Национальный институт рака: данные эпидемиологии надзора и конечных результатов (SEER)". Seer.cancer.gov. 30 июня 2010 г. Получено 8 ноября 2011 г.
  123. ^ Caon M, Bibbo G, Pattison J (2000). «Метод Монте-Карло рассчитал эффективную дозу для девочек-подростков с помощью компьютерной томографии». Radiation Protection Dosimetry . 90 (4): 445–448. doi :10.1093/oxfordjournals.rpd.a033172.
  124. ^ Шримптон, ПК; Миллер, ХК; Льюис, МА; Данн, М. Дозы от компьютерной томографии (КТ) в Великобритании – обзор 2003 г. Архивировано 22 сентября 2011 г. на Wayback Machine
  125. ^ Gregory KJ, Bibbo G, Pattison JE (август 2008 г.). «О неопределенностях в оценках эффективной дозы при КТ-сканировании головы взрослых». Medical Physics . 35 (8): 3501–3510. Bibcode :2008MedPh..35.3501G. doi :10.1118/1.2952359. PMID  18777910.
  126. ^ Джайлс Д., Хьюитт Д., Стюарт А., Уэбб Дж. (сентябрь 1956 г.). «Злокачественные заболевания в детском возрасте и диагностическое облучение в утробе матери». Lancet . 271 (6940): 447. doi :10.1016/S0140-6736(56)91923-7. PMID  13358242.
  127. ^ "Беременные женщины и воздействие радиации". Онлайн-медицинская консультация eMedicine Live . Medscape . 28 декабря 2008 г. Архивировано из оригинала 23 января 2009 г. Получено 16 января 2009 г.
  128. ^ abc Ratnapalan S, Bentur Y, Koren G (декабрь 2008 г.). «Доктор, не повредит ли этот рентгеновский снимок моему нерожденному ребенку?». CMAJ . 179 (12): 1293–1296. doi :10.1503/cmaj.080247. PMC 2585137 . PMID  19047611. 
  129. ^ Donnelly LF (февраль 2005 г.). «Снижение дозы облучения, связанной с детской КТ, путем сокращения ненужных обследований». AJR. American Journal of Roentgenology . 184 (2): 655–657. doi :10.2214/ajr.184.2.01840655. PMID  15671393.
  130. ^ Национальный исследовательский совет США (2006). Риски для здоровья от низких уровней ионизирующего излучения, BEIR 7 фаза 2. National Academies Press. стр. 5, рис. PS–2. ISBN 978-0-309-09156-5., данные предоставлены NCRP (Национальный комитет США по радиационной защите) 1987 г.
  131. ^ "ANS / Общественная информация / Ресурсы / Калькулятор дозы радиации". Архивировано из оригинала 16 мая 2012 года . Получено 16 мая 2012 года .
  132. ^ "НАСКОЛЬКО ОПАСНА РАДИАЦИЯ?". PhyAst.Pitt.edu . Получено 24 января 2022 г. .
  133. ^ Мюллер, Ричард. Физика для будущих президентов , Princeton University Press, 2010
  134. ↑ Рентгеновские снимки. Архивировано 15 марта 2007 г. на Wayback Machine . Doctorspiller.com (9 мая 2007 г.). Получено 05.05.2011.
  135. ^ Безопасность рентгеновских лучей Архивировано 4 апреля 2007 г. на Wayback Machine . Dentalgentlecare.com (6 февраля 2008 г.). Получено 05.05.2011.
  136. ^ "Dental X-Rays". Университет штата Айдахо. Архивировано из оригинала 7 ноября 2012 года . Получено 7 ноября 2012 года .
  137. ^ DOE – About Radiation Архивировано 27 апреля 2012 г. на Wayback Machine
  138. ^ Chalkley M, Listl S (март 2018 г.). «Сначала не навреди — влияние финансовых стимулов на стоматологические рентгенограммы». Journal of Health Economics . 58 (март 2018 г.): 1–9. doi : 10.1016/j.jhealeco.2017.12.005 . hdl : 2066/190628 . PMID  29408150.
  139. ^ «Использование лазеров вместо рентгеновских лучей». Открытый университет. 24 февраля 2011 г. Получено 28 июля 2021 г.
  140. ^ Дент С. (12 февраля 2015 г.). «Ученые добились рентгеновского зрения с помощью безопасного видимого света». Engadget . Получено 28 июля 2021 г.
  141. ^ Касаи Н., Какудо, М. (2005). Рентгеновская дифракция на макромолекулах. Токио: Коданша. стр. 291–2. ISBN 978-3-540-25317-4.
  142. ^ Monico L, Van der Snickt G, Janssens K, De Nolf W, Miliani C, Verbeeck J, et al. (Февраль 2011). «Процесс деградации хромата свинца в картинах Винсента ван Гога, изученный с помощью синхротронной рентгеновской спектромикроскопии и связанных методов. 1. Искусственно состаренные модельные образцы». Аналитическая химия . 83 (4): 1214–1223. doi :10.1021/ac102424h. PMID  21314201. Monico L, Van der Snickt G, Janssens K, De Nolf W, Miliani C, Dik J и др. (февраль 2011 г.). «Процесс деградации хромата свинца в картинах Винсента ван Гога, изученный с помощью синхротронной рентгеновской спектромикроскопии и связанных с ней методов. 2. Оригинальные образцы красочного слоя». Аналитическая химия . 83 (4): 1224–1231. doi :10.1021/ac1025122. PMID  21314202.
  143. ^ Ахи К, Анвар М (май 2016 г.). «Передовые терагерцовые методы контроля качества и обнаружения подделок». В Anwar MF, Crowe TW, Manzur T (ред.). Терагерцовая физика, устройства и системы X: передовые приложения в промышленности и обороне . Том 9856. Общество инженеров фотографического приборостроения. С. 31–44.
  144. ^ Бикмор, Хелен (2003). Методы удаления волос Миледи: подробное руководство. Thomson Delmar Learning. ISBN 978-1401815554.
  145. ^ Фрейм П. «Вильгельм Рентген и невидимый свет». Рассказы из атомного века . Университеты Ок-Риджа . Получено 11 октября 2021 г.
  146. ^ Европейский центр синхротронного излучения ID11
  147. ^ 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