Виды излучений, применяющихся в медицинской практике
Лучевая диагностика – это раздел медицинской радиологии, изучающий возможности применения физических излучений в целях диагностики заболеваний.
Другим разделом медицинской радиологии является лучевая терапия.
Лучевая терапия – это наука, изучающая возможности применения физических излучений в целях лечения заболеваний.
В медицинской радиологии используются несколько видов излучений, которые условно делят на две группы:
- Неионизирующие,
- Ионизирующие.
Ионизирующие излучения – это виды излучений, при прохождении которых через среды, возникает возбуждение и ионизация атомов, составляющих эту среду.
В свою очередь ионизирующие излучения в зависимости от своих физических свойств подразделяются на:
- корпускулярные,
- квантовые (фотонные).
Фотонными (квантовыми) ионизирующими излучениями называются потоки электромагнитных волн (колебаний).
Примерами фотонных ионизирующих излучений являются гамма- излучение и рентгеновское излучение.
Корпускулярными ионизирующими излучениями называются потоки заряженных (отрицательно или положительно) либо нейтральных элементарных частиц (альфа-частиц, бета-частиц (электронов и позитронов), протонов, нейтронов, мезонов и некоторых других элементарных частиц).
Для всех ионизирующих излучений характерны некоторые общие свойства:
- Способность провоцировать распад нейтральных атомов на отрицательно и положительно заряженные частицы (собственно ионизирующее действие).
- Способность проникать через предметы и тела, не пропускающие свет.
- Способность вызывать свечение некоторых химических соединений (что служит основанием для методики рентгеновского просвечивания).
- Способность вызывать распад галоидных соединений серебра, в том числе при нахождении их в фотоэмульсиях (основа для получения рентгеновских снимков).
- Способность вызывать изменения в биосубстратах, то есть такие излучения не безразличны для живых организмов.
В лучевой диагностике наиболее широко применяющимся видом ионизирующего излучения является рентгеновское. С его помощью без существенного вмешательства в процессы, протекающие в организме, и без нарушения кожных покровов можно получить информацию о положении, форме, величине и состоянии поверхности органов, а также оценить их функцию в условиях, приближенным к физиологическим. При этом могут быть замечены даже небольшие нарушения функции и структуры органов.
В настоящее время используются такие методы лучевого исследования, относящиеся к категории высоких технологий, как магнитно-резонансная томография, рентгеновская компьютерная томография, эмиссионные методы томографии, тепловидение и ультрасонография.
Физические и радиобиологические основы использования рентгеновского излучения в диагностике
Объектом исследования в практической медицине является пациент. Им может быть как здоровый человек, обследование которого проводится с целью исключения заболевания, протекающего в скрытой форме, так и больной человек, которого направили на исследование с целью уточнения характера патологических изменений его организма, выявленных ранее другими способами.
Использование рентгеновского излучения в диагностике заболеваний возможно благодаря следующим особенностям его взаимоотношений с тканями человеческого организма.
Пучок рентгеновского излучения, проходя через тело человека, ослабляется, а так как человеческое тело для излучения является неоднородной средой, разные органы и ткани поглощают его с разной интенсивностью в связи с неодинаковой их толщиной, плотностью и химическим составом.
Сильнее всего излучение поглощается костной тканью. В паренхиматозных органах, жидких средах организма и мышцах оно задерживается почти в два раза слабее. Еще в более меньшей степени излучение поглощается жировой клетчаткой, а в самой малой степени рентгеновское излучение задерживается в газовых средах (воздухе в легких и желудке, газах кишечника).
То есть чем больший процент лучей будет проходить через орган, тем менее интенсивной будет его тень на рентгеновском флуоресцентном экране. И, наоборот, чем сильнее исследуемый орган поглощает излучение, тем большая интенсивность будет характерна для тени, которую оно отбрасывает на экран.
Однако некоторые ткани рядом расположенных органов имеют схожие характеристики, поэтому различить их на обычном рентгеновском снимке бывает крайне затруднительно. Для решения этой проблемы исследование может проводиться с использованием искусственного контрастирования, позволяющего получить дифференцированное изображение тканей, поглощающих излучение примерно в одинаковой степени.
Главным свойством рентгеноконтрастных веществ, позволяющим использовать их в диагностических целях, является способность поглощать рентгеновское излучение, отличная (большая или меньшая) от таковой исследуемого органа. Только в таком случае можно будет создать достаточный контраст с ним.
В то же время все рентгеноконтрасные вещества должны быть максимально безвредными (характеризоваться низкой токсичностью) и быстро выводиться из организма.
Рентгеноконтрастные вещества, которые по сравнению с мягкими тканями задерживают излучение сильнее, называются рентгенопозитивными. Их создают на основе тяжелых элементов - йода и бария. Примерами рентгенонегативных контрастных веществ являются газы: углекислый газ, закись азота, воздух, кислород.
Существует два способа контрастирования структур внутренних органов, принципиально отличающихся друг от друга. При первом (механическом) способе контрастное вещество вводится непосредственно в полость органа - в желудок, пищевод, кишечник, желчевыводящие пути, в полость матки, мочевые пути, бронхи, лимфатические и кровеносные сосуды, или в паренхиму органа путем пункции.
Физиологическим основанием для второго способа контрастирования является способность некоторых органов поглощать введенное вещество из крови, концентрировать и выделять его.
