Как работают рентгеновские аппараты

Большинство медицинских обследований проходит с использованием аппаратных методик, то есть на специальном оборудовании. Одним из универсальных средств диагностики в травматологии, пульмонологии, хирургии, стоматологии и других областях медицины считается рентген аппарат.

Рентген-аппарат – что это такое

Рентгеновский аппарат – это медицинское оборудование, которое получило применение в различных областях медицины. Устройство необходимо для получения информации о состоянии внутренних органов, которое сложно оценить невооруженным глазом. Благодаря рентгену врач может изучить интересующие участки, не прибегая к полостным операциям.

В зависимости от цели исследования, применяются разные типы рентген-аппаратов – ангиографы, флюорографы, маммографы и другие. Все эти рентген-установки объединяет общий принцип действия. Устройство преобразовывает электроэнергию от обычной электросети (некоторые приборы требуют большего напряжения, поэтому в систему включаются трансформатор и выпрямитель тока) в рентгеновское излучение.

Маммограф

Излучение генерируется в рентгеновской трубке. Оно проходит в заданном направлении – сквозь изучаемую зону человеческого тела. Требуемая информация об исследуемом объекте проецируется на фотоплёнку. Снимок выглядит как чёрно-белая негативная картинка. Оттенки на ней определяются свойствами Ro-лучей – они задерживаются плотными структурами и почти беспрепятственно проходят сквозь мягкие ткани. Характер расположения и интенсивности теней даёт возможность врачу оценить состояние исследуемого органа.

Предназначение оборудования

Рентгеновский аппарат предназначен для генерирования Ro-излучения для дальнейшего его использования в медицинских целях без инвазивного вмешательства. Рентгеновское оборудование применяется в диагностических и терапевтических целях. Принцип работы рентгена позволяет использовать его для лечения ряда заболеваний тормозным облучением. Существуют приборы для поверхностной, внутриполостной, средней и глубокой терапии.

Диагностический рентгеновский аппарат предназначен для обследования пациентов на предмет выявления патологий внутренних органов. Он применяется для исследования:

  • желудка и двенадцатиперстной кишки;
  • желчного пузыря и желчевыводящих путей;
  • толстой кишки;
  • органов грудной клетки;
  • позвоночника и отделов периферического скелета;
  • брюшной полости;
  • женских репродуктивных органов;
  • молочной железы;
  • зубов и других.

Виды современных рентген-аппаратов

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

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

Цифровой рентген

Характеристики рентген-диагностических установок

Действие любого рентгена основано на рентгеноспектральном и рентгеноструктурном анализе. Характеристики устройств могут меняться в зависимости от размера установки и её назначения. К основным параметрам систем рентген-диагностики относят следующие:

  • технические условия, которые регламентируются нормами ГОСТ;
  • чертежи устройства, которые соответствуют нормативам производства и эксплуатации медицинской техники;
  • напряжение устройства должно находиться в пределах от 220 до 380 Вольт. Однако есть исключения. Некоторые рентгеновские установки работают от специальных источников;
  • активная защита от перегрузок. В большинстве аппаратов используется сетевой выключатель с максимальным расцепителем тока (автовыключателем);
  • счётчик работы. Каждый аппарат, за исключением устройств, которые используются в стоматологии, имеет счётчик, которые регистрирует количество часов работы излучателя;
  • защита рентгеновской трубки, зависящая от степени перегрузок и выбранного режима работы;
  • стабилизатор яркости изображения, который регулирует напряжение и ток.

Чтобы понять, как работает рентген-аппарат, надо изучить его составляющие. Каждая деталь играет отведённую роль, и отсутствие хотя бы одной ведёт к потере функциональности оборудования.

Внутреннее устройство

Рентгеновский аппарат по своей конструкции довольно сложен. Устройства разных типов рентген-диагностических установок принципиально различаются по строению, но у них есть одинаковые составляющие, которые объединяют их в одну категорию. К основным механизмам таких систем относят:

  • питающий элемент, который предназначен для регулировки параметров радиации и обеспечения электроэнергией аппарата в целом;
  • радиационные трубки, или излучатели, с которыми и происходит процесс генерации рентгеновского излучения.  Излучатель представляет собой рентгеновскую трубку, от которой отталкивают электроны;
  • устройство, которое преобразует излучение в видимое изображение;
  • штатив, с помощью которого можно управлять аппаратом;
  • свинцовый корпус, с которым аппарат становится безопасным в использовании.

Оптические приёмы при рентген-диагностике

Рентгенологическая диагностика основана на просвечивании того или иного органа с помощью рентгеновских лучей.

Снимок легких на рентгене

Среди наиболее популярных методик рентгенографии можно выделить два вида:

  • рентгеноскопия – просвечивание с получением изображения на флюоресцирующем экране;
  • получение изображения с использованием электронно-оптического преобразователя.

Флюоресцирующий экран используется, как правило, в маломощных приборах. Такие экраны покрыты специальными рентгеновскими плёнками, которые улавливают излучение. Недостатком  светящегося экрана является частичная потеря информации.

Электронно-оптический усилитель рентгеновского изображения имеет более сложное строение. Устройство имеет цилиндрический вид. На одной его стороне расположен фотокатод, который напылён радиоактивными веществами, а на другой – люминофор, который способен светиться под ударами электронов. Для работы такого прибора необходимо высокое напряжение, которое подаётся со стационарного источника питания.

Как работает рентген

Рентгеновское излучение, по сути, – это электромагнитные волны. Энергия фотонов таких лучей на шкале находится в промежутке между ультрафиолетовыми волнами и гамма-излучением. Разберём более подробно, как работает рентгеновский прибор.

Для того чтобы рентгеновский аппарат выполнял функцию преобразования электрического импульса, в нём обязательно должна присутствовать специальная трубка, которая генерирует излучение. Однако сама по себе она такого сделать не сможет. Для этого необходима электроэнергия, которая, поступая из электросети, проходит через специальный блок питания, при необходимости – трансформатор и выпрямитель. Только после этого чистая энергия попадает к излучателю.

Излучающая трубка размещена в прочном герметичном сосуде. С одной стороны у неё находится анод, а с другой – катод. На этом и основан принцип работы рентгеновского аппарата. Когда напряжение через трансформатор попадает в рентгеновское поле, катод и анод ударяются, потом резко тормозят. При этом происходит тормозное излучение, то есть генерируется пучок рентгеновских лучей. Рентген может иметь несколько трансформаторов, но только один выпрямитель тока.

Описанный процесс происходит в доли секунды. Таким образом на снимке появляется изображение – проекция лучей, которые как бы просвечивают внутреннюю сторону необходимой части тела, а на снимке показывается состояние органа.

Для каждого прибора предусмотрен отдельный кабинет рентгенографии, в котором проводится обследование. Как правило, такие помещения имеют особую защитную отделку и металлические двери.