เทคโนโลยีทางการแพทย์

X-Rays ทำงานอย่างไร

X-Rays ทำงานอย่างไร

มีโอกาสที่คุณจะได้รับการเอ็กซ์เรย์ในช่วงหนึ่งของชีวิต แต่คุณรู้หรือไม่ว่าเทคโนโลยีช่วยชีวิตนี้ถูกคิดค้นขึ้นโดยบังเอิญจริง ๆ ? นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน Wilhelm Roentgen ได้ค้นพบเทคโนโลยีนี้ในขณะที่เขาทำการทดลองกับลำแสงอิเล็กตรอนและท่อปล่อยก๊าซ - คุณก็รู้เหมือนอย่างที่ทุกคนทำ ...

การค้นพบครั้งแรก

เมื่อทำการทดสอบเหล่านี้เขาสังเกตเห็นว่าหน้าจอเรืองแสงในห้องทดลองของเขาเริ่มสว่างเป็นสีเขียวในขณะที่ลำแสงอิเล็กตรอนกำลังทำงาน สิ่งนี้ไม่น่าแปลกใจในสิทธิของตัวเอง แต่หน้าจอของ Roentgen ถูกป้องกันด้วยกระดาษแข็งหนาซึ่งเขาคิดว่าจะป้องกันรังสีได้

ส่วนที่น่าสนใจของการค้นพบครั้งนี้คือลักษณะเริ่มต้นของการค้นพบของ Roentgen เป็นเพียงการมีอยู่ของรังสีทะลุทะลวงบางชนิด แต่ในการพยายามหาว่าเกิดอะไรขึ้นเขาเอามือเข้าไประหว่างหน้าจอกับลำแสงอิเล็กตรอน สิ่งนี้สร้างภาพของกระดูกภายในมือของเขาบนหน้าจอเผยให้เห็นการใช้งาน X-ray ที่สมบูรณ์แบบทันทีหลังจากการค้นพบ

การค้นพบสองครั้งนี้ถือเป็นหนึ่งในความก้าวหน้าทางการแพทย์ที่สำคัญที่สุดในประวัติศาสตร์ของมนุษย์ทั้งหมด ทำให้ผู้เชี่ยวชาญสามารถมองเห็นความเจ็บป่วยภายในร่างกายมนุษย์ได้โดยไม่ต้องผ่าตัด มันทำให้พวกเขาเห็นเนื้อเยื่ออ่อนโดยมีการปรับเปลี่ยนเล็กน้อย

ไม่มีใครตั้งคำถามว่ารังสีเอกซ์มีความสำคัญต่อการแพทย์แผนปัจจุบัน แต่คนส่วนใหญ่ไม่มีความคิดที่ดีว่าจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อคุณได้รับ

รังสีเอกซ์ทำงานอย่างไร

คุณอาจคิดว่ารังสีเอกซ์เป็นรังสีแสง ทั้งสองเป็นพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีโฟตอนเป็นคลื่น ความแตกต่างที่สำคัญอย่างหนึ่งระหว่างรังสีประเภทนี้คือระดับพลังงานหรือความยาวคลื่นของรังสี

เรามีความสามารถในการรับรู้รังสีของแสงในช่วงความยาวคลื่นของแสงที่มองเห็นได้ แต่ความยาวคลื่นที่สั้นกว่าหรือยาวกว่านั้นอยู่นอกสเปกตรัมที่มองเห็นได้ รังสีเอกซ์เป็นคลื่นพลังงานที่สูงกว่าและคลื่นวิทยุเป็นคลื่นพลังงานที่ต่ำกว่าอีกต่อไป

ที่เกี่ยวข้อง: 5 ความเชื่อเกี่ยวกับ X-RAYS และทำไมเราถึงต้องการพวกเขา

รังสีเอกซ์เกิดจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนภายในอะตอม ระดับพลังงานจำเพาะของรังสีเอกซ์ที่กำหนดนั้นขึ้นอยู่กับว่าอิเล็กตรอนหลุดระหว่างออร์บิทัลในอะตอมมากน้อยเพียงใด

เมื่อโฟตอนตัวใดตัวหนึ่งชนกับอะตอมอื่นอะตอมสามารถดูดซับพลังงานของโฟตอนและเพิ่มอิเล็กตรอนให้อยู่ในระดับที่สูงขึ้น ในกรณีนี้พลังงานของโฟตอนจะต้องตรงกับความแตกต่างของพลังงานระหว่างอิเล็กตรอนทั้งสอง หากไม่เกิดขึ้นโฟตอนจะไม่สามารถเลื่อนไปมาระหว่างวงโคจรได้

ฟังก์ชันนี้หมายความว่าเมื่อโฟตอนจากรังสีเอกซ์ผ่านร่างกายของคุณอะตอมของเนื้อเยื่อแต่ละตัวจะดูดซับหรือตอบสนองต่อโฟตอนต่างกัน

เนื้อเยื่ออ่อนในร่างกายของคุณประกอบด้วยอะตอมที่เล็กกว่าดังนั้นพวกมันจึงไม่ดูดซับรังสีเอกซ์ได้ดีเนื่องจากโฟตอนมีพลังงานสูง ในทางกลับกันอะตอมของแคลเซียมมีขนาดใหญ่กว่ามากดังนั้นพวกมันจึงดูดซับโฟตอนของรังสีเอกซ์และส่งผลให้มีมุมมองที่แตกต่างกันในภาพเอ็กซ์เรย์

เครื่องเอ็กซ์เรย์

ภายในเครื่องเอกซเรย์มีคู่อิเล็กโทรดขั้วบวกและแคโทดอยู่ภายในท่อสุญญากาศซึ่งมักทำจากแก้ว แคโทดมักเป็นไส้หลอดที่ให้ความร้อนและขั้วบวกเป็นแผ่นแบนที่ทำจากทังสเตน ขณะที่แคโทดพุ่งขึ้นอิเล็กตรอนจะพุ่งออกจากไส้หลอดและหาทางไปยังขั้วบวก

ความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าระหว่างขั้วบวกและแคโทดมีค่าสูงมากซึ่งทำให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ผ่านอากาศด้วยความเร็วสูง ขณะที่อิเล็กตรอนเหล่านี้เคลื่อนที่ผ่านท่อด้วยความเร็วสูงเช่นนี้และชนอะตอมของทังสเตนของขั้วบวกทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกจากวงโคจรด้านล่างของอะตอม เมื่ออิเล็กตรอนตกลงจากวงโคจรที่สูงขึ้นไปยังระดับพลังงานที่ต่ำกว่านี้พลังงานพิเศษจะถูกปลดปล่อยออกมาเป็นโฟตอน เนื่องจากหยดนี้มีขนาดใหญ่จึงปล่อยโฟตอนพลังงานสูงหรือเอ็กซ์เรย์ออกมา

นี่คือวิธีการผลิตและการทำงานของรังสีเอกซ์ตามปกติ แต่ในกรณีที่จำเป็นต้องได้รับการตรวจสอบเนื้อเยื่ออ่อนเช่นอวัยวะของมนุษย์จำเป็นต้องเพิ่มสื่อความคมชัด คอนทราสต์มีเดียคือของเหลวที่ดูดซับรังสีเอกซ์และสะสมในเนื้อเยื่ออ่อน ในการตรวจหลอดเลือดแพทย์จะฉีดสารนี้เข้าไปในหลอดเลือดดำ บ่อยครั้งในกรณีของการดูเนื้อเยื่ออ่อนเหล่านี้แพทย์จะใช้ฟลูออโรสโคปเพื่อดูภาพแบบเรียลไทม์และยังสามารถจับภาพวิดีโอโดยใช้อุปกรณ์เหล่านี้ได้

ที่เกี่ยวข้อง: อวัยวะเพศชายของผู้ค้นพบกำลังเปลี่ยนเป็นกระดูกอย่างแท้จริง

ในการรวบรวมภาพจริงจากภาพพิเศษแพทย์จะใช้ฟิล์มหรือเซ็นเซอร์ที่อีกด้านหนึ่งของผู้ป่วย ฟิล์มเหล่านี้ทำงานได้เกือบจะเหมือนกับฟิล์มถ่ายภาพทั่วไปและเซ็นเซอร์มีความไวต่อรังสีเอกซ์เป็นพิเศษ

ด้วยการถ่ายภาพทั้งหมดนี้แพทย์สามารถสรุปข้อมูลทางการแพทย์ที่สำคัญจำนวนมากได้จากรังสีเอกซ์

แม้จะมีความสำคัญของรังสีเอกซ์ แต่ก็ยังอาจเป็นอันตรายได้ในปริมาณสูงเนื่องจากเป็นรูปแบบของรังสีไอออไนซ์ ซึ่งหมายความว่าเมื่อเอ็กซ์เรย์กระทบกับอะตอมมันสามารถทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกไปเพื่อสร้างไอออนหรืออะตอมที่มีประจุไฟฟ้าได้ จากนั้นอิเล็กตรอนอิสระจะชนกับอะตอมอื่นเพื่อสร้างไอออนเพิ่มขึ้น ไอออนสามารถทำให้เกิดปฏิกิริยาทางเคมีที่ผิดธรรมชาติภายในร่างกายส่งผลให้เกิดการกลายพันธุ์ในดีเอ็นเอของผู้ป่วย การกลายพันธุ์นี้สามารถกลายเป็นมะเร็งได้

ด้วยเหตุนี้แพทย์จึงใช้รังสีเอกซ์เพียงเล็กน้อยหรืออย่างน้อยก็ใช้เมื่อจำเป็นจริงๆเท่านั้น ในปริมาณที่ต่ำการฉายรังสีเอกซ์ไม่ใช่สิ่งที่ต้องกลัวและอาจเป็นเทคโนโลยีทางการแพทย์ที่ช่วยชีวิตได้ในยุคปัจจุบัน

ทางเลือกอื่นสำหรับรังสีเอกซ์

หากคุณไม่ต้องการรับการเอ็กซ์เรย์เพราะกังวลเกี่ยวกับผลกระทบที่อาจเป็นอันตรายมีวิธีแก้ไขไม่กี่วิธี ในหลาย ๆ กรณีอัลตร้าซาวด์อาจใช้เพื่อตรวจสอบความเจ็บป่วยใด ๆ ใต้ผิวหนัง แต่ก็ไม่เสมอไป

อัลตร้าซาวด์เรียกอีกอย่างว่า sonography เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดของคุณเมื่อพยายามหลีกเลี่ยงรังสีเอกซ์ เทคนิคการถ่ายภาพเหล่านี้ทำงานโดยการส่งคลื่นเสียงที่มีความถี่สูงกว่าเสียงผ่านร่างกายของคุณ ร่างกายที่ถูกสแกนจะไม่ได้รับผลกระทบใด ๆ จากคลื่นเสียงเหล่านี้ซึ่งเป็นประโยชน์หลัก

จากนั้นเครื่องอัลตร้าซาวด์จะรับฟังการเปลี่ยนแปลงของคลื่นเสียงรวมทั้งตรวจสอบอัตราผลตอบแทนต่างๆเพื่อสร้างภาพสดของสิ่งที่อยู่ข้างใต้


ดูวิดีโอ: Abdominal X-rays (ตุลาคม 2021).