Занятие 1. Ионизирующее и неионизирующее излучение на службе лучевой диагностики. Виды излучений, их применение в медицине. Контрольные вопросы: 1. Ультразвук: физические основы, использование в медицине. 2. Инфракрасное излучение: определение, спектральная характеристика. Термография: понятие, возможность использования на современном этапе. 3. Физика магнитного резонанса. Формирование МР-изображения. Применение в медицине. 4. Рентгеновские лучи: основные свойства, их использование в медицине. Принципы и средства защиты от ионизирующего излучения.

1. ИОНИЗИРУЮЩЕЕ И
НЕИОНИЗИРУЮЩЕЕ ИЗЛУЧЕНИЕ
НА СЛУЖБЕ ЛУЧЕВОЙ
ДИАГНОСТИКИ. ВИДЫ
ИЗЛУЧЕНИЙ, ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В
МЕДИЦИНЕ.
Выполнил: студент
2 курса лечебного факультета
Группы №17
Исаев Э.Л.

2. Ультразвуковое исследование
• Ультразвуковое исследование (УЗИ) — неинвазивное исследование
организма человека с помощью ультразвуковых волн.
Физическая основа УЗИ — пьезоэлектрический эффект. При
деформации монокристаллов некоторых химических соединений
(кварц, титанат бария) под воздействием ультразвуковых волн, на
поверхности этих кристаллов возникают противоположные по знаку
электрические заряды — прямой пьезоэлектрический эффект. При
подаче на них переменного электрического заряда, в кристаллах
возникают механические колебания с излучением ультразвуковых волн.
Таким образом, один и тот же пьезоэлемент может быть попеременно
то приёмником, то источником ультразвуковых волн. Эта часть в
ультразвуковых аппаратах называется акустическим преобразователем,
трансдюсером или датчиком

3. Виды датчиков
• Все ультразвуковые датчики делятся на механические и
электронные. В механических сканирование осуществляется за
счет движения излучателя (он или вращается или качается). В
электронных развертка производится электронным путем.
Недостатками механических датчиков являются шум, вибрация,
производимые при движении излучателя, а также низкое
разрешение. Механические датчики морально устарели и в
современных сканерах не используются. Используются три типа
ультразвукового сканирования: линейное (параллельное),
конвексное и секторное. Соответственно датчики или
трансдюсоры ультразвуковых аппаратов называются линейные,
конвексные и секторные. Выбор датчика для каждого
исследования проводится с учетом глубины и характера
положения органа.

4. Линейные датчики
• Линейные датчики используют частоту 5-15 Мгц.
Преимуществом линейного датчика является
полное соответствие исследуемого органа
положению самого трансдюсора на поверхности
тела. Недостатком линейных датчиков является
сложность обеспечения во всех случаях
равномерного прилегания поверхности
трансдюсора к коже пациента, что приводит к
искажениям получаемого изображения по
краям. Также линейные датчики за счет большей
частоты позволяют получать изображение
исследуемой зоны с высокой разрешающей
способностью, однако глубина сканирования
достаточно мала (не более 11 см). Используются
в основном для исследования поверхностно
расположенных структур — щитовидной
железы, молочных желез, небольших суставов и
мышц, а также для исследования сосудов.

5. Конвексные датчики
• Конвексный датчик использует частоту 1,8-
7,5 МГц. Имеет меньшую длину, поэтому
добиться равномерности его прилегания к
коже пациента более просто. Однако при
использовании конвексных датчиков
получаемое изображение по ширине на
несколько сантиметров больше размеров
самого датчика. Для уточнения
анатомических ориентиров врач обязан
учитывать это несоответствие. За счет
меньшей частоты глубина сканирования
достигает 20-25 см. Обычно используется
для исследования глубоко расположенных
органов — органы брюшной полости и
забрюшинного пространства, мочеполовой
системы, тазобедренные суставы.

6. Секторные датчики
• Секторный датчик работает на частоте 1,5-5
Мгц. Имеет ещё большее несоответствие
между размерами трансдюсора и
получаемым изображением, поэтому
используется преимущественно в тех
случаях, когда необходимо с маленького
участка тела получить большой обзор на
глубине. Наиболее целесообразно
использование секторного сканирования
при исследовании, например, через
межреберные промежутки. Типичным
применением секторного датчика является
эхокардиография — исследование сердца.

7. Методики ультразвукового исследования
• A-режим. Методика даёт информацию в виде одномерного изображения,
где первая координата, это амплитуда отраженного сигнала от границы
сред с разным акустическим сопротивлением, а вторая расстояние до этой
границы. Зная скорость распространения ультразвуковой волны в тканях
тела человека, можно определить расстояние до этой зоны, разделив
пополам (так как ультразвуковой луч проходит этот путь дважды)
произведение времени возврата импульса на скорость ультразвука.

8. Методики ультразвукового исследования
• B-режим. Методика даёт информацию в виде двухмерных
серошкальных томографических изображений анатомических
структур в масштабе реального времени, что позволяет
оценивать их морфологическое состояние.

9. Методики ультразвукового исследования
• M-режим. Методика даёт информацию в виде одномерного изображения,
вторая координата заменена временной. По вертикальной оси
откладывается расстояние от датчика до лоцируемой структуры, а по
горизонтальной — время. Используется режим в основном для
исследования сердца. Дает информацию о виде кривых, отражающих
амплитуду и скорость движения кардиальных структур.

10. Допплерография
• Методика основана на использовании эффекта Допплера.
Сущность эффекта состоит в том, что от движущихся объектов
ультразвуковые волны отражаются с измененной частотой. Этот
сдвиг частоты пропорционален скорости движения лоцируемых
структур — если движение направлено в сторону датчика, то
частота увеличивается, если от датчика — уменьшается.
Спектральная допплерография сонной
артерии

11. Применение в медицине
Терапевтическое применение ультразвука в медицине
Помимо широкого использования в диагностических целях, ультразвук применяется в
медицине как лечебное средство.
Ультразвук обладает действием:
• противовоспалительным, рассасывающим
• анальгезирующим, спазмолитическим
• кавитационным усилением проницаемости кожи
Фонофорез — сочетанный метод, при котором на ткани действуют ультразвуком и вводимыми
с его помощью лечебными веществами (как медикаментами, так и природного
происхождения). Проведение веществ под действием ультразвука обусловлено повышением
проницаемости эпидермиса и кожных желез, клеточных мембран и стенок сосудов для веществ
небольшой молекулярной массы, особенно — ионов минералов бишофита. Удобство
ультрафонофореза медикаментов и природных веществ:
• лечебное вещество при введении ультразвуком не разрушается
• синергизм действия ультразвука и лечебного вещества
Показания к ультрафонофорезу бишофита: остеоартроз, остеохондроз, артриты, бурситы,
эпикондилиты, пяточная шпора, состояния после травм опорно-двигательного аппарата;
невриты, нейропатии, радикулиты, невралгии, травмы нервов.
Наносится бишофит-гель и рабочей поверхностью излучателя проводится микро-массаж зоны
воздействия. Методика лабильная, обычная для ультрафонофореза (при УФФ суставов,
позвоночника интенсивность в области шейного отдела — 0,2-0,4 Вт/см2, в области грудного и
поясничного отдела — 0,4-0,6 Вт/см2).

12. Инфракрасное излучение
• Инфракра́сное излуче́ние — электромагнитное излучение,
занимающее спектральнуюобласть между красным концом видимого
света (с длиной волны λ = 0,74 мкм) имикроволновым излучением (λ ~
1—2 мм).
• Оптические свойства веществ в инфракрасном излучении значительно
отличаются от их свойств в видимом излучении. Например, слой воды
в несколько сантиметров непрозрачен для инфракрасного излучения с
λ = 1 мкм. Инфракрасное излучение составляет большую часть
излучения ламп накаливания, газоразрядных ламп, около 50 %
излучения Солнца; инфракрасное излучение испускают некоторые
лазеры. Для его регистрации пользуются тепловыми и
фотоэлектрическими приёмниками, а также специальными
фотоматериалами.
Весь диапазон инфракрасного излучения делят на три составляющих:
• коротковолновая область: λ = 0,74—2,5 мкм;
• средневолновая область: λ = 2,5—50 мкм;
• длинноволновая область: λ = 50—2000 мкм

13. Термография
• Инфракрасная термография, тепловое изображение
или тепловое видео — это научный способ получения
термограммы — изображения в инфракрасных
лучах, показывающего картину распределения
температурных полей. Термографические камеры
или тепловизоры обнаруживают излучение в
инфракрасном диапазоне электромагнитного
спектра (примерно 900-14000 нанометров или 0,9-
14 μм) и на основе этого излучения создают
изображения, позволяющие определить перегретые
или переохлаждённые места. Так как инфракрасное
излучение испускается всеми объектами, имеющими
температуру, согласно формуле Планка для
излучения чёрного тела, термография позволяет
«видеть» окружающую среду с или
без видимого света. Величина излучения,
испускаемого объектом, увеличивается с
повышением его температуры, поэтому термография
позволяет нам видеть различия в температуре. Когда
смотрим через тепловизор, то тёплые объекты видны
лучше, чем охлаждённые до температуры
окружающей среды; люди и теплокровные животные
легче заметны в окружающей среде, как днём, так и
ночью. Как результат, продвижение использования
термографии может быть приписано военным и
службам безопасности.

14. Магнитно-резонансная томография
• Магнитно-резонансная
томография (МРТ, MRT, MRI) —
томографический метод
исследования внутренних
органов и тканей с
использованием физического
явления ядерного магнитного
резонанса — метод основан на
измерении электромагнитного
отклика ядер
атомов водорода на
возбуждение их определённой
комбинацией электромагнитных
волн в постоянном магнитном
поле высокой напряжённости. МРТ-изображение головы человека

15. Наблюдение за работой сердца в реальном
времени с применением технологий МРТ.

16. Мультипликация, составленная из нескольких
сечений головы человека

17. Формирование рентгеновского изображения
• Принцип получения рентгеновского изображения основан на
способности различных тканей в разной степени поглощать
рентгеновское излучение. Степень поглощения зависит от
плотности ткани, атомного номера составляющих ее
элементов и толщины.
• Пучок рентгеновского излучения при выходе из
рентгеновской трубки имеет равномерную плотность по всей
плоскости сечения; после прохождения через исследуемую
область фотонная плотность рентгеновского излучения
меняется соответственно внутренней структуре объекта;
возникает скрытый (поскольку наши глаза нечувствительны к
высокоэнергетическим фотонам рентгеновского излучения)
пространственный образ, в котором содержится информация
о строении объекта.

18. Устройство и принцип работы рентгеновской
трубки
• Рентгеновская трубка состоит из двух электродов
(анода и катода) и стеклянной колбы (рис.1).
Принципиальная схема рентгеновской трубки: 1 - катод; 2 - анод; 3 -
стеклянная колба; 4 - поток электронов; 5 - пучок рентгеновских лучей

19. • Проходя через объект исследования, рентгеновское
излучение в большей или меньшей степени
задерживается. Там, где излучение задерживается
больше, формируются участки затенения; где меньше -
просветления.
• Рентгеновское изображение может
быть негативным или позитивным. Так, например, в
негативном изображении кости выглядят светлыми,
воздух - темным, в позитивном изображении - наоборот.
• Рентгеновское изображение черно-белое и плоскостное
(суммационное).

20. • Схема получения томографического изображения: а - исследуемый
объект; б - томографический слой; 1-3 - последовательные
положения рентгеновской трубки и приемника излучения в
процессе исследованиям