Синхротрон

Недавно физики и рентгенологи существенно увеличили контраст кровеносных сосудов, применив для обнаружения соединений йода вместо обычных рентгеновских трубок новый источник рентгеновских лучей, а именно синхротрон. Синхротрон — современный ускоритель заряженных микрочастиц, изобретенный академиком В. И. Векслером. Если синхротрон применен для ускорения электронов, то их движение внутри ускорителя порождает электромагнитное излучение. Его называют синхротронным излучением. Оказалось, что, выбрав особую конструкцию и особый режим небольшого синхротрона и ускоряя в нем электроны, можно получить рентгеновское излучение, сильно поглощаемое атомами йода и слабо поглощаемое другими атомами. Применив такой синхротрон для рентгеновской диагностики, можно за тысячную долю секунды сфотографировать кровеносные сосуды сердца, а, повторяя это по нескольку раз в секунду, можно получить кинофильм, демонстрирующий состояние кровеносных сосудов сердца в течение всех фаз его сокращения и расслабления. Этот же метод можно применять и в вычислительной рентгеновской томографии для исследования состояния кровеносных сосудов мозга, сердца и других жизненно важных органов.

Рентгеновская вычислительная томография недавно оказалась превзойденной ядерной вычислительной томографией. Новый метод исследования имеет два решающих преимущества. Во-первых, он делает совершенно ненужным применение рентгеновских лучей, которые даже в малых дозах опасны, прежде всего, для организма младенцев. Во-вторых, ядерная томография способна не только фиксировать плотность тканей, что делает рентгеновская томография, но и выяснять их химический состав. Например, отличать мышечную ткань от жировой и даже нормальную здоровую от опухолевой.

Процесс, лежащий в основе ядерной томографии, называют ядерным магнитным резонансом. Суть его, как видно из самого названия, заключена в том, что поглощение радиоволн в веществе зависит от свойств ядер тех атомов, которые входят в его состав. Взаимодействуя с радиоволной, ядра ведут себя как радиоприемники. Они интенсивно поглощают те радиоволны, которые воздействуют па них в резонансе, и не взаимодействуют с радиоволнами, имеющими нерезонансную с ними длину волны. Особенно удобно наблюдать явление ядерного магнитного резонанса в протонах — ядрах атомов водорода, а также в ядрах атомов фосфора и некоторых других атомов, входящих в состав человеческого тела. Интенсивность поглощения радиоволн зависит от концентрации соответствующих атомов, то есть от их количества в данном малом объеме ткани.

Важно, что частота радиоволн, которые особенно сильно поглощаются ядрами атомов каждого сорта, зависит от ближайшего окружения этих атомов. Например, частота ядерного магнитного резонанса протонов в воде, где их ближайшими соседями являются атомы кислорода и остальные атомы водорода, отличается от соответствующей частоты резонанса для протонов, входящих в атомы водорода, содержащихся в жировой или в мышечной ткани.

Благодаря таким изменениям частоты резонанса удается с большой точностью различать ткани здоровых частей тела от тканей, пораженных тем или другим заболеванием. Мы видим, что и в области медицины автоматические системы, снабженные ЭВМ, захватывают все большее и большее поле деятельности.

Технологии производства автомобилей:
© 2009-2013 Все права защищены и принадлежат их владельцам. [+]