Рентгенотехника - розділ рентгенології, що займається питаннями вивчення фізико-технічних властивостей рентгенівських променів, а також методів розрахунку. конструювання, виробництва та експлуатації рентгенівських апаратів та допоміжного обладнання рентгенівських кабінетів.
Початок розвитку рентгенотехніки пов'язано з відкриттям рентгенівських променів (див. Рентгенівське випромінювання) і відноситься до кінця 19 століття. За порівняно невеликий відрізок часу кілька десятиліть рентгенотехника оформилася як важлива спеціальність, має велике наукове і прикладне значення в різних галузях теоретичної і практичної діяльності.
Рентгенотехника широко використовується в металургії для просвічування металів, кристалографії, спектрографії, при структурному аналізі.
Рентгенотехника застосовується також в геології при дослідженні корисних копалин; лісової, легкої і харчової промисловості; в товарознавстві; в біології (рослинництві), зоології та тваринництва, генетики; у ветеринарії; в палеонтології, антропології та порівняльної анатомії.
Рентгенотехника застосовується також у судовій експертизі у митній практиці і навіть в мистецтві, де рентгенотехника, зокрема, використовують для наукового аналізу достовірності творів живопису.
Рентгенотехника в медицині виділилася в спеціальний розділ, що став базою медичної рентгенології, сприяє задоволенню зростаючих технічних запитів рентгенології в області рентгенодіагностики (див.),рентгенотерапії (див.), а також вимог щодо об'єктивних способів вимірювання енергії рентгенівського випромінювання (див. Дозиметрія, Дози іонізуючих випромінювань) і способів захисту від проникаючого випромінювання (див. Противолучевая захист).
Серед різних наукових та практичних галузей знання найбільш істотну роль у розвитку рентгенотехніки зіграли фізика, математика, хімія, оптика, електротехніка, механіка, зокрема телемеханіка, електроніка та ін. Цей вплив було взаємно плідним, так як розвиток рентгенотехніки в свою чергу сприятливо позначилося на подальшому розвитку живили її наук, що особливо наочно проявилося на прикладі застосування рентгенотехніки в теоретичної, експериментальної та прикладної фізики.
Оскільки розвиток рентгенотехніки було підготовлено всім ходом історичного процесу розвитку науки і техніки, виявилося природним, що, незважаючи на відносну недосконалість засобів зв'язку (радіозв'язок ще була в зародковому стані) і різний рівень технічного розвитку в різних країнах Європи та Америки, більшість лабораторій у багатьох країнах світу успішно оволоділа технікою відтворення досвіду Рентгена вже незабаром після опублікування ним його класичній праці «Про новий рід променів», названих його іменем.
Прогресивні лікарі кінця 19 і початку 20 століття відразу оцінили значення практичного застосування рентгенівського випромінювання в медицині і в співдружності з провідними інженерами і техніками того часу почали розробляти рентгенотехнические пристрої для медичних цілей.
Першим рентгенотехником в Росії був винахідник радіо А. С. Попов, який виготовив у 1896 р. в Кронштадті рентгенівські трубки і зібрав перший в країні рентгенівський апарат.
У тому ж році в США Едісон сконструював експериментальний рентгенівський апарат, на якому можна було робити найпростіші рентгенівські знімки і просвічування (рис. 2).
Потрібен був, однак, піввіковий період розвитку рентгенотехніки, для того щоб замість недосконалого обладнання рентгенівських кабінетів першого десятиліття після відкриття рентгенівських променів з'явилися сучасні, зручні, повністю автоматизовані і безпечні рентгенотехнические пристрої для рентгенодіагностики і рентгенотерапії.
Піонери рентгенотехніки домагалися перших позитивних практичних результатів у своїх примітивних рентгенівських кабінетах (рис. 1) з великими труднощами і ризиком для життя і здоров'я. В якості джерел високої напруги застосовувалися індуктори, а генераторами рентгенівського
випромінювання служили газомісткі іонні трубки, вельми ненадійні і трудноуправляемые.
Штативи були крихкими, незручними і небезпечними як відносно ураження електричним струмом, так і в сенсі майже повної відсутності захисту хворих і обслуговуючого персоналу від впливу проникаючого випромінювання.
Тільки після того як перші рентгенологи і їх пацієнти відчули на собі трагічні наслідки біологічної дії рентгенівського випромінювання, були зроблені серйозні пошуки необхідних засобів і способів захисту.
Однак навіть раціональне розташування досліджує лікаря при просвічуванні щодо рентгенівської трубки, досліджуваного об'єкта і просвічує екрана було досягнуто не відразу. Так, Рентген (1895), просвічуючи власну руку, знаходився між рентгенівською трубкою і просвічує екраном, зверненим флюоресцирующей поверхнею до трубки.
Сальвіоні (Salvioni, 1896) - автор прототипу сучасного криптоскопа (приладу, що дозволяє просвічувати в незатемненому приміщенні), вже знаючи наслідки біологічної дії рентгенівського випромінювання, запропонував більш раціональне, ніж Рентген, розміщення дослідника при просвічуванні. Він встановив напівпрозорий екран між просвечиваемым об'єктом і дослідником, звернувши екран флюоресцирующей поверхнею не до рентгенівської трубці, як це робив Рентген, а до дослідника, тобто так, як це практикується в даний час.
Таке на перший погляд просте рішення питання створило надалі необхідні передумови для раціональної захисту досліджує лікаря від прямого рентгенівського випромінювання.
В даний час (завдяки застосуванню в сучасних рентгенівських установках різного роду захисних матеріалів і пристосувань на кожухах рентгенівських трубок та їх анодах, на рентгенівських штативах, використання захисних огороджень, ширм, фартухів, рукавичок тощо) персонал рентгенівських кабінетів практично захищений не тільки від первинного, але і від вторинного, розсіяного випромінювання.
І все ж у світлі сучасних генетичних досліджень і даних про віддалені генетичні наслідки впливу іонізуючого випромінювання проблема протипроменевий захисту (див.) продовжує залишатися досить актуальною. Вона вимагає для свого радикального вирішення подальших спільних зусиль інженерів, фізиків, біологів та лікарів.
Серйозним гальмом розвитку медичної рентгенотехніки в перше десятиліття з'явилася мала потужність рентгенівської апаратури і необхідність у зв'язку з цим застосовувати великі експозиції при знімках. Виникаюча при цьому так, динамічна нерізкість робила рентгенограми технічно недосконалими і малопридатними для кваліфікованої рентгенодіагностики, а цілий ряд областей людського тіла і зовсім був недоступний рентгенологічному дослідженню.
В італо-абіссінську війну 1896 р., а потім в російсько-японську війну 1904 - 1905 рр. рентгенодиагностическая робота зводилася в основному до розпізнавання грубих пошкоджень кісток і локалізації сторонніх тел. Для знімка кінцівок була потрібна експозиція від 30 сек. до 1 хв., області грудей - близько 2 хв., а для знімка області тазу - 4-5 хв. Ці експозиції застосовувалися в рентгенівських кабінетах військових госпіталів Хабаровська, Миколаївська, Владивостока, Чіти і Харбіна, в обложеному Порт-Артурі, а також на крейсері «Аврора», що брав участь у бою під Цусимой. На «Аврорі» в рубці бездротового телеграфу зусиллями піонера військово-морський рентгенології старшого лікаря крейсера В. С. Кравченко був обладнаний рентгенівський апарат, який харчувався струмом високої напруги від індукційної котушки Румкорфа, служила також і для генерування радіохвиль.
Суттєвим поштовхом до подальшого розвитку рентгенотехніки з'явилося в 1904 р. пропозицію американця Снука замінити індуктор як джерело високої напруги високовольтним трансформатором з механічним обертовим випрямлячем змінного струму високої напруги. Це значно підвищило потужність рентгенівських установок і поліпшило умови роботи рентгенівських трубок.
Приблизно 10 років потому Кулідж (W. D. Coolidge) успішно завершив тривала з 1905 р. роботу з удосконалення рентгенівських трубок (див.). В результаті з'явилися вакуумні трубки з накаливающимся катодом, надійні і добре регульовані, незабаром витіснили повсюдно не тільки примхливі і незручні іонні (газові) трубки, але і інші менш вдалі конструкції вже були в різних країнах рентгенівських трубок з накаливающимся катодом.
Вивчення патентної літератури промислово розвинених країн показує, що в подальшому відбувався (і до теперішнього часу відбувається) процес безперервного вдосконалення різних рентгенотехнических пристроїв, вузлів і деталей рентгенівських установок та допоміжного устаткування рентгенівських кабінетів (отсеивающих решіток, негатоскопів, фотолабораторного обладнання), а також приймачів рентгенівської енергії (плівки, що підсилюють і просвічують екрани).
Безперервно продовжують поліпшуватися схеми рентгенівських установок шляхом удосконалення випрямляючих пристроїв заміни кенотронов більш зручними і довговічними селеновыми випрямлячами, постачання цих установок все більш досконалими системами регулювання, стабілізації і компенсації струму і напруги, а також продуманою системою контрольних вимірювальних приладів, що забезпечують автоматичний і повний контроль за роботою.
Особливо великі успіхи досягнуті як щодо захисту хворих та персоналу рентгенівських кабінетів від ураження струмом високої напруги, так і в частині протипроменевий захисту.
Радикальне рішення проблеми електричної безпеки стало можливим з тих пір, коли у другій чверті 20 століття було освоєно виробництво рентгенівських апаратів так званого закритого типу, в яких всі струмоведучі частини високої напруги були надійно ізольовані від випадкового дотику.
В даний час це досягається двома способами: або за допомогою високовольтних ізольованих кабелів, що з'єднують високовольтні пристрої з рентгенівською трубкою (рис. 3), або ж шляхом створення так званих блок-апаратів. Останній спосіб полягає в тому, що всі високовольтне обладнання разом з рентгенівською трубкою монтується в загальному металевому кожусі, герметично закритому, надійно ізольований і заземленому, в якому залишають лише невелике вікно для виходу корисного пучка рентгенівського випромінювання. Масло, яке зазвичай використовується в якості ізолюючої і охолоджуючої середовища, виконує при цьому одночасно й роль першого фільтра, що поглинає саму м'яку частину рентгенівського випромінювання.
Практичне впровадження в клінічну практику радіоактивних ізотопів і прискорювачів заряджених частинок для цілей променевої терапії (телегаммаустановки, бетатроны та інші джерела випромінювань високих енергій) вирішило проблему подальшого підвищення напруги в рентгенотерапевтических установках, оскільки проникаюча здатність випромінювання найбільш потужних сучасних установок для рентгенотерапії значно поступається зазначеним нових джерел променистої енергії. Удосконалення рентгенотерапевтических установок в даний час йде по шляху створення поряд з установками для статичного опромінення установок для рухомих методів опромінення (див. Рентгенівські апарати).
Хоча конструкції установок для терапії із-за відносної однорідності процедур значно простіше, ніж конструкції рентгенодіагностичних установок, тим не менш і в сучасних установках для рентгенотерапії є складні системи захисних блокувань та релейних пристроїв, а також інтегральні дозиметри, автоматично вимикаючі апарат після отримання наперед заданої дози випромінювання. Крім того, в установках для рухомих методів опромінення є складні механічні системи, що забезпечують ті чи інші види плавного руху рентгенівської трубки в процесі опромінення в залежності від характеру застосовуваного способу (ротаційний, конвергентний) терапії.
В даний час перед рентгенотехникой, що використовує досягнення сучасної науки і техніки, відкриваються нові перспективи, пов'язані з впровадженням у практику медичної рентгенотехніки електронно-оптичних перетворювачів та підсилювачів рентгенівського зображення, а також із застосуванням принципів телебачення в медицині (рис. 4). Використання цих сучасних пристроїв у рентгенодіагностичних апаратах сприяє різкому поліпшенню умов праці лікаря-рентгенолога, можливості працювати в незатемненому приміщенні, розширенню демонстраційних можливостей, дуже важливих в педагогічних цілях, а головне - різкого зменшення професійної шкідливості у зв'язку зі значним зменшенням променевого навантаження на хворих і персонал рентгенівських кабінетів.
Рис. 1. Один з перших рентгенівських апаратів зразка 1896 р., на якому Сегю справив вперше у Франції знімок кисті. Рис. 2. Едісон (1896) просвічує на сконструйованому ним рентгенівському апараті кисть свого асистента за допомогою криптоскопа. Рис. 3. Сучасний універсальний діагностичний рентгенівський апарат на два робочих місця.
Рис. 4. Стаціонарний рентгенівський діагностичний апарат з телевізійною передачею зображення.
