1. Поглощение рентгеновского излучения

При прохождении ЭМ рентгеновского излучения через вещество наблюдается его поглощение, причем закон поглощения аналогичен закону Ламберта-Берра. Он имеет вид для случая, когда толщина поглощающего слоя постоянна и равна Δ.

I = I₀e^-µδ, Io – интенсивность излучения исходящего из источника, I -интенсивность излучения, покидающего поглощающее вещество, µ – коэффициент ослабления. Установлено, что µ пропорционально плотности вещества, причем здесь используют массовый коэффициент поглощения, который является постоянной для всех веществ.

Ввиду того, что рентгеновское излучение является немонохроматическим, т.е. содержит в себе колебания различной частоты, то приходится использовать понятия эффективного коэффициента ослабления, которое определяется в зависимости от спектрального состава рентгеновского излучения. Интенсивность рентгеновского излучения, выходящего из объекта определяется формулой: I = kU_aⁿi_a.

2. Усилители рентгеновских изображений

Эти устройства служат для преобразования аналогового изображения и включают в свой состав РЭОП, передающую аналоговую камеру 1 и телевизор 2. Это позволяет наблюдать яркое теневое рентгеновское изображение на экране телевизора – схема а.

Применяют так же тандемы (схема б.). Здесь имеется 2 канала получения изображения, что достигается установкой полупрозрачного зеркальца 4 на выходе РЭОП. Один канал остается телевизионным, а второй оптическим, с помощью окуляра 3.

3. Возможность получения изображений с помощью ямр.

Известно, что все атомы помимо вращающегося вокруг ядра электронов обладают еще очень важным параметром – спином. Спин – вращение. Наилучшим образом это можно пояснить на примере атома Н. Более того, Н входит в состав воды, а последняя составляет 70-80 % тканей человека. Поэтому в настоящее время с помощью ЯМР определяется именно плотность распределения атомов водорода в различных органах человека.

В настоящее время принято использовать название магнитно-резонансные томографы.

Подобно тому, как виток, по которому течет ток и возникает магнитное поле, определяемое вектором М, точно также ядро атома водорода, состоящее из 1 протона, при своем вращении создает некоторое магнитное поле, которое можно обозначить вектором М.

Когда на образец ткани, содержащий атомы водорода, не действует магнитное поле, то их магнитные моменты располагаются случайным образом. Если ткань расположить в магнитном поле, то атомы водорода располагаются вдоль магнитных силовых линий (рис. а), причем магнитные моменты совершают вращательные движения вокруг магнитных силовых линий этого поля (рис. б).

Причем ядра атомов, расположенные в МП, движутся так, что вектор магнитной индукции описывает в пространстве окружность (рис. б). Это явление называется прецессией. Частота прецессии описывается формулой f = γB/2π, где f - частота, В - магнитная индукция, гамма – постоянный гиромагнитный коэффициент. Как видно из формулы, при увеличении В частота прецессии увеличивается.

Если на атом Н воздействовать внешним ЭМ полем радиочастотного диапазона, то атомы поворачиваются и магнитный момент начинает вращаться так, как показано на рис в.

Если, как показано на рисунке, от передатчика П – послать в образец ткани радиочастотный сигнал, соответствующий частоте f, то магнитные моменты атомов поворачиваются перпендикулярно магнитно-силовым линиям и совершают вращения в плоскости, перпендикулярной, вокруг силовых линий. Когда сигнал от передатчика исчезает, то магнитные моменты атомов постепенно поворачиваются и занимают положение, показанное на рисунке а. При этом во внешнюю среду излучается ЭМ энергия на такой же частоте f, которая была использована для возбуждения атомов. Эта ЭМ энергия воспринимается радиоприемником ПР. В зависимости от количества атомов водорода сигнал получаемого от образца будет изменяться. При увеличении атомов Н сигнал будет увеличиваться. Необходимо отметить, что это явление очень сложно и приведенное исследование приведено в рамках классической механики.

На рис. г, показан возбуждающий сигнал, посылаемый передатчиком, а на рис. д – сигнал, который принимается приемником.

Поведение атомов водорода в неоднородном МП отличается от рассмотренных выше в однородном МП.

Если предположить, что слои А и С исследуемой ткани расположены в неоднородном магнитном поле и их магнитная индукция слоя больше или меньше той, которая соответствует магнитному резонансу, то при облучении ткани ЭМ излучением, находящиеся в этих слоях атомы водорода не способны реагировать на внешнее ЭМ излучение, и только в слое В, магнитная индукция в котором соответствует резонансной частоте колебаний атомов водорода, возникает ЯМР. Таким образом можно получать информацию о плотности упаковки атомов водорода в слое В. Если изменить частоту облучения, то можно добиться получения сигнала магнитного резонанса от слоя А и С. Аналогичного эффекта можно достичь, изменяя значение магнитной индукции. Только в этом случае нужно использовать магнит с переменным значением индукции (электромагнит).

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 4