حول جهاز الأشعة السينية واكتشافه
- قبل التعرف على مكونات جهاز الأشعة السينية بفضل اكتشاف جهاز الأشعة السينية يعود إلى العالم العظيم ويلهلم كونراد من الجنسية الألمانية، ومنذ ذلك الوقت أصبح الجهاز الأول في العديد من المستشفيات ومراكز العلاج حيث لا يمكن الاستغناء عنها بالتشخيص الجيد.
- بدأت فكرة الاختراع عندما قام العالم الألماني فيلهلم بتمرير شعاع إلكتروني عبر أنبوب مصنوع من الزجاج وخالي تمامًا من أي فقاعات هواء، ثم قام بلف الزجاجة بورق أسود، وذلك لمنع الأشعة المنبعثة من ذلك. زجاجة.
- بعد ذلك، وضع العالم شاشة فسفورية على الجانب الأمامي من الزجاجة المفرغة من فقاعات الهواء، ثم لاحظ حدوث وهج كبير داخل الشاشة الفسفورية بالتزامن مع اصطدامها بشعاع الإلكترون والمال بالأنبوب الزجاجي، ثم لقد تأكد من أن هذا التوهج ناجم عن أشعة جديدة تسمى X.
- بدأ العالم بإجراء العديد من التجارب التأكيدية، وذلك لمعرفة كيفية الاستفادة من هذه الأشعة الجديدة الصادرة أمامه، وفي إحدى التجارب رأى صورة لعظام يده، عندما وضع يده بالداخل. المنطقة بين الأنبوب المصنوع من الزجاجة والمصفاة الفسفوري.
- من هنا اكتملت فكرة جهاز الأشعة السينية للعالم الألماني، وبدأ في تصميم الجهاز للاستفادة منه في العديد من المجالات المختلفة وخاصة المجال الطبي.
مكونات جهاز الأشعة السينية
في الوقت الحاضر، ظهرت أنواع عديدة من أجهزة الأشعة السينية، ولكن يجب أن نعرف أنه مهما كانت أنواعها مختلفة، فهي في بنيتها الأساسية تشتمل على ثلاثة مكونات ثابتة وأساسية، ومكونات الأشعة السينية. الجهاز كالتالي:
1- أنبوب الأشعة
- يتكون هذا الأنبوب من مادة زجاجية خالية تمامًا من أي فقاعات هواء، وهذا الأنبوب له طرفان، أحدهما هو الطرف الموجب ويسمى الأنود، والآخر سالب ويسمى الكاثود.
- لم يقتصر تركيب الأنبوب الزجاجي على ذلك فقط، بل شمل أيضًا خيطًا مصنوعًا من مادة ذات خاصية يمكن صهرها، وتم استخدام التنجستن بشكل خاص، نظرًا لامتلاكه نقطة انصهار عالية تصل إلى 2000 درجة.
2- وحدة التحكم
هي الوحدة الأساسية في الجهاز المسؤولة عن تشغيل الجهاز وإغلاقه بإحكام، وتتحكم تلك الوحدة أيضًا في شدة الأشعة السينية المنبعثة من الجهاز والتي تبدأ من 40 كيلو فولت إلى 120 كيلو فولت.
3- رفع المحول إلى KV
يهتم هذا الجزء من الجهاز باستقبال الشحنة الكهربائية في الجهاز، وبعد ذلك يقوم بتحويل تلك الشحنة إلى طاقة عالية جدًا تستخدم في تغذية طرفي الأنبوب الزجاجي، ويسمى هذا الجزء في بعض الأجهزة باسم HIGH TENSION.
ما هو الفحص بالأشعة؟
- وهي من الفحوصات الطبية التي يحتاجها عدد كبير من الناس من أجل التشخيص الجيد والصحيح لمختلف الأمراض، ويتم هذا الفحص عن طريق اختراق أشعة تسمى الأشعة الكهرومغناطيسية (X-rays) في أنسجة وخلايا الجسم المختلفة، و ينتج عن هذا الفحص صورة توضح التركيب الداخلي لتلك الخلايا.
- تظهر أعضاء الجسم داخل الأشعة السينية بعدة ألوان مختلفة وهي ألوان الأسود والأبيض والرمادي بألوان مختلفة، وأوضح الخبراء أن الاختلاف في هذه الألوان ناتج عن الاختلاف في كثافة الأنسجة في الأعضاء، اللون الرمادي، على سبيل المثال، ينتج عن طريق فحص الأنسجة التي تحتوي على كميات من الدهون.
- يحتوي جسم الإنسان على أعضاء ذات كثافة عالية مثل العظام، وهذه الكثافة العالية تجعله يمتص كل الطاقة الإشعاعية التي يتعرض لها الجسم، فتظهر العظام بيضاء، بينما يمكن لأجزاء الجسم ذات الكثافة المنخفضة أن تمر منها من خلال الأشعة وتظهر في الفحص باللون الأسود.
مكونات جهاز Spectra لجهاز الأشعة السينية
بعد تحديد مكونات جهاز الأشعة السينية، تحتوي آلة الأشعة السينية على طيفين:
1- الطيف المستمر
- ذكرنا أيضًا أن الأنبوب الموجود داخل جهاز الأشعة السينية يتكون من عدة مكونات أساسية (الكاثود والأنود ومصدر الإلكترون).
- تتم عملية تسريع الإلكترونات من خلال فرق الجهد الناتج عن الكاثود والأنود، وينتج عن ذلك حدوث إشعاع في اتجاهات مختلفة، لكنها لا تصطدم بالهدف في وقت واحد، وبالتالي طيف مستمر من الإلكترونات لقد تكون.
2- الطيف المتميز
- في حالة وجود بعض الطاقة للإلكترونات الموجودة داخل الأنبوب الزجاجي، فإنها تمكنها من المرور بالقرب من الجزء الداخلي لعدد من الذرات التي يتكون منها الهدف. يؤدي هذا إلى هروب الإلكترون من مداره، تاركًا الذرة في حالة إثارة كبيرة.
- في النهاية، ستحل محل الذرة إلى حالتها الطبيعية، بفقدان كمية كبيرة من الفوتونات، وتسمى هذه الخسارة بالطيف المميز.
فكرة عمل جهاز الأشعة السينية
- عندما يمر التيار الكهربائي بين طرفي الأنبوب الزجاجي الخالي من أي جزيئات هواء، فإنه ينتج أشعة تسمى الأشعة السينية التي لها قدرة كبيرة على اختراق الأشياء وتوضيح هيكلها الداخلي، وتبدأ تلك الطاقة في الظهور على الشاشة الفسفورية الموجودة في ذلك الأنبوب.
- عند وضع أي شيء في المنطقة الواقعة بين الأنبوب الزجاجي والشاشة الفسفورية، يظهر الهيكل الداخلي لذلك الكائن على الشاشة، ومن هنا تم استخدام هذه الفكرة في تصميم جهاز يوضح الهياكل الداخلية لأي نموذج.
كيف تعمل آلة الأشعة السينية؟
- كما ذكرنا أن الجهاز يتكون من عدة أجزاء أساسية، وجميع هذه المكونات تعمل معًا للحصول على الأشعة السينية في النهاية.
- يبدأ عمل الجهاز من المفتاح الذي يساعد على إيصال الشعاع الإلكتروني إلى الجزء الداخلي من الأنبوب الزجاجي للجهاز، وهذا ينتج عنه طاقة تساهم في نقل الإلكترونات بين طرفي الأنبوب المفرغ من الهواء. وهذه المادة تسبب انبعاث شعاع كهرومغناطيسي.
- تحتوي هذه الأشعة على أشعة سينية، وتبدأ تلك الأشعة بالخروج من الأنبوب الزجاجي عبر فتحة معينة، وبعدها يتم توجيه الأشعة إلى الجسم لفحصها ومعرفة بنيتها.
خصائص الأشعة السينية
للأشعة السينية عدة خصائص مهمة، وهي كالتالي:
- لها سعة كبيرة جدًا تصل إلى 120 كيلو فولت.
- للإشعاع الكهرومغناطيسي طول موجي محدد يتراوح من 0.01 نانومتر إلى 10 نانومتر.
- يجب توخي الحذر عند استخدام الأشعة المؤينة، لأن الإفراط في استخدامها قد يساهم في الإضرار بخلايا الجسم.
- هذه الأشعة لها القدرة على اختراق جسم الإنسان وتوضيح بنياته الداخلية، لذلك تم استخدامها في تخيل العظام، بالإضافة إلى قتل الخلايا السرطانية.
تعرف على أهم فوائد الأشعة السينية
للأشعة السينية العديد من الفوائد المهمة في العديد من المجالات، ولعل من أهم تلك الفوائد ما يلي:
- وقد استخدم على نطاق واسع في المجال الطبي لتشخيص العظام في حالات الكسور، كما أصبح من أهم الطرق المستخدمة في تثبيط وقتل الخلايا السرطانية في الجسم.
- وقد ساهمت هذه الأشعة في الحفاظ على أمن الدول، من خلال استخدامها لفحص الحقائب في المطارات، للتأكد من خلوها من أي مواد ضارة أو متفرقة.
- يستخدم على نطاق واسع في تشخيص بعض الأمراض الخطيرة مثل التهابات الرئة، بالإضافة إلى سرطان الرئة والعديد من الأمراض الأخرى.
- كما أنها تستخدم على نطاق واسع في دراسة علم البلورات، وذلك بفضل الانعراج الذي تمتلكه هذه الأشعة.
- كما يستخدم في عمل الأشعة المقطعية للدماغ، وكذلك تصوير الأوعية الدموية في الجسم، بالإضافة إلى استخدامه في معرفة حجم بعض أعضاء الجسم الداخلية.
- كما يستخدم الجهاز في تشخيص بعض الثقوب التي يمكن أن تؤثر على الأسنان نتيجة وجود بعض البكتيريا الضارة.
- كما أنها أداة جيدة للكشف عن الأعطال الفنية داخل الجدران والأنابيب بجانب الكمرات والتوربينات.
الآثار الجانبية للأشعة السينية
من خلال مقالنا مكونات جهاز الأشعة السينية، هناك بعض الآثار الجانبية التي يمكن أن تصاحب الأشعة السينية، لكن تجدر الإشارة إلى أن هذه الآثار ناتجة عن الاستخدام الخاطئ لهذه الأشعة، وأوضح الخبراء أن آثارها الجانبية توجد في عدة نقاط وهي:
1- السرطان
- يمكن أن يتسبب التعرض المستمر لجرعات منخفضة من الأشعة السينية في حدوث بعض أنواع السرطان، ويمكن ملاحظة ذلك لدى عدد كبير من أطباء الأشعة.
- قد ينتج هذا السرطان عن تأين الخلايا بعد عمل الأشعة السينية، حيث من الممكن أن تبقى كمية من الطاقة الإشعاعية داخل الجسم، مما يتسبب في تلف خلايا وأنسجة الجسم.
2- تشوهات الجنين
تشوه الأجنة من الأمور الشائعة التي تسببها الأشعة السينية، لذلك تمنع المرآة الحامل من التعرض لهذا النوع من الإشعاع، خاصة في الأشهر الأولى من الحمل، وإذا تطلب الأمر هذه الأشعة، يقوم المختص بوضع لوحات مصنوعة من يؤدي إلى منعه من الوصول إلى الجنين.
3- متلازمة الجلد
الجرعات العالية التي يتعرض لها المريض من الأشعة السينية قد تسبب بعض الآثار غير المرغوب فيها على طبقات الجلد الخارجية، لذلك سميت بمتلازمة الجلد الإشعاعية.
كيف تستعد لفحص الأشعة السينية
هناك عدة إجراءات يجب الالتزام بها قبل إجراء الأشعة السينية، ومنها ما يلي:
- قبل البدء في هذه الأشعة، يقوم الطبيب المعالج بإعطاء المريض مادة مصنوعة من اليود، وذلك لتوضيح الجزء المراد فحصه داخل الجسم، وفي حالة وجود أي حساسية لليود يجب إخطار الطبيب بذلك.
- يقوم الأخصائي بعمل أشعة سينية عن طريق وضع صفيحة من الرصاص على الأعضاء التناسلية، وذلك لمنع هذه الأشعة من الوصول إلى تلك الأماكن، لأنها قد تؤثر سلبًا على صحة البويضات عند النساء والحيوانات المنوية عند الرجال.
- يتم إزالة أي معادن موجودة في المنطقة المراد فحصها، حتى لا تتداخل مع الأشعة.
- في حالة الحمل، يجب إبلاغ الطبيب المعالج، خاصة إذا كان الحمل في الأشهر الأولى، وذلك للحد من الأضرار التي قد تنجم عن هذا الأمر.
كيفية استخدام الأشعة السينية في المجال الطبي
- بالإضافة إلى لوحة التصوير الموضوعة في مؤخرة جسم المريض، يجب تزويد الفحص بالأشعة السينية بآلة تصوير بالأشعة السينية.
- يتم الفحص بطرق مختلفة، حيث يمكن للمريض القيام به في وضعية الوقوف، أو الاستلقاء على ظهره، أو الجلوس، وهذا الأمر يعتمد على المنطقة المراد توضيح الجزء الداخلي منها.
- يوجه الأخصائي المريض بعدم القيام بأي حركات لفترة قصيرة جدًا، وذلك للحصول على صورة واضحة للأنسجة المراد فحصها.
أخيرًا قدمنا لكم أهم مكونات جهاز الأشعة السينية وأهم فوائدها واستخداماتها في مختلف المجالات وخاصة في المجال الطبي بالإضافة إلى فكرة عمل الجهاز وكيف تم اكتشافه .