Беседы о рентгеновских лучах
Шрифт:
Конструкторы, понятно, никогда не останавливались на достигнутом. Одна из важных задач, которую они поставили перед собой, - свести на нет так называемую динамическую нерезкость, обусловленную движением органов. Если задержать дыхание, легкие не будут изменять объем и форму, но сердце, например, никак не остановишь. Желудок тоже сокращается непроизвольно. Чтобы снимки его были четкими, необходимо уменьшить выдержку до 0,02 секунды. И стало быть, увеличить мощность рентгеновской аппаратуры до 50 киловатт как минимум. Значит, через трубку пойдет ток в 0,5 ампера при напряжении в 100 тысяч вольт. А это связано с целым рядом трудностей.
Конечно, добиться таких параметров - дело нехитрое. На практике они бывают и зыше. Но чем жестче режим, тем больше энергии затрачивается впустую - на тепловые потери, которые и так уносят львиную ее долю (едва ли не 99 процентов!). Как видно, у рентгеновской трубки КПД ничтожно мал (около 1 процента).
Он намного ниже, чем, например, у парового котла (20 процентов).
Впрочем, дело не только и даже, пожалуй, не столько в потерях энергии самих по себе. Главное в другом: чем интенсивнее выделяется тепло, тем сильнее нагревается анод. Он раскаляется зачастую до 2 тысяч градусов, из-за чего постепенно разрушается. И вот его стали делать вращающимся. Чтобы площадочка, куда бьют электроны, непрерывно перемещалась по его зеркалу, а остальная поверхность тем временем отдыхала, охлаждаясь. Такое решение позволило поднять мощность рентгеновских трубок с 5 до 50 киловатт. Но и этого оказалось недостаточно.
При некоторых обследованиях (скажем, при съемке сосудов сердца) экспозицию необходимо сократить до 0,001 секунды. И значит, соответственно увеличить мощность. Технически такое вполне реально:
достаточно расширить площадочку на аноде, куда нацелен сфокусированный пучок электронов. Но тогда изображение проиграет в резкости. Поперечник этого фокусного пятна не должен превышать двух миллиметров.
Идеальной была бы точечная мишень. Уже удалось получить такой источник с помощью лазера. Эксперименты обнадеживают.
Сейчас продолжаются попытки усовершенствовать анод так, чтобы он, с одной стороны, не перегревался, а с другой - стал более жаропрочным. Пока что его делают из таких тугоплавких материалов, как вольфрам, молибден. Возможно, пригодится графит, обладающий завидной термостойкостью. Если из него будет создан достаточно прочный и компактный анод, мощность трубки значительно увеличится.
Предстоит справиться и с другими задачами. При жестких режимах работы анод должен вращаться быстрее, иначе он расплавится. Однако при больших скоростях да еще высоких температурах не выдерживают подшипники. Нужна особая смазка: не только термостойкая, но и нелетучая, рассчитанная на работу в вакууме.
25.
– Итак, все новые проблемы?
– Да, но и все новые поиски, новые находки.
Без этого немыслимо развитие, которое всегда идет через преодоление противоречий.
– Но зачем окунаться в атмосферу вашей кухни нам, непосвященным?
– Ее нелишне почувствовать всем. В эпоху научнотехнической революции не только рентгенолог или иной ученый - любой наш современник, сознает он это или нет, обязан мыслить иначе, чем его деды, не вправе ограничиваться простым исполнением привычных функций "по старинке". Не может не интересоваться: почему так, а не иначе и как лучше? Иначе говоря, должен не бежать от проблем, не закрывать их, а вскрывать, ставить и разрешать.
Что произошло бы с нашими современниками и потомками, если бы на Земле вдруг не стало серебра?
Иные усмехнутся: никакой трагедии, проживем и без него. Чайные ложки, мол, да подстаканники можно делать из нержавеющей стали...
Что ж, ювелирная промышленность и впрямь легко обошлась бы без этого драгоценного металла. Куда труднее отказаться от него электротехнике, но и тут наверняка удастся подыскать достойную замену. А вот как быть кинофотоиндустрии? Это единственная из трех названных отраслей - главных его потребительниц, которая без серебра просто немыслима.
Кто не знает, что светочувствительной пленку делают соединения серебра? Всем известно и то, что она нужна не только кинооператору и фоторепортеру, но и тому, кто спасает людей от болезней, от смерти, - рентгенологу.
Вот уж подлинно драгоценный металл! В первую очередь для медицины. И это один из дефицитнейших элементов на Земле. По некоторым подсчетам, его мировых запасов хватит разве лишь на 20 лет. Конечно, какая-то его часть возвращается благодаря утилизации
отходов, но именно часть. А расходы продолжают расти.
Его экономия - одна из насущнейших задач, важность которой многие, к сожалению, все еще не осознали в полной мере.
Рентгеновская пленка имеет два эмульсионных слоя.
Каждый квадратный метр содержит 14 граммов серебра. Используется же она в огромных и к тому же растущих количествах. Проблема налицо. А поиски, решения?
Мы помним, что такое флюорография. Что профилактические обследования населения этим методом, хотя и остаются массовыми, кое-где, однако, начали уже сворачиваться. В будущем их масштабы станут, вероятно, намного меньше, чем ныне. Сократится и расход пленки.
Но сберегать ее в еще больших количествах позволило бы повсеместное распространение опыта, накопленного флюорографией.
Флюорограмма имеет только один светочувствительный слой. Кроме того, она по площади в 10-20 раз меньше крупноформатной стандартной рентгенограммы.
И в большинстве случаев может ее заменить, что сулит немалую экономию. Конечно, изображение будет мельче.
Но его можно увеличить для рассматривания с помощью специальных проекторов. Дело, понятно, не только в материальной выгоде. Если компактную флюорографическую камеру установить на электронно-оптический усилитель стационарного аппарата, можно полностью заменить крупноформатные снимки на 70- или 100-миллиметровые флюорограммы, снизив при этом лучевые нагрузки.
Такая комбинация обладает еще одним достоинством. Она позволяет запечатлеть .исследуемый орган почти кинематографически - многократно с коротким интервалом по заданной программе. Например, с частотой 6 кадров в секунду. Это очень важно при регистрации быстротекущих процессов. Таких, как, скажем, глотание "бариевой каши" (контрастной массы) и ее продвижение по пищеводу.
Хорошо, а не уменьшится ли вместе с размерами изображения его диагностическая информативность? Да, если пленка 70-миллиметровая. Нет, если она 100-мил* лиметровая. Сделанные на ней снимки по разрешающей силе равноценны стандартным крупноформатным рентгенограммам. Правда, требуют увеличения, но при необходимости могут разглядываться и без проектора, невооруженным глазом.