Τι είναι οι ακτίνες Χ; τις χρήσεις, τις εικόνες, τη διαδικασία και τις εφαρμογές

Τι είναι οι ακτίνες Χ; Γιατί χρησιμοποιούνται;

Η χρήση ακτίνων Χ επιτρέπει στους γιατρούς να κοιτάξουν μέσα στο σώμα τη διάγνωση ενός τραυματισμού ή μιας ασθένειας. Όταν γίνεται για κατάλληλες καταστάσεις, οι ακτίνες Χ είναι ασφαλείς και ευεργετικές. Είναι σημαντικό οι ακτίνες Χ να μην χρησιμοποιηθούν κατά λάθος ή να χρησιμοποιηθούν υπερβολικά επειδή, κατά τη διάρκεια μιας ζωής, ένα άτομο μπορεί να εκτεθεί σε μια αρκετά μεγάλη ποσότητα αθροιστικής ακτινοβολίας και είναι σημαντικό να εξεταστεί το όφελος κάθε δοκιμής ακτίνων Χ πριν γίνει .

Οι ακτινολόγοι τεχνολόγοι εκπαιδεύονται να χρησιμοποιούν τη μικρότερη δυνατή ακτινοβολία για να παράγουν μια εικόνα που θα βοηθήσει στη διάγνωση. Ο τεχνολόγος ή ο ακτινολόγος (ο γιατρός που επιβλέπει τη δοκιμή και στη συνέχεια ερμηνεύει τις εικόνες ακτίνων Χ) είναι συχνά σε θέση να πει στον ασθενή πόση ακτινοβολία χρησιμοποιείται.

Εάν ρωτήσετε και σας ειδοποιηθεί μια δόση ακτινοβολίας, ίσως να μην καταλάβετε τι θα μπορούσε να σημαίνει μια δόση 1 milisievert (mSv). Αλλά εάν αυτή η αποτελεσματική δόση μετατραπεί σε χρόνο που θα σας χρειαζόταν να συσσωρεύσετε την ίδια αποτελεσματική δόση από ακτινοβολία υποβάθρου, θα μπορούσατε να κάνετε μια σύγκριση. Για παράδειγμα, ο μέσος ρυθμός υποβάθρου της ακτινοβολίας στην οποία εκτίθεστε από το περιβάλλον μόνο εάν ζείτε στις Ηνωμένες Πολιτείες είναι περίπου 3 mSv ετησίως. Επομένως, μια μαστογραφία με δόση 1 mSv θα μεταφράζεται στην ποσότητα ακτινοβολίας που θα πετύχατε απλώς να ζήσετε στις ΗΠΑ για περίπου τέσσερις μήνες.

Αυτή η μέθοδος εξήγησης της ακτινοβολίας καλείται Time Equivalent Radiation Time ή BERT. Η ιδέα είναι να μετατραπεί η αποτελεσματική δόση από την έκθεση στο χρόνο σε ημέρες, εβδομάδες, μήνες ή χρόνια που θα χρειαζόταν για να επιτευχθεί η ίδια αποτελεσματική δόση από ακτινοβολία υποβάθρου. Η μέθοδος αυτή συστήθηκε επίσης από το Εθνικό Συμβούλιο για την Προστασία και τη Μέτρηση της Ακτινοβολίας των Ηνωμένων Πολιτειών (NCRP).

Ωστόσο, οι δόσεις ακτινοβολίας μπορεί να συσσωρεύονται γρήγορα, ανάλογα με την κατάσταση. Ένα θύμα τραύματος που τραυματίζεται σοβαρά μπορεί να εκτεθεί σε 30 mSv κατά τη διάρκεια της θεραπείας. Για να το θέσουμε σε προοπτική, ένας επιζήσας από τη Χιροσίμα μπορεί να έχει εκτεθεί σε 50-150 mSv ακτινοβολίας.

Ακτινοβολία έναντι ραδιενεργών ακτίνων Χ

Είναι φυσικό να μπορούμε να συγχέουμε τις ακτίνες Χ με ακτινοβολία από τη ραδιενέργεια. Μπορείτε να σκεφτείτε ότι η ανθρώπινη ακτινοβολία είναι πιο επικίνδυνη από μια ίση ποσότητα φυσικής ακτινοβολίας, αλλά αυτό δεν συμβαίνει απαραίτητα.

Η περισσότερη ακτινοβολία υποβάθρου προέρχεται από τη ραδιενέργεια στο σώμα ενός ατόμου. Είμαστε όλοι ραδιενεργός. Ένας τυπικός ενήλικας έχει πάνω από 9.000 ραδιενεργές αποσυνθέσεις στο σώμα του / της κάθε δευτερόλεπτο. Αυτό είναι πάνω από το μισό εκατομμύριο ανά λεπτό. Η προκύπτουσα ακτινοβολία πλήττει δισεκατομμύρια των κυττάρων μας κάθε ώρα. Υπάρχουν δύο επιστημονικές ποσότητες που χρησιμοποιούνται στη συζήτηση για την προστασία από την ακτινοβολία: ισοδύναμη δόση και αποτελεσματική δόση. Καμία από τις ποσότητες αυτές δεν μπορεί να μετρηθεί άμεσα.

Αποτελεσματική δόση

Η αποτελεσματική δόση, E, ορίζεται από τη Διεθνή Επιτροπή για την Ακτινοπροστασία (ICRP) και εγκρίθηκε από το Εθνικό Συμβούλιο για την Προστασία και τη Μέτρηση της Ακτινοβολίας των ΗΠΑ (NCRP). Η έννοια της αποτελεσματικής δόσης είναι ελκυστική, αλλά ανέφικτη. Το Ε προορίζεται να εξισώσει τον σχετικό κίνδυνο πρόκλησης θανατηφόρου καρκίνου από μερική δόση σώματος (όπως απόγονοι ραδονίων στους πνεύμονες) στη δόση ολόκληρου του σώματος που θα είχε τον ίδιο κίνδυνο να προκαλέσει θανατηφόρο καρκίνο.

Η αποτελεσματική δόση δεν μπορεί να μετρηθεί και είναι δύσκολο να υπολογιστεί. Οι φυσικοί χρησιμοποιούν προγράμματα προσομοίωσης υπολογιστή για να εκτιμήσουν τις δόσεις οργάνων σε έναν τυπικό ασθενή από τυπικές συνθήκες έκθεσης για διάφορες εξετάσεις ακτίνων Χ. Τα αποτελέσματα αυτών των προσομοιώσεων μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εκτίμηση του Ε για διάφορες εκθέσεις ασθενών. Μόλις κατασκευαστεί ένας πίνακας αποτελεσματικών δόσεων για μια συγκεκριμένη μονάδα ακτινών Χ, είναι απλό να υπολογιστεί ο BERT - ο χρόνος για να επιτευχθεί η ίδια αποτελεσματική δόση από την ακτινοβολία υποβάθρου. Τυπικές αποτελεσματικές δόσεις και τιμές BERT για ορισμένες κοινές προβολές ακτίνων Χ παρατίθενται εδώ.

Τυπικές αποτελεσματικές δόσεις και τιμές BERT για ορισμένες κοινές μελέτες ακτίνων Χ σε έναν ενήλικα (προσαρμοσμένο από την Έκθεση 53 της IPSM)

Τύπος ακτινογραφίας	Αποτελεσματική Δόση (mSv)	BERT (ίδια δόση από τη φύση)
Οδοντικό, ενδοστοματικό	0, 06	1 εβδομάδα
Ακτινογραφια θωρακος	0, 08	10 ημέρες
Θωρακική σπονδυλική στήλη	1.5	6 μήνες
Οσφυϊκή μοίρα	3	1 χρόνος
Άνω σειρά GI	4.5	1, 5 έτη
Κάτω σειρά GI	6	2 χρόνια

Η αποτελεσματική δόση δεν πρέπει να συγχέεται με τη δόση εισόδου του δέρματος (ESD), η οποία χρησιμοποιείται συνήθως για την περιγραφή της ακτινοβολίας του ασθενούς έως και πριν από περίπου 20 χρόνια. Το ESD είναι εύκολο να μετρηθεί, αλλά δεν είναι ένα καλό μέτρο για την ποσότητα της ακτινοβολίας που λαμβάνει ένας ασθενής. Για παράδειγμα, η ESD για μια οδοντιατρική ενδοαρθρική ακτινογραφία (για παράδειγμα, ένα bitewing) είναι περίπου 50 φορές μεγαλύτερη από την ESD για μια ακτινογραφία θώρακα, ωστόσο η αποτελεσματική δόση από την οδοντική έκθεση είναι συνήθως χαμηλότερη από τη δόση από ακτινογραφία θώρακα.

Οι διαγνωστικοί ακτίνες X δεν αυξάνουν τον κίνδυνο καρκίνου

Δεν υπάρχουν μελέτες σχετικά με την ακτινοβολία στους ανθρώπους που έχουν δείξει αύξηση του καρκίνου στις δόσεις που χρησιμοποιούνται σε διαγνωστικές ακτίνες Χ.

Οι επιζώντες με βόμβα (από τη Χιροσίμα και το Ναγκασάκι), οι οποίοι είχαν μεγάλες δόσεις - μεγαλύτερες από το αντίστοιχο των 150 ετών ακτινοβολίας υποβάθρου - είχαν ελαφρά αύξηση στον καρκίνο. Τα τελευταία 50 χρόνια υπήρξαν κατά μέσο όρο λιγότεροι από 10 θάνατοι από καρκίνο που προκαλούνται από ακτινοβολία ετησίως σε περίπου 100.000 επιζώντες με βόμβες Α. Οι επιζώντες με α-βόμβα που έλαβαν δόση μικρότερη από το ισοδύναμο 60 ετών ακτινοβολίας υποβάθρου δεν έδειξαν αύξηση της συχνότητας εμφάνισης καρκίνου. Οι επιζώντες σε αυτό το φάσμα δόσεων τείνουν να είναι πιο υγιείς από τους μη εμφυτευμένους Ιαπωνούς. Δηλαδή, ο θάνατός τους από όλες τις αιτίες ήταν χαμηλότερος από ό, τι για τους μη-εξετασμένους Ιάπωνες. Η βελτίωση της υγείας των ατόμων με χαμηλές δόσεις αντισταθμίστηκε περισσότερο από τους θανάτους από καρκίνο που προκαλούνται από την ακτινοβολία, έτσι ώστε οι επιζήσαντες Α-βόμβας ως ομάδα να ζουν περισσότερο κατά μέσο όρο από τους μη ιαπωνικούς ελέγχους που δεν έχουν εκτεθεί στο φως.

Οι εργαζόμενοι στα πυρηνικά ναυπηγεία ήταν πολύ πιο υγιείς από τους μη πυρηνικούς εργάτες των ναυπηγείων. Τα αποδεικτικά στοιχεία για τα οφέλη για την υγεία από την ακτινοβολία χαμηλής δόσης προέρχονται από τη μελέτη πυρηνικών ναυπηγείων (NSWS) πριν από μια δεκαετία. Αυτή η μελέτη που χρηματοδοτήθηκε από το DOE διαπίστωσε ότι 28.000 εργαζόμενοι πυρηνικών ναυπηγείων με τις υψηλότερες αθροιστικές δόσεις είχαν σημαντικά λιγότερες μορφές καρκίνου από τους 32.500 ελέγχους που αντιστοιχούν στην ηλικία και τον έλεγχο της ηλικίας. Το χαμηλό ποσοστό θνησιμότητας από όλες τις αιτίες των πυρηνικών εργαζομένων ήταν στατιστικά πολύ σημαντικό. Οι πυρηνικοί εργάτες είχαν ποσοστό θνησιμότητας 24% (16 τυπικές αποκλίσεις) χαμηλότερο από την ομάδα ελέγχου που δεν είχε εκτεθεί.

Οι άνθρωποι που ζουν σε περιοχές με υψηλή φυσική ακτινοβολία υποβάθρου γενικά έχουν λιγότερο καρκίνο. Οι άνθρωποι λαμβάνουν ιοντίζουσα ακτινοβολία από διάφορες φυσικές πηγές: ραδιενέργεια στο σώμα τους, ραδιενέργεια έξω από το σώμα τους και κοσμικές ακτίνες. Η ποσότητα ακτινοβολίας από αυτές τις δύο τελευταίες πηγές ποικίλλει ανάλογα με τη γεωγραφική θέση και το υλικό που χρησιμοποιείται στα κτίρια όπου εργάζεστε και ζείτε. Επιπλέον, η συμβολή του ραδονίου ποικίλλει ανάλογα με την κατασκευή του σπιτιού ενός ατόμου και την ποσότητα ουρανίου στο έδαφος κάτω από αυτό. Εάν η ιονίζουσα ακτινοβολία είναι μια σημαντική αιτία καρκίνου, θα περίμενε κανείς ότι τα εκατομμύρια των ανθρώπων που ζουν σε περιοχές με υψηλά φυσικά επίπεδα ακτινοβολίας θα έχουν περισσότερο καρκίνο. Ωστόσο, αυτό δεν συμβαίνει. Οι επτά δυτικές αμερικανικές πολιτείες με την υψηλότερη ακτινοβολία υποβάθρου - περίπου το διπλάσιο του μέσου όρου της χώρας (εξαιρουμένων των συμβολών ραδονίου) - έχουν χαμηλότερο ποσοστό θανάτου από καρκίνο κατά 15% από τον μέσο όρο της χώρας.

Το ραδόνιο στα ορυχεία αυξάνει τον καρκίνο του πνεύμονα (Το ραδόνιο είναι ένα ραδιενεργό αέριο που βρίσκεται φυσικά στο έδαφος.) Οι ανθρακωρύχοι ουρανίου είχαν υψηλότερη συχνότητα εμφάνισης καρκίνου του πνεύμονα από τις υψηλές συγκεντρώσεις ραδονίου στα υπόγεια ορυχεία. Αυτή ήταν η βάση για την Υπηρεσία Προστασίας του Περιβάλλοντος (EPA) για να εκτιμήσει ότι τα υψηλά επίπεδα ραδονίου στα σπίτια προκαλούν χιλιάδες θανάτους από καρκίνο του πνεύμονα κάθε χρόνο στις ΗΠΑ

Συστάσεις για ακτίνες Χ

Οι ακτινογραφίες συμβάλλουν το μεγαλύτερο μέρος της ανθρωπογενής ακτινοβολίας στο κοινό - κατά μέσο όρο, περίπου το 15% του ποσού που αποκτά ένα άτομο από τη φύση. Τα οφέλη αυτής της ακτινοβολίας είναι τεράστια στη διάγνωση της ασθένειας. Δεν υπάρχουν δεδομένα που να υποδεικνύουν κίνδυνο από τέτοιες χαμηλές δόσεις.