История жизни и деятельности Рентгена

Размещено на http://www.allbest.ru/

РЕФЕРАТ

по дисциплине: «История медицины»

на тему: История жизни и деятельности Рентгена

г. Тюмень 2020

Содержание

Введение

1. Биография

2. Открытие Х-лучей

3. Применение Х-лучей в медицине

Выводы

Заключение

Библиографический список

Введение

В настоящие время сложно себе представить медицинское учреждение, где не применялось оборудование использующие рентгеновское излучение Современные медицинские исследования и диагностика различных заболеваний уже не отделимо связанны с использованием открытия В. К. Рентгена.

Целью моих исследований было узнать про жизнь и научную деятельность Рентгена, приведшую к открытию Х-лучей. Данный реферат отражает важные моменты истории открытия лучей в дальнейшем названных рентгеновскими, а также их назначение и применение в медицинской практике

Я считаю, что эта тема особенно актуальна в наше время и я поставил пред собой задачу познакомиться с ней поближе.

1. Биография

Вильгельм Конрад Рентген родился 17 марта 1845 года в г. Ленепе вблизи Дюссельдорфа. В 1848 г. семья переехала в Нидерланды, где будущий ученый провел свои детские годы. Среднее образование он получил в частной школе Мартинуса ф. Дорна. По иронии судьбы Вильгельм Рентген не смог получить аттестат зрелости, так как путь в высшую школу был для него закрыт в связи с исключением из Утрехтской Технической школы, куда он поступил в 1861 году. Из-за тяги к знаниям Рентген посещал естественно-научные лекции в Утрехтском университете в качестве вольнослушателя. Затем он стал студентом отделения механической инженерии в Высшей технической школе в Цюрихе, в которой позже учился Эйнштейн.

В 1870 г. Рентген вместе со своим руководителем А. Кундтом, перешел в Вюрцбургский университет, который в дальнейшем стал местом, где он совершил свое триумфальное открытие. Несмотря на незаурядные способности Рентгену очень мешало отсутствие у него аттестата зрелости. Ему пришлось перехать в Страсбург, где в 1874 он получил право на преподавание, а в 1875 в Гоенгейме Рентген стал профессором физики и математики, что доказывает, что уровень его знаний соответствовал теоретическим требованиям физической науки того времени

Рентген очень любил проводить эксперименты, но возможность самостоятельно заниматься экспериментальной физикой у него появилась только в 1879 году, когда Рентген получил должность ректора кафедры экспериментальной физики в университете Гиссена.

Вильгельм Рентген умел сам строить аппараты и приборы, необходимые для исследования. Большую часть своих приспособлений он описал в специальных публикациях. Так, например, платинированные стаканы, используемые в физических лабораториях на протяжении десятилетий, паялись по инструкции, составленной Рентгеном.

Большая часть работ Рентгена посвящена исследованию электромагнитных явлений, свойств газов, жидкостей, а также взаимосвязи электрических и оптических явлений в кристаллах. В 1885 году был открыт так называемый “рентгенов ток”: магнитное поле диэлектрика, движущегося в электрическом поле. Этот опыт наглядно показал, что магнитное поле создается подвижными зарядами, что имело немаловажное значение для создания электронной теории X. Лоренца. В 1895 году Рентген открыл излучение с более короткой длиной волны, нежели длина волны ультрафиолетовых лучей (X-лучи), названное в дальнейшем рентгеновским. Самостоятельно сконструировал трубку для получения Х-лучей -- наклонный платиновый антикатод и вогнутый катод, что позволило более тщательно исследовать их свойства: способность отражаться, поглощаться, ионизировать воздух и т. д. Сделал первые фотоснимки при помощи рентгеновских лучей. За их открытие Рентгену в 1901 первому среди физиков была присуждена Нобелевская премия. Все деньги от нее Рентген передал Вюрцбургскому университету, в стенах которого было сделано его открытие, а проценты завещал потратить на научные исследования. В 1900 году Рентгену предложили должность директора Физического института в Мюнхенском университете, где он и работал до последних дней своей жизни. Вильгельм Конрад Рентген умер от рака 10 февраля 1923 года.

2. Открытие Х-лучей

В 1894 году уже будучи ректором кафедры физики Рентген приступил к экспериментальным исследованиям электрического разряда в стеклянных вакуумных трубках. Вечером 8 ноября 1895 года Рентген, занимался изучением катодных лучей в своей лаборатории. Собравшись уходить, он погасил свет и хотел, было закрыть дверь, как вдруг заметил в темноте какое-то зеленоватое светящееся пятно. Оказалось, что это светился экран из синеродистого бария. Выяснилось, что это свечение возникло из-за воздействия находящейся под высоким напряжением электровакуумной (круксовой) трубки, на находившиеся рядом кристаллы бария. После отключения тока свечение экрана прекращалось, а при повторном включении возобновлялось. Ученый сделал предположение, что трубка при прохождении через нее электрического тока испускает какие-то невидимые лучи. При чем эти лучи способны проникнуть через непрозрачные среды и возбудить кристаллы бария. Эти неизвестные науке лучи Вильгельм Рентген назвал X-лучами. Этой же ночью Рентген выяснил, что эти лучи легко проникают через бумагу и стекло, а когда на пути неизвестных лучей оказалась рука ученого, он увидел на экране силуэт ее костей. При попытке заснять увиденное на фотопленку обнаружилось, что лучи засвечивают пластинку и что они имеют определенное направление, а не расходятся сферически вокруг трубки.

Последующие пятьдесят дней ученый напряженно работал, изучая свойства открытых им лучей и проверяя все предположения, которые только приходили ему в голову. Он выяснил, что рентгеновские лучи способны проникать в человеческую плоть, но не проникают в вещества, имеющие более высокую плотность (кость, свинец), а также их можно сфотографировать.

28 декабря 1895 года Рентген представил свою работу коллегам. На тридцати страницах он описал выполненные опыты, издал статью в виде отдельной брошюры и разослал ее вместе с фотографиями ведущим физикам Европы.

В марте 1896 года Рентген выступил с еще одним сообщением. В этом сообщении он описывает опыты по изучению возбуждения Х-лучей различными телами и по ионизирующему действию лучей. В результате этих опытов Рентген пришел к изменению конструкции трубки для получения интенсивных рентгеновских лучей. Катодом ее стало вогнутое зеркало из алюминия, а анодом размещенная в центре кривизны этого зеркала платиновая пластинка, расположенная под углом 45 градусов к оси зеркала.

3. Применение Х-лучей в медицине

Рентгеновское излучение возникает при взаимодействии электронов, движущихся с большими скоростями, с веществом. Соударяясь с атомами какого-либо вещества, электроны быстро теряют свою кинетическую энергию. При этом большая ее часть переходит в тепло, а совсем маленькая доля, обычно менее 1%, преобразуется в энергию рентгеновского излучения. Эта энергия высвобождается в форме квантов - частиц, называемых фотонами, которые обладают энергией, но масса покоя которых равна нулю. Рентгеновские фотоны обратно пропорциональны их длине волны равной 0,005--10 нм и имеют энергию от 100 эВ до 250 кэВ, что соответствует излучению с частотой от 3·1016 до 6·1019 Гц. При обычном способе получения рентгеновского излучения получают широкий диапазон длин волн, который называют рентгеновским спектром. Для мягкого рентгена характерна наибольшая длина волны, а также наименьшая энергия фотона и частота излучения, а жёсткий рентген обладает наименьшей длиной волны, наибольшей энергией фотона и частотой излучения. Жёсткий рентген используют в промышленных целях.

Благодаря высокой проникающей способности применение рентгеновского излучения получило повсеместное распространение в медицине. В первое время после открытия рентгеновское излучение использовалось в большинстве своем, для исследования переломов костей, а также для определения местоположения инородных тел (таких как пули) в теле человека. В настоящее время существуют различные методы диагностики с помощью рентгеновских лучей (рентгенодиагностика).

Рентгеноскопия (рентгеновское просвечивание) -- метод рентгенологического исследования, при котором изображение объекта получают на светящемся экране. Рентгеновский прибор состоит из источника рентгеновских лучей (рентгеновской трубки) и флуоресцирующего экрана. Врач наблюдает теневое изображение тела пациента после прохождения через него рентгеновских лучей. Чтобы защитить врача от вредного действия рентгеновских лучей между экраном и глазами врача должно быть установлено свинцовое окно. С помощью этого метода можно изучить функциональное состояние некоторых органов. Например, врач непосредственно может пронаблюдать прохождение по желудочно-кишечному тракту контрастного вещества. Недостатки этого метода - слабые контрастные изображения и большие дозы излучения, получаемые пациентом во время процедуры.

Флюорография. По сути, она тоже является рентген диагностикой, поскольку через исследуемые ткани проходят рентгеновские лучи. Но разница между ними заключается в лучевой интенсивности. Используют флюорографию, как правило, для предварительного исследования состояния внутренних органов пациентов с помощью малых доз рентгеновского излучения.

Рентгенография (радиография рентгеновских лучей) - метод исследования внутренней структуры объектов, которые проецируются при помощи рентгеновских лучей на специальную плёнку или бумагу с помощью рентгеновских лучей. Фотографии делаются в двух перпендикулярных плоскостях. У этого метода существуют некоторые преимущества. Рентгеновские фотографии являются более информативными, потому что содержат больше деталей, чем изображение на флуоресцентном экране. Они могут быть сохранены для дальнейшего анализа. Общая доза излучения меньше, чем применяемая в рентгеноскопии.

Компьютерная рентгеновская томография -- метод неразрушающего послойного исследования внутреннего строения предмета, предложенный в 1972 году Алланом Кормаком и Годфри Хаунсфилдом. Оснащенный вычислительной техникой осевой томографический сканер, является самым современным аппаратом для рентгенодиагностики. Он позволяет получить четкое изображение любой части человеческого тела, включая мягкие ткани органов. томография рентген луч медицинский

Первое поколение компьютерных томографов (КT) включает специальную рентгеновскую трубку, которая прикреплена к цилиндрической раме. На пациента направляют тонкий пучок рентгеновских лучей. Два детектора рентгеновских лучей прикреплены к противоположной стороне рамы. Пациент находится в центре рамы, которая может вращаться на 180⁰ вокруг его тела. Рентгеновский луч проходит через неподвижный объект. Детекторы получают и записывают показатели поглощения различных тканей. Записи делают 160 раз, пока рентгеновская трубка перемещается линейно вдоль сканируемой плоскости. Затем рама поворачивается на 1⁰, и процедура повторяется. Запись продолжается, пока рама не повернется на 180⁰. Каждый детектор записывает 28800 кадров (180x160) в течение исследования. Информация обрабатывается компьютером, и посредством специальной компьютерной программы формируется изображение выбранного слоя.

Второе поколение КT использует несколько пучков рентгеновских лучей и до 30 их детекторов. Благодаря этому процесс исследования ускоряется до 18 секунд.

В третьем поколении КT используется новый принцип. Широкий пучок рентгеновских лучей в форме веера перекрывает исследуемый объект, и прошедшее сквозь тело рентгеновское излучение записывается несколькими сотнями детекторов. Время, необходимое для исследования, сокращается до 5-6 секунд.

КТ имеет множество преимуществ по сравнению с более ранними методами рентгенодиагностики. Она характеризуется высоким разрешением, которое дает возможность различать тонкие изменения мягких тканей. КТ позволяет обнаружить такие патологические процессы, которые не могут быть обнаружены другими методами. Кроме того, использование КT позволяет уменьшить дозу рентгеновского излучения, получаемого в процессе диагностики пациентами.

Новая техника, применяемая для рентгенологического исследования, открыла новые возможности изучения кровообращения. Уже накоплен опыт изучения заболеваний сосудов и сердца: опухолей перикарда и сердца, приобретенных и врожденных пороков, нарушений легочной гемодинамики, нарушений коронарного кровотока, с помощью рентгена. Применение современных методов катетеризации сердца и контрастирования сосудов и электронно-оптических усилителей, рентгенотелевидения, электрокимографии и рентгенокинематографии поднимают рентгенологическое исследование на новую ступень и делают его одним из наиважнейших методов кардиологического исследования.

Биологическое действие рентгеновского излучения

Вскоре после открытия Рентгеном новых лучей обнаружилось также их вредное биологическое действие. Оказалось, что новое излучение может вызвать глубокие и стойкие повреждения кожи напоминающее сильный солнечный ожога (эритему). В некоторых случаях приходилось ампутировать пораженные пальцы или руки. Появлявшиеся язвы нередко переходили в рак. Выяснилось, что если уменьшить время и дозу облучения, использовать защитный экран и средства дистанционного управления поражения кожи можно избежать. Со временем также выявились другие, более долговременные последствия рентгеновского облучения. К эффектам, обусловленным действием рентгеновского излучения, а также других ионизирующих излучений (таких, как гамма-излучение, испускаемое радиоактивными материалами) относятся: 1) временные изменения в составе крови после относительно небольшого избыточного облучения; 2) необратимые изменения в составе крови (гемолитическая анемия) после длительного избыточного облучения; 3) рост заболеваемости раком (включая лейкемию); 4) более быстрое старение и ранняя смерть; 5) возникновение катаракт. Эти эффекты были изучены на подопытных животных. Биологические опыты на дрозофилах, мышах и кроликах, что систематическое облучение даже в малых дозах приводит к вредным генетическим мутациям. Относительно биологического воздействия Х-лучей на человеческий организм, ученые сходятся на том, что оно определяется уровнем дозы облучения, и тем, какой орган тела подвергался облучению. Например, облучение костного мозга или других кроветворных органов, может привести к заболевания крови, а облучение половых органов может привести к стерильности, а также вызвать генетические последствия.

Изучение воздействия рентгеновского излучения на организм человека привело к тому, что были разработаны национальные и международные стандарты на допустимые дозы облучения.

Существуют электрические приборы, которые генерируют рентгеновского излучения как побочный продукт, хотя сами не предназначены для его получения. К таким приборам относятся высоковольтные выпрямительные лампы (кенотроны), кинескопы устаревших цветных телевизоров, а также некоторые электронные микроскопы. Кроме рентгеновского излучения, используемого человеком целенаправленно, имеется и так называемое рассеянное, побочное излучение, возникающее по разным причинам, например вследствие рассеяния из-за несовершенства свинцового защитного экрана, который это излучение не поглощает полностью.

Выводы

Изучив подробно тему реферата, выделим основные моменты:

Открытие Рентгеном X-лучей стало колоссальным для всего научного мира. Дальнейшие их исследования сыграли важную роль в изучении строения атома, структуры и состава вещества.

Особый интерес вызвало это открытие у врачей. Ни на одно открытие до этого медицина не реагировала так быстро, найдя применение новым рентгеновским лучам для диагностики.

Благодаря мощной вычислительной технике и обогащенная новейшими исследовательскими методами, рентгеновская лучевая диагностика остается одним из лидеров диагностической медицины.

Мощные источники лучей Рентгена были найдены вне пределов Земли. В недрах новых и сверхновых звезд идут процессы, во время которых возникает рентгеновское излучение большой интенсивности. Измеряя приходящие к Земле потоки рентгеновского излучения, астрономы могут судить о явлениях, происходящих за многие миллиарды километров от нашей планеты. Возникла новая область науки -- рентгеноастрономия...

Заключение

Безусловно, Вильгельм Рентген внес огромный вклад в развитие науки, а именно в физику. Страсть к исследованиям сделала ученого известнейшим человеком своей эпохи. Вся его активность, все силы были направлены на исследования, эксперименты, опыты по изучению Х-лучей. Их открытие продолжает служить человечеству спустя многие годы. Благодаря достижению Рентгена медицина и технологии сделали огромный шаг вперед Таким образом, на основании написанной работы я прихожу к выводу, что Вильгельм Конрад Рентген является одним из выдающихся ученых своего времени, а его фундаментальное открытие ещё долго будет служить во благо всего человечества.

Библиографический список

1. Блохин М.А., Методы рентгено-спектральных исследований, М., 1959 г.;

2. Блохин М.А., Физика рентгеновских лучей, 2 изд., М., 1957 г.;

3. Кудрявцев П.С. «История физики». гос. уч. Мин. прос. РСФСР. М. 1956 г.;

4. Линденрбратен Л.Д., Королюк И.П. «Медицинская радиология». М.: Медицина. 2000 г.

5. Рукман Г.И., Клименко И.С. Электронная микроскопия. М.: Знание, 1968 г.;

6. Самин Д. К. «100 великих ученых». М.: Вече, 2000 г.

7. Храмов Ю.А. «Физики: Библиографический справочник». 2 издание, испр. и дополн. М.: Наука, главная ред. физ. - мат. лит. 1985 г.

Размещено на Allbest.ru