الهندسة والآليات > التكنولوجيا الطبية

أجهزةُ التَّصوير بالأشعة السِّينيَّة X-ray

تعدُّ الصُّور الطبيَّة بمختلف أنواعها جزءًا مهمًا من عملية التَّشخيص والمعالجة في العديد من الحالات المرضيَّة، ولعل أكثرها شهرة هي صور الأشعة السِّينيَّة؛ إذ تستخدم الأشعة السِّينيَّة الطبيَّة لتوليد صور للأنسجة والبنى المختلفة الموجودة داخل الجسم (1).

قبل أن نتعرّف آلية التصوير بالأشعة السِّينيَّة وأنواعها، سنتحدث عن الأشعة السِّينيَّة عمومًا، ما هي وما خصائصها، وكيف تُولّد:

تعدُّ الأشعة السِّينيَّة X-ray نوعًا من الإشعاعات الكهرومغناطيسيَّة، وتختلف عن الأشعة الأُخرى، مثل: الأمواج الراديوية، والأشعة تحت الحمراء، والضَّوء المرئي بمقدار الطَّاقة التي تملكها الأشعة، والتي تقاس بواحدة الإلكتروفولط eV، والطاقة الموجودة ضمن الأشعة السِّينيَّة كافية لجعلها قادرةً على اختراق معظم الأجسام (1،2).

تنشأ هذه الأشعة من الإلكترونات الذرية ومن الإلكترونات الحرة التي تتباطأ سرعتها بالقرب من الذرات، ومعظم الأجهزة تُصدر إلكترونات من القطب السَّالب ثم تُسرّع من خلال تطبيق جهدٍ كهربائي عليها، ومن ثمَّ تصطدم هذه الإلكترونات بالقطب الموجب مسببةً إصدار الأشعة السِّينيَّة؛ إذ تنتج هذه الإشعاعات من خلال تباطؤ سرعة الإلكترونات الحرة المسرعة بجوارِ مجموعة ذرات المادة المشكلة للقطب الموجب(2).

آلية عمل جهاز التَّصوير بالأشعة السِّينيَّة الطبي:

لأخذ صورة شعاعيَّة لمريض يُوضَع الجزءُ المراد تصويره بين مصدرٍ للأشعة السِّينيَّة ومستقبلٍ لها، حيث تنتقل هذه الأشعة من المرسل ثمَّ عبر الجزء المراد تصويره، ونهاية إلى المستقبل؛ لكن عند مرور هذه الأشعة ضمن الجسم، تُمتص أجزاء من هذه الأشعة بنسبٍ متفاوتة ضمن الأنسجة المختلفة، وذلك تبعًا للقيم المختلفة للكثافة الإشعاعيَّة لكل نسيج، وتُحدد الكثافة الإشعاعيَّة عبر كلٍ من كثافة المواد المصورة ورقمها الذري (عدد البروتونات في نواة الذرة) (1).

فالعظام على سبيل المثال تحتوي على كالسيوم ضمن بنيتها، وبما أنَّ الكالسيوم يتمتع برقمٍ ذري أعلى من بقية الأنسجة تُمتص الأشعة السِّينيَّة ضمن العظام بسهولةٍ، وعليه تظهر العظام ضمن الصُّور الشُّعاعيَّة أكثر بياضًا من بقية الأنسجة على الخلفية السوداء للصورة الشُّعاعيَّة (1).

وبصورةٍ معاكسةٍ تنتقل الأشعة السِّينيَّة بسهولةٍ عبر الأنسجة الأقل كثافة شعاعيَّة، مثل: الدهون، والعضلات، والتَّجاويف المملوءة بالهواء كالرئتين، وتظهر هذه الأنسجة ضمن الصُّورة الشُّعاعيَّة بدرجات مختلفة من اللون الرمادي (1).

أنواع التَّصوير الطّبي بالأشعة السِّينيَّة:

- التَّصوير الشُّعاعي: تؤخذ صورة واحدة لتُقيّم لاحقًا (3).

- التَّنظير Fluoroscopy: عبارة عن صور إشعاعيَّة مستمرة تُعرض على شاشة للمراقبة، تمكننا هذه الطريقة من مراقبة عبور صباغ متباين ضمن الجسم وبالزمن الحقيقي (3).

- التَّصوير المقطعي المحوسب (الطبقي المحوري) computerized tomography scan (CT scan): تُسجل مجموعة من الصُّور باستخدام الأشعة السِّينيَّة في أثناء دوران جهاز الكشف حول جسم المريض، ثمَّ يُعاد بناء مجموعة الصُّور من قِبل الحاسب، ويحولها إلى صورة مقطع عرضي للأعضاء الدَّاخليَّة والأنسجة (3).

فوائد التَّصوير بالأشعة السِّينيَّة ومخاطره:

- الفوائد: 

- المخاطر:

توجد عدة مخاطر مرتبطة باستخدام التَّصوير بالأشعة السِّينيَّة كونها تعتمد على إشعاعات التأين لأخذ الصُّور، فإشعاعات التأين هي نوع من الإشعاع يحتوي على طاقة كافية، من المحتمل أن تكون قادرة على إحداث ضررٍ في الحمض النووي DNA، ومن ضمن الأخطار نتيجة التعرض لإشعاعات التأين (3):

لكن هذه الأخطار هي عبارة عن تعميمات مبنية على تحليلات علمية لبيانات سكانية كبيرة (3).

حتى يومنا هذا ما تزال صور الأشعة السِّينيَّة مستخدمًة بصورةٍ واسعةٍ ضمن المجال الطبي، وما يزال العلماء يعملون على تطوير هذه التقنيات لتقليل مخاطر هذه الإشعاعات سواءً على المرضى أو المتخصصين الطبيين.

وأنت عزيزي القارئ هل أُخِذت لك صورة شعاعيَّة؟

المصادر:

1- X-rays [Internet]. Nibib.nih.gov. Available from: هنا

2- Wku.edu. n.d. Production of X-rays. [Internet] Available at: هنا

3- Medical X-ray Imaging | FDA [Internet]. U.S. Food and Drug Administration. Available from: هنا