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透视人体内部:X射线
发布时间:2024-12-11
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1895年11月8日傍晚,德国物理学家伦琴像往常一样在研究阴极射线。他把房间全部弄黑,还用黑色硬纸给阴极射线放电管做了个封套。为了检查封套是否漏光,他给放电管接上了电源。当他确定了板子确实不透光,并着手进行下一步实验时,却看到了从距离放电管几米远的地方发出的微弱的光。他发现,那是他放在工作台上准备下一步使用的氰亚铂酸钡荧光屏在发光。

他知道,阴极射线只能在空气中进行几个厘米,而对于2米以外仍可见到荧光屏上有荧光,应该不是阴极射线。伦琴经过反复实验,确信这是种尚未为人所知的新射线,便将它取名为X射线。

接下来的深入研究让伦琴发现X射线可以穿透千页书,2~3厘米厚的木板,几厘米厚的硬橡皮,15毫米厚的铝板,等等。最令伦琴惊异的是,他偶然发现X射线可以穿透肌肉照出手骨的轮廓。

于是,伦琴请他的夫人陪同他一起完成一项实验,他将夫人的手放在用黑纸包严的照相底片上,然后用X射线对准照射15分钟,显影后,底片上清晰地呈现出他夫人的手骨像,手指上的结婚戒指也很清楚。这是一张具有历史意义的照片,它表明了人类可借助X射线,隔着皮肉去透视骨骼。这个发现对之后的医疗领域发展产生了极大的影响。

那么,通过X射线,我们能看到什么呢?

透视人体

X射线能穿透物质,且它的穿透性因对物质(比如骨头和肌肉)的不同而异。当在身体的一面发射X射线,在另一面放置感光胶片,就可以拍下身体内部结构的影像。比如人体骨骼中钙原子更能吸收X射线的能量,也就是说骨骼部位较少的X射线穿越人体到达另一面,那么另一面上该部位的感光胶片因为感光量不够,就比较透明。

当你体检的时候,一般都会有一项是X光检查。医生会请你走进暗室、站直身体,扫描设备会对准你的胸口,这样拍出来的照片会显示出你的五脏六腑,特别是心脏和肺部。医生可以通过照片轻松地判断受伤的人有没有骨折,身体里有没有异物或病变,而在以前,这些都只能靠猜测。

理论上讲,X射线可以帮助我们观察身体内的各个器官,但传统的X射线扫描有一个缺陷,它只能显示一个方向上的物体结构,如果物体内部发生不同物质的重叠,就无法显示清楚了。不过1979年,美国物理学家科马克和英国电子工程师亨斯菲尔德发明了“X射线断层成像”,也就是我们经常听到的CT扫描,这项技术为我们解决了之前的问题。

CT扫描的机理很简单:它从各个角度扫描身体,得到多个角度的投影,把收集到的这些信息交给计算机,通过特别的算法,合成精确的空间图像。更巧妙的是,它把人体分成一个接一个薄片(断层)。一个一个断层地做多角度的扫描和合成影像,最后得到一套多断层的影像集。