تاريخ علم الأشعة مقدمة علم الأشعة علم حديث، فقط ما يزيد عن المائة عام وتحديداً منذ نوفمبر 1895م عندما كان العالم الفيزيائي وليام رونتجن (williamconrad roentgen) يقوم بإجراء بعض التجارب على المصعد والمهبط ولاحظ أثناء التجارب وجود وميض على الورقة الحساسة المستخدمة للتجارب. ومنذ ذلك الحين بدأ يفكر في شي مجهول أمكنه وأطلق عليه الأشعة الغير مرئية (x-ray)، وأعاد التجارب مراراً وبعد ثمانية أسابيع فقط وبالتحديد في 28/12/1895م حصل على أول صورة شعاعية ليد زوجته على ورقة حساسة. ومنذ ذلك الوقت بدأ هو ومجموعة آخرين في إجراء أبحاث مركزة على فيزياء الأشعة ونشرت هذه الأبحاث في مارس 1896م ومايو 1897م، والأشعة هي موجات كهرومغناطيسية لها صفات الموجات من حيث طول الموجة، سرعتها، وترددها، وقد حصل العالم رونتغن على جائزة نوبل في الفيزياء العام 1905م. وتتابع التطور السريع للأشعة بتطور أنواع الألواح المقوية وكذلك القساطر المختلفة الملائمة للأوعية الدموية. وتلا ذلك استخدام الأفلام المتتابعة وأفلام السينما وبخاصة لتصوير القلب والأوعية الدموية. وفي أواخر الخمسينات أدخل الفحص النظري بالأشعة "التنظير الشعاعي" ومن ثم الفحص التلفزيوني ذو البعدين ثورة حقيقية في الأشعة. ومع أن علم الأشعة علم حديث إلا أن التطورات فيه كانت هائلة وهي بمثابة ثورات طبية تشخيصية مفيدة للبشرية وساعدت في تشخيص كثيراً من الأمراض المجهولة ومنها: إدخال الأشعة المقطعية المحورية بالحاسب الآلي أواخر السبعينات وبداية الثمانينات. إدخال وسائل تصوير جديدة، منها الإشعاعي مثل التصوير بالنظائر المشعة " الطب النووي " ومنها غير الإشعاعي مثل التصوير بالموجات فوق الصوتية أواخر السبعينات والتصوير بالرنين المغناطيسي أواخر الثمانينات. وقد كانت الثلاثة وسائل الأخيرة بمثابة ثلاث ثورات في علم الأشعة (الأشعة المقطعية الحلزونية المحورية بثلاثة أبعاد)، (الموجات فوق الصوتية ذات التدرج الملون بظاهرة دبلر)، (التصوير بالرنين المغناطيسي). وقد ظهر في العصر الحديث فرع جديد من فروع الأشعة ألا وهو الأشعة التداخلية. الأشعة التداخلية: هى أحد فروع الطب الحديث وهي عمليات دقيقة تتم من فتحات صغيرة بالجسم بدون جراحة وبدون تخدير وتتميز بالأمان ونسب نجاح مرتفعة للغاية. ما هو الإشعاع ؟ يعرف الإشعاع بأنه العملية التي ينتج عنها انطلاق طاقة على شكل جسيمات (particles) أو موجات (waves). ما هي أنواع الإشعاع ؟ يوجد نوعان أساسيان للإشعاع هما: إشعاع مؤين (ionizing radiation): مثل أشعة اكس(x-ray) وأشعة جاما()والأشعة الكونية وجسيمات بيتا(β) وألفا(α). إشعاع غير مؤين (non-ionizing radiation): مثل الإشعاعات الكهرومغناطيسية ومنها موجات الراديو والتليفزيون وموجات الرادار والموجات الحرارية القصيرة (ميكروويف) والموجات دون الحمراء والأشعة فوق البنفسجية والضوء العادي. ما هي وحدات قياس الإشعاع؟ الراد (rad): وحدة قياس كمية الطاقة الإشعاعية الممتصة (جرعة الامتصاص). الرونتجن (r. roentgen ): وحدة قياس الأشعة الصادرة للأشعة السينية. الريم (rem): وحدة قياس التأثير البيولوجي (الحيوي) للإشعاع الممتص. السيفرت (sievert): من أحدث وحدات قياس التأثير الناتج عن امتصاص الأشعة (كل واحد سيفرت= 100 ريم) أنواع الإشعاع المؤين ومخاطر التعرض له تتوقف هذه المخاطر على نوع الإشعاع الذي يتعرض له العامل. والأضرار الصحية للإشعاع تعتمد على مستوي الإشعاع الذي يتعرض له الإنسان، حيث يؤثر الإشعاع على خلايا الجسم ويزيد من احتمالات حدوث السرطان والتحولات الجينية الأخرى التي قد تنتقل إلى الأطفال، وفي حالة ما يتعرض الإنسان إلى كمية كبيرة من الإشعاع قد تؤدي للوفاة. وتوجد ثلاثة أنواع رئيسية من الإشعاع المؤين قد توجد في الإشعاعات التي يصنعها الإنسان كذلك في الإشعاع الطبيعي وهي: دقائق ألفا ( alpha particles ): يمكن إيقاف مسار أشعة ألفا بواسطة قطعة من الورق أو بواسطة جسم الإنسان ولكن لو تم استنشاق أبخرة المادة التي تشع منها دقائق ألفا أو بلعها ودخولها إلى الجسم نتيجة وجود جرح به فإنها تكون مؤذية جداً. إن قوة الاختراق لجسيمات ألفا ضعيفة جداً، راقب الشكل (6)، حيث أنها تفقد طاقتها بمجرد خروجها من العنصر المشع. ومن الممكن أن تسبب أذية وضرر صحي في الأنسجة خلال المسار البسيط، ويتم امتصاص هذه الأشعة بالجزء الخارجي من جلد الإنسان ولذلك لا تعتبر جسيمات ألفا ذات ضرر خارج الجسم ولكن من الممكن أن تسبب ضرر كبير إذا تم استنشاقها أو بلعها (ابتلاع المادة المشعة التي تخرج منها أشعة ألفا). دقائق بيتا (beta particles): لا يمكن إيقاف دقائق بيتا بالورق ويمكن إيقاف سريان هذه الأشعة بواسطة قطعة من الخشب، وقد تسبب أذية إذا اخترقت الجسم. قوة الاختراق والنفاذ لدقائق بيتا أكبر من قوة النفاذ لأشعة ألفا. وبعض دقائق بيتا يمكنها اختراق الجلد وإحداث تلف به وهي شديدة الخطورة إذا تم استنشاق أبخرة أو بلع المادة التي تنبعث منها أشعة بيتا. ويمكن إيقاف انبعاثها برقائق بسيطة من الألمنيوم أو الخشب. أشعة جاما (gamma rays): من أخطر أنواع الإشعاعات ولها قوة اختراق عالية جداً، أكبر بكثير من أشعة ألفا وأشعة بيتا. ويمكن إيقاف سريانها بواسطة حاجز من الكونكريت. وتقع أشعة اكس من ضمن تقسيمات أشعة جاما ولكنها أقل قدرة على الاختراق من أشعة جاما ذات قوة الاختراق العالية جداً ويمكنها بسهولة اختراق جسم الإنسان أو امتصاصها بواسطة الأنسجة ولذلك تشكل خطرا إشعاعياً عالياً على الإنسان يمكن إيقاف انبعاثها بواسطة الكونكريت أو الرصاص، انظر الشكل 6). أشعة اكس (x – rays): خواصها شبيهه بخواص أشعة جاما ولكنها تختلف في المصدر حيث تنبعث أشعة اكس من عمليات خارج نواة الذرة بينما تنبعث أشعة جاما من داخل نواة الذرة. قوة الاختراق والنفاذية لأشعة اكس أقل من أشعة جاما وتعتبر أشعة اكس من أكثر مصادر تعرض الإنسان للإشعاع حيث يتم استخدامها في عديد من العمليات الصناعية والطبية. ويمكن إيقاف قدرتها على الاختراق بواسطة شريحة من الرصاص سمكها مليمترات قليلة.
أنواع أجهزة الأشعة المقطعية بخلاف اسم الشركة المنتجة للجهاز أو سنة الشراء تصنف أجهزة الأشعة المقطعية (التصوير الطبقي المحوري) الى الأنواع التالية: 1-الأجهزة التقليدية: وهذه الأجهزة قديمة ولها عدة نسخ منها نسخة الجيل الأول ونسخة الجيل الثاني ونسخة الجيل الثالث ونسخة الجيل الرابع وتتميز هذه الأجهزة بطول مدة التعرض الإشعاعي (من 2 الى 5 ثوان) وفي الجيل الأول والثاني كان زمن التعرض أطول بكثير من الثالث والرابع حيث كان زمن التعريض يصل الى خمس دقائق للشريحة الواحدة !!!!! كما أن الأنبوبة واللواقط (detectors) كانت تتحرك حركة دورانية حول المريض 360 ْ مرة باتجاه عقارب الساعة ثم تتوقف ومن ثم تتحرك مرة أخرى عكس عقارب الساعة، في حين تتحرك الطاولة (table movement) الى الداخل أو الخارج بعد كل عملية تصوير لشريحة واحدة. 2- الأجهزة اللولبية (helical / spiral ct machines): تعتبر هذه الأجهزة انقلابا تكنولوجيا في صناعة أجهزة الأشعة المقطعية حيث أن الأنبوبة واللواقط تتحرك حركة دورانية مستمرة دون توقف بفضل الاختراع الذكي الذي حاز على اعجاب وتقدير الخبراء وهي ( slip ring technology) تقنية الخاتم المنزلق. و تتميز هذه الأجهزة بسرعتها وعدم توقف الطاولة حيث يتم تعريض المريض للأشعة بشكل مستمر دون انقطاع أثناء التصوير فيما تتحرك الطاولة دخولا أو خروجا وبذلك يتم الحصول على الصور بشكل أسرع. 3-الأجهزة ذات الشرائح المتعددة (multislice ct scan machines): وتعتبر هذه الأجهزة القفزة الأكثر أهمية في عالم صناعة الأجهزة الخاصة بالتصوير الطبقي المحوري حيث يتم دوران الأنبوبة واللواقط بنفس طريقة الأجهزة اللولبية ولكن اللواقط مصممة بطريقة الشبكة(matrix) بحيث تستطيع عمل عدة شرائح في اللفة الواحدة للأنبوبة حول المريض ومن أهم الإيجابيات لهذه النوع هو فتح المجال أمام التطبيقات ثلاثية الأبعاد. والأجهزة الحديثة هذه تنقسم الى عدة أنواع اعتمادا على تطور اللواقط واسعارها طبعا تختلف هنا حسب قدرة اللواقط وتصميمها: 1- الأجهزة ذات اللواقط القادرة على أخذ 4 مقاطع عرضية في الدورة الواحدة. 2- الأجهزة ذات اللواقط القادرة على أخذ 8 مقاطع عرضية في الدورة الواحدة. 3- الأجهزة ذات اللواقط القادرة على أخذ32 مقطع عرضي في الدورة الواحدة. 4- الأجهزة ذات اللواقط القادرة على أخذ 64 مقطع عرضي في الدورة الواحدة. طبعا أدى هذا الى تقصير مدة الفحص بدرجة كبيرة جدا جداً حيث أن فحص الجسم كاملا من الرأس الى أخمص القدمين في الجهاز ذو 32 مقطع أن تتم في غضون 15 ثانية فقط!
الأشعة السينية "أعظم اختراع علمي عبر العصور" فمن أصل حوالي 50 ألف شخص شاركوا في الاقتراع الشعبي لاختيار أفضل اختراع في تاريخ البشرية، اعتبر حوالي عشرة آلاف مقترع أن أشعة إكس هي الاختراع الذي ترك أعظم أثر على الماضي والحاضر والمستقبل. أهم 10 اختراعات في تاريخ العالم المركز الأول: آلة الأشعة السينية (أشعة إكس) المركز الثاني: البنسلين المركز الثالث: الشريط الوراثي (شريط ال dna) المركز الرابع: سفينة الفضاء "أبولو 10" المركز الخامس: محرك صاروخ "في 2" المركز السادس: قاطرة ستيفينسون البخارية (صاروخ ستيفينسون) المركز السابع: جهاز الكمبيوتر "بايلوت إيس" المركز الثامن: المحرك البخاري المركز التاسع: سيارة "تي فورد" المركز العاشر: جهاز البرق (التلجراف) الكهربائي.
