How X-rays see through your skin - Ge Wang

Μετάφραση: Charalampia Armpounioti Επιμέλεια: Ioannis Papacheimonas

In 1895, a physicist named Wilhelm Roentgen

Το 1895, ένας φυσικός ονόματι Βίλχελμ Ρέντγκεν

was doing experiments with a cathode tube,

έκανε πειράματα χρησιμοποιώντας έναν καθοδικό σωλήνα,

a glass container in which a beam of electrons lights up a fluorescent window.

έναν γυάλινο σωλήνα στον οποίο μία δέσμη ηλεκτρονίων δημιουργεί μία φωτεινή κηλίδα.

He had wrapped cardboard around the tube

Είχε τυλίξει τον σωλήνα με χαρτόνι

to keep the fluorescent light from escaping,

για να μην διαφύγει το φως,

when something peculiar happened.

όταν συνέβη κάτι παράξενο.

Another screen outside the tube was glowing.

Μια άλλη οθόνη έξω από τον σωλήνα έλαμπε.

In other words, invisible rays had passed through the cardboard.

Με άλλα λόγια, αόρατες ακτίνες είχαν διαπεράσει το χαρτόνι.

Wilhelm had no idea what those rays were, so he called them X-rays,

Ο Βίλχελμ δεν είχε ιδέα τι ήταν αυτές οι ακτίνες κι έτσι τις ονόμασε ακτίνες Χ.

and his discovery eventually won him a Nobel Prize.

Τελικά, η ανακάλυψη αυτή του χάρισε και το βραβείο Νόμπελ.

Here's what we now know was happening.

Πλέον ξέρουμε ότι τότε συνέβη το εξής:

When high energy electrons in the cathode tube

Όταν ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας μέσα στον καθοδικό σωλήνα

hit a metal component,

προσκρούουν σε μεταλλικό αντικείμενο,

they either got slowed down and released extra energy,

είτε επιβραδύνονταν και απελευθέρωναν επιπλέον ενέργεια,

or kicked off electrons from the atoms they hit,

είτε έδιωχναν τα ηλεκτρόνια των ατόμων που χτυπούσαν,

which triggered a reshuffling that again released energy.

γεγονός που προκάλεσε μια αναδιάταξη που επίσης απελευθέρωσε ενέργεια.

In both cases, the energy was emitted in the form of X-rays,

Και στις δύο περιπτώσεις, η ενέργεια απελευθερώθηκε ως ακτίνες Χ

which is a type of electromagnetic radiation

που είναι ένα είδος ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας

with higher energy than visible light, and lower energy than Gamma rays.

με περισσότερη ενέργεια από το ορατό φως και λιγότερη από τις ακτίνες Γ.

X-rays are powerful enough to fly through many kinds of matter

Οι ακτίνες Χ είναι αρκετά δυνατές για να διαπεράσουν τα περισσότερα είδη ύλης

as if they are semi-transparent,

σαν να είναι ημιδιαφανή,

and they're particularly useful for medical applications

και είναι ιδιαιτέρως χρήσιμες σε ιατρικές εφαρμογές,

because they can make images of organs, like bones, without harming them,

γιατί μπορούν να φωτογραφίσουν όργανα όπως τα κόκαλα, χωρίς να τα βλάπτουν,

although they do have a small chance

μολονότι υπάρχει μια μικρή πιθανότητα

of causing mutations in reproductive organs,

να προκαλέσουν μεταλλάξεις σε αναπαραγωγικά όργανα

and tissues like the thyroid,

και ιστούς, όπως ο θυρεοειδής,

which is why lead aprons are often used to block them.

και για αυτό συχνά χρησιμοποιούνται ποδιές μολύβδου για να τις μπλοκάρουν.

When X-rays interact with matter, they collide with electrons.

Όταν αλληλεπιδρούν με την ύλη, συγκρούονται με τα ηλεκτρόνια.

Sometimes, the X-ray transfers all of its energy to the matter and gets absorbed.

Ενίοτε, οι ακτίνες Χ μεταφέρουν όλη τους την ενέργεια στην ύλη, που την απορροφά.

Other times, it only transfers some of its energy,

Άλλοτε μεταφέρουν μόνο μέρος της ενέργειάς τους,

and the rest is scattered.

και η υπόλοιπη διαχέεται.

The frequency of these outcomes

Η συχνότητα αυτών των αποτελεσμάτων

depends on how many electrons the X-rays are likely to hit.

εξαρτάται από το πόσα ηλεκτρόνια θα χτυπήσει η ακτίνα Χ.

Collisions are more likely if a material is dense,

Οι συγκρούσεις είναι πιο πιθανές εάν το υλικό είναι πυκνό,

or if it's made of elements with higher atomic numbers,

ή αποτελείται από στοιχεία με μεγάλους ατομικούς αριθμούς,

which means more electrons.

άρα και με περισσότερα ηλεκτρόνια.

Bones are dense and full of calcium, which has a relatively high atomic number,

Τα κόκαλα είναι πυκνά και γεμάτα ασβέστιο το οποίο έχει μεγάλο ατομικό αριθμό

so they absorb X-rays pretty well.

και γι αυτό απορροφούν σχετικά καλά τις ακτίνες Χ.

Soft tissue, on the other hand, isn't as dense,

Ο μαλακός ιστός, από την άλλη, δεν είναι τόσο πυκνός

and contains mostly lower atomic number elements,

και περιέχει κυρίως στοιχεία με μικρό ατομικό αριθμό,

like carbon, hydrogen, and oxygen.

όπως ο άνθρακας, το υδρογόνο και το οξυγόνο.

So more of the X-rays penetrate tissues like lungs and muscles,

Έτσι, πιο πολλές ακτίνες διαπερνούν ιστούς, όπως τα πνευμόνια και τους μύες

darkening the film.

και σκουραίνουν το φιλμ.

These 2-D pictures are only useful up to a point, though.

Αυτές οι δισδιάστατες εικόνες είναι, ωστόσο,χρήσιμες μέχρι ενός σημείου.

When X-rays travel through the body,

Όταν οι ακτίνες Χ διαπερνούν το σώμα,

they can interact with many atoms along the path.

αλληλεπιδρούν στην πορεία με πολλά άτομα.

What is recorded on the film reflects the sum of all those interactions.

Αυτό που αποτυπώνεται στο φιλμ αντικατοπτρίζει αυτές τις αλληλεπιδράσεις.

It's like trying to print 100 pages of a novel on a single sheet of paper.

Είναι σαν να προσπαθούμε να τυπώσουμε 100 σελίδες ενός μυθιστορήματος σε μία σελίδα.

To see what's really going on,

Για να καταλάβετε τι πραγματικά συμβαίνει

you would have to take X-ray views from many angles around the body

πρέπει να δείτε τις ακτίνες Χ από πολλές γωνίες του σώματος σας

and use them to construct an internal image.

και να διαμορφώσετε μία συνολική εικόνα.

And that's something doctors do all the time

Αυτό κάνουν συνέχεια οι γιατροί:

in a procedure called a CT, Computed Tomography scan,

σε μια διαδικασία που ονομάζεται αξονική τομογραφία,

another Nobel Prize winning invention.

μια ακόμη ανακάλυψη που κέρδισε βραβείο Νόμπελ.

Think of CT like this.

Σκεφτείτε την αξονική τομογραφία ως εξής:

With just one X-ray,

Με μία μόνο ακτίνα Χ,

you might be able to see the density change due to a solid tumor in a patient,

μπορείτε να δείτε την αλλαγή πυκνότητας λόγω ενός στερεού όγκου σε κάποιον ασθενή

but you wouldn't know how deep it is beneath the surface.

αλλά δεν γνωρίζετε πόσο βαθιά κάτω από την επιφάνεια βρίσκεται.

However, if you take X-rays from multiple angles,

Ωστόσο, εάν ρίξετε ακτίνες Χ από διαφορετικές γωνίες,

you should be able to find the tumor's position and shape.

θα μπορέσετε να βρείτε την θέση και το σχήμα του όγκου.

A CT scanner works by sending a fan or cone of X-rays through a patient

Ένας αξονικός τομογράφος στέλνει μία «βεντάλια» ή έναν κώνο ακτίνων

μέσω του ασθενή σε μια συστοιχία αισθητήρων.

to an array of detectors.

The X-ray beam is rotated around the patient,

Η δέσμη των ακτίνων Χ περιστρέφεται γύρω από τον ασθενή

and often also moved down the patient's body,

και συχνά διασχίζει από πάνω έως κάτω το σώμα του ασθενούς,

with the X-ray source tracing a spiral trajectory.

ενώ η πηγή των ακτίνων διαγράφει μια πορεία σε σχήμα σπιράλ.

Spiral CT scans produce data that can be processed into cross sections

Η ελικοειδής αξονική τομογραφία παράγει δεδομένα που αναλύονται σε διατομές

detailed enough to spot anatomical features, tumors,

αρκετά λεπτομερείς για τον εντοπισμό ανατομικών χαρακτηριστικών, όγκων,

blood clots, and infections.

θρόμβων και λοιμώξεων.

CT scans can even detect heart disease and cavities

Οι αξονικές τομογραφίες μπορούν να βρουν τις καρδιοπάθειες και τις τρύπες

in mummies buried thousands of years ago.

σε μούμιες που βρίσκονται θαμμένες για χιλιάδες χρόνια.

So what began as Roentgen's happy accident has become a medical marvel.

Έτσι το ευτυχές ατύχημα του Ρέντγκεν έγινε ένα ιατρικό θαύμα.

Hospitals and clinics now conduct over 100 millions scans each year worldwide

Πλέον, πραγματοποιούνται πάνω από 100 εκατομμύρια τομογραφίες παγκοσμίως ετησίως

to treat diseases and save lives.

για να θεραπευθούν ασθένειες και να σωθούν ζωές.