How X-rays see through your skin - Ge Wang

Cum văd razele X prin tine - Ge Wang

Traducător: Matei Sterian Corector: Lorena Ciutacu

In 1895, a physicist named Wilhelm Roentgen

În 1895, un fizician numit Wilhelm Roentgen

was doing experiments with a cathode tube,

experimenta cu tuburi catodice,

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

tuburi în care o rază de electroni iluminează un ecran fluorescent.

He had wrapped cardboard around the tube

El a împachetat tubul de sticlă în carton

to keep the fluorescent light from escaping,

pentru a ține lumina fluorescentă înăuntru,

when something peculiar happened.

și atunci ceva neașteptat s-a întâmplat.

Another screen outside the tube was glowing.

Un alt ecran în afara tubului strălucea.

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

Raze invizibile treceau prin carton.

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

Wilhelm nu avea idee ce erau, așa că le-a numit Raze-X,

and his discovery eventually won him a Nobel Prize.

iar descoperirea lui i-a adus în cele din urmă Premiul Nobel.

Here's what we now know was happening.

Acum noi știm ce s-a întâmplat.

When high energy electrons in the cathode tube

Când electronii cu energie ridicată din tubul catodic

hit a metal component,

lovesc un metal,

they either got slowed down and released extra energy,

ori încetinesc și eliberează energie,

or kicked off electrons from the atoms they hit,

ori smulg electroni de pe atomii pe care îi lovesc,

which triggered a reshuffling that again released energy.

proces care formează electroni ce repetă procesul.

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

În ambele cazuri, energia e emisă sub forma razelor X,

which is a type of electromagnetic radiation

care este un tip de radiație electromagnetică

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

cu mai multă putere decât lumina vizibilă și cu mai puțină decât razele Gamma.

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

Razele X sunt suficient de puternice pentru a penetra multe tipuri de materie

as if they are semi-transparent,

ca și cum aceasta este semi-transparentă,

and they're particularly useful for medical applications

și sunt în special utile în aplicații medicinale,

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

deoarece pot realiza imagini ale organelor, de exemplu oase,

fară a le răni, dar cu o șansă

although they do have a small chance

of causing mutations in reproductive organs,

de a produce mutații în organele reproducătoare

and tissues like the thyroid,

și în țesuturi precum tiroida.

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

De aceea se folosesc tunici de plumb pentru a le bloca.

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

Când razele X interacționează cu materie, acestea se lovesc de electroni.

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

Uneori, razele X își tranferă toată energia materiei și sunt absorbite.

Other times, it only transfers some of its energy,

Alteori, doar o parte din energie este absorbită,

and the rest is scattered.

iar restul este împrăștiată.

The frequency of these outcomes

Frecvența acestor evenimente

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

depinde de cât de mulți electroni lovesc razele X.

Collisions are more likely if a material is dense,

Aceste coliziuni sunt mai dese dacă materialul este mai dens

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

sau dacă este alcătuit din elemente cu un număr atomic ridicat,

which means more electrons.

adică elemente cu mai mulți electroni.

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

Oasele sunt dense și pline de calciu, element cu un număr atomic mare,

so they absorb X-rays pretty well.

așadar absorb o cantitate mare de raze X.

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

Țesutul moale, în schimb, nu este atât de dens

and contains mostly lower atomic number elements,

și conține, în principal, elemente cu număr atomic mic,

like carbon, hydrogen, and oxygen.

precum carbonul, hidrogenul și oxigenul.

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

Așadar, mai multe raze X trec prin țesuturi moi, ca plămânii și mușchii,

darkening the film.

înnegrind filmul.

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

Aceste imagini 2D sunt utile doar până la un punct.

When X-rays travel through the body,

Când razele X trec prin corp,

they can interact with many atoms along the path.

ele interacționează cu mulți atomi în calea lor.

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

Ceea ce apare pe film este doar rezultatul acelor interacții.

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

Este ca și cum ai imprima un roman de 100 de pagini pe una singura.

To see what's really going on,

Pentru a vedea ce se întâmplă cu adevărat,

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

ar trebui să obținem imagini ale razelor X din multe unghiuri din jurul corpului

and use them to construct an internal image.

și să le folosim pentru a construi o imagine internă a corpului

And that's something doctors do all the time

Doctorii fac asta mereu.

in a procedure called a CT, Computed Tomography scan,

Este o procedura care se numește TC, Tomografie Computerizată,

another Nobel Prize winning invention.

altă invenție pentru care s-a acordat Premiul Nobel.

Think of CT like this.

Gândiți-vă la TC așa.

With just one X-ray,

Cu o singură rază X,

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

ai putea vedea densitatea unei tumori solide a unui pacient,

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

dar nu ai știi cât de adâncă e.

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

Dar dacă faci radiografii din mai multe unghiuri,

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

ar trebui să poți determina poziția și forma tumorii.

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

Un scaner TC trimite un con de raze X prin corpul unui pacient

to an array of detectors.

către o rețea de senzori.

The X-ray beam is rotated around the patient,

Razele X sunt rotite în jurul pacientului

and often also moved down the patient's body,

și, de multe ori, mișcate în josul corpului,

with the X-ray source tracing a spiral trajectory.

razele urmând o traiectorie spiralată.

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

Scanările TC produc informații ce pot fi procesate în secțiuni diagonale

detailed enough to spot anatomical features, tumors,

suficient de detaliate pentru observarea trăsăturilor anatomice, a tumorilor,

blood clots, and infections.

a cheagurilor de sânge și a infecțillor.

CT scans can even detect heart disease and cavities

Scanările TC pot evidenția chiar și boli ale inimiii și cavități

in mummies buried thousands of years ago.

în mumii îngropate acum mii de ani.

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

Ceea ce a început ca un accident fericit a devenit o minune medicală.

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

Spitale și clinici realizează acum peste 100 de milioane de astfel de scanări pe an

to treat diseases and save lives.

tratând boli și salvând vieți în toată lumea.