How X-rays see through your skin - Ge Wang

Hur röntgen ser genom din hud - Ge Wang

Översättare: Lisbeth Pekkari Granskare: Annika Bidner

In 1895, a physicist named Wilhelm Roentgen

1895 gjorde en fysiker vid namn Wilhelm Röntgen

was doing experiments with a cathode tube,

experiment med ett katodstrålerör,

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

ett glaskärl i vilken en elektronstråle lyser upp ett fluorescerande fönster.

He had wrapped cardboard around the tube

Han hade lindat kartong runt röret

to keep the fluorescent light from escaping,

för att förhindra att det fluorescerande ljuset flydde,

when something peculiar happened.

när något märkligt hände.

Another screen outside the tube was glowing.

En annan skärm, utanför röret, lyste.

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

Med andra ord hade osynliga strålar trängt genom kartongen.

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

Wilhelm hade ingen aning om vad det var för strålar, så han kallade dem röntgen,

and his discovery eventually won him a Nobel Prize.

och hans upptäckt ledde så småningom till ett Nobelpris.

Here's what we now know was happening.

Nu vet vi vad det var som hände.

When high energy electrons in the cathode tube

När högenergiska elektroner i katodstråleröret

hit a metal component,

träffar en metallkomponent,

saktade de antingen ner och frigjorde extra energi,

they either got slowed down and released extra energy,

or kicked off electrons from the atoms they hit,

eller slog loss elektroner från atomerna som de träffade,

which triggered a reshuffling that again released energy.

vilket startade en omflyttning som återigen frigjorde energi.

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

I båda fallen utsändes energin i form av röntgenstrålning,

which is a type of electromagnetic radiation

en typ av elektromagnetisk strålning

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

med högre energi än synligt ljus och lägre energi än gammastrålning.

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

Röntgenstrålar är starka nog att ta sig genom många material

as if they are semi-transparent,

som om de vore halvtransparenta,

and they're particularly useful for medical applications

och de är särskilt användbara inom medicinen

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

eftersom de kan skapa bilder av organ, som ben, utan att skada dem,

although they do have a small chance

även om det finns en liten risk

of causing mutations in reproductive organs,

att de orsakar mutationer i reproduktionsorganen

and tissues like the thyroid,

och i vävnader som sköldkörteln,

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

vilket är varför man ofta använder blyförkläden för att stoppa strålarna.

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

När röntgenstrålar interagerar med materia så krockar de med elektroner.

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

Ibland överför röntgenstrålarna all sin energi till materian och absorberas.

Other times, it only transfers some of its energy,

Andra gånger överförs bara en del av energin,

and the rest is scattered.

och resten sprids ut.

The frequency of these outcomes

Frekvensen hos de olika utfallen

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

beror på hur många elektroner röntgenstrålarna sannolikt träffar.

Collisions are more likely if a material is dense,

Kollisioner är mer troliga om ett material är tätt,

eller om det är gjort av ämnen med högre atomnummer,

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

vilket innebär fler elektroner.

which means more electrons.

Ben är täta och innehåller kalcium som har ett relativt högt atomnummer,

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

so they absorb X-rays pretty well.

så de absorberar röntgenstrålar rätt bra.

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

Mjukdelar å andra sidan är inte lika täta,

and contains mostly lower atomic number elements,

och innehåller mest ämnen med lägre atomnummer,

like carbon, hydrogen, and oxygen.

som kol, väte och syre.

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

Så en större del av röntgenstrålarna penetrerar vävnader som lungor och muskler

vilket gör bilden mörkare.

darkening the film.

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

Dessa 2D-bilder är dock bara användbara i viss utsträckning.

When X-rays travel through the body,

När röntgenstrålar passerar genom kroppen,

they can interact with many atoms along the path.

kan de interagera med många atomer längs vägen.

Det som syns på bilden

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

reflekterar summan av alla dessa interaktioner.

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

Det är som att försöka trycka 100 sidor av en bok på ett papper.

To see what's really going on,

För att se vad som verkligen händer,

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

skulle man behöva ta röntgenbilder ur många vinklar runt kroppen

and use them to construct an internal image.

och använda dem för att skapa en invärtes bild.

Och det är något läkare gör hela tiden

And that's something doctors do all the time

in a procedure called a CT, Computed Tomography scan,

med en metod som kallas datortomografi,

another Nobel Prize winning invention.

ännu en Nobelprisvinnande uppfinning.

Think of CT like this.

Tänk på datortomografi så här.

With just one X-ray,

Med bara en röntgenstråle

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

kan man se förändringen i täthet orsakad av en solid tumör hos patienten,

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

men man vet inte hur djupt under ytan den finns.

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

Om man däremot tar röntgenbilder ur många olika vinklar,

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

så borde man kunna se tumörens position och form.

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

En datortomograf fungerar genom att skicka en solfjäder eller kon av röntgenstrålar

genom patienten till en rad detektorer.

to an array of detectors.

The X-ray beam is rotated around the patient,

Röntgenstrålen roteras runt patienten

and often also moved down the patient's body,

och rörs också ofta neråt längs patientens kropp,

with the X-ray source tracing a spiral trajectory.

så att röntgenstrålen följer en spiralformad bana.

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

Spiraltomografi skapar data som kan delas upp i tvärsnitt,

detailed enough to spot anatomical features, tumors,

tillräckligt detaljerade för att upptäcka anatomiska detaljer som tumörer,

blood clots, and infections.

blodproppar och infektioner.

Datortomografi kan till och med påvisa hjärtsjukdomar och karies

CT scans can even detect heart disease and cavities

in mummies buried thousands of years ago.

hos mumier som begravdes för tusentals år sedan.

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

Så det som började som Röntgens tursamma misstag,

har blivit ett medicinskt under.

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

Sjukhus och kliniker gör nu fler än 100 miljoner skanningar varje år

to treat diseases and save lives.

för att behandla sjukdomar och rädda liv.