چه‌طور اشعه‌ی ایکس درون بدن را می‌بیند؟

در سال 1895 فیزیکدانی به نام"ویلهلم رونگن" در حال آزمایش با یک لوله‌ی کاتدی بود.

لوله‌ی کاتدی محفظه‌ی شیشه‌ای  است که در آن شعاعی از الکترون‌ها به صفحه‌ی فلورسنت تابانده می‌شود.

او لوله کاتدی را با کاغذ ضخیمی پوشاند تا از انتشار نور فلورسنت جلوگیری کند. در این هنگام حادثه‌ی عجیبی روی داد، صفحه‌ی دیگری،بیرون از لوله در حال درخشیدن بود!
به عبارت دیگر، اشعه‌های نامریی از کاغذ عبور کرده بودند. ویلهلم نمی‌دانست آن‌ها چه اشعه‌ای هستند، بنابراین آن‌ها را اشعه ایکس  یا اشعه ناشناخته نامید. این کشف سرانجام برای او یک جایزه نوبل به ارمغان آورد.
 اکنون به توضیح آن‌چه ما امروزه می‌دانیم اتفاق می‌افتد، می‌پردازیم. هنگامی که الکترون‌ها با انرژی زیاد در لوله کاتدی به صفحه ی فلزی برخورد می‌کنند، یا سرعتشان کم می‌شود و انرژی آزاد می‌کنند و یا از اتم‌هایی که به آنها برخورد می‌کنند، الکترون جدا می‌کنند.
این امر باعث آزاد شدن انرژی مضاعف می‌شود. در هر دو صورت، انرژی آزاد شده بصورت اشعه ایکس آزاد می‌شود. انرژی ایکس نمونه‌ای از تششع الکترومغناطیسی است و مقدار انرژی بیشتری از نور و انرژی کمتری از اشعه گاما دارد. اشعه ایکس توان کافی برای عبور از تمامی مواد را دارد. مثل این‌که آن‌ها نیمه رسانا هستند و مخصوصا برای کاربردهای پزشکی بسیار مفیدند چون می‌توانند از اندام‌های مختلف بدن مانند استخوان‌ها، بدون ایجاد صدمه‌، تصویر تهیه کنند. اگر چه احتمال کمی در ایجاد جهش در اندام‌های تناسلی و بافت‌هایی مانند تیرویید وجود دارد و به همین دلیل جلیقه‌های سربی برای جلوگیری از نفوذ آن‌ها استفاده می‌شود.
هنگامی که اشعه ایکس با مواد در تماس است به الکترون‌های آن‌ها برخورد می‌کند. بعضی اوقات، تمام انرژی خود را به ماده منتقل کرده و جذب می‌شود. بعضی اوقات نیز فقط مقداری از انرژی خود را منتقل کرده و بقیه پراکنده می‌شوند. فرکانس این تششعات به تعداد الکترون‌هایی که اشعه ایکس به آن‌ها برخورد می‌کند؛ بستگی دارد. اگر ماده متراکم باشد یا از عناصری با عدد اتمی بالاتر تشکیل شده باشد که به معنی داشتن الکترون‌های بیش‌تر است، احتمال برخورد بیش‌تر خواهد بود. استخوان‌ها متراکم و پر از کلسیم هستند و نسبتا" عدد اتمی بالایی دارند، بنابراین اشعه ایکس را به خوبی جذب می‌کنند.
از سوی دیگر، بافت‌های نرم به آن میزان متراکم نیستند و عناصری با عدد اتمی پایین تر مانند: کربن، هیدروژن و اکسیژن دارند. بنابراین، اشعه ایکس بیش تر به بافت‌هایی مانند شش‌ها و ماهیچه‌ها نفوذ کرده و فیلم را سیاه می‌کند. اما این عکس‌های دو بعدی تا حدودی کارآیی دارند. هنگامی که اشعه ایکس از بدن عبور می‌کند در مسیر خود با اتم‌های زیادی برخورد می‌کند. چیزی که بر روی فیلم ثبت می‌شود، نشان دهنده‌ی مجموعه ای از این برخوردهاست مانند این‌که سعی کنید 100 صفحه از یک رمان را بر روی یک ورقه کاغذ چاپ کنید! برای این‌که ببینید واقعا چه چیزی روی می‌دهد شما باید از زاویه های مختلف از بدن عکس بگیرید و بعد برای ساختن یک تصویر درونی از آنها استفاده کنید.
این همان کاری ست که متخصصان همیشه در فرآیندی به نام سی‌تی‌اسکن اسکن پرتونگاری مقطعی کامپیوتری، انجام می‌دهند. اختراع دیگری که جایزه نوبل دریافت کرد. سی‌تی‌اسکن  رو این طوری در نظر بگیرین: با تنها یک عکس شما ممکن است بتوانید تغییر تراکم مربوط به یک تومور را در بدن بیمار مشاهده کنید ولی نمی‌توانید بفمهمید که چقدر از سطح بدن فاصله دارد. اما هنگامی که از زوایای مختلف عکس بگیرید شما می‌تونید شکل و مکان تومور رو پیدا کنین.
یک سی تی اسکنر با عبور دادن دسته‌ای از پرتوهای اشعه ایکس از بدن بیمار به مجموعه ای از آشکار کننده ها؛ کار می‌کند. اشعه‌ی ایکس با چرخش کامل دور بدن بیمار اغلب در یک مسیر مارپیچی تا پایین بدن بیمار حرکت می‌کند. سی‌تی‌اسکن‌های مارپیچی اطلاعاتی را ارایه می‌دهند که می‌توانند به صورت مقطع عرضی پردازش شوند و دارای جزییات کافی برای شناسایی ویژگی‌های آناتومیک، تومورها، لخته‌های خونی و عفونت‌هاست. سی‌تی‌اسکن همچنین می‌تواند بیماری‌های قلبی و حفره‌های دندون‌های مومیایی‌های دفن شده رو در هزاران سال پیش شناسایی کند. بنابراین چیزی که برای رونگن خوشایند بود به یکی از شگفتی‌های علم پزشکی بَدَل شد. امروزه بیمارستان‌ها و کلینیک‌ها در سراسر جهان سالانه برای درمان بیماری‌ها و و نجات زندگی‌ها در حدود صد میلیون اسکن انجام می‌دهند.