X-ray กับ Ultrasound: ความแตกต่างและการเปรียบเทียบ

รังสีเอกซ์ รังสียูวี และรังสีอินฟราเรด มีประโยชน์มากมายในชีวิตประจำวันของเรา สิ่งเหล่านี้กำลังครอบงำโลกแห่งเทคโนโลยีและถูกนำมาใช้ในการทำงานของเครื่องมือหลายชนิด

วงการแพทย์และการวิจัยได้เห็นการใช้คลื่นเหล่านี้อย่างมาก คลื่นอัลตราซาวนด์ยังถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในด้านเทคโนโลยีทางการแพทย์และกรณีศึกษาวิจัยอีกด้วย

สิ่งเหล่านี้ยังเป็นอันตรายต่อมนุษย์ แต่ด้วยการใช้คลื่นอย่างเหมาะสม พวกมันอาจมีประโยชน์ในบางแง่มุม

การเข้าถึงเทคโนโลยีและการพัฒนาที่กว้างไกลได้ใช้ประโยชน์จากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและคลื่นเสียงในหลายวิธีเพื่อช่วยบรรเทาความยากลำบากของมนุษย์

พลังงานของคลื่นเหล่านี้สามารถนำไปใช้ได้หลายวิธีหรือสามารถเปลี่ยนเป็นพลังงานประเภทอื่นเพื่อใช้งานได้

ประเด็นที่สำคัญ

1. รังสีเอกซ์เป็นรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า ในขณะที่อัลตราซาวนด์ใช้คลื่นเสียงความถี่สูง
2. รังสีเอกซ์สามารถเจาะเนื้อเยื่อหนาแน่นและสร้างภาพกระดูกได้ ในขณะที่อัลตราซาวนด์สามารถสร้างภาพเนื้อเยื่ออ่อนและอวัยวะได้
3. การเอ็กซเรย์จะใช้ในการวินิจฉัยกระดูกหักหรือปัญหาทางทันตกรรม ในขณะที่อัลตราซาวนด์ใช้ในการติดตามการตั้งครรภ์และตรวจหาความผิดปกติของอวัยวะ

เอ็กซ์เรย์กับอัลตราซาวนด์

รังสีเอกซ์คือรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าประเภทหนึ่งที่สามารถทะลุผ่านวัตถุแข็ง เช่น ร่างกายมนุษย์ และสามารถช่วยวินิจฉัยกระดูกหักได้ อัลตราซาวนด์ใช้คลื่นเสียงความถี่สูงเพื่อสร้างภาพอวัยวะและเนื้อเยื่อภายใน ไม่เป็นอันตราย และไม่เกี่ยวข้องกับการสัมผัสกับรังสีใดๆ

รังสีเอกซ์เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นตั้งแต่ 0.01 นาโนเมตรถึง 10 นาโนเมตร เหล่านี้เป็นคลื่นตามขวางที่มีความถี่ตั้งแต่ 1016 Hz ถึง 1020 Hz

รังสีเอกซ์มีพลังในการทำให้อะตอมแตกตัวเป็นไอออนและใช้ในการรักษามะเร็ง

คลื่นอัลตร้าซาวด์ คือ คลื่นเสียงที่มีความถี่สูงกว่า 20 kHz คลื่นเสียงเหล่านี้มีลักษณะเป็นคลื่นตามยาวและไม่ได้ยินเสียงจากหูมนุษย์ เนื่องจากช่วงการได้ยินของมนุษย์อยู่ที่ 20 Hz-20 kHz

คลื่นเสียงตามยาวเหล่านี้ต้องการตัวกลางในการเคลื่อนที่  

ตารางเปรียบเทียบ

พารามิเตอร์ของการเปรียบเทียบ	รังสีเอกซ์	เสียงพ้น
ความหมาย	คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่น 0.01 นาโนเมตร- 10 นาโนเมตร	คลื่นเสียงที่มีความถี่มากกว่า 20 kHz
เวลา	1016 Hz – 1020 Hz	มากกว่า 20 กิโลเฮิรตซ์
ธรรมชาติของคลื่น	คลื่นขวาง	คลื่นตามยาว
ความจุไอออไนซ์	สามารถแตกตัวเป็นไอออนของอะตอมและโมเลกุล และยังทะลุทะลวงเนื้อเยื่อของมนุษย์ได้อีกด้วย	ไม่สามารถทำให้อะตอมและโมเลกุลแตกตัวเป็นไอออนได้
ความเสี่ยง	พบว่ามีความเสี่ยงเป็นมะเร็ง	ไม่มีความเสี่ยง

X-ray คืออะไร?

รังสีเอกซ์ถูกค้นพบโดย Wilhelm Rontgen เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่สูงมาก ช่วงความถี่ 1016 Hz – 1020 Hz

โฟตอนของรังสีเอกซ์ประกอบด้วยพลังงานบางอย่างซึ่งสามารถคำนวณได้จากสูตร E=hf (โดยที่ f คือความถี่ของโฟตอน และ h คือแพลงค์ตลอดเวลา)

พลังงานของรังสีเอกซ์อยู่ในช่วง 100 eV – 100 keV รังสีเอกซ์สามารถแบ่งได้เป็นสองประเภทตามพลังงาน: รังสีเอกซ์ชนิดแข็งและรังสีเอกซ์แบบอ่อน

รังสีเอกซ์ที่มีพลังงานโฟตอนมากกว่า 5 keV ถือเป็นรังสีเอกซ์ชนิดแข็ง โฟตอนรังสีเอกซ์ที่มีพลังงานน้อยกว่า 5 keV เรียกว่ารังสีเอกซ์อ่อน

รังสีเอกซ์แบบแข็งมีความสามารถในการเจาะทะลุได้ดีกว่ารังสีเอกซ์แบบอ่อน

เนื่องจากความสามารถในการทะลุทะลวงของรังสีเอกซ์ ปัจจุบันจึงถูกนำมาใช้ใน การถ่ายภาพรังสี. คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเหล่านี้สามารถทะลุทะลวงเนื้อเยื่อของมนุษย์ได้ง่ายและด้วยเหตุนี้จึงถูกนำมาใช้ในทางการแพทย์

สาขาที่พบบ่อยที่สุดที่ใช้สิ่งนี้คือการรักษาโรคมะเร็ง รังสีเอกซ์มีความยาวคลื่นสั้นกว่าเมื่อเทียบกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอื่นๆ ซึ่งช่วยให้ได้ความละเอียดสูงกว่า

สิ่งนี้ทำมาจากที่ใช้ในเทคนิคที่เรียกว่า X-ray crystallography

รังสีเอกซ์มีพลังงานสูงมาก และเนื่องจากความสามารถในการแตกตัวเป็นไอออนของอะตอมและโมเลกุล จึงสามารถเป็นสารก่อมะเร็งได้เช่นกัน

การประยุกต์ใช้รังสีเอกซ์: การตรวจเอกซเรย์ผลึก การตรวจแมมโมแกรม ซีทีสแกน ระบบรักษาความปลอดภัยที่สนามบินเพื่อตรวจสอบกระดูกหัก การวิเคราะห์และตรวจสอบภาพวาด กล้องจุลทรรศน์ และการวิเคราะห์เชิงปริมาณ

อัลตราซาวด์คืออะไร?

ช่วงการได้ยินของมนุษย์ปกติคือ 20 Hz – 20 kHz สิ่งนี้เรียกว่าช่วงการได้ยิน ในขณะที่เสียงที่อยู่เหนือขีดจำกัดนี้เรียกว่าอัลตราซาวนด์

คลื่นอัลตราซาวนด์เป็นคลื่นเสียงที่มีช่วงความถี่สูงกว่า 20 กิโลเฮิรตซ์ พวกมันเป็นคลื่นอะคูสติกเชิงกลและต้องการตัวกลางในการเดินทาง

หูของมนุษย์ไม่สามารถตรวจจับเสียงเหล่านี้ได้ แต่สัตว์บางชนิด เช่น โลมาและค้างคาว สามารถได้ยินเสียงเหล่านี้และผลิตเสียงเหล่านั้นออกมาด้วย พวกเขาใช้เสียงนี้เพื่อการนำทางในพื้นที่มืดสนิท

อัลตราซาวนด์มีการใช้งานมากมายในวงการแพทย์ การทหาร การสื่อสาร การเดินเรือในทะเล การวิจัย และด้านอื่นๆ

หนึ่งในเทคโนโลยีอัลตราซาวนด์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดคือ Ultrasonography ซึ่งเป็นเทคนิคการวินิจฉัย อุปกรณ์นี้ใช้ Doppler shift และเวลาเลิกใช้ของคลื่นเสียงสะท้อนเพื่อวัตถุประสงค์ในการวินิจฉัย

โดยปกติแล้ว ผลึกเพียโซอิเล็กทริกจะใช้สำหรับการผลิตอัลตราซาวนด์ คริสตัลนี้เปลี่ยนรูปเมื่อ ศักย์ไฟฟ้า ถูกนำมาใช้ ผลที่รู้จักกันในนามของผลเพียโซอิเล็กทริก

การเสียรูปโดยตรงขึ้นอยู่กับปริมาณของศักยภาพที่ใช้ การใช้งานบางอย่างของอัลตราซาวนด์ ได้แก่ การทำความสะอาดอัลตราโซนิก การตรวจจับรอยแตก การทำอัลตราซาวนด์ การตรวจด้วยหิน การพิมพ์หิน อัลตราซาวนด์ การกำหนดตำแหน่งเสียงสะท้อน และ SONAR (เทคนิคการนำทางด้วยเสียงและการกำหนดระยะ)

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง X-ray และ Ultrasound

1. รังสีเอกซ์เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ในขณะที่คลื่นอัลตราซาวนด์จัดอยู่ในประเภทคลื่นเสียงเชิงกล
2. ช่วงความถี่ของรังสีเอกซ์คือ 1016 Hz – 1020 Hz ในขณะที่ช่วงความถี่ของคลื่นอัลตราซาวนด์สูงกว่า 20 kHz
3. รังสีเอกซ์สามารถทำให้อะตอมและโมเลกุลแตกตัวเป็นไอออนได้ ในขณะที่อัลตราซาวนด์ไม่สามารถทำได้
4. รังสีเอกซ์มีความสามารถในการเจาะเนื้อเยื่อในขณะที่อัลตราซาวนด์ไม่สามารถทำได้
5. รังสีเอกซ์เป็นพลังงานสูงและสามารถสร้างความเสียหายต่อร่างกายมนุษย์ได้ ในขณะที่อัลตราซาวนด์ก็ปลอดภัยที่จะใช้
6. การเอกซเรย์พบว่าก่อให้เกิดมะเร็งและเป็นสารก่อมะเร็งในขณะที่อัลตราซาวนด์ไม่ก่อให้เกิดมะเร็ง

อ้างอิง

1. https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-4899-0148-4_1
2. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0079610706000812
3. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780126767575500153

อัพเดตล่าสุด : 25 กรกฎาคม 2023