k荧光增强x线管与对照普通x线管能谱强度理论计算与实验测量

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1、学位论文独创性声明本人所呈交的学位论文是在导师的指导下取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示了谢意。作者签名：学位论文使用授权声明本人授权沈阳师范大学研究生处，将本人硕士学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版，允许论文被查阅和借阅；有权可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。保密的学位论文在解密后适用本规定。作者签名：K荧光增强x线管及对

2、照普通x线管能谱强度理论计算与实验测量第一章引言一、医用诊断X线应用中光子能量辐射剂量与影像信噪比的关系，最佳光子能量自1895年伦琴发现X射线以来，X射线在临床上的应用对医学的发展起了划时代的推动作用。人们利用X射线广泛为人类服务，生产出各种不同容量的医用诊断x射线机。一百多年来，射线照相技术在不断地发展，在现今社会中，几乎应用在所有的医院和诊所之中。X射线技术的应用和发展给医学诊断与治疗带来了很大的方便，但不可低估它对非受照者及公众的危害。在当前的技术水平上，我们更要强调的是对人的保护以及高质量图像的获取。在这两个看似矛盾的问题上，随着现代科技的的发展

3、、人们认识的不断开拓，将会出现新的突破，使人们在了解自身奥秘的过程中获得身心的释放。今天，随着CR、DR的推广应用，医疗照射已成为医疗诊断和治疗中不可缺少的重要手段，这种辐射是目前造成人类接受的主要人工辐射来源。在世界范围内，很多发达国家从20世纪60年代起就对医疗照射剂量倍加重视。近年来随着数字化影像技术的发明，图像信噪比已被公认为衡量影像质量的客观指标。研究表明，对任何诊断对象——接收系统，其图像信噪比皆正比于X线照射量，而得到同样信噪比所需照射量又随入射光子能量不同而变化。对于常见患体结构——常用接收系统，当入射光子能量为37．5至50keV时(对乳

4、腺诊断22—35keV)所需照射量最小。而对于能量低于或高于上述数值的光子，所需照射量都会显著增加。例如，用钨酸钙屏作钡餐透照时，要获得同样图像信噪比所需30keV光子、60keV光子的照射量分别为40keV光子照射量的44和4倍。而做碘造影时，上述倍数分别为75和4．6倍。对乳腺照像，所需17l【eV和50keV光子照射量分别为25keV光子照射量的8．7和5．7倍。普通X线管光子能量分布普通x线管主要由三部分构成：1、阴极：通常为钨灯丝。通电加热后发射热电子。2、阳极：又称阳极靶，用以接受电子的轰击而发射X射线，通常由Mo、Fe、Cu、w等纯金属制成。

5、阴极和阳极置于真空中，之间加～定电压，使K荧光增强x线管及对照普通x线管能谱强度理论计算与实验测量电子由阴极向阳极加速运动。目前医用诊断x线管均用钨靶阳极，产生连续能谱光子。某些乳腺专用x线管采用钼靶，产生K特征光子。其能量(17．5keV)太低，故该种管子在国外已经很少应用。迄今医学物理界做的最优化研究都是基于钨靶x线管的输出，探寻最优化的管电压和过滤条件来改变光谱形状以提高图像信噪比和降低照射量。如zammenhof的结果表明，对脂肪、钙化和碘造影—CsI屏系统，最优化条件是：管电压6卜70kV和尽可能厚的铝过滤。而在实用中因管子功率所限，人们无法采用

6、上述最优化条件，往往需要更高电压。致使照射量远高于理论最佳值。三、K荧光增强型X线管的发明及意义医用诊断X线机的质量直接影响影像诊断质量及受检者和放射工作人员的受照剂量，为提高影像诊断质量，保护受检者健康，如果不能采用x线机最佳光子能量(45—55keV)，对受检者将造成很大的辐射剂量。而现有诊断X线管的辐射能谱基本固定。谭大刚教授打破国际医学物理界单靠选择最佳管电压和总过滤来提高X线成像效率的做法，在透射阳极X线技术的基础上发明了“K荧光增强型医用诊断X线管’’(zL95232718．x)n1，使按需要突出增强所选最佳光子的产额在技术上成为可能。1999

7、年研制出第一支固定阳极样品，完成了对照测试。四、K荧光增强型X线管原有文献及其不足2000年7月，谭大刚教授在C托ca902000世界医学物理与生物医学工程大会上向世界作了关于“K荧光增强型x线管固定式阳极与普通管对照测试结果"的介绍，靶的结构见图l乜1。实验结果表明(图2——图3)：在40l【V、50kv时，增强管与普通管的能谱强度几乎一致，但在70kV、80kV、90kV时，K荧光增强型X线管的能谱强度明显要高于普通X线管，但由于NaI探头分辨率比较低的原因i没能测试出特征x线峰。为了弥补此处不足，本次实验选用分辨率较高的探测系统，可测出特征X线峰。2

8、lonuorecsentEnhancedTargetStructu