X线基本知识医学影像检查技术学本科.ppt

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1、第二章X线基本知识第一节X线产生及特性一、X线的发现1895年11月8日,德国物理学家伦琴(Rontgen)在研究阴极射线管气体放电时,发现附近涂有铂氰化钡的纸板上能发出肉眼可见的荧光,并且将手置于阴极射线管与铂氰化钡板之间,在纸板上显示出手的轮廓及骨骼影像。伦琴推断这是一种特殊的射线,由于当时对这种射线的性质不清楚,便借用数学上代表未知数的符号“X”来代替,称之为X射线(X-ray)。后人又称之为伦琴射线。二、X线产生的条件(1)电子源—提供足够数量的电子; (2)在真空条件下高电压产生的强电场和高速运动的电子流; (

2、3)适当的障碍物(靶面)来接受高速运动电子所带的能量,使高速电子所带的动能部分转变为X线能。若靶面物质原子序数较低,其内层电子结合能小,高速电子撞击原子内层电子所产生的X线能量小、波长较长;原子序数较高的元素如钨,其原子内层电子结合能大,当高速电子撞击时,便产生波长短、能量大的X线。现用于X线诊断与治疗的X线管靶面绝大多数是由原子序数较高的钨制成的。 有些具有特殊用途如用于软组织摄影(乳腺摄影),X线管靶面是由原子序数较低的金属(如钼、铑等)制成的,它能产生波长较长的X射线,称之软射线。三、X线的本质X线即属于电磁辐射的

3、一种,和其它光线一样,具有二象性:微粒性和波动性。X线的波长范围约为6×10-11cm~5×10-6cm,由于医学诊断用X线管管电压通常在40kV~150kV之间,相应的X线波长约为8×10-10cm~3.1×10-9cm,该波长范围即为诊断范围的波长。四、X线的质与量一般用于表示X线的硬度,即穿透物质的能力,它代表光子的能量,有时也指在某一波长范围内X线光子的平均能量。X线的质仅与光子能量有关,能量越大,X线的波长越短,穿透力越强,则X线的质越硬;反之,X线的硬度就小。 在实际工作中,一般用管电压(kV)数值间接表示X

4、线的质。(一)X线的质半价层:有时也用半价层来表示X线质。半价层(halfvaluelayer,HVL)是指入射的X线强度减弱为原来的一半时某均匀吸收体的厚度。对同样质的X线来说,不同物质的半价层不一样。但就同一种物质而言,半价层越厚,表示X线质越硬;反之则软。(一)X线的质指X线束中的光子数目,在实际工作中,常用X线管的管电流与照射时间的乘积毫安秒(mAs)来表示X线的量。管电流越大,代表X线管中被加速的电子数目越多,电子撞击阳极靶面产生的X线量越多,则X线强度越大。X线照射时间,是指球管产生X线的时间。显然,X线的量

5、与管电流及照射时间成正比。(二)X线的量五、X线效应X射线是一种电磁波,除具有电磁波的共同属性外,由于其能量大,波长短,还具有以下几方面的性质:物理效应(穿透作用、荧光作用、电离作用)、化学效应(感光作用、着色作用)、生物效应。1. 穿透作用 是指X线穿过物质时不被吸收的本领。光子能量越大,产生X线波长越短,对物质的穿透作用越强。物质的原子序数高、密度大,吸收X线量多,X线穿透力相对较弱;物质原子序数低、密度小,吸收X线量少,X线穿透力相对较强。X线对人体各组织穿透性的差异是X线医学影像学的基础。(一)物理效应2.荧光作

6、用 某些荧光物质(如钨酸钙、铂氰化钡、硫化锌镉及某些稀土元素等),受到X线照射时,能够产生荧光,具有这种特性的物质叫荧光物质,使这种物质发生荧光,称荧光作用。 如:透视用的荧光屏,摄影中用的增感屏,影像增强器的输入屏和输出屏都是利用这种特性制成的。(一)物理效应1.感光作用X线照射到胶片,使胶片上的卤化银发生光化学反应,出现银颗粒的沉淀,称为X线的感光作用。由于X线穿透人体后的强度分布不同,使卤化银的感光度发生差异,经显影后产生一定的黑化度,显示出人体不同密度的影像。如人体的X线摄影检查和工业探伤(二)化学效应2.着色作

7、用 某些物质如铂氰化钡、增感屏、铅玻璃、水晶等,经X线长时间照射后,其结晶体脱水渐渐改变颜色,发生脱水、着色,称为着色作用(脱水作用)。(二)化学效应生物细胞(增殖性细胞)经一定量的X线照射后,可以产生抑制、损伤甚至坏死,即为X线的生物效应。不同的组织细胞对X线的敏感性不同,会出现不同的反应。 放射治疗就是利用X线的生物效应,对病变组织进行一定量的X线照射,它也是射线工作者及受检者应注意防护的原因。(三)生物效应六、光学密度与感光效应胶片中的感光乳剂(卤化银)在光(或辐射线)作用下致黑的程度称为照片的密度,又称光学密度或

8、黑化度。 光学密度是由于胶片上乳剂感光后,光量子被卤化银吸收,经过化学处理,使卤化银还原,构成黑色金属银的影像。吸收光线越多,卤化银沉积越多,照片就越黑;反之,卤化银沉积越少,照片越透明。(一)光学密度光学密度是形成X线影像的基础,X线影像都是由黑白不同的密度组成。 密度可以根据透光率和阻光率来测量,入射光线强度为I

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