第一篇X线部分.docx

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第一篇X线部分

第一篇--X线部分

第一篇X线部分

第一章X线成像

第一节X线的发现与发展

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。

自发现X线至今已经历了1个多世纪的历程，X线的发现及其医学上的应用，其后放射学、现代医学影像学的形成和发展，不仅是自然科学史上的一个重大的里程碑，而且在相当程度上改变了医学科学的进程，为人类的疾病防治做出了巨大贡献。

第二节普通X线设备

一、基本结构

X线的基本结构由X线管、高压发生器及控制台构成。

（一）X线球管

X线球管是X线机的核心部件，功能是将电能转换成X线能。

X线球管的发展，先后出现了气体电离式、固定阳极式、旋转阳极式及各种特殊X线球管。

1、固定阳极X线球管由阳极、阴极和玻

璃壳三部分组成。

（1）阳极：

阳极由阳极头、阳极帽、阳极柄三部分组成。

1）阳极头：

由靶面和阳极体组成。

靶面的工作温度很高，一般都用钨制成，称为钨靶。

2）阳极帽:

主要作用是吸收二次电子和散射X线。

3）阳极柄：

由无氧铜制成，与阳极头一起，通过热传导提高阳极的散热效率。

作用：

机械控制；X线控制；安全保护控制

二、附属装置

（一）X线球管支持装置

立柱式；悬吊式；床旁立柱式。

立柱式

悬吊式

（二）病人检查床

（三）立位摄影架即胸像架

（四）X线电视系统

1、影像增强器

2、摄影装置

3、控制器

4、显示器

（五）点片装置分为暗盒式和无暗盒式

（六）滤线器

也称滤线板，分为平行式；聚焦式；交叉式。

目前所用虑线栅多为聚焦式。

1、结构

2、技术参数焦距；栅比；栅密度

3、种类固定滤线器和活动滤线器

4、注意事项

（1）避免滤线栅反置。

（2）X线中心应对准滤线栅中线。

（3）倾斜球管时，倾斜方向应与铅条的排列方

向一致。

（4）使用聚焦式滤线栅时，焦点至滤线栅的距

离应在允许的范围内。

（5）使用调速活动滤线器时，预调运动速度一般

比曝光时间长五分之一。

（6）根据所用的管电压来选择合适的滤线栅。

。

（七）滤线器

即遮光器，用来控制X线照射野的大小，遮去不必要的X线。

三、分类

（一）胃肠透视X线机

（二）普通摄影X线机

（三）乳腺X线机

（四）床旁摄影X线机

乳腺X线机

床旁X线机（移动X线机）

第三节X线的产生及特性

一、X线产生的条件

X线是在真空条件下，高速运动的电子撞击到金属原子内部，使原子核外层轨道电子发生跃迁而放射的一种能。

X线产生必须具备以下条件：

（1）电子源¡ª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；

（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。

二、连续放射与标识放射

连续放射：

又称连续X线或韧致放射，X线管放射出的X线是一束波长不等、连续的混合射线，称之为连续放射。

标识放射：

又称标识X线或特征辐射，是由高速运动的电子与靶原子的内层轨道电子相互作用所产生的。

综上所述，在X线管内，高速运动的电子撞击阳极靶面时，一部分电子撞击到靶物质的原子核，或到核内正电场的作用产生连续放射；另一部分电子撞击了靶物质原子的内层电子，出现跃迁现象，产生标识放射。

三、X线产生的效率及其影响

X线产生的效率：

是指发生的X线能量占全部电子撞击阳极靶面总能量的百分率。

影响因素：

管电压；阳极靶面物质；

管电流

四、X线的本质

X线即属于电磁辐射的一种，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。

五、X线强度

所谓X线强度是指在单位时间内垂直于X线传播方向的单位面积上所通过的光子数目和能量的总和。

在实际运用中，常用质和量来表示X线的强度。

（一）X线的质

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。

（二）X线的量

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线的量与管电流及照射时间成正比。

六、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。

（一）物理效应

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线穿透性是X线成像的基础。

2．荧光作用：

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。

荧光作用是进行透视检查的基础

3、电离作用：

物质受到X线照射，原子核外电子脱离原子轨道，这种作用称为电离作用。

电离作用是X线损伤和治疗的基础。

（二）化学效应

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。

2、着色作用：

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）。

（三）生物效应

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。

七、X线衰减

X线的衰减：

X线在物质传播过程中，其强度会衰减，包括吸收衰减（与物质相互作用）和扩散衰减（能量分散）。

（一）吸收衰减

吸收衰减的主要形式有光电吸收、康普顿散射吸收和电子对效应。

1、光电吸收：

是以产生光电效应为主的作用方式。

X线光子击脱原子壳层电子，释放光电子，并传递其部分能量，使其高速运动。

（能量传递为两：

击脱轨道电子，并使其运动）。

多发生于低能量的光子和原子序数较高的物质作用时。

2、康普顿散射吸收：

是X线光子传递部分能量给自由电子，自身改变运动方向和频率，发生散射的作用方式。

当X线光子的能量远大于作用物质原子轨道电子的结合能时，被击脱的轨道电子可脱离原子核束缚成为自由电子，而入射的X线光子损失部分能量，改变频率和方向行进。

（能量传递为两：

自由电子，自身散射）。

多发生于X线能量较高时。

3、电子对效应：

X线光子经过物质原子核外电场时，产生正负电子的作用方式。

（能量传递为两：

正负电子静止质量，正负电子动能）。

具有很高能量的X线与物质作用时方可发生，一般医用X线不足以引起。

（二）扩散吸收

X线管实际焦点作为点光源，发出的X线向空间各个方向辐射，其强度的减弱（能量分散）与焦点到物体间距离的平方成反比。

第四节

X线影像的形成及其影响

一、X线照片影像

被照体的X线影像信息作用于增感屏-胶片系统，使胶片中的乳剂感光，经显影后，以光学影像的形式表现出来，将影像信息记录显示在胶片上，成为可见的光密度影像，即X线照片影像。

（一）光学密度与照片密度

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。

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，透射光强度为I0，则透光率为I0/I，阻光率为透光率的倒数，即I/I0。

光学密度通常以D表示，其值就是入射光线强度I与透射光强度I0之比的对数：

D=lgI/I0

照片上的密度（被还原卤化银的多少）可以直接用光学密度计测量，但是需依赖人眼的识别能力来判断，由于人眼对光学密度的识别范围在0.25～2.0之间，因此该密度范围即是诊断需要的密度范围。

密度过高或过低均可影响影像质量，借助强光灯可适当提高识别高密度的能力。

通常除了胶片本底灰雾外，密度在0.3～1.5之间的照片影像，提供的诊断信息较丰富。

不同摄影部位的标准X线影像，其密度值范围不同。

（二）照片密度的影响因素

1．照射量（mAs）

管电流与曝光时间的乘积毫安秒（mAs），是控制照片密度的主要因素。

2．管电压（kV）

照片的密度与管电压的n次方成正比。

n值在诊断用X线波段范围内通常为2～5。

3.摄影距离

在其它摄影条件不变时，照片的密度随着焦-片距离（FFD）增加而减小。

4．被照体

照片影像密度随被照体的厚度、密度增加和有效原子序数增高而降低。

5．照射野面积

X线照射被照体的面积越大，产生的散射线越多，胶片的灰雾度增加，使照片的密度也相应地增加，但降低了对比度，影响了影像质量。

6．照片冲洗因素

对照片密度影响较大，主要因素有显、定影液的性能，显影温度及显影时间等。

7．增感屏及增感屏-胶片组合　

增感屏可提高胶片感光效应数十倍，绝大部分的影像密度是由增感屏的荧光作用形成的。

增感屏的增感作用，即对照片密度的提高能力，取决于增感屏的增感率，增感率高获得的影像密度大。

增感屏-胶片组合，感色性要一致。

（三）感光效应

X线穿过人体被检组织后，使感光系统（屏-片系统）感光的效果，称¡°感光效应¡±。

感光效应（E）公式：

kVn·I·t·s·F·Z

E=K·—————————·e-ud

R2·D·B·Z/

感光效应