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1、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

2、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

3、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

4、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

5、）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

6、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61011cm5106cm，由于医学诊断用X线管管电压通常在40kV150kV之间，相应的X线波长约为81010cm3.1109cm，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

7、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（half value layer，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

8、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

9、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

10、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

11、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，

12、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

13、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=lg I / 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

14、度的识别范围在0.252.0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0.31.5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25。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

15、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