X线物理学基础与防护.docx

1、X线物理学基础与防护X线物理学基础与防护： 原子组成：原子核、核外电子。电子壳层：K（2）、L（8）、M（18），每层最多2n2，最外层8。原子能级：电子伏特表示，1eV=1.610-19J。发现：1895.11.8，物理学家威康伦琴（德国）研究阴极射线管放电现象时。产生原理：高速电子和钨原子相互作用的结果。产生：连续X线（韧致辐射：能谱连续）、特征（标识辐射：能谱分裂，单能或单色）X线。产生效率：效率很低。能量转换中，大部分转换为热能。表现形式：微粒辐射、电磁辐射（真空中同光速C=3108m/s）。二象性：微粒性（具有能量和动能量）和波动性（横波，具有频率和波长）。（本质）光子能量计算公式：

2、=h（h：普朗克常数6.62610-34JS，：频率s-1）与物质的作用：诊断X线：相干散射5、光电效应70（Z3/h3）、康普顿效应25（e）。电子对效应和光核反应（不会产生）。X线最强波长与最短波长的关系：max=1.50影响强度（光子数光子能量/个）的因素：kV2、mA、靶物质（Z）、高压波形。线质（线束穿透力）：由波长（或频率）决定。波长、（频率）、h、穿透力、线质。波长由kV决定。kV值间接表示线质。摄影用波长0.080.610-8cm。HVL：HVL、线质；HVL、线质。诊断X线mmAl。影响因素：kV、滤过、发生器类型或kV波形。线量（光子多少）：间接测量表示：照射量；管电流量（

3、mAs）。影响因素：Z；kVn；mA。吸收与衰减：距离衰减（真空I1/d2）、物质吸收衰减。连续X线衰减特点：havg，线量，能谱变窄，线质提高。物质中衰减公式：I=I0e-x（：衰减系数；x：厚度）质量衰减系数：不受物质和物理状态的影响。影响衰减因素：h：h，光电；Z,光电。短波线的小。Z：Z大，物质大。：大，物质大。e/g。人体组织衰减顺序：骨肌肉脂肪空气。诊断X线：连续能谱的混合射线。滤过：固有滤过（管壁、绝缘油层、窗口滤过板）mmAl；附加滤过：窗口被检体间附加滤过板。低能（Al）、高能（CuAl）。照射量（X）：X、空气中电离能力大小。SI：CKg-1。原单位：R。1R=2.5810

4、-4CKg-1。照射量率：SI：CKg-1s-1。专用单位：Rs-1。吸收剂量（D）：单位质量物质吸收电离辐射能量大小。SI：JKg-1。专名：Gy。专用单位：rad。1rad=10-2JKg-1=10-2Gy1Gy=100rad万能单位（任何致电离辐射、任何物质、任何被照方式（内、外）、任何情况。）吸收剂量率：SI：JKg-1s-1。Gys-1空气吸收剂量同照射量换算公式：8.710-3X（Gy）。或8.76。为方便计算，视1Gy100R。当量剂量（或剂量当量）（H）：吸收剂量经过修正得到。H=DNQ（Q：品/线质因数，N：修正系数。诊断X线范围都为1）或H=WD（W：辐射权重因子）SI：J

5、Kg-1。专名：Sv。专用单位：rem。1Sv=100rem辐射防护单位。（只用于人员防护评价、只适用于正常照射（事故、医疗、应急照射都不能使用）。）当量剂量率（或剂量当量率）：SI：JKg-1s-1。Svs-1比释动能（K）：单位物质间接辐射离子释放的全部带电离子初始动能之和。SI：Gy。专用单位：rad。比释动能率：SI：Gys-1。X线机输出额（量）的表示方法：GymA-1min-1。Gy/mAs辐射的生物效应：按个体：躯体、遗传性按早晚：近期（60d内）、晚期按剂量：确定性（非随机性）（剂量，几率）*剂量限值、随机性辐射生物效应的影响因素：与辐射有关的因素：射线种类和照射方式；剂量与剂

6、量率；分次照射时间和间隔时间；照射部位与面积。与机体有关的因素：生物种类的放射敏感性；个体的放射敏感性；不同器官、组织和细胞的放射敏感性。组织对照射的敏感性：高：造血组织、淋巴组织、生殖腺、肠上皮、胎儿；中高：口腔粘膜、唾液腺、毛发、汗腺、皮肤、毛细血管、眼晶状体；中：脑、肺、胸膜、肾、肾腺、肝、血管；中低：甲状腺、脾、关节、骨、软骨；低：脂肪组织、神经组织、结缔组织。胚胎效应可造成：致死、畸形、发育障碍、智力低下、诱发癌症。防护目的：防止发生有害的确定性（非随机性）效应，并将随机性效应的发生率限制到认为可以接受的水平。防护的基本原则：辐射实践的正当化、防护水平最优化、个人剂量限值。外照射防护

7、的三原则：缩短时间、增大距离、屏蔽防护。个人剂量计佩戴位置：左胸前（或左锁骨处）剂量限值：（按GB18871-2002电离辐射防护与辐射源安全基本标准国家质检总局2002.10.82003.4.1）职业照射：a.连续5年内的年平均有效剂量不超过20mSv；b.任何1年中的有效剂量不超过50mSv；c.眼晶体的年当量剂量不超过150mSv；d.四肢（手和足）或皮肤的年当量剂量不超过500mSv。上述剂量限值中隐含着对最优化的剂量约束值1年中不应超过20mSv。育龄妇女应严格按职业照射的剂量限值予以控制；孕妇应限制腹部表面的当量剂量限值不超过2mSv；1618岁青少年，需接触放射性物质，其剂量限值

8、为：a.年有效剂量不超过6mSv；b.眼晶体的年当量剂量不超过50mSv；c.四肢（手和足）或皮肤的年当量剂量不超过150mSv。应急照射：一次可接受50mSv，受照前5年和后5年的10年平均有效剂量不应超过20mSv。公众照射：a.年有效剂量不超过1mSv；b.如果5个连续年的年平均剂量不超过1mSv/a，某一单一年份的有效剂量可提高到5mSv；任何1年中的有效剂量不超过50mSv；c.眼晶体的年当量剂量不超过15mSv；d.皮肤的年当量剂量不超过50mSv。铅当量：单位以mmPb表示。主防护：对原发射线照射的屏蔽防护。（应有2mmPb）副防护：对散射线或漏射线照射的屏蔽防护。（应有1mmP

9、b）X线的几何投影：实际焦点：灯丝是螺管状，靶面上形成焦点是矩形。取决于聚焦槽的形状、宽度和深度。由主焦点和副焦点共同形成。主焦点：由灯丝正面发射出的电子所形成的焦点。副焦点：由灯丝侧方发射出的电子所形成的焦点。有效焦点：在像面不同方位上实际焦点的投影。在X线管长轴垂直方向上的投影称为X线管的有效焦点。尺寸：水平投影的大小。absin（a：焦点宽；b：焦点长；：阳极倾角大小）标称值：无量纲数字。是指有效焦点或实际焦点宽的尺寸。X线量的空间分布：在长轴上，近阳极端有效焦点小，X线量少；近阴极端有效焦点大，X线量多。（方位特性）。在短轴上，有效焦点大小对称相等，X线量分布也对称相等。X线的散射线：

10、滤线栅的焦距：铅条会聚线到栅板的垂直距离。可用做滤线栅板填充物的是：铝X线的摄影条件：软X线摄影：主要利用钼靶产生的特征X线通过光电效应产生高对比度照片，钼靶管极间距离比钨管小，产生X线的效率低。医用诊断X线装置：医用诊断X线装置：功能构成：X线发生装置、X线应用装置。部件构成：控制器、高压发生器、专用机械装置、影像装置等。用途分类：摄影专用机、体层专用机、胃肠专用机、心血管专用机、泌尿专用机、床边专用机、手术X线机、乳腺专用机、口腔专用机、放疗模拟定位机。主电路工作方式分类：工频直接升压式、逆变式、电容充放电式。X线发生装置组成：控制器、高压发生器、X线管等。X线管：按阳极形式分类：固定阳极

11、、旋转阳极。按管壳材料分类：玻璃壳、金属X线管、陶瓷绝缘X线管。特殊X线管：栅控X线管（三极X线管）、软组织摄影用X线管、大容量X线管。适宜软组织摄影的X线波长：0.60.9?X线发生效率的公式：X线发生效率=X线能量/阴极射线能量=KV2IZVI=KVZK：常数（1.110-9），V：管电压，I：管电流，Z：靶物质原子序数（钨为74）软组织摄影用X线管特点：钼靶面；铍窗口：Z=4，减少对原发射线的吸收；钼滤过片；小焦点能承受大mA。固定阳极X线管：管壳：管内的真空度保持在133.310-6Pa（110-6mmHg）。阴极：作用是发射电子，并使其适当聚焦。由灯丝和集射罩组成。阳极：由阳极头、阳

12、极帽、阳极柄构成。深埋在阳极头中的靶面是接受电子束撞击产生X线的部位。靶面材料应具备：Z高，发生效率高；熔点高；金属蒸发率低；导电率高；热传导率高。靶面热量主要通过热传导散热。阳极帽用来防止反射电子引起的纵向应力。（主要作用是吸收二次电子）固定阳极靶面角度一般为20。旋转阳极X线管：阳极结构：靶面、钼杆、转子。钼杆很细，为减少靶面热量向轴承传递。靶面的热量主要是通过靶面的热辐射散发出去，被管外的绝缘油吸收。靶面材料：纯钨，抗热胀性差，易出现龟裂；铼钨合金（铼10，钨90），可减轻龟裂发生；钼基或石墨基的铼钨合金。（可增大阳极热容量）旋转速度：理论转速为：常速旋转阳极50Hz启动，转速3000r

13、pm。高速旋转阳极150Hz启动，转速9000rpm。实际转速要比理论值低10左右。常速旋转阳极实际转速约2800rpm。高速旋转阳极实际转速约8000rpm。旋转阳极管阳极倾角一般在1219。定子的极数一般是2，定子线圈安装在球管内阳极端。阳极启动延时时间：普通旋转阳极启动时间在1.0s以内（或0.8-1.2s）高速旋转阳极启动时间在2.5s以内。旋转阳极X线管与固定阳极X线管相比，优点是：焦点小，功率大。X线管的技术参数：容量、热容量、散热率、最高管电压、最大灯丝电流、焦点。X线管的容量：安全使用条件下的最大负荷量。容量（Pa）与管电压的有效值（kVE）、管电流的平均值（Ia）成正比。单位

14、kW。Pa=kVEIa1000（kw）代表容量：也称功率或额定容量。整流方式、曝光时间一定下的最大负荷。固定阳极X线管的代表容量：单相全波整流电路中，t=1s时能承受的最大负荷。旋转阳极X线管的代表容量：三相六管全波整流电路中，t=0.1s时能承受的最大负荷。瞬间负荷：不同kV、mA下，一次曝光所能持续的时间。连续负荷：限定连续使用的最大负荷。X线管容量有关的因素：曝光时间、管电压、管电流。热容量：连续使用下阳极的热量累积的最大允许值。以焦耳（J）或热单位（HU）表示。1J=1kV（有效值）1mA（有效值）1s1HU=1kV（峰值）1mA（有效值）1s1HU=0.71J单相全波、半波、自整流电

15、路中阳极热容量的计算：HU=kVmAs单相全波整流，每条高压电缆6M以上且管电流较低（0.5s时，测量管电流。0.5s指针不能稳定指示。mAs表：0.5s时，可以指示管电流。曝光限时器分为：机械式（0.048s）最简单不精确、电容充放电式（0.015s）、数字式（0.0015s）最精确。AEC探测器种类：荧光体、电离室（根据射线的电离作用）。曝光条件控制方式：三钮控制：kV、mA、s；两钮控制：kV、mAs；一钮控制：kV手调，AEC；零钮：自动kVAEC。控制装置类型：旋钮式：旋钮、转换开关、碳轮；按键式：琴键开关；触摸开关；触摸屏。高压部分：高压变压器、高压整流、（倍压、滤波、）灯丝变压器

16、、高压交换闸、高压电缆、X线管组件等功率部件。（高压接触器不是高压部件）低压部件：自耦变压器、延时器、空间电荷抵偿变压器、透视高压接触器、稳压器。高压变压器特点：变压比大，单项全波为300500；初级低U大I，次级高U小I；瞬间负荷功率大（几十kW），t短，设计容量可为最高输出容量的1/31/5；高压绝缘油提高绝缘、散热；次级中心接地，绝缘要求最高输出电压的1/2。构造：铁芯线圈（初级线径大，次级线径小）绝缘油。变压器绝缘油要求：矿物油。绝缘性能好，35kV/2.5mm以上；不含水分、杂质；比热高、热传导率高；黏度低、不凝固；发火点高（130）半导体高压硅整流器：优点：体积小、寿命长、内阻小、

17、不需灯丝加热系统，正向电压降小。缺点：有少量反向电流。自整流电路：多用于移动式、牙科等小型机。单相全波整流：使用4个高压整流器。灯丝变压器：次级与高压变压器连接，带有高压，初次级线圈间要有适合的绝缘强度。高压交换闸：是电磁继电器的变形。用来切换正负高压、灯丝电压。高压发生器内。结构要求牢固，稳定性好；要求有很高的绝缘性能和机械强度，能承受最高电压；接点压力强，接触面积大。高压电缆：结构：内外导电芯线高压绝缘层半导体层金属屏蔽层保护层供电电源的基本参量：电源容量、电源电压、电源频率、电源电阻。电源容量：专用变压器的容量。单位：kVA。取值：按计算容量的1/2选定专用变压器容量。合用变压器时，可按

18、实际所需容量之和的1/3确定。电容电流：电容电流随KV的升高而增加。电容电流只在透视时抵偿，摄影时不需低偿。（透视mA小，干扰大；摄影mA大，可忽略）电源电阻：变压器的内阻和电源线电阻之和。X线机接地的意义：工作接地和保护性接地。接地装置：接地极、连接导线。接地电阻的要求是：小于4。X线机应用装置：X线管支架的形式：立柱式、悬吊架式、C形臂。立柱式支持装置：立柱、移动轨道、滑架/车、横臂/杆。X线管支持装置能使X线管完成3个方向的移动：前后、左右、上下。X线管支持装置能使X线管完成3个方向的转动：能完成绕立柱、绕横臂、绕X线管自身长轴三个方向转动。准直器：将照射野限制在所需最小范围；使病人尽量

19、减少受照剂量；X线摄影时能间接指示照射野中心线。结构：简易（小C）、多层、圆形。类型：手动、电动、全自动（人为、自动）。立位滤线器：用途：主要用于胸部和部分腹部摄影。多功能检查床：主要用于钡餐透视检查。影像增强器：组成：影像增强管、管壳、电源。影像增强管：密封高真空玻璃器件。结构：输入屏（铝基板、荧光体层、隔离层、光电面）、电子透镜、输出屏。输入屏可见光像的光亮度：0.003cd/m2。缩小增益：较大面积上的亮度聚焦在较小面积上，使亮度得到提高。缩小增益=输入屏有效面积/输出屏有效面积=（输入屏有效直径）2/（输出屏有效直径）2流量增益（能量增益）：一般在50倍左右。总增益=缩小增益流量增益。

20、一般在103104之间。影像增强管的形式：单视野、两视野、三视野、连续可变视野。全电视信号包括：消隐信号、行同步信号、场同步信号、图像信号。我国电视标准规定：将一幅图像垂直分成625行，长宽比4:3，隔行扫描，每秒传送25帧（50场），负极性调制。CT机的构成：CT：时间：1972年4月。地点：英国EMI公司实验研究中心。人物：Houndsfield（豪斯菲尔德教授）。CT的硬件构成：扫描架、X线发生部分、数据采集系统、数据处理、扫描床、控制台。D/A是数字量转换为模拟量的符号。螺旋CT的特点：使用滑环技术，扫描时X线连续发生，扫描时床面带动病人连续匀速移动，探测器连续采集数据。扫描时病人一次

21、屏气可完成一个区段扫描。多层螺旋C的最薄层厚：0.5mm。影像板（IP板或PSP板）：构成：基板、荧光材料层（主成分是氟卤化银晶体，含有微量二价铕离子）、保护层。工作过程：影像板激光束扫描荧光光电倍增管电信号A/D转换计算机数字图像bit：计算机的单位比特数。例8bit，即为28。1.体循环和肺循环的途径?肺循环:右心室肺动脉肺部毛细血管肺静脉左心房 体循环:左心室主动脉身体各部分毛细血管上、下腔静脉右心房2.临床中选择那些静脉作为注射？常用的有肘窝的贵要静脉、正中静脉、头静脉，或手背、足背、踝部等处浅静脉3试比较动、静脉的特点。答：动脉是引血出心的血管，起于心脏，血流速度较快，内压高，管腔细

22、，管壁厚，弹性强；静脉是引血回心的血管，起于毛细血管，血流速度较慢，内压低，管腔粗，管壁薄，弹性弱。4.人体有那9条淋巴干？淋巴干：由淋巴管汇合形成，全身淋巴干共有9条：即左、右颈干，左、右锁骨下干，左、右支气管纵隔干，左、右腰干以及肠干。5房水循环途径？睫状体产生-进入后房-越过瞳孔到达前房-再从前房的小梁网进入Schlemm管-然后通过集液管和房水静脉-汇入巩膜表面的睫状前静脉-回流到血循环，另有少部分从房角的睫状带经由葡萄膜巩膜途径引流和通过虹膜表面隐窝吸收。6.神经系统的区分？1）中枢神经系统：包括脑和脊髓。脑位于颅腔内，脊髓位于椎管内。2）周围神经系统(外周神经系统)：包括与脑相连的

23、12对脑神经和与脊髓相连的31对脊神经。外周神经系统又可分为1）躯体神经系统：又称为动物神经系统,含有躯体感觉和躯体运动神经，主要分布于皮肤和运动系统（骨、骨连结和骨骼肌），管理皮肤的感觉和运动器的感觉及运动。2）内脏神经系统：又称自主神经系统,植物神经系统，主要分布于内脏、心血管和腺体，管理它们的感觉和运动。含有内脏感觉（传入）神经和内脏运动（传出）神经，内脏运动神经又根据其功能分为交感神经和副交感神经。7.瞳孔对光反射传导途径？瞳孔对光反射通路 光照一侧瞳孔，引起两眼瞳孔缩小的反应称为瞳孔对光反射。光照一侧的反应称直接对光反射，未照射侧的反应称间接对光反射。瞳孔对光反射的通路如下；视网膜视神经视交叉两侧视束上丘臂顶盖前区两侧动眼神经副核动眼神经睫状神经节节后纤维瞳孔括约肌收缩两侧瞳孔缩小。 8.简述淋巴细胞的分类和特点？T淋巴细胞：细胞免疫B淋巴细胞 ：分泌抗体参与体液免疫、K淋巴细胞：抗肿瘤及病毒感染，清楚自身衰残细胞NK淋巴细胞：杀伤靶细胞。9.肝小叶的组成结构功能？