医学影像成像系 2.ppt

四、X线量 （一）测量方法 X线诊断范围内常用管电流与曝光时间乘积-管电流流量Q（mAs）表示。 （二）影响X线量的因素 与靶面物质原子序数成正比；与管电压平方成正比（诊断能量范围）；与管电流及曝光时间成正比。 第四节 X线的吸收与衰减 一、距离的衰减 与距离的平方成反比，这一规律称射线强度衰减的平方反比法则。距离所致的衰减，也称扩散衰减。在真空中才成立。在空气中，一般忽略空气对X线的衰减。 二、物质吸收的衰减 射线通过物质时，射线光子与物质原子发射光电效应、康普顿效应、电子对效应等一系列作用，致使入射方向上的射线强度衰减称为物质吸收的衰减。其衰减规律是X线透视、摄影、造影及各种特殊检查、CT检查和放射治疗的基本依据。也是屏蔽防护的根据。 物理意义的窄束指射线束中不存在散射成分。 三、连续X线在物质中的衰减特点 衰减特点：强度变小，硬度提高，能谱变窄。实际应用中，可通过改变X线管窗口滤过厚度来调节X线束的线质。 四、衰减系数、影响衰减的因素 （一）衰减系数 1、线衰减系数 I=I0e-μx。I为穿透厚度为x的物质层后的射线强度。线衰减系数μ的国际单位是m-1。在诊断能量范围内，μ值主要是光电线衰减系数τ和康普顿线衰减系数σ之和，即μ=τ+σ。 2、质量衰减系数 质量衰减系数μm=μ/ρ。ρdx=1，称为单位质量厚度，物理意义是：在1m2面积上均匀分布1kg质量吸收物质层的厚度值。质量衰减系数的单位是m2·kg-1。在诊断能量范围内， τm+σm。μm=Kλ3Z4。 （二）能量转移系数 1、线能量转移系数 μ=μtr+μs。重要的是确定X线能量的电子转移部分μtr。μtr=τtr+σtr+κtr。μtr称为线能量转移系数，其单位是m-1。 2、质量能量转移系数 简称质能转移系数，=μtr/ρ。其单位是m2·kg-1。 （三）能量吸收系数 1、线能量吸收系数 如果次级电子的能量相当高，那么由于轫致辐射而消耗次级电子的能量份额则不可忽略。故真正被物质吸收的能量应等于光子转移给次级电子的能量减去因轫致辐射损失的能量，用g表示。μen=μtr（1-g）。其单位是m 2、质量能量吸收系数 简称质能吸收系数，其单位是m2·kg-1。 （四）影响衰减的因素 1、射线性质对衰减的影响 射线能量愈高，衰减愈小。 2、物质原子序数对衰减的影响 原子序数愈高的物质，吸收X线也愈多。 透射量随入射线能量的增加而增加的规律，对Z物质是正确的，对Z物质则不然，当射线能量增加时，透过量还可能突然下降，这种矛盾现象的产生，是由于原子的K边界吸收造成。铅K边界吸收界限为88keV，锡的为29keV。显然，在29-88keV之间，锡比铅对X线具有更强的衰减本领。在诊断X线能量范围内，锡比铅具有更好的屏蔽防护性能。 3、物质密度对衰减的影响 与物质密度成正比关系。 4、每克电子数对衰减的影响 电子数多的物质更容易衰减X线。 五、人体对X线的衰减 （一）人体的构成元素和组织密度 有效原子序数 –Z 是指在相同照射条件下，1kg复杂物质与1kg单质所吸收的辐射能相同时，则此单质的原子序数就称为复杂物质的有效原子序数–Z。组织的有效原子序数为7.43；骨的是14；空气的是7.64。 （二）人体对X线的衰减 主要通过光电效应和康普顿效应两种作用使其衰减。肌组织在42kV，两种效应各占50%，在90kV时，康普顿效应占90%。骨的有效原子序数较高，其发生光电效应几率是肌肉的2倍。在73kV时，骨骼中两种效应几率相等。 六、X线滤过 因绝大部分低能射线被组织吸收，增加了皮肤剂量，为此需要预先把X线束中的低能成分吸收掉，即X线滤过。 （一）固有滤过 指X线机本身的滤过，包括X线管的管壁、绝缘油层和窗口的滤过板。一般用铝当量表示，即一定厚度的铝板和其他物质对X线具有同等量的衰减时，此铝板厚度称为滤过物质的铝当量，单位是mmAl。 （二）附加滤过 在X线摄影中，附加滤过指X线管窗口到被检体之间所附加的滤过板。如附加滤过板、可选择的附加滤过版、遮光器中反光镜和有机玻璃窗的滤过等。低能射线用铝滤过板；高能射线用铜铝等复合滤过板，使用时原子序数大的朝向X线管。滤过板要求厚度均匀。 增加管电压和滤过时，会提高透射率，使照片对比度下降，特别是骨的对比度下降明显，故当故的对比度不占重要地位时，如颈、胸部的照片，可以用硬质X线，以降低受检者剂量。用钡剂检查时，钡本事对比度高，故可用硬质X线，以降低受检者剂量。 滤过板对高能射线也有一定衰减，为弥补这一损失，一般采用适当增加照射时间的方法来解决。证明，采用高电压、厚滤过摄影，虽然照射时间延长，但受照剂量却大幅度降低