§ X射线的物理学.pptVIP

第三章 X 射线的产生; 1895年秋，德国乌茨堡大学的物理学家Roentgen在其实验室研究阴极射线时，偶然发现了一种能穿过固体物质，使荧光质发光和胶片感光的射线，他称之为 X 射线。;伦琴(W.C.Rontgen, 1845–1923)德国物理学家.1900年获诺贝尔物理学奖.;早期的X光诊断;一.X射线的发生装置 X射线的发生装置的核心元件是X射线管.;X 射线管; 电子直线加速器 电子直线加速器是采用微波电场加速电子的装置,其加速电子的径迹是直线. 主要由电子注入系统、加速系统以及引出系统组成. 加速系统为一微波谐振腔,包括产生微波的设备(如磁控管、速调管)和传输微波并加速电子的加速管. 电子在加速管中微波电磁场作用下,不断被加速,然后经偏转磁铁偏转而打靶产生高能X射线. ;第三代直线加速器CLINAC 2100C (Varian, USA).可以产生 6 和 18 MeV 的高能X射线及 6, 9, 12, 16 和 20 MeV的高能电子束.;频率约在×1016～3×1020Hz的电磁波;⑴ 穿透作用——成像、防护； ⑵ 荧光作用——X射线透视； ⑶ 感光作用——X射线照相； ⑷ 电离作用——生物效应的基础、测量射线强度的原理； ⑸ 生物效应——放射治疗的基础、需要防护的原因.;1. X射线的强度(intensity) 物理学中的定义——X射线的量; 硬度在临床上的表示法 用管电压的kV数表示X射线的硬度.; X射线按硬度的分类;? /nm;1. 连续X射线谱; 连续谱特性 ⑴ 不同管电压作用下的连续谱不同； ⑵ 存在短波极限?min； ⑶ U↑→ ?峰值和?min向短波方向移动.;2. 特征X射线谱; 特征谱特性 ⑴ X光子能量 h? =Em-En 与管电压无关 与靶材料有关;X光子 物质中的粒子;质量衰减系数;半价层;⑴ Z↑——吸收本领↑ 是X射线医学诊断的物理基础.人体肌肉组织的主要成分H、C、O,骨骼的主要成分Ca3(PO4)2, 因此骨骼的?m大. 铅(82)——很好的防护材料 人工造影——消化道,硫酸钡(钡56);一. X射线在诊断方面的应用;如果要检查的组织与其周围组织的线衰减系数相差较少时，可利用造影剂来提高对比度。;世界一流的心血管造影系统,主要用于心血管疾病的诊断和治疗,尤其是心血管疾病的介入治疗.;图1,2数字减影血管造影;X 射线电子计算机断层成像 (X-ray Computed Tomography，X-CT ) ; X-CT 系统示意图;图像重建的物理基础;u11; X射线管;CT 扫描技术的发展历史;马可尼公司(Marconi) 生产的MX8000多层螺旋CT扫描系统 主要特点：最多100s的连续多层螺旋扫描能力；每秒8层的多层扫描能力；超快速0.5s, 360°螺旋扫描；薄层扫描厚度0.5mm.;全身螺旋CT; X-CT 扫描图像;; ; ;X-CT 的临床应用;二.X射线在治疗方面的应用 肿瘤治疗手段：手术治疗、放射治疗、化学药物治疗. 约有50%~70%的癌症患者需要接受放射治疗. 目前仅我国每年就有新肿瘤患者200万人. 近一百年来,肿瘤治疗的5年生存率不断上升. 在被治愈的45%的肿瘤患者中,三大手段对治愈率的相对贡献为;肿瘤放射治疗技术 经历了三个发展阶段 X 射线治疗机(keV 级) 医用直线加速器(MeV 级) 调强适形放射治疗(IMRT);X射线;d;散射光干涉加强条件：;实际观察X 射线衍射的作法;SiO2 的劳厄相; 佩鲁兹（M. Perutz，1914-2002）和肯特鲁（C.Kendrew， 1917-1997）1953年通过X射线衍射法完成了血红蛋白和肌红蛋白的结构分析.;威尔金斯拍摄的DNA分子的X射线衍射照片 照片显示DNA分子是单链结构的螺旋体;1953年沃森（J.D.Watson）和克里克（F.H.Crick）利用DNA分子的X光衍射照片，在碱基互补配对原则的基础上，构建了DNA分子双旋结构模型。1962年获Nobel生理学或医学奖。50年后，2003年人类基因组测序完成。