X射线-医用物理学.pptVIP

* * * * * * * * * X射线 主讲人：张国静 X射线 1912年，劳厄用晶体衍射实验证明了X射线是一种波长很短的电磁波。 1895年，伦琴在研究稀薄气体放电时发现了X射线，又称伦琴射线； 伦琴夫人的手 戒指 X射线管 阳极 （对阴极） 阴极 + §1 X射线的产生 低压电源 高压电源 说明: 高速运动的电子与物体碰撞时，发生能量转换，电子的运动受阻失去动能，其中一小部分（1％左右）能量转变为X射线，而绝大部分（99％左右）能量转变成热能使物体温度升高。 X射线管 低压电源 高压电源（含整流电路） 提供管电流 提供管电压 产生X 射线 + §1 X射线的产生 §2 X射线谱 X射线包含不同波长成分，将其强度按照波长的顺序列开来的图谱，称为X射线谱。 连续X射线——连续谱 标识X射线——标识谱 §2 X射线谱 一、连续X射线谱 1. 产生机制 轫制辐射产生的。 2. 连续谱特性 得： 随着管电压增大时，各波长的强度都增大，而且强度最大的波长和短波极限都向短波方向移动。 §2 X射线谱 二、标识X射线谱 1. 产生机制 原子外较高各能级的电子跃迁到内壳层的空位产生的。 §2 X射线谱 2. 标识谱特性 不论管电压如何变化，标识谱所在的位置都不变；在整个谱线中所占的比例很少。 标识X射线在认识原子的壳层结构和物质的化学元素分析中非常重要。 1. 贯穿本领： 波长短，能量大，穿透力强 2. 荧光作用： 3. 感光作用： X荧光 感光板感光 制作X射线像片 增感屏： 特制纸板上涂一层钨酸钙类物质（白色） X射线 直接 感光板感光（底片）： ＜ 5％有感光作用 增感屏 感光板感光（底片）： ＞ 95％有感光作用 4. 电离作用： 5. 生物作用： §3 X射线的基本性质 每一种结晶物质都有各自独特的化学组成和晶体结构。没有任何两种物质，它们的晶胞大小、质点种类及其在晶胞中的排列方式是完全一致的。因此，当X射线被晶体衍射时，每一种结晶物质都有自己独特的衍射花样，它们的特征可以用各个衍射晶面间距d和衍射线的相对强度I／I1来表征。 晶面间距d与晶胞的形状和大小有关，相对强度则与质点的种类及其在晶胞中的位置有关。所以任何一种结晶物质的衍射数据d和I／I1是其晶体结构的必然反映，因而可以根据它们来鉴别结晶物质的物相。 §3 X射线的基本性质 一、X射线的衍射 此式的物理意义在于：规定了X射线在晶体内产生衍射 的必要条件，只有d、θ、λ同时满足布拉格方程时， 晶体才能产生衍射。 一、X射线的衍射 ——布拉格方程 §3 X射线的基本性质 DNA 晶体的X衍射照片 DNA 分子的双螺旋结构 对大分子 DNA 晶体的成千张的X射线衍射照片的分析，显示出DNA分子的双螺旋结构. §3 X射线的基本性质 §4 X射线的医学应用 一、治疗 X射线在临床上主要用于治疗癌症。 其治疗机制：X射线对生物组织有破坏作用，尤其是对于分裂活动旺盛或正在分裂的细胞，其破坏更强。组织细胞分裂旺盛是癌细胞的特征，用X射线照射可以抑制它的生长或使它坏死。 用于治疗的X射线设备通常采用X射线治疗机和“X射线刀”；放疗时有深度X线治疗机、60钴治疗机、直线加速器及192铱源后装机等。 §4 X射线的医学应用 乳腺肿瘤治疗机 牙科X射线治疗机 §4 X射线的医学应用 二、诊断 1.常规透视和摄影 2.数字减影血管造影 三、X-CT(X-ray computed tomography) ——X射线计算机断层扫描 CT构造原理图 工作原理 CT是用X线束对人体的某一部分按一定厚度的层面进行扫描，当X线射向人体组织时，部分射线被组织吸收，部分射线穿过人体被检测器接收，产生信号。因为人体各种组织的疏密程度不同，X线的穿透能力不同，所以检测器接收到的射线就有了差异。将所接收的这种有差异的射线信号，转变为数字信息后由计算机进行处理，输出到显示的荧光屏上显示出图像，这种图像被称为横断面图像。 应用用途 * 光是电磁波。通常意义上的光是指可见光，即能引起人的视觉的那部分电磁波，它的频率在7.5×1014Hz到3.9×1014Hz之间，相应的在真空中的波长在4000?到7600?之间。不同频率的光给人以不同颜色的感觉，频率由大到小、波长由小到大绘出从紫到红等各种颜色。 * * * * * * * * * * 光是电磁波。通常意义上的光是指可见光，即能引起人的视觉的那部分电磁波，它的频率在7.5×1014Hz到3.9×1014Hz之间，