Xray基础知识经典.ppt

.iuu .iuu .iuu .iuu .......... Slide * of 55 .......... Slide * of 42 X射线的发现与发展 X射线的发现 X-ray 是由德国仑琴教授在1895年所发现。这种由真空管发出能穿透物体的辐射线，在电磁光谱上能量较可见光强，波长较短，频率较高，相类似之辐射线有宇宙射线等。 X射线机的发展简史 离子X射线管阶段(1895~1912) 电子X射线管阶段(1913~1928) 旋转阳极X射线管阶段(1929~) X射线影像增强器和X射线电视,电影阶段(1952~) X射线计算机断层扫描装置(X-CT)(1972~) 数字X射线机阶段 .......... Slide * of 42 X射线的产生条件 产生X射线必须具备三个基本条件: 电子源: 能根据需要提供足够数量的电子. 高速电子流: 在强电场作用下,电子作高速定向运动. 靶: 能够经受高速电子轰击而产生X射线的障碍物. 产生X-Ray必须要有X光球管，而X光球管基本构造必须拥有： 阴极灯丝 （Cathod） 阳极靶 （Anode） 真空玻璃管 （Evacuated glass envelope） 当然还要有高压电源 .......... Slide * of 42 产生X射线的机理 X-ray 产生方式 电离与激发(热辐射): 靶原子的外层轨道电子受激跃迁并辐射出红外线.轰击电子时 99% 以上能量以此形式消耗. Characteristic （特性辐射） 高速电子撞击原子和内层轨道上电子，使之游离且/跃迁释放之能量，即为X-ray。 Bremsstrahlung （制动辐射） 高速电子突然减速后，其动能转变成能量释放出来，此能量即为X-ray，且此能量谱连续, 随减速之程度而有所不同。 诊断用X-ray其产生方式所占比例： 30% 特性辐射70% 制动辐射 .......... Slide * of 42 X射线的辐射谱线 X射线能量强度 在垂直于X射线传播方向上, 在单位时间内, 单位面积上通过的光子能量. 单位: 焦耳/厘米2秒(J/cm2 ? s) Iq连=K1 ? I ? Z ? U2 K1约为1.1x10-9~1.4x10-9 管电压增加: 每个电子所获得的能量加大, 因而短波成分的X射线增多. X射线变硬. 管电流增加: 单位时间撞击阳靶面的电子数增多, 辐射的总强度越大. 靶原子序数增大: 核电场增强, 连续辐射的总强度越大. Iq特=K2 ? I (U-Uk)?n K2和n为常数 .......... Slide * of 42 X射线的产生效率 高速电子通过碰撞和辐射产生热和X射线 X射线的产生效率η= K1 ? Z ? U 例如, 钨靶(Z=74), 管电压=100kV时 η=1.2 ?10-9 ?74 ?105=0.9% X射线管设计要求: 1. 阳极采用高熔点材料 2. X射线管必须具有良好的冷却装置. .......... Slide * of 42 X射线与物质的相互作用 X-Ray特性 於电磁波光谱内 为不可见光 波长范围广 光速进行 直线散射 能穿透物体 会造成散射线 能使萤光物质发光 能使底片感光 当X-ray进入物体时，会有五种形式的作用发生不变散射; 康普顿效应--产生散射现光电效应(p∝Z4; p∝1/(hv)3)--被物体吸收; 光蜕变;电子对效应 .......... Slide * of 42 X射线影像的要素 影响Radiographic Quality之三要素：Density （黑化度）- mAsContrast（对比度）- kVpSharpness（清晰度）- motion, Geometric X-Ray波长与Film上contrast之关系 在X-ray穿透过病人，其穿透率主要和病人组织结构及X-Ray波长有关。 频率高的X-ray (high kV) ,能量较高，穿透性好，造成在Film上较低之对比度（low contrast）。频率低的X-ray (low kV) ,能量较低，较易被人体所吸收，穿透性较差，而在Film上对比度较高（High contrast）。 .......... Slide * of 42 X射线的衰减规律 X射线强度衰减的两种方式 距离引起的衰减: Iq∝1/r2 物质引起的衰减: 单能射线的衰减: Iq=I0e-μx ;光子能量不变连续射线的衰减: 低能光子衰减快 (p∝1/(hv)3) 半价层(HVL)使X射线束的强度衰减到其初始值一半时所需要的标准吸收物质的厚度.