医用X射线的相关基础与生物效应

医用X射线的相关基础与生物效应,何 伟,X射线的发现,1895年德国伦琴第一张X光片,X射线的产生,一、产生的条件 1、足够数量高速运动的电子； 2、经受高速电子撞击而产生X射线的靶； 3、高真空的空间和高电压。,二、产生的过程,1、韧致辐射 高能电子经过原子核，受到核库仑场作用，损失能量以连续谱X射线形式释放2、特征辐射 高能电子击飞原子内层电子，外层电子补充空穴时释放特征X射线。,诊断用X线机的组成,X射线的特性,1、穿透性2、荧光作用3、感光作用4、电离效应（生物效应）5、脱水作用（着色作用）,X射线的质与量,质：指线束中光子的能量，通常用半价层来表示。量：指线束中的光子数。 在X线诊断应用中，一般用管电压（KV）来反映X线的质，用管电流与曝光时间的积（mAs)来反映X线的量,X射线的应用原理,利用X射线的特性，人体组织的不同密度、厚度和病理组织的不同结构，对X射线的吸收存在差别，因而在荧光屏或胶片上形成黑白对比的影像。,X射线检查技术,1、透视与普通摄影2、体层摄影（CT）3、高千伏摄影4、软线摄影（钼靶）5、放大摄影6、造影检查7、CT、DSA8、CR、DR,荧光屏透视,遥控立式透视X线机,透视由暗室转为明室。工作人员隔室遥控操作得以实现,在暗室内,立柱式支持装置,医用诊断X线机,胶片摄影成像（暗盒）,乳腺摄影X线机,医用诊断X线机,床边X线机,CR、DR,CR:(计算机X线摄影)是使用可记录并由激光读出X线成像信息的成像板（imaging plate；IP）作为载体，以X线曝光及信息读出处理，形成数字或平片影像。 DR:直接数字化X射线摄影系统 ,透射过人体后的X线信号被探测获取，直接形成数字影像，数字影像数据传到计算机，在显示器上显示，也可以进行后期处理。,（固定的）,X射线的生物效应,电离辐射危害作用的机理,辐射引起的生物效应首先从射线作于组成人体的原子开始，引起电离或激发，使人体中生物大分子（如蛋白质分子，DNA分子和酶）的结构破坏，进一步影响组织或器官的正常功能，严重时导致机体死亡。一般认为细胞内DNA损伤是细胞致死主要原因。射线对生物大分子的作用分为直接作用和间接作用。直接作用：射线作用于蛋白质、核酸等生物大分子，产生电离或激发，或引起化学健断裂，进而导致正常功能和代谢作用的障碍。间接作用：射线作用于体内水分子，引起水分子活化，生成自由基并通过自由基又间接作用于生物大分子，造成辐射损伤。,不断分裂、更新的细胞群体对辐射的敏感性高于一般状态下基本不分裂的细胞群体。,受照部位和放射敏感性,一、在相同的剂量和剂量率的照射下腹部损伤最重，依次是盆腔、头颈、胸部和四肢。二、胎儿最敏感，依次是幼年、少年、青年、老年。三、人体器官和组织对X射线高敏感的是：淋巴、胸腺、骨髓、性腺、胚胎和胃肠上皮；中度敏感：角膜、晶状体、结膜、内皮细胞、皮肤上皮、肾、肝、肺组织的上皮细胞；轻度敏感：中枢神经系统、内分泌腺、心脏；不敏感：肌肉、骨组织、结缔组织。,辐射对人体健康的影响,一、确定性效应（非随机性效应） 效应与剂量的大小关，剂量愈高则效应的严重程度愈大，它有剂量阈值，不同的器官组织它的剂量阈值不同，其表现有：乏力、脱发、白细胞降低、性欲降低、皮肤红斑，直至不同类型的放射性疾病、死亡。放射性疾病：急性（骨髓型、肠型、脑型）、慢性（放射性白内障、放射性皮肤癌、放射性白血病等）,二、随机性效应,指发生的几率与剂量大小有关的效应，但效应的严重程度与剂量大小无关，没有阈值。从辐射防护的角度来看，任何大小的电离辐射都有可能导致随机性效应。 随机性效应的表现是诱发癌症和遗传效应。,放射防护体系,1、实践的正当性（得到大于失去）2、防护与安全的最优化（固有防护、时间、距离、屏蔽）3、个人剂量限值 职业人员连续5年平均有效剂量不超过20mSv;任何1年的有效剂量不超过50mSv。眼晶状体年当量剂量限值为15