第一篇--X线部分

第一篇 X 线部分 第一章 X 线成像 第一节 X 线的发现与发展 1895 年年 11 月月 8 日 德国物理学家伦琴 日 德国物理学家伦琴 Rontgen 在研究阴极射线管气体放电时 发 在研究阴极射线管气体放电时 发 现附近涂有铂氰化钡的纸板上能发出肉眼可见的荧光现附近涂有铂氰化钡的纸板上能发出肉眼可见的荧光 并且将手置于阴极射线管与铂氰化钡板并且将手置于阴极射线管与铂氰化钡板 之间 在纸板上显示出手的轮廓及骨骼影像 伦琴推断这是一种特殊的射线 由于当时对这种之间 在纸板上显示出手的轮廓及骨骼影像 伦琴推断这是一种特殊的射线 由于当时对这种 射线的性质不清楚 便借用数学上代表未知数的符号射线的性质不清楚 便借用数学上代表未知数的符号 X 来代替 称之为来代替 称之为 X 射线 射线 X ray 后人又称之为伦琴射线 后人又称之为伦琴射线 自发现自发现 X 线至今已经历了线至今已经历了 1 个多世纪的历程 个多世纪的历程 X 线的发现及其医学上的应用 其后放线的发现及其医学上的应用 其后放 射学 现代医学影像学的形成和发展 不仅是自然科学史上的一个重大的里程碑 而且在相当射学 现代医学影像学的形成和发展 不仅是自然科学史上的一个重大的里程碑 而且在相当 程度上改变了医学科学的进程 为人类的疾病防治做出了巨大贡献 程度上改变了医学科学的进程 为人类的疾病防治做出了巨大贡献 第二节 普通 X 线设备 一 基本结构 X 线的基本结构由 X 线管 高压发生器及控制台构成 一 一 X 线球管线球管 X 线球管是 X 线机的核心部件 功能是将电能转换成 X 线能 X 线球管的发展 先 后出现了气体电离式 固定阳极式 旋转阳极式及各种特殊 X 线球管 1 固定阳极 固定阳极 X 线球管线球管 由阳极 阴极和玻 璃壳三部分组成 1 阳极 阳极由阳极头 阳极帽 阳极柄三部分组成 1 阳极头 由靶面和阳极体组成 靶面的工作温度很高 一般都用钨制成 称为钨靶 2 阳极帽 主要作用是吸收二次电子和散射 X 线 3 阳极柄 由无氧铜制成 与阳极头一起 通过热传导提高阳极的散热效率 2 阴极 由灯丝 阴极头 阴极套和玻璃芯柱组成 作用是发射电子并对轰击靶面的电子进 行聚焦 形成 X 线管的实际焦点 评价 固定阳极 X 线球管的主要缺点是焦点尺寸大 瞬间负荷功率小 现已多被旋转阳极 X 线球管取代 2 旋转阳极 旋转阳极 X 线球管线球管 旋转阳极 X 线球管也是由阳极 阴极和玻璃壳三部分组成 除阳极外 其他结构和 固定阳极 X 线球管结构相似 旋转阳极 X 线球管的阳极主要由阳极靶面 转子 转轴 轴承 套座 玻璃圈等组成 旋转阳极 X 线球管的优点 瞬间负载功率大 焦点小 目前旋转阳极 X 线球管的功 率多为 20 80 高者达 150 有效焦点多为 1 2 微焦点 0 05 0 03 极大地 提高了 线影像的清晰度 3 特殊 特殊 X 线球管线球管 1 栅控 X 线球管 又称三极 X 线球管 2 软 X 线球管 阳极靶材料一般采用钼制成 3 金属陶瓷旋转阳极 X 线球管 二 高压发生器 二 高压发生器 X 线发生器由高压变压器 灯丝变压器 高压整流器和高压交换闸等构成 组装与钢 板制成的箱体内 箱内充满起绝缘及散热作用的变压器油 高压变压器 产生高电压并为 X 线球管提供高 压电能 灯丝变压器 供 X 线球管灯丝加热用的降压 变压器 高压整流器 将交流电压变为脉动直流电压 高压电缆 高压插头及插座 连接高压设备 三三 控制台控制台 控制台式 X 线设备的控制中心 由各种控制部件及线路所组成 作用 机械控制 X 线控制 安全保护控制 二 附属装置二 附属装置 一 一 X 线球管支持装置线球管支持装置 立柱式 悬吊式 床旁立柱式 立柱式 悬吊式 二 病人检查床 三 立位摄影架 即胸像架 四 X 线电视系统 1 影像增强器 2 摄影装置 3 控制器 4 显示器 五 点片装置 分为暗盒式和无暗盒式 六 滤线器 六 滤线器 也称滤线板 分为平行式 聚焦式 交叉式 目前所用虑线栅多为聚焦式 1 结构 2 技术参数 焦距 栅比 栅密度 3 种类 固定滤线器和活动滤线器 4 注意事项 注意事项 1 避免滤线栅反置 2 X 线中心应对准滤线栅中线 3 倾斜球管时 倾斜方向应与铅条的排列方 向一致 4 使用聚焦式滤线栅时 焦点至滤线栅的距 离应在允许的范围内 5 使用调速活动滤线器时 预调运动速度一般 比曝光时间长五分之一 6 根据所用的管电压来选择合适的滤线栅 七 滤线器 七 滤线器 即遮光器 用来控制 X 线照射野的大小 遮去不必要的 X 线 三 分类三 分类 一 胃肠透视 X 线机 二 普通摄影 X 线机 三 乳腺 X 线机 四 床旁摄影 X 线机 乳腺 X 线机 床旁 X 线机 移动 X 线机 第三节 X 线的产生及特性 一 一 X 线产生的条件线产生的条件 X 线是在真空条件下 高速运动的电子撞击到金属原子内部 使原子核外层轨道电 子发生跃迁而放射的一种能 X 线产生必须具备以下条件 1 电子源 电子源 提供足够数量的电子 提供足够数量的电子 2 在真空条件下高电压产生的强 在真空条件下高电压产生的强 电场和高速运动的电子流 电场和高速运动的电子流 3 适当的障碍物 靶面 来接受 适当的障碍物 靶面 来接受 高速运动电子所带的能量 使高速运动电子所带的能量 使 高速电子所带的动能部分转变高速电子所带的动能部分转变 为为 X 线能 线能 二 连续放射与标识放射二 连续放射与标识放射 连续放射 又称连续 X 线或韧致放射 X 线管放射出的 X 线是一束波长不等 连续 的混合射线 称之为连续放射 标识放射 又称标识 X 线或特征辐射 是由高速运动的电子与靶原子的内层轨道电 子相互作用所产生的 综上所述 在 X 线管内 高速运动的电子撞击阳极靶面时 一部分电子撞击到靶 物质的原子核 或到核内正电场的作用产生连续放射 另一部分电子撞击了靶物质原子的内层 电子 出现跃迁现象 产生标识放射 三 三 X 线产生的效率及其影响线产生的效率及其影响 X 线产生的效率 是指发生的 X 线能量占全部电子撞击阳极靶面总能量的百分率 影响因素 管电压 阳极靶面物质 管电流 四 四 X 线的本质线的本质 X 线即属于电磁辐射的一种 和其它光线一样 具有二象性 微粒性和波动性 线即属于电磁辐射的一种 和其它光线一样 具有二象性 微粒性和波动性 X 线的波长范围约为线的波长范围约为 6 10 11cm 5 10 6cm 由于医学诊断用 由于医学诊断用 X 线管管电压通常在线管管电压通常在 40kV 150kV 之间 相应的之间 相应的 X 线波长约为线波长约为 8 10 10cm 3 1 10 9cm 该波长范围即为诊断范围的波长 该波长范围即为诊断范围的波长 五 五 X 线强度线强度 所谓所谓 X 线强度是指在单位时间内垂直于线强度是指在单位时间内垂直于 X 线传播方向的单位面积上所通过的光子数目线传播方向的单位面积上所通过的光子数目 和能量的总和 在实际运用中 常用质和量来表示和能量的总和 在实际运用中 常用质和量来表示 X 线的强度 线的强度 一 X 线的质 一般用于表示一般用于表示 X 线的硬度 即穿透物质的能力 它代表光子的能量 有时也指在某一波线的硬度 即穿透物质的能力 它代表光子的能量 有时也指在某一波 长范围内长范围内 X 线光子的平均能量 线光子的平均能量 X 线的质仅与光子能量有关 能量越大 线的质仅与光子能量有关 能量越大 X 线的波长越短 穿透力越强 则线的波长越短 穿透力越强 则 X 线的质越线的质越 硬 反之 硬 反之 X 线的硬度就小 线的硬度就小 在实际工作中 一般用管电压在实际工作中 一般用管电压 kV 数值间接表示数值间接表示 X 线的质 线的质 半价层 半价层 有时也用半价层来表示有时也用半价层来表示 X 线质 半价层 线质 半价层 half value layer HVL 是指入射的 是指入射的 X 线强度减线强度减 弱为原来的一半时某均匀吸收体的厚度 对同样质的弱为原来的一半时某均匀吸收体的厚度 对同样质的 X 线来说 不同物质的半价层不一样 线来说 不同物质的半价层不一样 但就同一种物质而言 半价层越厚 表示但就同一种物质而言 半价层越厚 表示 X 线质越硬 反之则软 线质越硬 反之则软 二 X 线的量 指指 X 线束中的光子数目 在实际工作中 常用线束中的光子数目 在实际工作中 常用 X 线管的管电流与照射时间的乘积毫安秒线管的管电流与照射时间的乘积毫安秒 mAs 来表示来表示 X 线的量 线的量 管电流越大 代表管电流越大 代表 X 线管中被加速的电子数目越多 电子撞击阳极靶面产生的线管中被加速的电子数目越多 电子撞击阳极靶面产生的 X 线量越线量越 多 则多 则 X 线强度越大 线强度越大 X 线照射时间 是指球管产生线照射时间 是指球管产生 X 线的时间 显然 线的时间 显然 X 线的量与管电流及照射时间成正比 线的量与管电流及照射时间成正比 六 六 X 线线 效效 应应 X 射线是一种电磁波 除具有电磁波的共同属性外 由于其能量大 波长短 还具有以射线是一种电磁波 除具有电磁波的共同属性外 由于其能量大 波长短 还具有以 下几方面的性质 物理效应 穿透作用 荧光作用 电离作用 下几方面的性质 物理效应 穿透作用 荧光作用 电离作用 化学效应 感光作用 着色 化学效应 感光作用 着色 作用 作用 生物效应 生物效应 一 物理效应 一 物理效应 1 穿透作用 是指 穿透作用 是指 X 线穿过物质时不被吸收的本领 光子能量越大 产生线穿过物质时不被吸收的本领 光子能量越大 产生 X 线波长越短 线波长越短 对物质的穿透作用越强 物质的原子序数高 密度大 吸收对物质的穿透作用越强 物质的原子序数高 密度大 吸收 X 线量多 线量多 X 线穿透力相对较弱 线穿透力相对较弱 物质原子序数低 密度小 吸收物质原子序数低 密度小 吸收 X 线量少 线量少 X 线穿透力相对较强 线穿透力相对较强 X 线穿透性是线穿透性是 X 线成像的基础 线成像的基础 2 荧光作用 某些荧光物质 如钨酸钙 铂氰化钡 硫化锌镉及某些稀土元素等 荧光作用 某些荧光物质 如钨酸钙 铂氰化钡 硫化锌镉及某些稀土元素等 受 受 到到 X 线照射时 能够产生荧光 具有这种特性的物质叫荧光物质 使这种物质发生荧光 称线照射时 能够产生荧光 具有这种特性的物质叫荧光物质 使这种物质发生荧光 称 荧光作用 荧光作用 如 透视用的荧光屏 摄影中用的增感屏 影像增强器的输入屏和输出屏都是利用这种特如 透视用的荧光屏 摄影中用的增感屏 影像增强器的输入屏和输出屏都是利用这种特 性制成的 性制成的 荧光作用是进行透视检查的基础荧光作用是进行透视检查的基础 3 电离作用 电离作用 物质受到 X 线照射 原子核外电子脱离原子轨道 这种作用称为电离 作用 电离作用是 X 线损伤和治疗的基础 二 化学效应 二 化学效应 1 感光作用 感光作用 X 线照射到胶片 使胶片上的卤化银发生光化学反应 出现银颗粒的沉淀 线照射到胶片 使胶片上的卤化银发生光化学反应 出现银颗粒的沉淀 称为称为 X 线的感光作用 由于线的感光作用 由于 X 线穿透人体后的强度分布不同 使卤化银的感光度发生差异 线穿透人体后的强度分布不同 使卤化银的感光度发生差异 经显影后产生一定的黑化度 显示出人体不同密度的影像 经显影后产生一定的黑化度 显示出人体不同密度的影像 如人体的如人体的 X 线摄影检查和工业探伤 线摄影检查和工业探伤 2 着色作用 某些物质如铂氰化钡 增感屏 铅玻璃 水晶等 经 着色作用 某些物质如铂氰化钡 增感屏 铅玻璃 水晶等 经 X 线长时间照射后 线长时间照射后 其结晶体脱水渐渐改变颜色 发生脱水 着色 称为着色作用 脱水作用 其结晶体脱水渐渐改变颜色 发生脱水 着色 称为着色作用 脱水作用 三 生物效应 三 生物效应 生物细胞 增殖性细胞 经一定量的生物细胞 增殖性细胞 经一定量的 X 线照射后 可以产生抑制 损伤甚至坏死 线照射后 可以产生抑制 损伤甚至坏死 即为即为 X 线的生物效应 不同的组织细胞对线的生物效应 不同的组织细胞对 X 线的敏感性不同 会出现不同的反应 线的敏感性不同 会出现不同的反应 放射治疗就是利用放射治疗就是利用 X 线的生物效应 对病变组织进行一定量的线的生物效应 对病变组织进行一定量的 X 线照射 它也是射线线照射 它也是射线 工作者及受检者应注意防护的原因 工作者及受检者应注意防护的原因 七 七 X 线衰减线衰减 X 线的衰减 线的衰减 X 线在物质传播过程中 其强度会衰减 包括吸收衰减 与物质相互 作用 和扩散衰减 能量分散 一 吸收衰减 一 吸收衰减 吸收衰减的主要形式有光电吸收 康普顿散射吸收和电子对效应 1 光电吸收 光电吸收 是以产生光电效应为主的作用方式 X 线光子击脱原子壳层电子 释 放光电子 并传递其部分能量 使其高速运动 能量传递为两 击脱轨道电子 并使其运动 多发生于低能量的光子和原子序数较高的物质作用时 2 康普顿散射吸收 康普顿散射吸收 是 X 线光子传递部分能量给自由电子 自身改变运动方向和频 率 发生散射的作用方式 当 X 线光子的能量远大于作用物质原子轨道电子的结合能时 被 击脱的轨道电子可脱离原子核束缚成为自由电子 而入射的 X 线光子损失部分能量 改变频 率和方向行进 能量传递为两 自由电子 自身散射 多发生于 X 线能量较高时 3 电子对效应 电子对效应 X 线光子经过物质原子核外电场时 产生正负电子的作用方式 能量传递为两 正负电子静止质量 正负电子动能 具有很高能量的 X 线与物质作用时方 可发生 一般医用 X 线不足以引起 二 扩散吸收 二 扩散吸收 X 线管实际焦点作为点光源 发出的 X 线向空间各个方向辐射 其强度的减弱 能 量分散 与焦点到物体间距离的平方成反比 第四节 X 线影像的形成及其影响 一 一 X 线照片影像线照片影像 被照体的被照体的 X 线影像信息作用于增感屏线影像信息作用于增感屏 胶片系统 使胶片中的乳剂感光 经显影后 胶片系统 使胶片中的乳剂感光 经显影后 以光学影像的形式表现出来 将影像信息记录显示在胶片上 成为可见的光密度影像 即以光学影像的形式表现出来 将影像信息记录显示在胶片上 成为可见的光密度影像 即 X 线照片影像 线照片影像 一 光学密度与照片密度 一 光学密度与照片密度 胶片中的感光乳剂 卤化银 在光 或辐射线 作用下致黑的程度称为照片的密度 胶片中的感光乳剂 卤化银 在光 或辐射线 作用下致黑的程度称为照片的密度 又称光学密度或黑化度 又称光学密度或黑化度 光学密度是由于胶片上乳剂感光后 光量子被卤化银吸收 经过化学处理 使卤化光学密度是由于胶片上乳剂感光后 光量子被卤化银吸收 经过化学处理 使卤化 银还原 构成黑色金属银的影像 吸收光线越多 卤化银沉积越多 照片就越黑 反之 卤化银还原 构成黑色金属银的影像 吸收光线越多 卤化银沉积越多 照片就越黑 反之 卤化 银沉积越少 照片越透明 银沉积越少 照片越透明 光学密度是形成光学密度是形成 X 线影像的基础 线影像的基础 X 线影像都是由黑白不同的密度组成 线影像都是由黑白不同的密度组成 密度可以根据透光率和阻光率来测量 入射光线强度为密度可以根据透光率和阻光率来测量 入射光线强度为 I 透射光强度为 透射光强度为 I0 则透 则透 光率为光率为 I0 I 阻光率为透光率的倒数 即 阻光率为透光率的倒数 即 I I0 光学密度通常以光学密度通常以 D 表示 其值就是入射光线强度表示 其值就是入射光线强度 I 与透射光强度与透射光强度 I0之比的对数 之比的对数 D lg I I0 照片上的密度 被还原卤化银的多少 可以直接用光学密度计测量 但是需依赖人眼的照片上的密度 被还原卤化银的多少 可以直接用光学密度计测量 但是需依赖人眼的 识别能力来判断 由于人眼对光学密度的识别范围在识别能力来判断 由于人眼对光学密度的识别范围在 0 25 2 0 之间 因此该密度范围即是诊之间 因此该密度范围即是诊 断需要的密度范围 断需要的密度范围 密度过高或过低均可影响影像质量 借助强光灯可适当提高识别高密度的能力 通常除密度过高或过低均可影响影像质量 借助强光灯可适当提高识别高密度的能力 通常除 了胶片本底灰雾外 密度在了胶片本底灰雾外 密度在 0 3 1 5 之间的照片影像 提供的诊断信息较丰富 不同摄影部位之间的照片影像 提供的诊断信息较丰富 不同摄影部位 的标准的标准 X 线影像 其密度值范围不同 线影像 其密度值范围不同 二 照片密度的影响因素 二 照片密度的影响因素 1 照射量 照射量 mAs 管电流与曝光时间的乘积毫安秒 管电流与曝光时间的乘积毫安秒 mAs 是控制照片密度的主要因素 是控制照片密度的主要因素 2 管电压 管电压 kV 照片的密度与管电压的照片的密度与管电压的 n 次方成正比 次方成正比 n 值在诊断用值在诊断用 X 线波段范围内通常为线波段范围内通常为 2 5 3 摄影距离摄影距离 在其它摄影条件不变时 照片的密度随着焦在其它摄影条件不变时 照片的密度随着焦 片距离 片距离 FFD 增加而减小 增加而减小 4 被照体 被照体 照片影像密度随被照体的厚度 密度增加和有效原子序数增高而降低 照片影像密度随被照体的厚度 密度增加和有效原子序数增高而降低 5 照射野面积 照射野面积 X 线照射被照体的面积越大 产生的散射线越多 胶片的灰雾度增加 使照片的密度也相应地线照射被照体的面积越大 产生的散射线越多 胶片的灰雾度增加 使照片的密度也相应地 增加 但降低了对比度 影响了影像质量 增加 但降低了对比度 影响了影像质量 6 照片冲洗因素 照片冲洗因素 对照片密度影响较大 主要因素有显 定影液的性能 显影温度及显影时间等 对照片密度影响较大 主要因素有显 定影液的性能 显影温度及显影时间等 7 增感屏及增感屏 增感屏及增感屏 胶片组合胶片组合 增感屏可提高胶片感光效应数十倍 绝大部分的影像密度是由增感屏的荧光作用形成的 增感增感屏可提高胶片感光效应数十倍 绝大部分的影像密度是由增感屏的荧光作用形成的 增感 屏的增感作用 即对照片密度的提高能力 取决于增感屏的增感率 增感率高获得的影像密度屏的增感作用 即对照片密度的提高能力 取决于增感屏的增感率 增感率高获得的影像密度 大 大 增感屏增感屏 胶片组合 感色性要一致 胶片组合 感色性要一致 三 感光效应 三 感光效应 X 线穿过人体被检组织后 使感光系统 屏线穿过人体被检组织后 使感光系统 屏 片系统 感光的效果 称片系统 感光的效果 称 感光效应感光效应 感光效应感光效应 E 公式 公式 kVn I t s F Z E K e ud R2 D B Z 感光效应感光效应 E 公式 公式 kVn I t s F Z E K e ud R2 D B Z kV 代表管电压 代表管电压 n 是管电压的指数 是管电压的指数 I 代表管电流 代表管电流 t 代表曝光时间 代表曝光时间 S 代表增感屏的增代表增感屏的增 感率 感率 F 代表胶片感光度 代表胶片感光度 Z 代表靶物质原子序数 代表靶物质原子序数 R 代表焦代表焦 片距 片距 D 代表照射野的面积 代表照射野的面积 B 代表滤线栅的曝光倍数 代表滤线栅的曝光倍数 Z 代表被照体的原子序数 代表被照体的原子序数 e 代表自然对数的底 代表自然对数的底 u 代表被照体的代表被照体的 X 线吸收系数 线吸收系数 d 代表被照体的厚度 代表被照体的厚度 k 是常数 是常数 四 感光效应的影响因素 四 感光效应的影响因素 主要有相对固定条件和变换因素 主要有相对固定条件和变换因素 1 相对固定的条件 相对固定的条件 电源设备 高压发生装置 设备总过滤 包括电源设备 高压发生装置 设备总过滤 包括 X 线管壁 窗口过滤 线管壁 窗口过滤 绝缘油等 绝缘油等 滤线器 胶片特性 增感屏及增感屏滤线器 胶片特性 增感屏及增感屏 胶片组合等 胶片组合等 2 变换因素 指在具体选择摄影条件时 主要对管电压 管电流 时间和摄影距离四大因 变换因素 指在具体选择摄影条件时 主要对管电压 管电流 时间和摄影距离四大因 素的调节 素的调节 除了相对固定因素外 感光效应公式通常写成 变换因素 除了相对固定因素外 感光效应公式通常写成 变换因素 kVn I t E K R2 式中式中 K 是常数 是常数 kV 代表管电压 代表管电压 I 代表管电流 代表管电流 t 代表曝光时间 代表曝光时间 R 代表焦 片距 感光效应代表焦 片距 感光效应 与管电压 与管电压 kV 的 的 n 次方成正比 与照射量次方成正比 与照射量 mAs 成正比 与焦 片距 成正比 与焦 片距 R 的平方成反比 的平方成反比 二 二 X 线照片对比度线照片对比度 一 一 X 线照片对比度线照片对比度 对比度 对比度 contrast 是构成 是构成 X 线影像的基础 线影像的基础 X 线穿过被照体后 由于人体组织结构线穿过被照体后 由于人体组织结构 差异 对差异 对 X 线的吸收系数不同 透过肢体的线的吸收系数不同 透过肢体的 X 线强度分布不均 即产生了线强度分布不均 即产生了 X 线对比度 形成线对比度 形成 了了 X 线信息影像 线信息影像 X 线对比度只有通过胶片或屏线对比度只有通过胶片或屏 片系统的转换才能识别 胶片对片系统的转换才能识别 胶片对 X 线对比度线对比度 的放大能力 称为胶片对比度 的放大能力 称为胶片对比度 X 线照片对比度是照片影像上相邻两点的密度差 也称光学对线照片对比度是照片影像上相邻两点的密度差 也称光学对 比度或物理对比度 它依存于被照体吸收比度或物理对比度 它依存于被照体吸收 X 线的差异所产生的线的差异所产生的 X 线对比度 以及胶片对线对比度 以及胶片对 X 线线 对比度的放大结果 对比度的放大结果 二 影像 二 影像 X 线照片对比度的因素线照片对比度的因素 影响影响 X 线照片对比度的因素主要有被照体本身 胶片的线照片对比度的因素主要有被照体本身 胶片的 值 射线因素等 值 射线因素等 1 被照体自身 被照体自身 被照体组织内的有效原子序数越高 光电吸收越多 被照体组织内的有效原子序数越高 光电吸收越多 X 线对比度越高 线对比度越高 若被照体的密度与厚度差异较大 透过肢体后的若被照体的密度与厚度差异较大 透过肢体后的 X 线强度分布差异明显 则照片影像具有较线强度分布差异明显 则照片影像具有较 好的对比度 反之 照片影像对比度差 好的对比度 反之 照片影像对比度差 2 胶片 胶片 值值 表示胶片对表示胶片对 X 线对比度反应能力的大小 胶片线对比度反应能力的大小 胶片 值越高 表示对值越高 表示对 X 线对比度的放大能力越大 一般线对比度的放大能力越大 一般 X 线胶片的线胶片的 值范围在值范围在 2 7 3 5 之间 之间 3 射线因素 射线因素 X 线的质是由管电压决定的 一般认为管电压控制照片对比度 低千线的质是由管电压决定的 一般认为管电压控制照片对比度 低千 伏摄影时 物质对伏摄影时 物质对 X 线的吸收以光电吸收为主 原子序数所造成的吸收差异大 线的吸收以光电吸收为主 原子序数所造成的吸收差异大 X 线照片对线照片对 比度高 当管电压增加时 穿透力增强 物质对比度高 当管电压增加时 穿透力增强 物质对 X 线的光电吸收递减 康普顿吸收递增 原线的光电吸收递减 康普顿吸收递增 原 子序数所造成的吸收差异减小 导致子序数所造成的吸收差异减小 导致 X 线照片对比度下降 线照片对比度下降 三 三 X 线几何投影线几何投影 一 一 X 线束线束 高速运动的电子撞击球管阳极靶面时 由于靶面呈一倾角 从靶面发出的高速运动的电子撞击球管阳极靶面时 由于靶面呈一倾角 从靶面发出的 X 线是以焦线是以焦 点为顶点的圆锥形线束 点为顶点的圆锥形线束 中心线 指自靶面射出并垂直于窗口中心的射线 它代表投照方向中心线 指自靶面射出并垂直于窗口中心的射线 它代表投照方向 斜射线 在斜射线 在 X 线束中 中心线以外的射线线束中 中心线以外的射线 照射野 照射野 X 线照射面积的大小线照射面积的大小 二 焦点 被照体和胶片三者之间的投影关系 二 焦点 被照体和胶片三者之间的投影关系 1 有效焦点的大小及射线量的分布 有效焦点的大小及射线量的分布 实际焦点 指实际焦点 指 X 线管阳极靶面接受高速运动电子撞击的面积 简称焦点 线管阳极靶面接受高速运动电子撞击的面积 简称焦点 阳极效应 在阳极效应 在 X 线管的纵轴上 近阴极端的有效焦点大 线管的纵轴上 近阴极端的有效焦点大 X 线量分布多 近阳极端的线量分布多 近阳极端的 有效焦点小 有效焦点小 X 线量分布少 阳极靶面倾角延长线以外部分 因靶面的吸收 无原发射线 此线量分布少 阳极靶面倾角延长线以外部分 因靶面的吸收 无原发射线 此 为阳极足跟现象 在为阳极足跟现象 在 X 线管的短轴 纵轴两侧 上 有效焦点对称相等 线管的短轴 纵轴两侧 上 有效焦点对称相等 X 线量分布也是相线量分布也是相 等的 以上称等的 以上称 X 线管的阳极效应 线管的阳极效应 注意 注意 由于阳极效应的存在 摄影时应注意肢体的长轴与由于阳极效应的存在 摄影时应注意肢体的长轴与 X 线管的长轴平行 并将被照体线管的长轴平行 并将被照体 密度高 厚度大的部分置于阴极端 使胶片的密度基本趋于均衡 如拍摄腹部平片 泌尿系造密度高 厚度大的部分置于阴极端 使胶片的密度基本趋于均衡 如拍摄腹部平片 泌尿系造 影最好把密度较高的横隔区置于阴极端 但拍摄腰椎侧位时最好把阴极端对足侧 如观察被摄影最好把密度较高的横隔区置于阴极端 但拍摄腰椎侧位时最好把阴极端对足侧 如观察被摄 肢体的细微结构 则应把要观察的部位置于阴极端 因其焦点小 可获得清晰度好的图像 肢体的细微结构 则应把要观察的部位置于阴极端 因其焦点小 可获得清晰度好的图像 2 影像放大与失真 影像放大与失真 X 线束是以焦点为顶点的锥形放射线束 被照体在胶片上的线束是以焦点为顶点的锥形放射线束 被照体在胶片上的 X 线影像是放大的 放大线影像是放大的 放大 率为影像与物体的比值 它等于焦率为影像与物体的比值 它等于焦 片距与焦片距与焦 肢距的比值肢距的比值 为减少肢体影像放大 摄影时应尽量使肢体或病灶靠近胶片 并在机器负荷允许的条为减少肢体影像放大 摄影时应尽量使肢体或病灶靠近胶片 并在机器负荷允许的条 件下尽量延长焦件下尽量延长焦 片距 片距 照片影像较原物体大小及形状的改变称失真 其改变程度称为失真度 包括以下三个方照片影像较原物体大小及形状的改变称失真 其改变程度称为失真度 包括以下三个方 面 面 1 歪斜失真 歪斜失真 X 线束中心线与被照体的中心偏离 造成影像与被照体产生差异线束中心线与被照体的中心偏离 造成影像与被照体产生差异 注意 摄影中应将焦点置于被照体的正上方 注意 摄影中应将焦点置于被照体的正上方 且中心线垂直通过被照体和胶片的中心 且中心线垂直通过被照体和胶片的中心 2 放大失真 放大失真 摄影时被照体未与胶片平行 导致被照体各部分放大率不一致摄影时被照体未与胶片平行 导致被照体各部分放大率不一致 注意 近胶片侧放大率小 远离胶片侧放大率大 摄影时应尽量使被照体或病灶平行且靠注意 近胶片侧放大率小 远离胶片侧放大率大 摄影时应尽量使被照体或病灶平行且靠 近胶片 近胶片 3 重叠失真 由于组织结构重叠 导致影像的相互重叠 很难把组织器官的病灶全部 重叠失真 由于组织结构重叠 导致影像的相互重叠 很难把组织器官的病灶全部 显示出来显示出来 分为三种情况 分为三种情况 A 大物体的密度明显高于小物体的密度 重叠后的影像中小物体不易显示 如胸片中大物体的密度明显高于小物体的密度 重叠后的影像中小物体不易显示 如胸片中 看不到胸骨的影像 看不到胸骨的影像 B 大物体的密度明显低于小物体的密度 重叠后的影像对比度好 小物体易于显示 大物体的密度明显低于小物体的密度 重叠后的影像对比度好 小物体易于显示 如胸片肺野中的肋骨影像 如胸片肺野中的肋骨影像 C 大小物体密度较高且相等 重叠后的影像对比度差 小物体隐约可见 如膝关节正大小物体密度较高且相等 重叠后的影像对比度差 小物体隐约可见 如膝关节正 位照片中髌骨的影像 位照片中髌骨的影像 四 X 线照片模糊 一张优质的一张优质的 X 线照片 其影像质量除了有较好的对比度 还要具有良好的清晰度 线照片 其影像质量除了有较好的对比度 还要具有良好的清晰度 清晰度是指影像边缘的锐利程度 若出现影像边缘不锐利 则称为模糊 可用模糊度来说明清清晰度是指影像边缘的锐利程度 若出现影像边缘不锐利 则称为模糊 可用模糊度来说明清 晰度 影像模糊度大 则清晰度差 反之 影像模糊度小 则清晰度好 晰度 影像模糊度大 则清晰度差 反之 影像模糊度小 则清晰度好 影像产生模糊的主要因素有 几何学模糊 运动性模糊 增感屏影像产生模糊的主要因素有 几何学模糊 运动性模糊 增感屏 胶片系统产生的模糊胶片系统产生的模糊 和散射线性模糊 和散射线性模糊 一 几何学模糊 一 几何学模糊 X 线球管靶面不是点光源 其有效焦点具有一定的几何面积 根据光学原理可知 有线球管靶面不是点光源 其有效焦点具有一定的几何面积 根据光学原理可知 有 效焦点面积越小 产生的半影越小 影像越清晰 反之 有效焦点面积越大 产生的半影越大 效焦点面积越小 产生的半影越小 影像越清晰 反之 有效焦点面积越大 产生的半影越大 影像就越模糊 这种模糊称几何学模糊影像就越模糊 这种模糊称几何学模糊 二 运动性模糊 二 运动性模糊 在摄影过程中 焦点 被照体 胶片三者任何一个发生移动 都能造成影像模糊 称运在摄影过程中 焦点 被照体 胶片三者任何一个发生移动 都能造成影像模糊 称运 动性模糊 动性模糊 三 增感屏 三 增感屏 胶片系统产生的模糊胶片系统产生的模糊 1 增感屏性模糊 增感屏性模糊 颗粒与层厚颗粒与层厚 2 屏片接触性模糊 屏片接触性模糊 四 散射线性模糊 四 散射线性模糊 五 散射线的产生与消除 X 线与人体相互作用的主要形式是光电吸收和康普顿散射吸收 其中康普顿散射吸收线与人体相互作用的主要形式是光电吸收和康普顿散射吸收 其中康普顿散射吸收 会伴有散射线的产生 而散射线对周围其它物体也有穿透 被吸收和再次产生散射等作用 散会伴有散射线的产生 而散射线对周围其它物体也有穿透 被吸收和再次产生散射等作用 散 射线量的多少与原发射线的能量 被照体的厚度 密度 原子序数以及照射面积有关 管电压射线量的多少与原发射线的能量 被照体的厚度 密度 原子序数以及照射面积有关 管电压 越高 能量越大 产生越高 能量越大 产生 X 线波长越短 散射线越多 被照体越厚 密度越大 原子序数越高 线波长越短 散射线越多 被照体越厚 密度越大 原子序数越高 受照射面积越大 产生的散射线也越多 如果散射线大量存在 就会使胶片产生灰雾 影响影受照射面积越大 产生的散射线也越多 如果散射线大量存在 就会使胶片产生灰雾 影响影 像质量 像质量 为了提高影像质量 尽量减少散射线对照片的影响 主要方法有抑制法和消除法 为了提高影像质量 尽量减少散射线对照片的影响 主要方法有抑制法和消除法 一 抑制法 一 抑制法 1 滤过板 滤过板 2 遮线器 遮线器 二 消除法 二 消除法 消除散射线的有效设备是滤线器 其主要设备是滤线栅 消除散射线的有效设备是滤线器 其主要设备是滤线栅 1 栅比越大 其吸收散射线能力越强 栅比值通常在 栅比越大 其吸收散射线能力越强 栅比值通常在 6 16 之间 之间 2 栅密度大 表示滤线栅吸收散射线能力强 栅密度大 表示滤线栅吸收散射线能力强 第二章 X 线防护 第一节 X 线对人体的危害 自自 1895 年伦琴发现年伦琴发现 X 射线不久 在从事射线不久 在从事 X 线试验的人员中发现了放射性皮炎和继发线试验的人员中发现了放射性皮炎和继发 性结膜炎 相继还发现了受照射者出现毛发脱落 白细胞减少 皮肤癌等恶性疾患 并且这些性结膜炎 相继还发现了受照射者出现毛发脱落 白细胞减少 皮肤癌等恶性疾患 并且这些 疾患的严重程度和试验人员所接受疾患的严重程度和试验人员所接受 X 线照射的剂量有关 引起了人们对辐射危害的高度重视 线照射的剂量有关 引起了人们对辐射危害的高度重视 一 一 X 线对生物体的作用机制线对生物体的作用机制 X 线对生物体的作用是一种非常复杂的过程 机体从辐射能量的吸收到引起损伤有一线对生物体的作用是一种非常复杂的过程 机体从辐射能量的吸收到引起损伤有一 个原发和继发反应过程 个原发和继发反应过程 1 原发发应 首先从原子水平的激发或电离开始 继而引起分子水平的破坏 又进一 原发发应 首先从原子水平的激发或电离开始 继而引起分子水平的破坏 又进一 步影响到细胞水平 组织器官乃至整体水平的损伤 步影响到细胞水平 组织器官乃至整体水平的损伤 2 继发反应 遭受损伤的细胞 组织 器官继而引起机体继发性的损伤 使机体组织发 继发反应 遭受损伤的细胞 组织 器官继而引起机体继发性的损伤 使机体组织发 生一系列生物化学的变化 代谢的紊乱 机能的失调 以及病理形态等方面的改变 生一系列生物化学的变化 代谢的紊乱 机能的失调 以及病理形态等方面的改变 二 影响电离辐射生物效应的因素二 影响电离辐射生物效应的因素 1 照射剂量 照射剂量 2 剂量率 剂量率 即单位时间内机体接受的照射即单位时间内机体接受的照射 剂量 剂量 3 分次照射 分次照射 4 照射部位与面积 照射部位与面积 1 相同的条件下 全身损伤程度以照射腹部最为严重 其次是盆腔 头部和胸部 相同的条件下 全身损伤程度以照射腹部最为严重 其次是盆腔 头部和胸部 2 对一定量的照射剂量 生物效应随照射面积的扩大而增强 对一定量的照射剂量 生物效应随照射面积的扩大而增强 三 X 线对人体的危害 一 从辐射损伤出现的范围来看 可发生在受照射者本人 也可出现在其后裔的身上 出 一 从辐射损伤出现的范围来看 可发生在受照射者本人 也可出现在其后裔的身上 出 现在受照射者本人身上称为躯体效应 出现在受照射者后裔身上称为遗传效应 现在受照射者本人身上称为躯体效应 出现在受照射者后裔身上称为遗传效应 1 电离辐射可以直接使细胞中的染色体或其它重要成分断裂 如果损伤的细胞是体 电离辐射可以直接使细胞中的染色体或其它重要成分断裂 如果损伤的细胞是体 细胞 则表现出躯体效应 细胞 则表现出躯体效应 2 若损伤的是生殖细胞 辐射效应表现在受照者的后代身上 则表现为遗传效应 若损伤的是生殖细胞 辐射效应表现在受照者的后代身上 则表现为遗传效应 二 根据效应出现的时间 也可分为近期效应和远期效应 二 根据效应出现的时间 也可分为近期效应和远期效应 三 国际放射防护委员会 三 国际放射防护委员会 ICRP 从辐射防护角度出发 将这些效应分成随机性效应 从辐射防护角度出发 将这些效应分成随机性效应 和确定性效应两类 和确定性效应两类 1 随机性效应是指损伤发生的几率 而不是严重程度 与剂量大小有关的效应 这种效随机性效应是指损伤发生的几率 而不是严重程度 与剂量大小有关的效应 这种效 应不存在剂量的阈值 即使微小的剂量也可能引起这种效应 只是发生的几率较小 如癌症和应不存在剂量的阈值 即使微小的剂量也可能引起这种效应 只是发生的几率较小 如癌症和 遗传效应的发生可视为随机性效应 也可视为远期效应 遗传效应的发生可视为随机性效应 也可视为远期效应 2 确定性效应 确定性效应 是指受照射组织中大量细胞被杀死或严重损伤 严重程度随剂量的大小而变化 是指受照射组织中大量细胞被杀死或严重损伤 严重程度随剂量的大小而变化 这种效应存在着剂量阈值 接受的剂量超过阈值 这种效应才会发生 如白内障 皮肤辐射损这种效应存在着剂量阈值 接受的剂量超过阈值 这种效应才会发生 如白内障 皮肤辐射损 伤等 也可视为近期效应 伤等 也可视为近期效应 第二节 常用的辐射量及其单位 常用的辐射量有 照射量 常用的辐射量有 照射量 吸收剂量 吸收剂量 比释动能 剂量当量 有效剂量 比释动能 剂量当量 有效剂量 一 照射量与照射量率一 照射量与照射量率 1 照射量是用来表示 照射量是用来表示 X 射线或射线或 射线 统称为光子 使空气电离程度的一个物理量 射线 统称为光子 使空气电离程度的一个物理量 其定义为 光子在单位质量的空气中释放出的电子被完全阻止于空气中时 在空气中形成正离其定义为 光子在单位质量的空气中释放出的电子被完全阻止于空气中时 在空气中形成正离 子或负离子各自的总电荷 子或负离子各自的总电荷 该物理量仅适用于该物理量仅适用于 X 射线或射线或 射线 不适用于其它辐射线 并限于在空气介质中 其射线 不适用于其它辐射线 并限于在空气介质中 其 国际制单位是库仑国际制单位是库仑 千克千克 1 C kg 1 专用单位是伦琴 专用单位是伦琴 R 1R 2 58 10 4 C kg 1 2 照射量率率 单位时间内的照射量称为照射量率 单位时间内的照射量称为照射量率 SI 单位为库仑每千克秒 其专用单位是单位为库仑每千克秒 其专用单位是 伦琴或其分数除以适当的时间而得得商 伦琴或其分数除以适当的时间而得得商 二 吸收剂量与吸收剂量率 1 吸收剂量是指单位质量的物质在辐射场所中吸收的能量 它适用于各种电离辐射及任吸收剂量是指单位质量的物质在辐射场所中吸收的能量 它适用于各种电离辐射及任 何受照介质 反应被照介质吸收辐射能量的程度 其国际制单位是焦耳何受照介质 反应被照介质吸收辐射能量的程度 其国际制单位是焦耳 千克千克 1 J kg 1 专用 专用 名称是戈名称是戈 瑞瑞 gray 符号为 符号为 Gy 2 吸收剂量率 吸收剂量率 单位时间内的吸收剂量称为吸收剂量率 单位是戈瑞单位时间内的吸收剂量称为吸收剂量率 单位是戈瑞 秒 秒 吸收剂量与照射量的关系 这是两个意义完全不同的辐射量 在使用时应注意它们吸收剂量与照射量的关系 这是两个意义完全不同的辐射量 在使用时应注意它们 的区别 照射量是用来描述辐射场固有特性的一种物理量 与人体无关 而吸收剂量是指处于的区别 照射量是用来描述辐射场固有特性的一种物理量 与人体无关 而吸收剂量是指处于 辐射场的人体或其他物质所吸收辐射的能量 它不仅取决于外界的辐射场 而且还取决于受照辐射场的人体或其他物质所吸收辐射的能量 它不仅取决于外界的辐射场 而且还取决于受照 物体本身的性质和光子的能量 它们的关系式为 物体本身的性质和光子的能量 它们的关系式为 D f X 式中式中 f 是戈瑞与伦琴的转换系数 其大小取决于受照物体和光子的能量 是戈瑞与伦琴的转换系数 其大小取决于受照物体和光子的能量 三 比释动能三 比释动能 比释动能是不带电电离粒子与物质相互作用时 在单位质量物质中产生的带电电离粒比释动能是不带电电离粒子与物质相互作用时 在单位质量物质中产生的带电电离粒 子的初始动能的总和 子的初始动能的总和 度量比释动能的单位与吸收剂量相同 其国际制单位是焦耳度量比释动能的单位与吸收剂量相同 其国际制单位是焦耳 千千 克克 1 J kg 1 专用名称是戈 专用名称是戈 瑞瑞 gray 符号为 符号为 Gy 四 剂量当量四 剂量当量 实验证明 即使在吸收剂量相同的情况下 若辐射线的种类 能量 照射方式以及实验证明 即使在吸收剂量相同的情况下 若辐射线的种类 能量 照射方式以及 照射条件不同 其对人体产生的危害程度也各不相同 如在吸收剂量相同的情况下 中子的生照射条件不同 其对人体产生的危害程度也各不相同 如在吸收剂量相同的情况下 中子的生 物效应就远大于物效应就远大于 X 射线 为便于在同一尺度上进行比较 在放射防护工作中引进了剂量射线 为便于在同一尺度上进行比较 在放射防护工作中引进了剂量 当量的概念 它表示某个器官接受的剂量 国际制单位是焦耳当量的概念 它表示某个器官接受的剂量 国际制单位是焦耳 千克千克 1 J kg 1 专用名称是希 专用名称是希 沃特沃特 Sv 剂量当量 剂量当量 HT 与吸收剂量 与吸收剂量 D 的关系式为 的关系式为 HT D w R 式中式中 w R为辐射权重因子 它仅与辐射线的特性有关 将 为辐射权重因子 它仅与辐射线的特性有关 将 X 射线的辐射权重因子定为射线的辐射权重因子定为 1 在此基础上相比确定其它辐射线的权重因子 在此基础上相比确定其它辐射线的权重因子 国际辐射单位与测量委员会国际辐射单位与测量委员会 ICRU 的报告认为 就辐射防护中的报告认为 就辐射防护中 X 射线的外照射而言 射线的外照射而言 以希沃特为单位的剂量当量在数值上等于以戈瑞为单位的吸收剂量 以希沃特为单位的剂量当量在数值上等于以戈瑞为单位的吸收剂量 1Sv 1J kg 1 五 有效剂量 有效剂量 E 及其单位 及其单位 有效剂量是为确定随机性效应发生概率而引入的一个量 人体在受到有效剂量是为确定随机性效应发生概率而引入的一个量 人体在受到 X 线照射时 线照射时 不只涉及一个组织或器官 要评价其危害 不能简单地把各器官或组织接受的当量剂量相加 不只涉及一个组织或器官 要评价其危害 不能简单地把各器官或组织接受的当量剂量相加 因为各组织或器官对辐射的敏感性不同 为评价总的随机性效应的危害 引进了组织权重因子因为各组织或器官对辐射的敏感性不同 为评价总的随机性效应的危害 引进了组织权重因子 w T 其量值与辐射线类型无关 仅取决于相关组织或器官 其量值与辐射线类型无关 仅取决于相关组织或器官 E HT w T 第三节 X 线防护标准及剂量限值线防护标准及剂量限值 一 一 X 线防护标准的进展线防护标准的进展 随着对随着对 X 线辐射危害研究的逐步深入 线辐射危害研究的逐步深入 X 线防护标准一直在不断的修改 早期线防护标准一直在不断的修改 早期 ICRP 采采 用一个非常粗略的单位用一个非常粗略的单位 红斑剂量来作为度量辐射单位 红斑剂量就是引起皮肤明显发红所需红斑剂量来作为度量辐射单位 红斑剂量就是引起皮肤明显发红所需 的辐射剂量 其值随辐射种类 能量 剂量率及受照部位变化很大 大约为的辐射剂量 其值随辐射种类 能量 剂量率及受照部位变化很大 大约为 6Sv 接着引用了耐受剂量的概念 其值为每天接着引用了耐受剂量的概念 其值为每天 2mSv 这个数值相当于 这个数值相当于 1 个月内的累积个月内的累积 剂量为红斑剂量的剂量为红斑剂量的 1 随后 随后 ICRP 逐步把耐受剂量的概念发展成为最大容许剂量 剂量极限逐步把耐受剂量的概念发展成为最大容许剂量 剂量极限 和现今的剂量限值等概念 并把最大容许剂量由每天和现今的剂量限值等概念 并把最大容许剂量由每天 2mSv 下降至每周下降至每周 3mSv 相当于每天 相当于每天 0 5mSv 还特别建议工作人员在 还特别建议