医学成像技术-第1.2节

1.2x射线辐射场的空间分布,X射线的强度X射线的量与质及其影响因素X射线辐射强度的空间分布,X射线强度,定义：单位时间内通过垂直于X射线传播方向上的单位面积上的光子数量与能量乘积的总和（单位横截面积的辐射能量）。医学中：质：x光子的能量，管电压量：x光子的数目，管电流设单位时间内通过单位横截面积的x光子数N，每个光子能量，则单色x射线强度I=N,同理，复色x射线（波长不同，能量确定）强度I=Nii,连续能谱X射线的强度为E：X射线光子能量N(E)：单位时间内通过单位垂直面积的能量为E的x射线光子数目可见：X射线能谱中，曲线下面包含的总面积即为射线的总强度,实际诊断工作中K系标识X线的辐射强度：K2：实验室确定的比例常数i：管电流（mA)n：试验确定常数，1.51.7U：管电压（kV)UK：K系辐射的激发电压（kV）返回,X射线的量quantity：X射线束中的光子数。一般管电压一定时，用X射线管的管电流的大小与X射线的照射时间的长短的乘积（mAs）来表示。X射线的质（射线束的平均能量）quality：X射线的硬度，表示X射线穿透物质的本领，与X光子的能量有关。一般用管电压的高低来表示,影响因素（量，质）表1-51.靶物质：Ui一定时，强度IZ（原子序数）：Z原子核电场越强，连续辐射的概率增加，所以射线的量增加；且由于原子序数增加其相应的电子结合能也增加，直接导致更高能量的标识辐射，所以高能射线数量的增加远大于低能射线数量的增加值，射线的质也增加，综合强度,2.管电流：UZ一定时，强度Ii：i越大，x射线管中被加速的电子数量越多，产生x射线强度越大。（不影响射线质）,3.管电压：x射线束中光子的最大能量=被加速电子的动能Ek(电子动能）=eU，U变，则光子的最大能量变。可见Z，i不变，U连续x射线谱的最短波长和最大强度所对应的波长均向短波方向移动x射线高能成分所占比例增加，x射线强度增加，IU,4.附加滤过：从射线管射出的射线到达被投照部位前放置一定的物体（可拆卸的滤过板、附加滤过板、遮光器等）会产生滤过。附加滤过使射线总强度减小，波长较长的软x射线被吸收较多，射线短波成分增加，平均硬度提高，波长范围变窄，波长分布趋于均匀化，所以附加滤过物越厚，软射线成分被吸收越多，射线强度越均匀，附加滤过后提高了射线的有效能量，线质变硬了。5.距离增加：质不变，量减少,总结：连续x射线总强度I总=KZiU（k，a试验近似常数）连续x射线强度最大的波长m=2min=21.24/U=2.48/U（nm),返回,X射线强度的空间分布,定义：从阳极靶上发射的x射线与辐射的方向有关，即在不同的方位角上的辐射强度是不同的，其在空间的分布取决于入射电子的能量、靶物质及靶厚度等因素薄靶周围x射线强度的空间分布厚靶产生的x射线强度空间分布,结论：低管电压时，x射线在各方向上强度基本相等，随着管电压升高，x射线最大强度方向逐渐趋于电子束的入射方向，其他方向的强度分布比重逐渐减少，射线的强度分布趋于集中。应用：,管电压低时，用反射式靶,超高压射线管，用穿透式靶（放疗用的电子加速器产生的高能x射线）,返回,厚靶（医疗诊断用）产生的x射线空间分布足跟（阳极）效应：越靠近阳极，沿管长轴分布的射线强度下降的越多的现象。产生原因：高能电子轰击靶面时不仅与靶面原子相互作用，而且还穿透靶物质内部的一定深度，因此靶表面和靶深层都能向外辐射x射线。越靠近阳极方向，穿过的靶的厚度越厚，靶对射线的吸收越多，射线辐射强度下降的越多，且靶角越小，下降的程度越大。应用：诊断用x射线管倾角较小，射线能量不高，足跟效应显著，