X（或γ）射线在物质中的衰减讲解

学习目标1、掌握连续X线在物质中的减弱规律及影响诊断X线在人体中衰减吸收的主要因素2、了解窄束X线及宽束X线的概念及其在介质中的衰减规律3、能够根据X线在介质中的衰减规律，解释X线在医疗领域的应用X射线的衰减方式距离衰减(扩散衰减)平方反比法则：距离增加1倍，则射线强度将衰减为原来的1/4X线源50cm100cmAB距离衰减在X线防护中有什么意义？X射线的衰减方式物质衰减X线与物质发生光电效应、康普顿效应和电子对效应等一系列作用，由于吸收和散射致使出射方向上的射线强度衰减。X射线强度在物质中的衰减规律是X射线摄影、透视和治疗等基本依据，同时也是进行屏蔽防护设计的理论依据。单能窄束X线单能射线：由能量相同的光子组成的X线窄束X线：不含散射线的射线，几何上的细小和物理上的不含散射线，由准直器得到单能窄束X线在物质中的衰减规律单能窄束X线通过物质时呈指数规律衰减单能窄束X线在物质中的衰减规律单能窄束X线通过物质时只有光子个数的减少，而无光子能量的变化(量减少、质不变)宽束X线在物质中的衰减规律宽束X线：包含散射线的射线(B>1)连续X线在物质中的衰减规律连续X线不遵守单一的指数规律衰减连续X线在物质中衰减规律：X线强度变小、硬度变大(量减少、质提高)连续X线在物质中的衰减规律连续X线比单能X线有更大的衰减管电压和滤过厚度决定X线的质(也能调节X线量)影响X线衰减的因素μ与X线能量成反比、与物质密度/原子序数成正比射线能量越高，衰减越少物质原子序数越高，衰减越多(原子边界限吸收例外，在诊断X线能量范围内，锡比铅具有更好的屏蔽防护性能)物质密度越大，衰减越多物质每克电子数越多，衰减越多(只适用于氢元素与其它元素做对比)X线的滤过软射线管电压<40kV条件下产生X线，穿透能力很弱，对成像没有贡献(软组织摄影除外)，但会增加人体皮肤和表浅组织的X线吸收量源<40keV>40keVX线的滤过滤过：在X线管放射窗口放置一定均匀厚度的金属(滤过板)，预先把X线束中的低能成分吸收掉，提高X线的平均能量X线的滤过X线的滤过固有滤过：X线管组件本身的滤过铝当量(mmAl)：一定厚度(1mm)的滤过材料与多少厚度(mm)的铝具有相同的X线衰减量软X线管采用钼(铑)靶、铍窗口最小的固有过滤附加滤过：可拆可选的X线管组件外部的滤过附加滤过板的选择低能射线用铝、高能射线用铜高原子序数物质不能单独作滤过板(光电效应会产生透射的特征X线)，要与低原子序数物质构成复合滤过板使用时高原子序数物质面向X线管铜(29)铝(13)光电效应产生8keV的特征X线光电效应产生1.5keV的特征X线(空气吸收)附加滤过板的厚度滤过板厚度增加，低能射线迅速衰减，高能射线衰减缓慢低滤过高千伏摄影对受检者十分有害厚滤过高千伏摄影会降低照片对比度滤过板厚度对受照剂量的影响滤过板厚度增加，受检者照射剂量下降厚滤过技术对降低受检者剂量有重要意义滤过与投照时间滤过板对高能光子也有一定的衰减，所以需增加曝光量(照射时间)，但由于低能成分减少，受检者受照剂量仍大幅降低滤线栅摄影时，滤线栅吸收散射线的同时也会吸收原发射线，所以也要适当增加曝光条件楔形或梯形滤过板在投照部位的厚度相差太多的情况下，需使用楔形或梯形滤过，保证照片的黑色程度一致医学放射学中的X线的衰减

X射线束射入人体内，一部分被吸收散射，另一部分通过人体沿原方向传播，透过的X光子按特定形式分布，便形成了X射线影像，它是人体的不同组织对射线不同的衰减的结果。根据影响X线衰减的因素，要研究X射线在人体中的衰减规律，首先了解人体各组织器官的元素构成、分布、密度及衰减系数等基本情况。人体的构成元素主要由C、H、O、N、Fe、Ca等60多种元素构成。元素OCHNCaPKSNaCl原子序数8617201519161117占有率（%）6518103210.350.250.150.15人体的构成元素和组织密度人体的构成元素几乎都为低原子序数物质密度由大到小为：骨骼、肌肉、水、脂肪、空气在相同厚度条件下，吸收X线最多的是门牙、吸收X线最少的是充满气体的肺X线通过人体的衰减规律X线在人体中主要通过光电效应和康普顿效应衰减衰减由大到小分别为：骨骼、肌肉、脂肪、空气40kV时，对比度K=2.4434/0.4012=6.1150kV时，对比度K=0.3918/0.1842=2.1X线的临床应用X线诊断X线治疗透视检查摄影检查造影检查X-CT介入放射手术肿瘤放射治疗荧光屏透视

X-TV电视透视屏片摄影

CR(计算机X线摄影)

DR(数字X线摄影)钡剂、碘剂造影

DSA(数字减影血管造影)X线计算机体层摄影透视检查X线的临床应用X线诊断X线治疗透视检查摄影检查造影检查X-CT介入放射手术肿瘤放射治疗荧光屏透视

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DSA(数字减影血管造影)X线计算机体层摄影肿瘤放射治疗X线在介质中的衰减取决于射线能量、照射野大小、介质的组成与结构。对于单能窄束X线而言，由于不考虑散射线因素，其在介质中的衰减遵循指数规律；对连续能量及有一定照射野X线束，射线束的衰减不