X射線的產(chǎn)生及影像形成課件

1、X射線的產(chǎn)生及影像形成鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院放射科倫琴 1895Company LogoCompany LogoX線是如何產(chǎn)生的呢？Company LogoX線球管的組成陰極：由金屬絲組成，用低壓電源加熱，引起熱發(fā)射，提供 足夠數(shù)量的電子；真空室：能耐受足夠的陽極和陰極間的電壓，該電壓把電子 加速，稱為管電壓；陽極：通常為鑲嵌在銅制圓柱柱端斜面上的小鎢塊（靶）， 供高能電子轟擊，將電子能量轉(zhuǎn)變?yōu)閄-射線光子。Company Logo Xraye真空管Company LogoX線產(chǎn)生的條件電子源，提供足夠數(shù)量的電子；在真空條件下高電壓產(chǎn)生的強(qiáng)電場和高速運動的電子流；適當(dāng)?shù)恼系K物（靶面）來接受高速運

2、動電子所帶的能量， 使高速電子所帶的動能部分轉(zhuǎn)變?yōu)閄線能。 Company Logo特征放射Company LogoX線的本質(zhì)X線是一種能，有兩種表現(xiàn)形式：一是微粒輻射，二是電磁輻射。X線具有二象性:微粒性和波動性， Company LogoX線的微粒性：把X線看作是一個個的微粒光子組成的，光子具有一定的能量和一定的動質(zhì)量，但無靜止質(zhì)量。X線與物質(zhì)作用時表現(xiàn)出微粒性，每個光子具有一定能量，能產(chǎn)生光電效應(yīng)，能激發(fā)熒光物質(zhì)發(fā)出熒光等現(xiàn)象。 Company LogoX線的特性物理效應(yīng) 化學(xué)效應(yīng) 生物效應(yīng) Company Logo物理效應(yīng)1 穿透作用：X線具有一定的穿透能力。波長越短，穿透作 用越強(qiáng)。

3、穿透力與被穿透物質(zhì)的原子序數(shù)、密 度和厚度呈反比關(guān)系。2 熒光作用：熒光物質(zhì)，如鎢酸鈣、氰化鉑鋇等，在X線照 射下被激發(fā)，釋放出可見的熒光。Company Logo化學(xué)效應(yīng)1 感光作用：X線具有光化學(xué)作用，可使攝影膠片感光。2 著色作用：某些物質(zhì)經(jīng)X線長期照射后，使其結(jié)晶脫水變 色。如鉛玻璃經(jīng)X線長期照射后著色。Company Logo生物效應(yīng)X線是電離輻射，它對生物細(xì)胞，特別是增殖性強(qiáng)的細(xì)胞有抑制、損傷、甚至使其壞死的作用，它是放射治療的基礎(chǔ)。Company Logo在X線診斷和治療中主要利用了X線的穿透、熒光、電離、感光、生物等特性。Company LogoX線與物質(zhì)的相互作用X線與物質(zhì)的

4、相互作用有5種基本形式：相干散射（或稱不變散射） 光電效應(yīng) 康普頓效應(yīng)（或稱散射效應(yīng)） 電子對效應(yīng)光核反應(yīng) Company Logo相干散射一個低能量X線光子沖擊到物質(zhì)的原子上，形成原子的激發(fā)狀態(tài)。原子在恢復(fù)其常態(tài)時，放出一個與原入射光子波長同樣、方向不同的光子，此即相干散射。在X線診斷范圍內(nèi)，相干散射產(chǎn)生的幾率最多只占5%。Company Logo光電效應(yīng)在X線診斷范圍內(nèi)，它是X線與物貭相互作用的主要形式之一，它由光子擊脫原子的內(nèi)層軌道電子而產(chǎn)生。光電效應(yīng)產(chǎn)生的幾率受三個因素影響：1 光子必須有克服電子結(jié)合能的足夠能量；2 光子能量與電子結(jié)合能接近相等或稍大于；3 軌道電子結(jié)合的越緊，越容易

5、產(chǎn)生光電效應(yīng)。Company Logo康普頓效應(yīng)在X線診斷范圍內(nèi)，它是X線與物貭相互作用的另一個主要形式。當(dāng)一個光子擊脫原子外層軌道電子時，入射光子就會偏轉(zhuǎn)，以新的方向散射出去，光子能量的一部分作為反跳電子的動能，而絕大部分能量作為光子散射。在診斷X線能量范圍內(nèi)，康普頓散射的幾率占25%。Company Logo電子對效應(yīng)和光核反應(yīng)此兩種X線與物質(zhì)的相互作用形式，在診斷X線能量范圍內(nèi)不發(fā)生。Company LogoX線量 X線量是指X線光子的多少，常以mAs表示。Company LogoX線強(qiáng)度定義：X線強(qiáng)度是指垂直于X線束的單位面積上，在單位時間 內(nèi)通過的光子數(shù)和能量乘積的總和，即X線束中的

6、光 子數(shù)乘以每個光子的能量。在實際應(yīng)用中，常以量與 質(zhì)的乘積表示X線強(qiáng)度。Company Logo影響X線強(qiáng)度的因素1 管電壓（kVp）：X線強(qiáng)度與管電壓的平方成正比；2 管電流（mA）：X線強(qiáng)度與管電流成正比；3 靶面物質(zhì)：在一定的管電壓和管電流下，靶物質(zhì)的原子序數(shù)越高，產(chǎn)生X線的效率就越高；4 高壓波形：X線光子能量取決于X線的最短波長，即決定于管電壓的峰值，整流后的脈動電壓越接近峰值，其X線強(qiáng)度越大。Company LogoX線照片影像Company Logo1X線照片影像的形成 X線之所以能使人體組織在膠片上或熒光屏上成像，一方面是基于X線的特性，即穿透性、熒光效應(yīng)和感光效應(yīng)；另一方面

7、是基于人體組織具有密度和厚度的差異。當(dāng)X線穿過人體時，由于不同密度和厚度的組織對X線的吸收不同，使得穿透過人體后的X線強(qiáng)度分布也不同，此時，X線影像信息已形成。直進(jìn)的透射線作用于屏/片體系，經(jīng)顯影加工后，則形成了密度不等的X線照片影像。Company LogoCompany LogoCompany Logo構(gòu)成照片影像的四大要素是：密度、對比度、銳利度及失真度。前三者是構(gòu)成照片影像的，后者是構(gòu)成照片影像的幾何因素。物理因素密度對比度銳利度失真度幾何因素Company Logo照片影像的放大與變形在X線攝影中，如果影像與被照體具有相同的幾何形態(tài)，只有幾何尺寸的改變時，稱為影像的放大；若同時又有形態(tài)上的改變，則稱為影像變形.影像放大與變形的程度，則總稱為失真度。Company Log