激光醫(yī)學-射線定稿

孔子學而不思則罔，思而不學則殆?！墩撜Z·為政》X射線第一節(jié)、X射線的產(chǎn)生及其性質(zhì)第二節(jié)、X射線譜第三節(jié)、X射線的衰減第四節(jié)、X射線的醫(yī)學應用本章要求：1、掌握X射線強度和硬度的概念、X射線及

X射線譜產(chǎn)生的微觀機制、短波極限，

X射線的衰減規(guī)律及應用。2、理解X射線機的基本組成，X射線的性質(zhì)。3、了解X射線在醫(yī)學上的運用。德國的物理學家-倫琴（1845-1923

）

世界上第一張人類活體骨胳照片，倫琴夫人手的X射線照片。攝于1895年12月22日

陰極射線管

一、

X射線的產(chǎn)生X射線X射線管KA-+高壓電源

高速運動的電子突然受阻時，會有一部分能量（<1%）轉(zhuǎn)變?yōu)閄射線。X射線的產(chǎn)生及描述1、產(chǎn)生X射線的條件:

(1)高速運動的電子流

(2)適當?shù)恼系K物——陽極靶X射線的產(chǎn)生及描述2、X射線產(chǎn)生的裝置

X射線管高壓直流電源

產(chǎn)生幾萬伏~幾十萬伏直流電壓加到X射線管的陰陽極之間低壓直流電源

加低電壓5~10V

于陰極兩端，使之發(fā)熱發(fā)射電子。

二.X射線的性質(zhì)

X射線是波長為0.006

-12n

m的電磁波，具有電磁波的共性。但因波長短，光子能量大，除具有電磁波的一系列性質(zhì)外，還有如下特性：

X射線的產(chǎn)生及描述1.熒光作用

能量較大的光子，照射到某些物質(zhì)時，能使其原子處于激發(fā)態(tài)，當它們回到基態(tài)時發(fā)出熒光。臨床診斷用的熒光屏、熒光攝影都是利用這一性質(zhì)。2.感光作用（光化學作用）X射線能使一些物質(zhì)發(fā)生光化學反應。照相底片感光——拍攝X光片的原理3.電離作用

高能量能使一些物質(zhì)的原子和分子電離。

電離作用還可以誘發(fā)有機體的各種生物效應,合理利用可用于治療。X射線的性質(zhì)4.生物效應

其原發(fā)機制是X射線在生物體內(nèi)產(chǎn)生激發(fā)和電離，使組織細胞受到損害、抑制，甚至壞死。

是放射治療的基礎，也是X射線工作者應當注意防護的原因。5.貫穿本領

高頻對實物的貫穿本領大于低頻波動。對不同物質(zhì)的貫穿能力的差別可以進行透視、攝影和防護。三.X射線的強度和硬度強度

X射線的強度是指單位時間內(nèi)通過與射線方向垂直的單位面積的幅射能量，單位：W·m-2醫(yī)學中用管電流的毫安數(shù)表示X射線的強度管電流大X光子多單位面積的射線能量大強度高

常用調(diào)節(jié)射線管燈絲電流，改變管電流，以達到控制X射線強度的目的。改變強度方法硬度醫(yī)學中用管電壓的千伏數(shù)表示X射線的硬度管電壓高電子動能大X光子的能量大不易吸收貫穿本領大—硬

X射線的硬度：是指X射線對物質(zhì)的貫穿本領，它決定于X射線的波長（即能量hv），單位：kv改變硬度方法通過調(diào)節(jié)管電壓來控制X射線的硬度三.X射線的強度和硬度

Kv

5名稱管電壓

主要用途極軟X射線~200.25~0.062軟組織攝影，表皮治療

軟X射線~201000.062~0.012透視和攝影硬X射線~1002500.012~0.005軟深組織治療250以上0.005以下深部組織治療極硬X射線

最短波長（nm)第二節(jié)X射線譜一.連續(xù)X射線譜二.線狀X射線譜

X射線管發(fā)射的X射線不是單色的，它包含多種的波長成份。按照它們波長的順序?qū)⑵鋸姸扰帕虚_來的圖譜，叫做X射線譜。X射線譜示意圖X射線譜上部：譜線強度與波長關系。下部：照在膠片上的射線譜。

X射線譜包含兩部分：曲線下面斜線部分對應于照片上的背景，包含各種不同波長的射線，為連續(xù)譜；另一部分是曲線上凸出的尖峰，有較大的強度，對應照片上的明線譜線，相當于可見光中的明線光譜，為標識譜。X射線譜連續(xù)X射線譜產(chǎn)生機制：連續(xù)X射線的發(fā)生是軔致輻射過程。軔致輻射：高速電子流撞擊在陽極靶上，電子在原子核強電場作用下，速度和方向都發(fā)生急劇變化，一部分動能轉(zhuǎn)化為光子的能量hv

而輻射出去。由于各個電子損失的動能不同，從而形成具有各種頻率的連續(xù)X射線。（2）

連續(xù)譜特性連續(xù)X射線譜②X射線強度自零起隨

波長的增加而迅速增大，

達到最大值后緩慢下降。③當管電壓升高時，各種波長的譜線強度均隨之增大，強度極大值向短波方向移動。20K30K40K50K

相對強度表明相應波長變短①X射線管在管電壓較低時只出現(xiàn)連續(xù)X射線譜。短波極限：強度為零的相應波長是連續(xù)譜中最短波長連續(xù)X射線譜特性連續(xù)X射線譜

管電壓為U，光子具有的最大能量為hvmax連續(xù)X射線譜的短波極限與管電壓成反比，與實驗一致。第三節(jié)X射線的衰減一.衰減現(xiàn)象二.衰減規(guī)律三.半價層一.衰減現(xiàn)象二.衰減規(guī)律

當X射線通過物質(zhì)時，X光子與物質(zhì)中的原子發(fā)生相互作用，光子一部分被吸收，一部分被散射，X射線在原方向上的強度逐漸減弱。線性吸收系數(shù)

質(zhì)量吸收系數(shù)

m描述物質(zhì)吸收X射線的本領的物理量，與物質(zhì)的性質(zhì)、密度有關，質(zhì)量厚度X射線的衰減(1)原子序數(shù)高，吸收本領大骨髂：磷酸鈣鋇餐：硫酸鋇防護板：鉛(2)波長長，則容易被吸收波長短，則貫穿本領大，硬度大。淺部治療管電壓低；深部治療，管電壓高。實驗證明:原子序數(shù)X射線的衰減三.半價層

使X射線強度衰減一半的物質(zhì)厚度（或質(zhì)量厚度），稱為這種物質(zhì)的半價層。X射線的衰減例題1：若要吸收99%的X射線,物質(zhì)的厚度要達到多少個半價層?解:例題2：鋁對波長為0.710-10m的X射線的質(zhì)量吸收系數(shù)為0.5m2.kg-1，對于

=2.7103kg.m-3

的鋁半價層為多少?解:第四節(jié)X射線在醫(yī)學上的應用治療診斷一.

治療放射治療癌癥醫(yī)學上的應用治療機制：X射線通過人體組織能產(chǎn)生電離作用、康普頓散射及生成電子對，由此可誘發(fā)一系列生物效應。

X射線對生物組織細胞有破壞作用，尤其對分裂活動旺盛或正在分裂的細胞，其破壞力更強。組織細胞分裂旺盛是癌細胞的特征，用X射線照射可抑制它的生長或使它壞死。

各種細胞對X射線的敏感性不一樣，因此放射治療方案的設計尤其重要。物理師放射治療方案的設計根據(jù)腫瘤位置及細胞種類計算給予病人的照射量及時測定和調(diào)節(jié)治療設備的射線量二.診斷1、X射線透視術X-rayfluoroscopy2、X射線照相術X-rayroentgenography醫(yī)學上的應用X射線常規(guī)