X射线基础知识精讲

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,X,射线基础知识,万东医疗,2009,大纲,1 X,射线发现与发展,2 X,射线的产生和性质,3 X,射线与物质的作用与成像,4 X,射线的防护,5 X,射线基础术语,6,讨论,1 X,射线发现与发展,X,射线的发现,1895,年伦琴,1901,年诺贝尔物理奖,放射性的发现,1896,年贝克勒尔（铀）,1898,年居里夫妇 （钋、镭）,1903,年诺贝尔物理奖,电子的发现,1897,年汤姆生,1906,年诺贝尔物理奖,人类研究微观世界的“三大发现”,e -,射线,X,射线,图,1,三大发现的关系,原子电子,高速电子,X,射线发现与发展,1895,年,11,月,8,日,德国物理学家在其实验室作,CRT,实验时发现,X,射线,也称伦琴射线,1901,年,伦琴因此成为第一个诺贝尔物理学奖得主。,发现,X,射线后三个月,协助首例外科手术,20min,拍摄,1,张头颅片,之后,X,射线应用迅速发展,广泛用于物质结构分析、工业探伤、科研等领域,在临床上的应用, X,射线摄影,/,透视,X,射线,CT,剂量控制,与,图象质量,诊断,X,射线的技术发展一直致力于用尽量低的剂量获得清晰影像：,提高,X,射线产生的效率,X,射线管、高压发生控制,提高,X,射线的质量,高压发生控制、滤过、限束器、滤线栅,提高,X,射线影像信息的获取能力,床面板、增感屏、闪烁屏、数字化探测器,提高,X,射线系统影像,焦点、,SID/SOD,、准直、参数的组合、后处理,发展,对比,仅以相同,kV,相同,mA,临床胸片摄影条件作对比,可近似认为,DOSE,正比于,kV,2,*mAs,工频,高频,DR,kV,68,68,68,mA,100,100,100,ms,1000,200,50,表,1,不同,X,射线摄影系统的胸片曝光条件对比,放射性来自？,X,射线来自？,电子,/,光子？,问题思考,2 X,射线的产生和性质,X,射线的本质和特性,X,射线本质上是,电磁波,介于紫外线和伽玛射线之间,具备高能量和穿透力,波长短,2X10,-9,6X10,-12,m,频率高,3X10,16,3X10,20,Hz,波粒二象性,传播时体现波动性,与物质作用时体现粒子性,物理特性,-,穿透性,(,原子序数高,密度大不易穿透,例如骨骼,),-,荧光作用,(,荧光屏,增感屏,闪烁屏,),-,电离作用,(,可用于测量,X,射线,导致机体损伤,用于机体治疗,),-,热作用,化学效应,-,感光作用,(,摄影,/,工业探伤,),-,着色作用,(,物质结晶体脱水变色,),生物效应,(,电离和激发,),-,对增殖性强的细胞的抑制,损伤,坏死,-,放射治疗,-,对正常细胞的损伤,注意放射防护,表,2,人体组织对,X,射线的透过性,可透性组织,中等透过性组织,不透过性组织,气体,结缔组织,骨骼,脂肪组织,肌肉组织,含钙的组织,软骨,血液,X,射线的产生,高速电子撞击物质突然受阻产生,X,射线,1,、电子源,(,加热的灯丝,),2,、靶面,(,电子撞击的物质,),3,、高速电子流,高电压产生的强电场,真空度较高的空间,-,电子高速运动中不受气体分子阻挡,-,保护灯丝不致因氧化而烧毁,X,射线管,1,阳极靶盘,2,转子（阳极散热棒）,3,定子线圈,4,灯丝,5,玻壳,图,2,X,射线管,X,射线谱,医用诊断,X,射线主要使用连续,X,线。,物质结构光谱分析时使用特征,X,线。,连续,X,射线最短波长,只与管电压有关。,图,3,X,射线谱,强度,波长,特征,X,线,连续,X,线,连续辐射又称轫致辐射,a),高速电子遇原子核受阻后,能量损失,损失的动能以光子形式放出。,b),电子作用核场区的深度不一样,受阻程度不一样,能量损失不一样，释放出光子的能量不一样，由此形成连续的射线谱。,连续,X,射线的产生原理,图,4,连续,X,线产生原理,特征,X,线又称标识,X,线。,高速电子能大于原子内（,K-,）层电子的结合能时；,a),将,K,层电子击出，,K,层形成空穴；,b),外层电子跃迁回,K,层填补空穴，释放光子。,该跃迁以量子能级释放能量，量子能级仅取决于靶物质的原子序数，而与外加电压无关。,由此形成特征,X,线。,特征,X,射线的产生原理,图,5,特征,X,线产生原理,I,=K,i,Z,U,n,K=1.1X10,-9,1.4X10,-9,i:,管电流,Z:,靶材料原子序数,U:,管电压,n:2,最大强度约在最短波长的,1.5,倍处。,平均能量为最大能量的,1/31/2,。,X,射线的强度与平均能量,X,射线的量与质,1,通常用,X,射线的强度表示,X,射线的量，即垂直于,X,射线传播方向,单位面积上、单位时间内通过的光子数量与能量乘积的总和,2,X,射线的量即,X,光子的数目，可以用管电流,mA,与照射时间,s,的乘,积即,mAs,来反应,3,一定管电压下，管电流越大，单位时间撞击阳极靶面的电子数,越多，激发的,X,线光子正比增加；照射时间长，,X,线量正比增大,4,X,射线的质又称线质，仅与光子能量有关，表示,X,射线的硬度，,即穿透物质的能力，通常以管电压（,kV,值）近似描述,5,管电压对阴极电子加速，使其获得足够能量撞击阳极靶面，管,电压越高，撞击能量越大，激发的,X,射线光子强度越高，穿透能,力越大,=KZU,约,99%,都转变成热能,出射,X,射线不足阳极靶面产生,X,射线的,10%,利用率很低,高原子序数的材料,/,高熔点的材料,恒定的高压,X,射线的产生效率,X,射线,/,光子,/,电磁波？,单色,/,单能,X,射线？,连续,X,线与靶物质,/,管电压？,特征,X,线与靶物质,/,管电压？,X,射线机,/X,光机,?,问题思考,3 X,射线与物质的作用及成像,光电效应,(,吸收效应,),- X,射线光子与原子内层电子作用,被原子吸收,内层电子摆脱原子成为自由电子的过程,-,发生几率与光子能量的,3,次方成反比,-,低,kV,摄影或采用造影剂,时,光电效应居主,产生好的对比度,但组织吸收,X,射线多,光电效应,康普顿效应,(,散射效应,),- X,射线光子与原子外层电子作用,改变频率和角度散射出去,外层电子摆脱原子成为自由电子的过程,-,高,kV,摄影时,康普顿效应居主,组织吸收,X,射线少,但散射线多,既影响影像,又为防护提出了较高要求,康普顿效应,真空状态的衰减规律：,射线强度的衰减与距离的平方成反比,窄束,X,线的衰减规律：,I,=,I,0,e,-ux,射线强度的衰减与物质的密度、厚度成指数衰减关系,宽束,X,线的衰减规律：,I,=,BI,0,e,-ux,主要考虑散射线的影响，在窄束衰减规律基础上引入修正因子,连续,X,线,-,随吸收物质厚度的增加,强度衰减,能谱变窄,向高能转移,-,采用滤过,改变射线能谱,吸收低能射线,保护患者,X,射线的衰减,X,射线的滤过,X,线滤过,-,固有滤过,-,附加滤过,散射线的抑制和消除,X,线管发射的原发,X,射线进入机体后的两种情况,1,、透射,即,X,射线穿过人体，将其部分能量消耗在体内，使其本身的能量衰减，这种衰减了的原发,X,射线含有人体组织密度信息，是,X,线摄影成像时要充分利用的,2,、散射,即,X,射线和人体组织发生康普顿效应改变方向，任意方向的散射线不能产生与人体解剖形态有关的影响密度，仅增加灰雾度，导致影像的对比度下降,滤线栅板是用于滤除摄影时人体产生的散射线的有效部件,散射线的抑制和消除,图,6,散射线,图,7,滤线栅,影像获取系统,X-ray,可见光,X,射线成像,滤过,荧光,感光,光电转换,反射,滤线栅,图,9 X,射线成像,图,8,可见光成像,X,射线成像正是由于人体组织对,X,射线的透过性,(,衰减,),不同,而形成的对比信息在胶片上,完全透过呈黑色,完全不透过呈白色,图,10 X,射线图象,高对比摄影？低,kV,，骨骼，对比剂，光电效应，人体吸收,高,kV,摄影？短时间，矽肺，康普顿效应,乳腺摄影？软射线，高对比，高分辨，光电效应,问题思考,4 X,射线的防护,X,射线的防护,患者,低能射线的滤除：滤过,限束器的使用：防止其它部位受辐射,铅防护用具的使用：保护腺体（晶状体、甲状腺、性腺）,医生,依靠距离的防护,隔室操作,铅防护用具的使用：保护腺体（晶状体、甲状腺、性腺）,孕妇,?,14,岁以下儿童透视,/,摄影,?,问题思考,5 X,射线基础术语,Radiography,摄影,Tomography,断层摄影,Bucky,滤线器摄影,Fluorography,透视,APR,器官程序摄影,AEC,自动曝光,IBS/ABC,自动透视,DSI,数字点片图象,SFC,点片,(,摄影,),PF,脉冲透视,HLF,高剂量透视,CINE,电影摄影,DSA,数字减影血管造影,临床功能基础术语,系统部件基础术语,X-Ray Generator X,线高压发生器,X-Ray Tube Assembly X,线管组件,Collimator,限束器,HV-Cable,高压电缆,Radiography Table,摄影床,Diagnose Table,诊断床,Standby,立式摄影架,Ceiling,吊架,C-arm C,形臂,I.I (Image Intensifier),影像增强器,CCD Camera CCD,摄象机,X-Ray TV X,线电视系统,数字影像系统基础术语,DR,（数字摄影系统）,CR,（计算机摄影系统）,IP,板,WORKLIST,登录工作站,ACQUIRE,采集工作站,REPORT,诊断工作站,PACS,（图象存储与传输系统）,DICOM,标准（医学影像数字传输协议）,HIS,（医院信息系统）,RIS,（放射信息系统）,发生器、,X,射线管组件指标基础术语,kV,管电压,40125/150;/40110/120/125,mA,管电流,101000;0.380,ms/s,（摄影）加载时间,0.00110s,mAs,（摄影）电流时间积,0.11000,min/s,（透视）加载时间,kHz,主逆变频率,25/33/40/50/100/200,PPS,脉冲透视速率,1/2.5/6.25/12.5/25/,FPS CINE/DSA,速率,1/2.5/6.25/12.5/25/,kW,标称功率,20/32/40/50/63/80/100,? ,阳极靶角,RPM,阳极转速,3000/9000,mm,焦点,0.6/1.2,HU,阳极热容量,300KHU/1.5MHU,图象系统指标基础术语,?GHz,主频,2.0,?GB,硬盘,80G/160G,?,寸监视器,14/17/19/21,?”,影像增强器,9/12,?K?K,探测器像素,1K/3K/4K,?LP/mm,极限分辨率,1.2/2.0/3.4/5,PPS,脉冲透视速率,1/2.5/6.25/12.5/25/,FPS CINE/DSA,速率,1/2.5/6.25/12.5/25/,LIH,末帧保持,?s,成像速度（,DR/CR,）,?uGy,静态成像剂量,5,?uR,动态成像剂量,50,机电系统指标基础术语,?kg,床面承载 ,135,?N,锁止力,/,启动力,100N/50N,?mm,床面纵向,/,横向移动行程,?mm/s,（行程）运动速度,100,? /s,（角度）运动速度,10,?mm SID 1000/1100/1500/1800,?C,形臂,/,床身,/,管组件,/,探测器旋转角度,?L,栅密度 （每厘米线条数）,40/70/80/,?m,栅焦距,1/1.2/1.5,?:?,滤线栅格比,8:1/10:1/12:1,?”?”,胶片,/,分割,/,平板探测器尺寸,1417,表,3,公司部件型代号,CB,C(,形,),臂,CB-4,DJ,吊架,DJ50,GC,(,导,),管床,GC-2,GFS,高,(,频,)(,高压,),发生,(,装置,),GFS501-1,FJ,附件,FSB,发生,(,器,),变,(,压器,),FSB302-1,FSK,发生,(,器,),控,(,制台,),FSK302-1,LS,立,(,式,),摄,(,影架,),LS-3,SC,摄,(,影,),床,SC4-4,SZ,摄,(,影,),装,(,置,),SZ-5,TX,图象,TX-DSI1000,XS,限束,(,器,),XS1-2,XDS,X,射线探测器系统,XDS3000,ZC,诊,(,断,),床,ZC25SY-2,ZZ,支柱,ZZ-5,系统构成,部件名称,部件型号,数量,制造商,高压发生器,GFS501-1,1,万东,X,射线管组件,E7876X,1,TOSHIBA,高压电缆,75kV/20m,2,万东,限束器,XS1-2,1,万东,平板探测器,4343R,1,VARIAN,DR,摄影装置,SZ-1,1,万东,表,4,新东方,1000,医用诊断,X,射线机系统构成,大,C/,悬,C/,落地,C/,头端,C,？,管球,/,球管？,胸片架？,主床,/,副床？,遮光器？,拍片机？,胃肠机？,全身,/,多功能,DR,？,问题思考,6,讨论,