X射线基础知识课件

1、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射线发现与发展1895年11月8日,德国物理学家W.C.Rontgen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

2、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kV2*mAs工频高频DRkV686868mA100100100ms100020050表1 不同X射线摄影系统的胸片曝光条件对比2 X射线的产生和性质表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射线管1阳极靶盘2转子（阳极散热棒）

3、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

4、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=KiZUnK=1.1X10-91.4X10-9i: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=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?问题思考光电效应(吸收效应) - X射线光子与原子内

5、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

6、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

7、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-Ra

8、y 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

9、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;/40110/120/125mA 管电流 101000;0.380ms/s （摄影）加载时间 0.00110smAs （摄影）电流时间积 0.11000min/s （透视）加载时间 kHz主逆变频率 25/33/40/50/100/200PPS 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 3000/9000mm焦点 0.6/1.2HU阳极热容量 300KHU/

10、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 1.2/2.0/3.4/5PPS 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

11、 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CBC(形)臂CB-4DJ吊架DJ50GC(导)管床GC-2GFS高(频)(高压)发生(装置)GFS501-1FJ附件FSB发生(器)变(压器)FSB302-1FSK发生(器)控(制台)FSK302-1LS立(式)摄(影架)LS-3SC摄(影)床SC4-4SZ摄(影)装(置)SZ-5TX图象TX-DSI1000XS限束(器)XS1-2XDSX射线探测器系统XDS3000ZC诊(断)床ZC25SY-2ZZ支柱ZZ-5系统构成部件名称部件型号