1、X射線的產(chǎn)生及影像形成,鄭州大學第一附屬醫(yī)院放射科,Company Logo,倫琴 1895,Company Logo,Company Logo,X線是如何產(chǎn)生的呢？,Company Logo,X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，將電子能量轉變?yōu)閄-射線光子。,Company Logo,Company Logo,e,真空管,Company Logo,X線產(chǎn)生的條件 電子源，提供足夠數(shù)量的電子； 在真空

2、條件下高電壓產(chǎn)生的強電場和高速運動的電子流； 適當?shù)恼系K物（靶面）來接受高速運動電子所帶的能量， 使高速電子所帶的動能部分轉變?yōu)閄線能。,Company Logo,X射線,連續(xù)放射,Company Logo,特征放射,Company Logo,X線的本質 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 Logo,X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 能量和一定的動質量，但無靜止質量。X線與物質作用時表 現(xiàn)出微粒性，每個光子具有一定能量，能產(chǎn)生光電效應，能 激發(fā)熒光物質發(fā)出熒光等現(xiàn)象。,Company L

3、ogo,X線的波動性： X線具有波動特有的現(xiàn)象波的干涉和衍射等，它以波動方 式傳播，是一種橫波。X線在傳播時表現(xiàn)了它的波動性，具 有頻率和波長，并有干涉、衍射、反射和折射現(xiàn)象。,Company Logo,X線的特性 物理效應 化學效應 生物效應,Company Logo,物理效應 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。穿透力與被穿透物質的原子序數(shù)、密 度和厚度呈反比關系。 2 熒光作用：熒光物質，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,3 電離作用：物質在足夠能量的X線光子照射下，能擊脫物 質原子軌道的電子，產(chǎn)生電離。

4、電離作用是X 線劑量、X線治療、X線損傷的基礎。 4 干涉、衍射、反射與折射作用：X線與可見光一樣具有這 些重要的光學特性。它可在X線顯微鏡、波長測定和物質結 構分析中得到應用。,Company Logo,化學效應 1 感光作用：X線具有光化學作用，可使攝影膠片感光。 2 著色作用：某些物質經(jīng)X線長期照射后，使其結晶脫水變 色。如鉛玻璃經(jīng)X線長期照射后著色。,Company Logo,生物效應 X線是電離輻射，它對生物細胞，特別是增殖性強的細胞有 抑制、損傷、甚至使其壞死的作用，它是放射治療的基礎。,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

5、性。,Company Logo,X線與物質的相互作用 X線與物質的相互作用有5種基本形式： 相干散射（或稱不變散射） 光電效應 康普頓效應（或稱散射效應） 電子對效應 光核反應,Company Logo,相干散射 一個低能量X線光子沖擊到物質的原子上，形成原子的激發(fā) 狀態(tài)。原子在恢復其常態(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 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。 光電效應產(chǎn)生的幾率受三個因素影響： 1 光子必須有克服電子

6、結合能的足夠能量； 2 光子能量與電子結合能接近相等或稍大于； 3 軌道電子結合的越緊，越容易產(chǎn)生光電效應。,Company Logo,光電效應在X線攝影中的意義： 1 不產(chǎn)生有效散射，對膠片不產(chǎn)生灰霧； 2 可增加X線對比度； 3 光子能量全部被吸收，病人接受的劑量相對較多。 光電效應產(chǎn)生的幾率約占70%。,Company Logo,康普頓效應 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。當一個光子擊脫原子外層軌道電子時，入射光子就會偏 轉，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%。

7、,Company Logo,電子對效應和光核反應 此兩種X線與物質的相互作用形式，在診斷X線能量范圍內(nèi)不 發(fā)生。,Company Logo,X線質、X線量與X線強度 X線質（或稱X線硬度）：它是指X線穿透力的大小。 它由X線的波長（或頻率）決定。波長又取決于管電壓的峰 值。管電壓越高，波長越短，穿透力越強。X線攝影中的X線 質在0.008nm - 0.06nm。,Company Logo,X線量 X線量是指X線光子的多少，常以mAs表示。,Company Logo,X線強度 定義：X線強度是指垂直于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線束中的光 子數(shù)乘以每個光子

8、的能量。在實際應用中，常以量與 質的乘積表示X線強度。,Company Logo,影響X線強度的因素 1 管電壓（kVp）：X線強度與管電壓的平方成正比； 2 管電流（mA）：X線強度與管電流成正比； 3 靶面物質：在一定的管電壓和管電流下，靶物質的原子序數(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線強度越大。,Company Logo,X線照片影像,Company Logo,1X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、熒光效應和感光效應；另 一

9、方面是基于人體組織具有密度和厚度的差異。當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線強度分布也不同，此時，X線影像信息 已形成。直進的透射線作用于屏/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 Logo,Company Logo,Company Logo,構成照片影像的四大要素是：密度、對比度、銳利度及失真 度。前三者是構成照片影像的，后者是構成照片影 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