X射线的产生及影像形成
LOGOX射线的产生及影像形成郑州大学第一附属医院放射科伦琴 1895X线是如何产生的呢？X线球管的组成阴极：由金属丝组成，用低压电源加热，引起热发射，提供 足够数量的电子；真空室：能耐受足够的阳极和阴极间的电压，该电压把电子加速，称为管电压；阳极：通常为镶嵌在铜制圆柱柱端斜面上的小钨块（靶），供高能电子轰击，将电子能量转变为X-射线光子。Xraye真空管X线产生的条件电子源，提供足够数量的电子；在真空条件下高电压产生的强电场和高速运动的电子流；适当的障碍物（靶面）来接受高速运动电子所带的能量，使高速电子所带的动能部分转变为X线能。 X射线连续放射 特征放射X线的本质X线是一种能，有两种表现形式：一是微粒辐射，二是电磁 辐射。X线具有二象性:微粒性和波动性， X线的微粒性：把X线看作是一个个的微粒光子组成的，光子具有一定的 能量和一定的动质量，但无静止质量。X线与物质作用时表 现出微粒性，每个光子具有一定能量，能产生光电效应，能 激发荧光物质发出荧光等现象。 X线的波动性：X线具有波动特有的现象波的干涉和衍射等，它以波动方 式传播，是一种横波。X线在传播时表现了它的波动性，具 有频率和波长，并有干涉、衍射、反射和折射现象。X线的特性物理效应 化学效应 生物效应 物理效应1 穿透作用：X线具有一定的穿透能力。波长越短，穿透作用越强。穿透力与被穿透物质的原子序数、密 度和厚度呈反比关系。2 荧光作用：荧光物质，如钨酸钙、氰化铂钡等，在X线照射下被激发，释放出可见的荧光。3 电离作用：物质在足够能量的X线光子照射下，能击脱物 质原子轨道的电子，产生电离。电离作用是X 线剂量、X线治疗、X线损伤的基础。4 干涉、衍射、反射与折射作用：X线与可见光一样具有这 些重要的光学特性。它可在X线显微镜、波长测定和物质结 构分析中得到应用。化学效应1 感光作用：X线具有光化学作用，可使摄影胶片感光。2 着色作用：某些物质经X线长期照射后，使其结晶脱水变色。如铅玻璃经X线长期照射后着色。生物效应X线是电离辐射，它对生物细胞，特别是增殖性强的细胞有 抑制、损伤、甚至使其坏死的作用，它是放射治疗的基础。在X线诊断和治疗中主要利用了X线的穿透、荧光、电离、感光、生物等特性。X线与物质的相互作用X线与物质的相互作用有5种基本形式：相干散射（或称不变散射） 光电效应 康普顿效应（或称散射效应） 电子对效应 光核反应 相干散射一个低能量X线光子冲击到物质的原子上，形成原子的激发 状态。原子在恢复其常态时，放出一个与原入射光子波长同 样、方向不同的光子，此即相干散射。在X线诊断范围内， 相干散射产生的几率最多只占5%。光电效应在X线诊断范围内，它是X线与物貭相互作用的主要形式之一 ，它由光子击脱原子的内层轨道电子而产生。光电效应产生的几率受三个因素影响： 1 光子必须有克服电子结合能的足够能量； 2 光子能量与电子结合能接近相等或稍大于； 3 轨道电子结合的越紧，越容易产生光电效应。光电效应在X线摄影中的意义：1 不产生有效散射，对胶片不产生灰雾； 2 可增加X线对比度； 3 光子能量全部被吸收，病人接受的剂量相对较多。光电效应产生的几率约占70%。康普顿效应在X线诊断范围内，它是X线与物貭相互作用的另一个主要形 式。当一个光子击脱原子外层轨道电子时，入射光子就会偏 转，以新的方向散射出去，光子能量的一部分作为反跳电子 的动能，而绝大部分能量作为光子散射。在诊断X线能量范围内，康普顿散射的几率占25%。电子对效应和光核反应此两种X线与物质的相互作用形式，在诊断X线能量范围内不 发生。X线质、X线量与X线强度X线质（或称X线硬度）：它是指X线穿透力的大小。它由X线的波长（或频率）决定。波长又取决于管电压的峰 值。管电压越高，波长越短，穿透力越强。X线摄影中的X线 质在0.008nm - 0.06nm。X线量X线量是指X线光子的多少，常以mAs表示。X线强度定义：X线强度是指垂直于X线束的单位面积上，在单位时间内通过的光子数和能量乘积的总和，即X线束中的光 子数乘以每个光子的能量。在实际应用中，常以量与质的乘积表示X线强度。影响X线强度的因素1 管电压（kVp）：X线强度与管电压的平方成正比； 2 管电流（mA）：X线强度与管电流成正比； 3 靶面物质：在一定的管电压和管电流下，靶物质的原子序 数越高，产生X线的效率就越高； 4 高压波形：X线光子能量取决于X线的最短波长，即决定于 管电压的峰值，整流后的脉动电压越接近峰值，其X线强 度越大。X线照片影像1X线照片影像的形成X线之所以能使人体组织在胶片上或荧光屏上成像，一方 面是基于X线的特性，即穿透性、荧光效应和感光效应；另 一方面是基于人体组织具有密度和厚度的差异。当X线穿过 人体时，由于不同密度和厚度的组织对X线的吸收不同，使 得穿透过人体后的X线强度分布也不同，此时，X线影像信息 已形成。直进的透射线作用于屏/片体系，经显影加工后， 则形成了密度不等的X线照片影像。构成照片影像的四大要素是：密度、对比度、锐利度及失真 度。前三者是构成照片影像的，后者是构成照片影 像的几何因素。物理因素密度对比度锐利度失真度几何因素照片影像的放大与变形在X线摄影中，如果影像与被照体具有相同的几何形态，只 有几何尺寸的改变时，称为影像的放大；若同时又有形态上 的改变，则称为影像变形.影像放大与变形的程度，则总称 为失真度。影像的放大影像变形影响放大与变形的因素影像的放大与变形，受X线投影过程中几何条件的影响，也 就是取决于中心线、被照体、胶片三者间位置的关系。LOGO
