《【醫(yī)學培訓】醫(yī)學影像成像系_200p全套ppt課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《【醫(yī)學培訓】醫(yī)學影像成像系_200p全套ppt課件（181頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、,,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,,*,,,,,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,,*,,,《醫(yī)學影像成像系統(tǒng)》講義,,,,年級：2011級醫(yī)學信息與計算科學專業(yè),,講義編寫：馮發(fā)文 2013年8月,,遵義醫(yī)學院影像學教研室,,,,前　　言,,,,醫(yī)學影像學學科體系,,,,《影像診斷學》,—,分析影像獲取人體內(nèi)組織與病變的解剖、生理、生化等各種信息。,,《醫(yī)學影像檢查技術》,—,實際操作影像設備獲取優(yōu)質(zhì)的影像。,,《醫(yī)學影像設備學》,—,各種影像設備的結構、組成、工作原理、功能及技術

2、參數(shù)。,,《醫(yī)學影像成像理論》,—,各種成像技術的物理基礎、成像原理、圖像處理。,,,,《醫(yī)學影像成像系統(tǒng)》講義 年級,1,二、《醫(yī)學影像成像系統(tǒng)》,,遵義醫(yī)學院影像教研室結合多年教學實踐，將《醫(yī)學影像成像理論》、《醫(yī)學影像設備學》整合成《醫(yī)學影像成像系統(tǒng)》統(tǒng)一講授，以設備的發(fā)展為主線，系統(tǒng)地介紹成像原理、技術特點參數(shù)的同時，切入設備組成結構及工作原理，易于學生理解及知識鏈接。,,《醫(yī)學影像成像系統(tǒng)》,——,學科角色,,影像檢查技術理論依據(jù),,影像診斷的重要參考依據(jù),,影像質(zhì)量控制,,維護保養(yǎng)、設備采購,,科研、技術創(chuàng)新,,,,二、《醫(yī)學影像成像系統(tǒng)》遵義醫(yī)學院

3、影像教研室結合多年教學實,2,醫(yī)學影像成像系統(tǒng)研究內(nèi)容？,,影像成像技術分類及發(fā)展；,,各種影像成像原理（,CR,、,DR,、,CT,、,MRI,、,USG,等）；,,各種影像設備基本組成結構及工作原理；,,設備功能和技術參數(shù)、圖像處理及影像質(zhì)量控制 ；,,圖像存儲、傳輸（,PACS,）與遠程放射學。,,醫(yī)學影像學：獲取人體內(nèi)組織與病變的解剖、生理、生化等各種信息，以影像形式顯示,。,醫(yī)學影像成像系統(tǒng)研究內(nèi)容？?影像成像技術分類及發(fā)展；各,3,第一章,,概,,論,,本章內(nèi)容：,,發(fā)展歷程,,醫(yī)學成像技術分類,,據(jù)成像原理及成像技術不同，醫(yī)學成像技術分為：,,一、以研究生物體微觀結構為主要

4、對象的生物醫(yī)學顯微圖像學,,二、以人體宏觀解剖結構及功能為研究對象的現(xiàn)代醫(yī)學影像學,,一、醫(yī)學影像學,X,線成像,,磁共振成像,,超聲成像,,核醫(yī)學成像,,光學成像,,熱成像,,X線成像技術,,普通,X,線機（熒光屏透視、電視透視、攝片）,,數(shù)字胃腸（,DF,）,,計算機,X,線攝影（,CR,）,,數(shù)字化,X,線攝影（,DR,）,,計算機,X,線體層攝影（,CT,）,,乳腺,X,線機、牙科,X,線機、床旁,X,線機等專用,,數(shù)字減影血管造影（,DSA,）,,第一章 概 論本章內(nèi)容：發(fā)展歷程醫(yī)學成像技術,4,1.1常規(guī)X線設備問世——放射學的建立,,,1895,年,11,月,8,

5、日，德國物理學家倫琴發(fā)現(xiàn),X,線,1896,年，西門子公司研制出世界上第一支,X,線管,1901,年,12,月,10,日獲得諾貝爾物理學獎,60,年代末體層、增強器、電視、電影等,----,學科體系形成,1972,年,CT,發(fā)明,80,年代數(shù)字,X,線設備,CR,、,DR20,世紀,60,年代末體層攝影、連續(xù)攝影、影像增強器、電視、電影等技術的應用形成了較完整放射診斷學體系（,Radiology,），并在臨床工作中發(fā)揮了巨大作用，尤其是在,肺、骨骼、胃腸道和心血管等系統(tǒng)的診斷，即使今天仍占有重要和主導的地位,。,,普通,X,線成像設備發(fā)展趨勢,,—— 平板探測器將日益取代,X,線膠片、影像增

6、強器、甚至,IP,板,,1.1常規(guī)X線設備問世——放射學的建立?1895年11月,5,1.2 CT的誕生—醫(yī)學影像技術新的里程碑,1972,年，英國工程師漢斯菲爾德研制出第一臺,CT (Computed?Tomography),，因此,1979,年獲諾貝爾物理學獎,1974,年全身,CT,發(fā)明應用,1979,年獲諾貝爾物理學獎,80,年代超高速,CT1983,年螺旋,CT90,年代多排螺旋,CT2005,年西門子雙源,CT2008,東芝,320,排,2009,年西門子炫速雙源,128?CT,成像特點及應用：,,,,真正斷面成像，無其它層面干擾,,密度分辨率顯著提高，能分辨,0.

7、1-0.5%,衰減系數(shù)差別,,能以,CT,值進行定量分析,,后處理及三維重建,,CT在顱腦、腹部的肝、膽、胰和后腹膜腔、腎、腎上腺等病變的診斷中占主導地位,,1.2 CT的誕生—醫(yī)學影像技術新的里程碑1972年，英國,6,X線成像設備特點,,,,X線作為影像信息的載體,,反映人體組織密度厚度（對X線的衰減）差別,,以二維灰階影像顯示臟器形態(tài),,常規(guī)X線空間分辨率極高10PL/mm,,CT密度分辨率高，能反映0.1-5%密度差別,,,,2、磁共振成像,2.1,、磁共振成像設備的研制及發(fā)展,,1946年布洛克(斯坦福大學)與普塞爾(麻省理工學院)分別同時發(fā)現(xiàn)磁共振現(xiàn)象,1952,年兩人同獲諾貝爾

8、物理學獎,80,年代,MRI,設備臨床使用,1985,超導,MRI90,年代開放式,MRI21,世紀功能型,MRI?2.2,、磁共振成像設備分類,,按磁體類型分,,常導型,,超導型,,永磁型,,按場強高低分,,超低場,,低場,,中低場,,中高場,,高場,,X線成像設備特點?X線作為影像信息的載體反映人體組織密,7,2.3,、磁共振成像設備特點,,磁共振成像的信息載體是電磁波，是通過檢測人體組織原子核產(chǎn)生的磁共振信號。,,任意方向層面成像,,軟組織分辨率優(yōu)于,CTMR,信號攜帶組織生理、生化特性信息,,分析組織的物質(zhì)成分和含量，功能成像,,無電離輻射,,禁忌癥：體內(nèi)植入起搏器或其

9、它金屬,2.4,、,MRI—,醫(yī)學影像設備的未來,MRI,在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的應用已成為疾病診斷的金標準；在骨關節(jié)、軟組織病變的診斷中具有重要價值。,,總之，,MRI,可進行任意層面成像，可反映人體分子的生理生化方面的功能特性，特別近幾年，超高場磁共振在腦功能成像、頻譜成像等領域的應用構成了新的影像學時代,——,分子影像學。,,2.3、磁共振成像設備特點 磁共振成像的信息載,8,3、超聲成像設備,3.1,、超聲成像發(fā)展,1880,年法國皮埃爾和雅克發(fā)現(xiàn)壓電效應,1917,年超聲探測,1942,年,A,超,1954,年,B,超,70,年代多普勒超聲,80,年彩色多普勒超聲,3.2,、超

10、聲成像設備分類,A,型,,幅度顯示,B,型,,切面顯示,C,型,,亮度顯示,,M型 運動顯示,,P型 平面目標顯示,3.3,超聲成像特點及應用,,超聲成像利用超聲波作為影像信息的載體，通過檢測超聲波在人體組織中反射的回波成像。,,動態(tài)觀察,,非侵入、無損傷,,任意切面成像,,費用低廉,,不宜含氣和骨骼系統(tǒng)檢查,,超聲在腹部、胎兒監(jiān)測等診斷應用中有獨到優(yōu)勢。,,3、超聲成像設備3.1、超聲成像發(fā)展 1880年法國皮,9,4、核醫(yī)學及發(fā)展,4.1,、什么是核醫(yī)學？,,核醫(yī)學設備是通過有選擇地測量攝入人體內(nèi)的放射性核素所發(fā)出的γ射線來實現(xiàn)人體成像的設備。,4.2,、核醫(yī)學的發(fā)展

11、,1896,年,1,月,20,日法國貝克發(fā)現(xiàn) 鈾,1898,年,7,月,18,日居里夫人分離出釙,12,月分離出鐳,1923,年哈維錫指示劑理論,1951,年閃爍照相機,1957,年γ照相機,1979,年,SPECT90,年代,PET-CT4.3,、核醫(yī)學成像的特點及應用,,核醫(yī)學成像的信息載體是,r,射線，通過檢測引入人體的放射性藥物產(chǎn)生的,r,射線。,PET(Positron Emission Computed Tomography,，,PET),的全稱為正電子發(fā)射計算機斷層掃描,,代謝顯像和定量分析,,應用,組成人體主要元素的短命核素,如,11,Ｃ、,13,Ｎ、,15,Ｏ等正電子核素

12、為示蹤劑,,多層面斷層影象、三維定量結果以及三維全身掃描,,從分子水平動態(tài)觀察到代謝物或藥物在人體內(nèi)的生理生化變化，用以研究人體生理、生化、化學遞質(zhì)、受體乃至基因改變。,,4、核醫(yī)學及發(fā)展4.1、什么是核醫(yī)學？核醫(yī)學設備是通過有,10,PET-CT,將,CT,與,PET,融為,一體,，是醫(yī)學影像學的又一次革命,,由CT提供病灶的精確解剖定位,而PET提供病灶詳盡的功能與代謝等分子信息,具有靈敏、準確、特異及定位精確等特點,一次顯像可獲得全身各方位的斷層圖像,可一目了然的了解全身整體狀況,達到早期發(fā)現(xiàn)病灶和診斷疾病的目的。,,二、醫(yī)學影像治療,,分類：介入放射學系統(tǒng)（,DSA,）與 立體定向

13、放射治療系統(tǒng)（,r,刀、,X,刀）,,1、介入放射學系統(tǒng)（DSA）,,以影像診斷學為基礎，在影像設備的導向下，利用經(jīng)皮穿刺和導管技術等，對疾病進行非手術性治療或者用以取得組織學、細菌學等材料，以明確病變性質(zhì)。,,醫(yī)學影像設備的導向是完成介入治療的關鍵，主要有：,X,線電視透視、超聲、,CT,、,MRI,、,DSA,，目前以,DSA,為主。,,2、立體定向放射治療設備,,利用,CT,、,MRI,、,DSA,等成像設備加上立體定向裝置對病變區(qū)作高精度定位在專用治療計劃系統(tǒng)指導下利用,X,線、γ線對病變區(qū)進行照射，殺死腫瘤細胞完成治療。,,伽瑪?shù)丁蒙渚€的幾何聚焦原理，將經(jīng)過規(guī)劃的大劑量伽瑪射線

14、集中聚焦照射在體內(nèi)病灶，經(jīng)過一次或多次照射后摧毀病灶組織，以達到外科手術切除或損毀腫瘤病灶的治療效果。它廣泛適用于大多數(shù)腫瘤的治療。并具有治療時間短，不手術，不麻醉，不出血，無感染等優(yōu)點。,,PET-CT將CT與PET融為一體，是醫(yī)學影像學的又一次革命,11,,三、圖像存儲傳輸與遠程放射學（見數(shù)字化X線成像章節(jié)）,,小結：各類醫(yī)學影像設備比較,,三、圖像存儲傳輸與遠程放射學（見數(shù)字化X線成像章節(jié)）小,12,現(xiàn)代影像學的發(fā)展 —— 三個主要的陣營：,,經(jīng)典醫(yī)學影像學：以,X,線、,CT,、,MRI,、超聲成像等為主，顯示人體解剖結構和生理功能。,,以介入放射學為主體的治療學陣營。,,分子影像

15、學：,(molecular imaging),—運用影像學手段顯示組織水平、細胞和亞細胞水平的特定分子，反映活體狀態(tài)下分子水平變化,,,對其生物學行為在影像方面進行定性和定量研究的科學。以,MRI,、,PET,、光學成像及小動物成像設備等為主。,,現(xiàn)代影像學的發(fā)展 —— 三個主要的陣營：經(jīng)典醫(yī)學影像學：以,13,,第二章 放射物理基礎,第二章 放射物理基礎,14,第一節(jié),X,線的產(chǎn)生,,一、,X,線的發(fā)現(xiàn),1895,年,11,月,8,日倫琴發(fā)現(xiàn),X,線。,,二、,X,線的產(chǎn)生,,（一）產(chǎn)生,X,線的必備條件,1,、電子源,,鎢絲加熱,至一定溫度,放出電子,，在燈絲周圍,形成電子云,。,2,、

16、高速電子流,,電子高速沖擊陽極，須具備：①在,X,線管的,陰極和陽極間,加以高電壓，通過在兩極間,產(chǎn)生的強電場,使電子向陽極加速；②為防止,電子與空氣分子沖擊,而減速和,燈絲的氧化,損壞，必須保持高真空度。,3,、陽極靶面,,接受高速電子撞擊，使高速電子所帶的部分,動能轉變?yōu)?X,線能,。靶物質(zhì)（焦點面）一般是高原子序數(shù)、高熔點的鎢制成。作用：,接受電子撞擊,；,完成高壓電路的回路,。,,診斷和治療,用的,X,線管的靶面由鎢制成；,特殊用途（乳腺,）的,X,線管用鉬制成。,,（二）,X,線的產(chǎn)生原理,X,線的產(chǎn)生原理是,高速電子和靶物質(zhì)相互作用的結果,。在,真空條件下高千伏的電場產(chǎn)生的高速電子

17、與靶物質(zhì)的原子核和內(nèi)層軌道電子作用，分別產(chǎn)生連續(xù),X,線和特征,X,線,。,,第一節(jié) X線的產(chǎn)生一、X線的發(fā)現(xiàn)1895年11月8日倫琴,15,三、連續(xù),X,線特征（標識）,X,線,,（一）連續(xù),X,線,1,、連續(xù),X,線的產(chǎn)生,,高速電子,進入原子核附近的強電場區(qū)域,，后,飛離強電場區(qū)域,完成一次電子與原子核的相互作用，,電子向外輻射電磁波損失能量,，,電子的速度和方向發(fā)生變化,。電子的這種能量輻射叫,軔致輻射,，,這種輻射所產(chǎn)生的能量為,hυ,的電磁波稱為連續(xù),X,線,。,,連續(xù),X,線光子能量取決于：電子接近核的情況；電子的能量；核電荷,。,2,、連續(xù),X,線的最短波長（,λ,min,

18、）,,λ,min,= nm,。可見,最短波長僅與管電壓有關,。,,（二）特征,X,線,1,、特征,X,線的產(chǎn)生,,高速電子與靶原子的內(nèi)層軌道電子作用,，,電子被擊脫,，,外殼層電子躍遷填充空位,時，,多余的能量以光子（,X,線）的形式放出,，即,特征,X,線,。,2,、特征,X,線的激發(fā)電壓,eU=W,（結合能）時，,U=W/e,稱為,最低激發(fā)電壓,。故,管電壓低于某系最低激發(fā)電壓時，則此系特征,X,線將不會發(fā)生,。,,三、連續(xù)X線特征（標識）X線（一）連續(xù)X線1、連續(xù)X線的,16,四、影響,X,線產(chǎn)生的因素,,（一）,X,線產(chǎn)生的效率,,X,線管中產(chǎn)生的,X,線能與加速電子所消耗電能的比

19、值,，叫做,X,線的產(chǎn)生效率。忽略極少的特征,X,線，,η=K,1,ZU,。,X,線產(chǎn)生效率,不足,1%,，其余在陽極,變成熱能，使陽極靶面升溫,。,,（二）影響,X,線產(chǎn)生的因素,1,、影響連續(xù),X,線產(chǎn)生的因素,,包括靶物質(zhì)、管電壓、管電流和高壓波形。,,（,1,）靶物質(zhì),,連續(xù),X,線強度與靶物質(zhì)的原子序數(shù)成正比,。不同靶物質(zhì)的,X,線譜高能端重合,，是,因為,X,線譜的最大光子能量只與管電壓有關，與靶物質(zhì)無關,；不同靶物質(zhì)的,X,線譜低能端重合,，是,因為,X,線管固有濾過和低能成分被管壁吸收的緣故,。,,（,2,）管電流,,連續(xù),X,線強度與管電流成正比,。管電壓一定時，,管電流愈大

20、，說明撞擊陽極靶面的電子數(shù)愈多,，,X,線也愈大,。,,（,3,）管電壓,,連,續(xù),X,線強度與管電壓的,n,次方成正比,。,,（,4,）高壓波形,,供給,X,線管的管電壓都是脈動電壓，有兩種形式：單相電源的半波和全波，三相電源的,6,脈沖和,12,脈沖。脈動電壓產(chǎn)生的連續(xù),X,線強度比峰值相當?shù)暮愣妷寒a(chǎn)生的低；三相電源產(chǎn)生的連續(xù),X,線強度比單相電源產(chǎn)生的硬線多、強度大。,,四、影響X線產(chǎn)生的因素（一）X線產(chǎn)生的效率X線管中產(chǎn)生的,17,2,、影響特征,X,線產(chǎn)生的因素,,特征,X,線強度與管電流成正比,，其,發(fā)生與否受制于管電壓是否大于某系的最低激發(fā)電壓,，并,隨管電壓繼續(xù)升高強度迅

21、速增大,。,,對鎢靶,X,線管而言，管電壓在,80-150kV,，特征,X,線占,10-28%,。,醫(yī)用,X,線主要使用的是連續(xù)輻射；物質(zhì)結構的光譜分析中使用特征輻射,。,,五、,X,線強度的空間分布,,陽極傾角影響,X,線分布,。,陽極傾角,指,垂直于,X,線管長軸的平面與靶面的夾角,。,,在,通過,X,線管長軸且垂直于有效焦點平面內(nèi),，,近陽極端,X,線強度弱,，,近陰極端強,，,最大處約在,10,°處,，其,分布非對稱性,，這現(xiàn)象稱為,陽極效應,。,陽極傾角越小，陽極效應越明顯,。,,在,通過,X,線管短軸且垂直于有效焦點平面內(nèi),測定，,在,90,處最大，分布基本上對稱,。,,2、影響特

22、征X線產(chǎn)生的因素特征X線強度與管電流成正比，其發(fā),18,第二節(jié),X,線的本質(zhì)及其物質(zhì)的相互作用,,一、,X,線的本質(zhì)與特性,X,線是電磁輻射譜中的一部分，,屬于電離輻射,，其,波長介于紫外線與,γ,射線之間,，,具有電磁波和光量子雙重特性,。本質(zhì)而言，,X,線與可見光、紅外線、紫外線、,γ,射線完全相同，,都是電磁波,，只不過,X,線,頻率很高，波長很短,。,1,、,X,線具有波動性,,突出表現(xiàn)在其傳播時,。有反射、折射、衍射、偏振等現(xiàn)象。,2,、,X,線具有微粒性,,突出表現(xiàn)在其與物質(zhì)相互作用時,。光電效應、熒光作用、電離作用等。,,（二）,X,線的特性,1,、物理特性,,（,1,）,X,

23、線在,均勻的、各向同性的介質(zhì)中,，是,直線傳播,的,不可見電磁波,；,,（,2,）,X,線不帶電,，,不受外界磁場或電場的影響,。,,（,3,）穿透本領,,X,線能量高則穿透力強,，反之則弱。,,（,4,）熒光作用,,熒光物質(zhì)原子被激發(fā)或電離，當,被激發(fā)的原子恢復到基態(tài)時，便放出熒光,。,,（,5,）電離作用,X,線的電離作用,主要是它的次級電子的電離作用,。,,（,6,）熱作用,2,、化學特性,,（,1,）感光作用,,（,2,）著色作用,,使結晶體脫水變色,，又稱,脫水作用,。,3,、生物效應特性,,第二節(jié) X線的本質(zhì)及其物質(zhì)的相互作用一、X線的本質(zhì)與特性,19,二、,X,線與物質(zhì)的相互作

24、用,,（一）光電效應,1,、光電效應的定義,,X,線光子與,構成原子的,內(nèi)殼層軌道電子碰撞,，,將全部能量都傳給原子的殼層電子,，,獲得能量的電子擺脫原子核的束縛，成為自由電子（光電子）,，而,X,線光子則被物質(zhì)的原子吸收,，這種現(xiàn)象稱為,光電效應,。失去電子的原子成為正離子，處于激發(fā)態(tài)，外層電子填充空位，放出,特征,X,線,。,特征,X,線離開原子前，又擊出外層軌道電子，使之成為俄歇電子,，這個現(xiàn)象稱為,俄歇效應,。,,光電效應產(chǎn)物：,光電子、正離子、特征,X,線和俄歇電子,。,2,、光電效應產(chǎn)生條件及發(fā)生幾率,,和入射光子能量的三次方成反比,；,和原子序數(shù)的四次方成正比,。,3,、光電效應

25、在,X,線攝影中的意義,,其,不產(chǎn)生有效的散射，對膠片不產(chǎn)生灰霧,，,可增加,X,線對比度,。因,光電效應中，光子的能量全部被吸收，比任何其他效應都多，所以為減少對病人的照射，在適當情況下，要采用高能量的射線,。,,二、X線與物質(zhì)的相互作用（一）光電效應1、光電效應的定義,20,（二）康普頓效應,1,、康普頓效應的定義,,也稱,康普頓散射,。,光子擊脫原子外層軌道上的電子或自由電子,，,入射光子損失部分能量，并改變原來傳播方向，變成散射光子（散射線）,，,電子從光子處獲得部分能量脫離原子核束縛，按一定方向射出，稱為反沖電子,，這過程稱為,康普頓效應,。,光子入射和散射方向的夾角,稱為散射角

26、，即偏轉角度。,反沖電子的運動方向和入射光子的傳播方向的夾角,稱為反沖角。偏轉角度愈大，光子能量損失愈多。,,X,線攝影中的散射線幾乎都來自這種散射,。,攝影時到達前方的散射線使膠片產(chǎn)生灰霧,。,2,、康普頓效應的發(fā)生幾率,,與入射光子的能量成反比，即與入射光子的波長成正比,；,與物質(zhì)原子序數(shù)成正比,。,,（三）電子對效應,1,、電子對效應的定義,,具有,足夠能量的光子與靶原子核發(fā)生相互作用,，,光子突然消失，同時轉化為一對正、負離子,，的過程稱為,電子對效應,。,2,、電子對效應的產(chǎn)生條件,,電子靜止質(zhì)量能,m,o,c,2,=0.51M,e,V,，所以要產(chǎn)生電子對效應，,入射光子的能量必須大

27、于或等于,1.02 M,e,V,。超過部分轉化為電子對的動能。,3,、電子對效應的發(fā)生幾率,,與光子能量的對數(shù)成正比,；,與單位體積內(nèi)的原子個數(shù)成正比,；與物質(zhì)原子序數(shù)的平方成正比。故，,該作用對高能光子和高原子序數(shù)物質(zhì)來說才重要,,（二）康普頓效應1、康普頓效應的定義 也稱康普頓散射。光,21,（四）相干散射,,主要是指,瑞利散射,。指,入射光子被原子的內(nèi)殼層電子吸收并激發(fā)到外層高能級上,，,隨即又躍遷回原能級，同時放出一個能量與入射光子相同，但傳播方向發(fā)生改變的散射光子,的過程稱為,瑞利散射,。,實際上就是,X,線的折射,。,唯一不產(chǎn)生電離的過程,。,,發(fā)生幾率與物質(zhì)原子序數(shù)成正比,，

28、并,隨光子能量增大而急劇地減少,。不足全部作用的,5%,。,,（五）光核反應,,就是,光子與原子核作用,，,從原子核內(nèi)擊出數(shù)量不等的中子、質(zhì)子和,γ,光子的核反應,過程，稱為,光核作用,。,,綜上所述，光電效應、康普頓效應、電子對效應,三個主要過程,和相干散射、光核反應,兩個次要過程,。在,診斷,X,線能量范圍內(nèi)，只能發(fā)生光電效應、康普頓效應和相干散射，電子對效應、光核反應不可能發(fā)生,。,,三、各種效應發(fā)生的相對幾率,20-100keV,診斷,X,線能量范圍內(nèi)，只有光電效應和康普頓效應是最重要的，相干散射占比例很小。對,20keV,的低能,X,線，各種物質(zhì)均以光電效應為主。對造影劑（碘劑和鋇劑

29、），在整個診斷,X,線能量范圍內(nèi)，光電效應始終占絕對優(yōu)勢,（四）相干散射 主要是指瑞利散射。指入射光子被原子的內(nèi)殼,22,第三節(jié),X,線強度、,X,線質(zhì)與,X,線量,,一、,X,線的波長與管電壓,,管電壓增高，被加速的電子速度增大,。但,X,線管中高速電子的速度并不是與管電壓成正比，因為電子質(zhì)量隨速度變化而變化的緣故,。,λ,max,=1.5λ,min,。由于,濾過不同,，,連續(xù),X,線的平均能量，一般為最大能量的,1/3 ~1/2,。其,平均波長,λmean=2.5λmin,。,,二、,X,線強度,,即,X,線束中的,光子數(shù)與每個光子的能量的乘積,。,,三、,X,線質(zhì),,又稱,X,線的硬

30、度。由波長（或頻率）決定。波長短（頻率高），,X,線光子具有的能量越大，,X,線的穿透力越強，即,X,線質(zhì)硬。,,（一）半值層,,X,線質(zhì)的另一種表示方法是半值層（,HVL,）,。指,使入射,X,線強度衰減到初始值一半時，所需的標準吸收物質(zhì)的厚度,。用,毫米鋁（,mmAl,）,表示。診斷用,X,線的半值層一般,1.5-4,之間。,,（二）管電壓,,由于,X,線管壁、絕緣油層、放射窗口、附加濾過板等吸收，,150KV,射出,X,線管壁的,X,線波長約為,0.06nm,；,應用于,X,線攝影中的,X,線波長在,0.008-0.06nm,之間,。,,實際應用中是以管電壓和濾過情況來反映,X,線的質(zhì)。

31、濾過一定時，常用管電壓的千伏值來粗略描述,X,線的質(zhì),。,,影響,X,線質(zhì)的因素有：管電壓、濾過及整流方式（即高壓波形）,,第三節(jié) X線強度、X線質(zhì)與X線量一、X線的波長與管電壓管,23,四、X線量,（一）測量方法,X線診斷范圍內(nèi)常用管電流與曝光時間乘積-管電流流量Q（mAs）表示。,（二）影響X線量的因素,與靶面物質(zhì)原子序數(shù)成正比；與管電壓平方成正比（診斷能量范圍）；與管電流及曝光時間成正比。,第四節(jié) X線的吸收與衰減,一、距離的衰減,與距離的平方成反比，這一規(guī)律稱射線強度衰減的平方反比法則。距離所致的衰減，也稱擴散衰減。在真空中才成立。在空氣中，一般忽略空氣對X線的衰減。,二、物質(zhì)吸收

32、的衰減,射線通過物質(zhì)時，射線光子與物質(zhì)原子發(fā)射光電效應、康普頓效應、電子對效應等一系列作用，致使入射方向上的射線強度衰減稱為物質(zhì)吸收的衰減。其衰減規(guī)律是X線透視、攝影、造影及各種特殊檢查、CT檢查和放射治療的基本依據(jù)。也是屏蔽防護的根據(jù)。,物理意義的窄束指射線束中不存在散射成分。,四、X線量,24,三、連續(xù)X線在物質(zhì)中的衰減特點,衰減特點：,強度變小，硬度提高，能譜變窄,。實際應用中，可通過,改變X線管窗口濾過厚度來調(diào)節(jié)X線束的線質(zhì),。,四、衰減系數(shù)、影響衰減的因素,（一）衰減系數(shù),1、線衰減系數(shù),I=I0e-μx。I為穿透厚度為x的物質(zhì)層后的射線強度。線,衰減系數(shù)μ的國際單位是m-1,。在,

33、診斷能量范圍內(nèi)，μ值主要是光電線衰減系數(shù)τ和康普頓線衰減系數(shù)σ之和，即,μ=τ+σ。,2、質(zhì)量衰減系數(shù),質(zhì)量衰減系數(shù)μm=μ/ρ。ρdx=1，稱為單位質(zhì)量厚度,，物理意義是：,在1m2面積上均勻分布1kg質(zhì)量吸收物質(zhì)層的厚度值,。,質(zhì)量衰減系數(shù)的單位是m2·kg-1,。在診斷能量范圍內(nèi)，,τm+σm。μm=Kλ3Z4,。,,三、連續(xù)X線在物質(zhì)中的衰減特點,25,（二）能量轉移系數(shù),1、,線能量轉移系數(shù),μ=μtr+μs。重要的是確定X線能量的電子轉移部分μtr。μtr=τtr+σtr+κtr。μtr稱為線能量轉移系數(shù)，其,單位是m-1。,2、質(zhì)量能量轉移系數(shù),簡稱質(zhì)能轉移系數(shù)，,=μtr/ρ,

34、。其單位是,m2·kg-1。,（三）能量吸收系數(shù),1、線能量吸收系數(shù),如果次級電子的能量相當高，那么由于軔致輻射而消耗次級電子的能量份額則不可忽略。故真正被物質(zhì)吸收的能量應等于光子轉移給次級電子的能量減去因軔致輻射損失的能量，,用g表示,。μen=μtr（1-g）。,其單位是,m,2、質(zhì)量能量吸收系數(shù),簡稱質(zhì)能吸收系數(shù)，,其單位是m2·kg-1。,,（二）能量轉移系數(shù),26,（四）影響衰減的因素,1、射線性質(zhì)對衰減的影響,射線能量愈高，衰減愈小。,2、物質(zhì)原子序數(shù)對衰減的影響,原子序數(shù)愈高的物質(zhì)，吸收X線也愈多。,透射量隨入射線能量的增加而增加的規(guī)律，對Z物質(zhì)是正確的，對Z物質(zhì)則不然，當射線能

35、量增加時，透過量還可能突然下降，這種矛盾現(xiàn)象的產(chǎn)生，是由于原子的,K邊界吸收,造成,。,鉛K邊界吸收界限為88keV，錫的為29keV,。,顯然，,在29-88keV之間，錫比鉛對X線具有更強的衰減本領,。在診斷X線能量范圍內(nèi)，錫比鉛具有更好的屏蔽防護性能。,3、物質(zhì)密度對衰減的影響,與物質(zhì)密度成正比關系。,4、每克電子數(shù)對衰減的影響,電子數(shù)多的物質(zhì)更容易衰減X線。,（四）影響衰減的因素,27,,五、人體對X線的衰減,（一）人體的構成元素和組織密度,有效原子序數(shù) –Z,是指在,相同照射條件下，1kg復雜物質(zhì)與1kg單質(zhì)所吸收的輻射能相同時，則此單質(zhì)的原子序數(shù)就稱為復雜物質(zhì)的有效原子序數(shù)–Z。,

36、組織的有效原子序數(shù)為7.43；骨的是14；空氣的是7.64。,（二）人體對X線的衰減,主要通過光電效應和康普頓效應兩種作用使其衰減。肌組織在42kV，,兩種效應各占50%，,在,90kV時，康普頓效應占90%,。骨的有效原子序數(shù)較高，其發(fā)生光,電效應幾率是肌肉的2倍。在73kV時，骨骼中兩種效應幾率相等。,,六、X線濾過,因絕大部分低能射線被組織吸收，增加了皮膚劑量，為此需要預先,把X線束中的低能成分吸收掉，,即,X線濾過,。,五、人體對X,28,（一）固有濾過,指X線機本身的濾過，包括,X線管的管壁、絕緣油層和窗口的濾過板。,一般,用鋁當量表示,，即,一定厚度的鋁板和其他物質(zhì)對X線具有同等量

37、的衰減時，此鋁板厚度稱為濾過物質(zhì)的鋁當量，,單位是,mmAl,。,（二）附加濾過,在X線攝影中，附加濾過指,X線管窗口到被檢體之間所附加的濾過板,。如,附加濾過板、可選擇的附加濾過版、遮光器中反光鏡和有機玻璃窗的濾過,等。,低能射線用鋁濾過板；高能射線用銅鋁等復合濾過板，使用時原子序數(shù)大的朝向X線管。,濾過板要求厚度均勻。,增加管電壓和濾過時，會提高透射率，使照片對比度下降，特別是骨的對比度下降明顯，故當故的對比度不占重要地位時，如頸、胸部的照片，可以用硬質(zhì)X線，以降低受檢者劑量。用鋇劑檢查時，鋇本事對比度高，故可用硬質(zhì)X線，以降低受檢者劑量。,濾過板對高能射線也有一定衰減，為彌補這一損失，一

38、般采用適當增加照射時間的方法來解決。證明，采用高電壓、厚濾過攝影，雖然照射時間延長，但受照劑量卻大幅度降低,。,（一）固有濾過,29,,,第五節(jié) 輻射量及其單位,一、照射量與照射量率,（一）照射量X及單位,國際上選擇和定義輻射量及其單位的權威組織是“,國際輻射單位和測量委員會”（ICRU）。,指,所有的次級電子，不包括其產(chǎn)生的軔致輻射。,只適用于射線能量在10keV-3MeV射線。,照射量的國際單位為C·kg-1，,原有單位為R。,1R=2.58×10-4 C·kg-1。,（二）照射量率X·及單位,指,單位時間內(nèi)照射量的增量,。其單位為C/(kg·s)。專用單位為R·s-1。,二、比釋動能與比

39、釋動能率,描述間接致電離粒子與物質(zhì)相互作用時，傳遞給了直接致電離粒子的能量,。,（一）比釋動能K及單位,由間接致電離輻射所產(chǎn)生的全部帶點粒子的初始動能之和。,其單位為J·kg-1，又名Gy，,曾用單位rad。,1J/kg=1Gy=100rad。,（二）比釋動能率K·及單位時間間隔內(nèi)的比釋動能的增量。,其單位為Gy/s,。,比釋動能常用來計算輻射場量，推斷生物組織中某點的吸收劑量，描述輻射場的輸出額。,,30,,三、吸收劑量與吸收劑量率,（一）吸收劑量D及單位,物質(zhì)吸收電離輻射能量大小的物理量。其,單位為J/kg，專用名稱Gy，,原用rad。,（二）吸收劑量率D·及單位,表示單位時間內(nèi)吸收劑量的

40、增量。,其單位為J/(kg·s)，專名Gy/s。,,四、吸收劑量與照射量的關系,在,空氣中產(chǎn)生一對離子所需的平均電離能量ω=33.85eV。,若已知空氣中某點的照射量為X，那么這點空氣的吸收劑量為,D,空氣,=,33.85.,X,。,,五、當量劑量與當量劑量率,（一）當量劑量H及單位,經(jīng)修正后的吸收劑量在放射防護中,稱為,當量劑量,。,在輻射防護中，有較大意義的不是受照體某點的吸收劑量，而是某個器官或組織吸收劑量的平均值。,其,單位與吸收劑量相同，即J/kg，專名是Sv，,曾用rem。,1J/kg=1Sv=100rem。,（二）當量劑量率H·及單位,單位時間內(nèi)，當量劑量的增量。,其單位為Sv/

41、s,。,,31,,六、有效劑量,（一）輻射效應的危險度,小劑量、低劑量輻射主要損害是隨機性效應（嚴重遺傳性疾患和誘發(fā)餓各種致死癌癥）。,危險度（或系數(shù)）,即,器官或組織接受單位當量劑量（1Sv）照射引起隨機性損害效應的幾率。,（二）有效劑量E,其單位與當量劑量H的單位相同，即Sv,。,,第六節(jié) 電離輻射對人體的危害,,一、放射線產(chǎn)生的生物效應,射線經(jīng)過的重要生物分子，如DNA或具有生物功能的其他分子吸收射線的能量，直接被電離、激發(fā)，引起損傷的效應,稱為,直接作用,。,射線能量通過擴散的離子以及射線作用于機體水分子產(chǎn)生多種自由基與生物分子作用，引起損傷的效應,稱為,間接作用,。,因人體水含量高,

42、，故,間接作用引起的損傷具有實際意義,。,（一）確定性效應,射線照射人體全部或局部組織，若能殺死相當數(shù)量的細胞而這些細胞又不能由活細胞的增殖來補充,，則這種照射可引起人類的,確定性效應。,如,畸形,。,,,男性暫時不育的一次照射的閾劑量約為睪丸吸收0.15Gy的劑量；絕育的閾劑量為3.5-6Gy；女性絕育的閾劑量為急性吸收劑量2.5-6Gy。有臨床意義的造血功能抑制，全部骨髓的吸收劑量的閾劑量約為0.5Gy。,（二）隨機性效應,其有害效應的嚴重程度與受照劑量的大小無關。如致癌效應和遺傳效應,。,,32,,二、影響輻射損傷的因素,主要來自兩方面：一、與電離輻射有關的因素；二、與受照體有關的因素。

43、,（一）與電離輻射有關的因素,1、輻射種類,2、吸收劑量、劑量率,3、照射次數(shù)、部位、面積、方式。,（二）與機體有關的因素,1、種系 種系演化愈高，組織結構愈復雜，輻射敏感性愈高。,2、個體及個體發(fā)育過程 隨著個體發(fā)育，敏感性降低，但老年又比成年敏感。,3、不同組織和細胞的輻射敏感性,高度敏感組織有：淋巴組織、胸腺、骨髓、胃腸上皮、性腺和胚胎組織等,；,中度敏感組織有：感覺器官、內(nèi)皮細胞、皮膚上皮、唾液腺、腎、肝、肺的上皮細胞,等；,輕度敏感組織有：中樞神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌腺、心臟,等；,不敏感組織有：肌肉組織、軟骨、骨組織和結締組織等。,,33,,三、胎兒出生前受照效應,（一）胚胎死亡 通

44、常為,植入前期，相當于人工受孕0-9天。,（二）畸形,器官形成期，相當于人工受孕后9-42天。,（三）智力低下,妊娠8-15周是最敏感時期，其次是16-25周,。,（四）誘發(fā)癌癥,出生后至10周歲之內(nèi)。,,四、皮膚效應,（一）急性放射性皮膚損傷,身體局部受到一次或短時間內(nèi)多次受到大劑量外照射所引起的急性放射性皮炎及放射性皮膚潰瘍,，稱為,急性放射性皮膚損傷。,（二）慢性放射性皮膚損傷,由急性放射性皮膚損傷遷延而來或由小劑量射線長期照射后引起的慢性放射性皮炎及慢性放射性皮膚潰瘍,，稱為,慢性放射性皮膚損傷。年累積劑量一般大于15Gy,。,慢性放射性皮膚損傷多發(fā)生于早年從事X線透視的放射診斷人員的

45、,手部。,（三）放射性皮膚癌,診斷標準：,1、必須是在原放射性損傷的部位上發(fā)生的皮膚癌；,2、癌變前表現(xiàn)為射線所致的角化過度或長期不愈的放射性潰瘍；,3、發(fā)生在手部的放射性皮膚癌的細胞類型多為,鱗狀上皮細胞,。,,34,,五、外照射慢性放射病,指,放射工作人員,在較長時間內(nèi)，連續(xù)或間斷受到,超當量劑量限值的外照射,，,達到一定累積劑量后引起的以,造血組織為主,，,并伴有其他系統(tǒng)改變的全身性疾病,。,表現(xiàn)為無力型神經(jīng)衰弱綜合征。,造血系統(tǒng)改變是本病最常見的臨床表現(xiàn)。,Ⅰ度：無明顯出現(xiàn)傾向，脫離射線恢復較快，,WBC持續(xù)在4×109/L以下,。,Ⅱ度：頑固自覺癥狀，明顯出血，脫離恢復慢，,WBC持

46、續(xù)在3×109/L以下，,骨髓增生低下。,,第七節(jié),X,線的測量,,一、照射量的測量,照射量的測量是,利用X線對空氣的電離作用,，通過,測量電離電荷,實現(xiàn)的。,（一）自由空氣電離室 也稱,標準電離室。工作氣體就是空氣。,（二）實用型電離室 可,直接用于照射量的測量。,1、實用型電離室室壁 室,壁材料與中心電極的有效原子序數(shù)與自由空氣基本等效。,最常用的室壁材料有石墨、電木或塑料。,2、電離室的校準 校,正時室溫一般為20℃，氣壓為760mmHg。對所測的數(shù)值進行溫度、氣壓的校正。,3、電離電荷的測量,,35,,二、吸收劑量的測量,（一）吸收劑量的基本測量法,測量吸收劑量的標準方法。,物

47、質(zhì)受到輻射，其,吸收的射線能量將以熱的形式表現(xiàn)出來。,水吸收1Gy的吸收劑量時，其溫升只有,2.4×10-4℃。,（二）電離室測量法,D,物質(zhì),=33.85·X。,可見只要測出照射量，就能換算出任意物質(zhì)的吸收劑量。,,第八節(jié) X線防護,,一、放射防護的基本原則,1、實踐的正當化,2、放射防護最優(yōu)化,3、個人劑量的限制,目的：防止,發(fā)生有害的確定性效應，并將隨即性效應的發(fā)生率限制到認為可以接受的水平。,,二、外照射防護的一般措施,一般有,時間防護、距離防護和屏蔽防護,。,（一）時間防護,一切人員都應,減少在輻射場內(nèi)停留的時間。,（二）距離防護,盡量,延長人員到X線管和散射體的距離。,（三）屏蔽防

48、護,主要研究的問題是：,屏蔽材料的選擇和屏蔽厚度的確定。,,36,,三、外照射的屏蔽防護,（一）對屏蔽材料的要求,從,材料的防護性能、結構性能、穩(wěn)定性能和經(jīng)濟成本,等方面綜合考慮。,1、防護性能 防,護性能好是指衰減射線的能力強，產(chǎn)生的散射線少。,2、結構性能 物理形態(tài)、力學特性和機械強度等。,3、穩(wěn)定性能 抗輻射能力、耐高溫、抗腐蝕。,4、經(jīng)濟成本,防護X線常用的屏蔽材料有,鉛、鐵、磚、混凝土和,水等。,（二）鉛當量,把達到與一定厚度的某屏蔽材料相同屏蔽效果的鉛層厚度，,稱為該一定厚度屏蔽材料的,鉛當量，單位為：毫米鉛（mmPb）。,凡談到防護材料的鉛當量，必須說明是什么材料、多大厚度

49、、在多大射線能量下的鉛當量,。,（三）屏蔽防護,1、確定屏蔽厚度的依據(jù),應考慮,當量劑量限值和最優(yōu)化；屏蔽用途和距離；屏蔽材料的防護性能；工作負荷；居留因子,；利用因子六個因素。,2、屏蔽厚度的計算,,主要計算初級（主）防護屏蔽厚,,度，一般不計算次級（副）防護。,X線診斷機的主防護應有2mm鉛當量的厚度，副防護應有1mm鉛當量的厚度。一般24cm厚的實心磚墻，只要灰漿飽滿，不留縫隙，可達到2mm鉛當量。,,37,,四、我國放射衛(wèi)生的防護標準,（一）放射工作人員的劑量限值,1、劑量限值,,為,防止確定性效應,放射工作人員的當量劑量是,眼晶狀體150mSv/a，其他組織500 mSv/a,；為,

50、限制隨機性效應的發(fā)生幾率,，而達到可接受水平，放射工作人員,（全身照射）的當量劑量限值是50 mSv/a。,2、放射工作條件的分類,年照射的有效劑量有,可能超過15 mSv/a,的為甲種工作條件。年照射的有效劑量很少,可能超過15 mSv/a，,但可能超過5 mSv/a的為乙種工作條件。年照射的有效劑量,很少超過5 mSv/a,的為丙種工作條件。,3、控制原則,（1）未滿18歲不得在甲種工作條件下工作，未滿16歲不得參與放射工作。,（2）從事放射的育齡婦女，應嚴格按均勻的月劑量率加以控制。,（3）連續(xù)3個月內(nèi)一次或多次接受的總劑量當量不得超過年當量劑量限值一半（25 mSv）。,（4）對事先計

51、劃的特殊照射，其有效劑量一次不得大于100mSv，一生不得超過250mSv。,（5）放射專業(yè)學生教學期間的劑量限值按照放射工作人員的防護條款。非放射專業(yè)學生教學期間，有效劑量不大于mSv/a，單個組織或器官當量劑量不大于5mSv/a。,四、我國放射衛(wèi),38,（二）對公眾的個人劑量限值,應低于：全身5 mSv/a；單個組織或器官50 mSv/a。,（三）對被檢者的防護,（四）CT的防護,1、CT的輻射特點,（1）CT為窄束X線，,散射線少；,（2）CT管電壓一般在120可V以上，波長短、線質(zhì)硬，穿透性大，,吸收量少；,（3）,輻射轉換介質(zhì)為靈敏度很高的探測器,，X線,能量損失少,，還有,放大作用

52、。,（4）CT機X線管濾過大，減少軟射線對皮膚的損傷。,2、常用輻射劑量,（1）局部劑量：與球管的毫安秒大小有關的人體軟組織某點的當量劑量，單位是μSv/100mAs。,（2）個人劑量：與射線曝光有關的人體表面軟組織某點的當量劑量，單位是μSv。,（3）全身劑量：各部位和器官當量劑量的平均值，單位是μSv。,（4）有效劑量：平均當量劑量的總和，單位是μSv。,3、CT檢查的防護措施與原則,（二）對公眾的個人劑量限值,39,第三章Ａ X線發(fā)生裝置,,,本章內(nèi)容：,,,,第一節(jié) X線球管,,第二節(jié) 高壓發(fā)生裝置,,第三節(jié) 控制臺,,,,第三章Ａ X線發(fā)生裝置,40,,第一節(jié) X線球管,內(nèi)容：,

53、一、固定陽極,二、旋轉陽極,三、特殊X線管,四、X線管的特性及參數(shù),五、管套,學習重點：,,X線球管如何產(chǎn)生X線？,,X線球管的結構及各部分的作用？,,X線球管的焦點及焦點意義,,X線球管的特性參數(shù)（最高管電壓、最大管電流、功率、熱容量等）,,X線球管的工作特性——空間電荷效應,,X線球管的使用及維護,X線管是如何產(chǎn)生X線？,——陰極加熱發(fā)射電子在高壓電場的作用下高速飛向陽極靶面，由于電子束受到靶面的急劇阻止，在陽極靶面上產(chǎn)生能量轉換，其中,99.8%變成熱能,，0.2%變成X線能。,,41,一、固定陽極X線球管,1、固定X線管的結構,陽極 陰極 玻璃管,,1.1、陽極,陽極頭（靶面

54、和陽極體）：,阻擋高速電子流而產(chǎn)生X線,。,陽極帽：,吸收二次和散亂射線,陽極柄：將曝光時熱量輻射或傳導出去,玻璃圈：連接陽極與玻璃殼,1.2、陰極,燈絲：,發(fā)射電子,。由鎢絲按一定幾何形狀繞制成螺管狀，其作用是發(fā)射電子。一般燈絲電壓5－12V，電流3－9a。為滿足X線管不同功率的要求，一般配雙燈絲（大焦點.小焦點），電流大的是大焦點，電流小的是小焦點。,聚焦罩：對電子進行,聚焦,1.3、玻璃殼,支撐陰極和陽極，保持管內(nèi)高度真空。,采用耐高溫?絕緣強度高?膨脹系數(shù)小的玻璃制成。,一、固定陽極X線球管,42,,2、X線管的焦點,2.1、什么是焦點？,,,,,,,,,,實際焦點：指燈絲所發(fā)射的電子

55、經(jīng)聚焦后轟擊在靶面上的面積。,有效焦點：實際焦點在X線投照方向上的投影。,,2.2、焦點半影效應,不透明體遮住,光源,時，如果光源是比較大的發(fā)光體，所產(chǎn)生的影子就有兩部分，完全暗的部分叫,本影,，半明半暗的部分叫,半影,。,半影效應是影像,幾何模糊、失真,的主要原因,2、X線管的焦點,43,如何減小焦點半影效應（幾何模糊）？,X線管的焦點 （?。?焦-片距（大）,,物 -片距 （?。?2.3、陽極效應,,——由于陽極靶面傾斜,,使得有效焦點面積和X線強度,的分布不均勻,平行于X線管,長軸方向上,靠近陽極端的X,線強度和有效焦點面積小于,陰極端,這種效應稱為陽極效應 。,在X線攝影中,往往利用陽

56、極效應,來彌補由于被照體密度和厚度的,不同而造成的影像不均,如胸椎正位攝影…,如何減小焦點半影效應（幾何模糊）？,44,2.4、焦點 與功率,,影像清晰度（高）——實際焦點尺寸（?。猉線管功率（?。┌忻孀畲蠊β氏拗疲?00W/mm2）——曝光時間（增加）——運動模糊——影像清晰度（低）,,固定陽極X線管的缺點：,焦點小——功率大 不可得兼,解決：靶面高速旋轉,二、旋轉陽極X線管,,1、結構組成：陽極、陰極、玻璃殼,陽極：,靶面?轉子?軸承組成,。,,1.1、靶面：靶面傾角6－18°，靶面中心固定在,細小,鉬桿上，鉬桿另一 端與 轉子相連，材料有鎢?鉬?石墨等。,1.2、轉子：由無氧銅

57、制成，轉子內(nèi)裝有滾珠軸承，轉子和軸承封閉在高 真空的璃壁內(nèi)，定子線圈裝在管壁外面，在轉子周圍加一旋轉磁場后轉子發(fā)生轉動。,1.3、軸承由耐熱合金鋼制成。 軸承的工作溫度可達400°C,但不能超過460°C。,,,2、旋轉陽極X線管特點及應用 旋轉陽極X線管 必須在陽極轉動到正常轉速后才能接通高壓 ，否則將 可能使靶面溶化而損壞X線管。 X線管的轉速越高功率越大。普通X線管的轉速是,2800轉/分,，,高速X線管的轉速是,10000轉/分,。,旋轉陽極X線管的散熱方式是熱輻射。,2.4、焦點 與功率,45,優(yōu)點：,瞬時負載功率大，多為：20-50KW,有效焦點小，1-2mm微焦點

58、可達0.05-0.3mm,三 、特殊X線管,金屬陶瓷,X線管、,柵控,X線管（控制柵極）、軟射線 X線管、CT專用X線管。,四、X線管的特性與參數(shù),1、 最高管電壓（KV） 指加于X線管兩極間的最高電壓峰值，以千伏為單位，用KV表示（也寫為KVP）。,2、 最大管電流(MA) 指X線管在某一管電壓和某一曝光時間內(nèi)所允許通過的最大電流平均值，以毫安為單位，用MA表示。,3、 最長曝光時間（S） 指X線管在某一管電壓和某一管電流下所允許的最長工作時間，以秒為單位，用S表示。,4、 X線管的,容量（最大額定功率）,X線管在安全使用條件下，,單次曝光,

59、或,連續(xù)曝光,而無任何損壞時所能承受的最大負荷量，用P表示，單位,KW,。,影響因素：焦點面積、靶面角度、管電壓波紋系數(shù)、旋轉陽極速度、,曝光時間、散熱效率。,表示方法：,瞬時負荷容量,曝光時間為數(shù)ms-s的單次攝影允許的最大功率。,,連續(xù)負荷容量,曝光持續(xù)時間超過10s以上時允許的最大功率。,標稱功率=額定容量 固定陽極—曝光時間1s,旋轉陽極—曝光時間0.1s,優(yōu)點：,46,5、X線管的熱容量,連續(xù)多次攝影或透視與點片攝影交替進行曝光時球管的負載稱混合負載。,混合負載時球管負載能力主要決定于球管,生熱散熱,的情況，通常用,熱容量,表示。,5.1、 定義： X線管工作時陽極靶面將產(chǎn)生大量

60、的熱。生熱的同時伴隨著散熱，如生熱快散熱（又稱冷卻）慢，則陽極將積累熱量，在其它條件一定時，陽極積累的熱量越多，則冷卻速率越大。（單位時間內(nèi)傳導給介質(zhì)的熱量稱為散熱率又稱冷卻率）。,X線管處于最大冷卻率時允許承受的最大熱量稱為熱容量。,5.2、熱容量單位：焦耳J 熱單位HU1J = 1KV（有效值）?1MA（有效值） ? 1S1HU ＝ 1KV（峰值）?1MA（平均值） ? 1S單相全波整流情況下 1HU＝0.77J,5.3、生熱和冷卻特性曲線,5.4、陽極熱容量和管套熱容量,陽極熱容量較小,一般在200～600kHu,而管套熱容量比較大,常常在1MHu以上。熱容量

61、關系到X線球管的使用壽命和檢查速度等，選購X線球管時最重要和首要的參數(shù),五、X線管的工作特性——空間電荷效應,1、X線管的空間電荷效應,X線管燈絲加熱后逸出電子，并在燈絲周圍形成“電子云”，這些電子云稱為,空間電荷。,2、空間電荷的分布,X線管陰極燈絲發(fā)射的電子分為三個區(qū)域：,,燈絲前端,發(fā)射的電子在靜電場的作用下飛向陽極，這部分電子基本上不受阻力。,,燈絲側面,發(fā)射的電子在空間交叉后飛向陽極，它們的運動要受到一定的阻力,5、X線管的熱容量,47,燈絲后端,發(fā)射的電子，由于電子之間相互排斥以及電場的作用力很弱，這部分電子滯留在燈絲周圍，它們受到很大的阻力，只能隨管電壓的升高才能逐漸飛向陽極，該

62、效應即稱,空間電荷效應。,3、陽極特性曲線,,燈絲后端發(fā)射的電子，由于電子之間相互排斥以及電場的作用力很弱,48,指X線管在一定的燈絲加熱電流（If）下，管電流（Ia）與管電壓（Ua）之間的關系。,分析：,OA段,：由于管電壓較小，燈絲周圍存在大量的空間電荷，隨著管電壓的升高，空間電荷逐漸減少，飛往陽極的的電子數(shù)目隨之增加，即管電流隨管電壓升高而增大。,結論： 這段區(qū)域空間電荷起主導作用，管電流與管電壓成正比，可近似為直線,該區(qū)域稱為比例區(qū)。,,AB段：,管電流不再隨管電壓增加而明顯上升，趨向飽和，該區(qū)域稱為飽和區(qū),結論：,（1）、在飽和區(qū)，管電流的大小主要由,燈絲加熱電流,決定。,（2）、當

63、燈絲電流從If1增大到If2時，由于燈絲發(fā)射的電子數(shù)目增多，使管電流達到飽和的管電壓隨之升高。,4、燈絲發(fā)射特性曲線,—指X線管在一定的管電壓下，管電流（Ia）與燈絲加熱電流（If）的關系。,說明：由圖可見，由于空間電荷的作用，在同一加熱電流時，100KV獲得的管電流比60KV的要大，而要得到同一管電流， 100KV時需降低If。,指X線管在一定的燈絲加熱電流（If）下，管電流（Ia）與管電,49,結論：要分別單獨調(diào)整管,電壓和,管電流以獲得所需質(zhì)和量,的X線，,就必須對空間電荷進行補,償,.,補償原則是： 當管電,壓升高時，適當減小燈絲,加熱電流，以使管電流不,隨管電壓的變化而變化。,反之當

64、管電壓變低時，,適當增加燈絲加熱電流。,六、X線管管套,作用：防止高壓電擊和防止散射線。,根據(jù)用途及X線管不同大致分三類：固定陽極X線管管套、旋轉陽極X線管管套(多定子線圈)、組合機頭(整合高壓變壓器)。,結論：要分別單獨調(diào)整管,50,七、X線管使用注意事項,,X線管是X線機的心臟 ——選購X線機時的重點考察對象,,X線機運行中最昂貴的耗損配件 ——維護保養(yǎng)中的重點對象,1、開機后要經(jīng)過充分的預熱，消除球管管芯玻殼中的應力，以避免正常掃描病人時出現(xiàn)球管管芯玻殼炸裂現(xiàn)象 。,2、第一個掃描對象應選擇掃描層數(shù)少，工作條件低的患者進行掃描 。,3、保證掃描圖像的清晰度和分辨率的情況下，盡量的降低掃

65、描條件；或毫安秒數(shù)相同的情況下，選擇,小毫安長時間,曝光會有效的延長球管使用壽命。,4、時刻注意多個患者掃描以后的管套溫度，當球管管套溫度過高時，應停止掃描進行球管冷卻，并且適當延長每個患者之間的等待時間。,5、在進行機器校正時，要隨時注意檢查球管的溫度，特別是進行大功率項目校正時 。,6、最后一個檢查完成后，不可即刻關機，應待球管充分冷卻。,七、X線管使用注意事項,51,,第二節(jié) 高壓發(fā)生裝置,一、高壓發(fā)生裝置的作用 ：,給X線管陽極提供直流高壓,給X線管陰極提供加熱電壓,* 配兩只以上X線管時，負責球管之間管電壓和燈絲電壓的切換。,二、高壓發(fā)生裝置的組成,高壓變壓器,高壓整流器,X

66、線管燈絲變壓器,高壓交換閘,高壓電纜、高壓插頭與插座,1、高壓變壓器,1.1、高壓變壓器的作用：,為X線管提供高壓電能,,1.2、高壓變壓器的,結構特點,：,,（1）、,變壓比大,，次級輸出電壓很高。診斷機30－150KV,治療機200－ 300KV；,,（2）、,瞬時功率負荷大,，MA可達到2000MA，一般小型機數(shù)千伏安，大型機30－100KVA；,(,3）、,次級中心點接地；,,,（4）、在絕緣油中使用。,1.3關于次級繞組的中心接地,由于對變壓器輸出電壓高達150KV,絕緣要求很高，制造困難，中心點接地將變壓器的總絕緣要求降低一半，中心點的電位是零電位，可將毫安表串接在中心點處，安裝在控制臺上。,第二節(jié) 高壓發(fā)生裝置,52,,工作原理：與普通變壓器相同,計算公式為 K=U1/U2=N1/N2,工作特點：（1）暫態(tài)電流 ——變壓器接入電網(wǎng)時，勵磁電流須經(jīng)過一不穩(wěn)定的過程，該過程中電流瞬時電流峰值可達穩(wěn)態(tài)十倍以上。影響：暫態(tài)電流 過大引起KV下降（P=UI）,原因：接通時電源相位和鐵心中剩磁,解決： 相位90o時接通，磁通變化由零開始,問題： 突波電壓？,（2）突波電