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1、第一篇 X线部分 第一章 X线成像 第一节 X线的发现与发展 1895年11月8日，德国物理学家伦琴（Rontgen）在研究阴极射线管气体放电时，发现附近涂有铂氰化钡的纸板上能发出肉眼可见的荧光,并且将手置于阴极射线管与铂氰化钡板之间，在纸板上显示出手的轮廓及骨骼影像。伦琴推断这是一种特殊的射线，由于当时对这种射线的性质不清楚，便借用数学上代表未知数的符号X来代替，称之为X射线（X-ray）。后人又称之为伦琴射线。 自发现X线至今已经历了1个多世纪的历程，X线的发现及其医学上的应用，其后放射学、现代医学影像学的形成和发展，不仅是自然科学史上的一个重大的里程碑，而且在相当程度上改变了医学科学的进
2、程，为人类的疾病防治做出了巨大贡献。第二节 普通X线设备一、基本结构 X线的基本结构由X线管、高压发生器及控制台构成。（一）X线球管 X线球管是X线机的核心部件，功能是将电能转换成X线能。X线球管的发展，先后出现了气体电离式、固定阳极式、旋转阳极式及各种特殊X线球管。 1、固定阳极X线球管 由阳极、阴极和玻 璃壳三部分组成。 （1） 阳极：阳极由阳极头、阳极帽、阳极柄三部分组成。 1）阳极头：由靶面和阳极体组成。靶面的工作温度很高，一般都用钨制成，称为钨靶。 2）阳极帽: 主要作用是吸收二次电子和散射X线。 3) 阳极柄：由无氧铜制成，与阳极头一起，通过热传导提高阳极的散热效率。 2）阴极：由
3、灯丝、阴极头、阴极套和玻璃芯柱组成。作用是发射电子并对轰击靶面的电子进行聚焦，形成X线管的实际焦点。评价：固定阳极X线球管的主要缺点是焦点尺寸大，瞬间负荷功率小。现已多被旋转阳极X线球管取代。2、旋转阳极X线球管 旋转阳极X线球管也是由阳极、阴极和玻璃壳三部分组成。除阳极外，其他结构和固定阳极X线球管结构相似。旋转阳极X线球管的阳极主要由阳极靶面、转子、转轴、轴承套座、玻璃圈等组成。 旋转阳极X线球管的优点：瞬间负载功率大、焦点小。目前旋转阳极X线球管的功率多为20-80，高者达150，有效焦点多为1-2，微焦点0.050.03，极大地提高了线影像的清晰度。3、特殊X线球管 （1）栅控X线球管
4、 又称三极X线球管 。（2）软 X线球管 阳极靶材料一般采用钼制成。（3）金属陶瓷旋转阳极X线球管 （二）高压发生器 X线发生器由高压变压器、灯丝变压器、高压整流器和高压交换闸等构成，组装与钢板制成的箱体内，箱内充满起绝缘及散热作用的变压器油。 高压变压器：产生高电压并为X线球管提供高 压电能 灯丝变压器：供X线球管灯丝加热用的降压 变压器 高压整流器：将交流电压变为脉动直流电压 高压电缆、高压插头及插座：连接高压设备(三)控制台 控制台式X线设备的控制中心，由各种控制部件及线路所组成。 作用：机械控制；X线控制；安全保护控制 二、附属装置（一）X线球管支持装置 立柱式；悬吊式；床旁立柱式。立
5、柱式悬吊式（二）病人检查床（三）立位摄影架 即胸像架（四）X线电视系统 1、影像增强器 2、摄影装置 3、控制器 4、显示器（五）点片装置 分为暗盒式和无暗盒式（六）滤线器 也称滤线板，分为平行式；聚焦式；交叉式。目前所用虑线栅多为聚焦式。 1、结构 2、技术参数 焦距；栅比；栅密度 3、种类 固定滤线器和活动滤线器4、注意事项 （1）避免滤线栅反置。 （2）X线中心应对准滤线栅中线。 （3）倾斜球管时，倾斜方向应与铅条的排列方 向一致。 （4）使用聚焦式滤线栅时，焦点至滤线栅的距 离应在允许的范围内。 （5）使用调速活动滤线器时，预调运动速度一般 比曝光时间长五分之一。 （6）根据所用的管电
6、压来选择合适的滤线栅。（七）滤线器 即遮光器，用来控制X线照射野的大小，遮去不必要的X线。三、分类（一）胃肠透视X线机（二）普通摄影X线机（三）乳腺X线机（四）床旁摄影X线机乳腺X线机床旁X线机（移动X线机）第三节 X线的产生及特性 一、X线产生的条件 X线是在真空条件下，高速运动的电子撞击到金属原子内部，使原子核外层轨道电子发生跃迁而放射的一种能。 X线产生必须具备以下条件： （1）电子源提供足够数量的电子；（2）在真空条件下高电压产生的强 电场和高速运动的电子流；（3）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。 二、连续放射与标识放射 连
7、续放射：又称连续X线或韧致放射，X线管放射出的X线是一束波长不等、连续的混合射线，称之为连续放射。 标识放射：又称标识X线或特征辐射，是由高速运动的电子与靶原子的内层轨道电子相互作用所产生的。 综上所述，在X线管内，高速运动的电子撞击阳极靶面时，一部分电子撞击到靶物质的原子核，或到核内正电场的作用产生连续放射；另一部分电子撞击了靶物质原子的内层电子，出现跃迁现象，产生标识放射。三、X线产生的效率及其影响 X线产生的效率：是指发生的X线能量占全部电子撞击阳极靶面总能量的百分率。 影响因素：管电压；阳极靶面物质； 管电流四、X线的本质 X线即属于电磁辐射的一种，和其它光线一样，具有二象性：微粒性和
8、波动性。 X线的波长范围约为61011cm5106cm，由于医学诊断用X线管管电压通常在40kV150kV之间，相应的X线波长约为81010cm3.1109cm，该波长范围即为诊断范围的波长。五、X线强度 所谓X线强度是指在单位时间内垂直于X线传播方向的单位面积上所通过的光子数目和能量的总和。在实际运用中，常用质和量来表示X线的强度。（一）X线的质 一般用于表示X线的硬度，即穿透物质的能力，它代表光子的能量，有时也指在某一波长范围内X线光子的平均能量。 X线的质仅与光子能量有关，能量越大，X线的波长越短，穿透力越强，则X线的质越硬；反之，X线的硬度就小。在实际工作中，一般用管电压(kV)数值间
9、接表示X线的质。半价层： 有时也用半价层来表示X线质。半价层（half value layer，HVL）是指入射的X线强度减弱为原来的一半时某均匀吸收体的厚度。对同样质的X线来说，不同物质的半价层不一样。但就同一种物质而言，半价层越厚，表示X线质越硬；反之则软。 （二）X线的量 指X线束中的光子数目，在实际工作中，常用X线管的管电流与照射时间的乘积毫安秒(mAs)来表示X线的量。 管电流越大，代表X线管中被加速的电子数目越多，电子撞击阳极靶面产生的X线量越多，则X线强度越大。 X线照射时间，是指球管产生X线的时间。显然，X线的量与管电流及照射时间成正比。六、X 线 效 应 X射线是一种电磁波，
10、除具有电磁波的共同属性外，由于其能量大，波长短，还具有以下几方面的性质：物理效应（穿透作用、荧光作用、电离作用）、化学效应（感光作用、着色作用）、生物效应。 （一）物理效应 1、穿透作用：是指X线穿过物质时不被吸收的本领。光子能量越大，产生X线波长越短，对物质的穿透作用越强。物质的原子序数高、密度大，吸收X线量多，X线穿透力相对较弱；物质原子序数低、密度小，吸收X线量少，X线穿透力相对较强。 X线穿透性是X线成像的基础。 2荧光作用：某些荧光物质（如钨酸钙、铂氰化钡、硫化锌镉及某些稀土元素等），受到X线照射时，能够产生荧光，具有这种特性的物质叫荧光物质，使这种物质发生荧光，称荧光作用。 如：透
11、视用的荧光屏，摄影中用的增感屏，影像增强器的输入屏和输出屏都是利用这种特性制成的。 荧光作用是进行透视检查的基础 3、电离作用 ：物质受到X线照射，原子核外电子脱离原子轨道，这种作用称为电离作用。 电离作用是X线损伤和治疗的基础。 （二）化学效应 1、感光作用：X线照射到胶片，使胶片上的卤化银发生光化学反应，出现银颗粒的沉淀，称为X线的感光作用。由于X线穿透人体后的强度分布不同，使卤化银的感光度发生差异，经显影后产生一定的黑化度，显示出人体不同密度的影像。 如人体的X线摄影检查和工业探伤。 2、着色作用：某些物质如铂氰化钡、增感屏、铅玻璃、水晶等，经X线长时间照射后，其结晶体脱水渐渐改变颜色，
12、发生脱水、着色，称为着色作用（脱水作用）。 （三）生物效应 生物细胞（增殖性细胞）经一定量的X线照射后，可以产生抑制、损伤甚至坏死，即为X线的生物效应。不同的组织细胞对X线的敏感性不同，会出现不同的反应。 放射治疗就是利用X线的生物效应，对病变组织进行一定量的X线照射，它也是射线工作者及受检者应注意防护的原因。七、X线衰减 X线的衰减：X线在物质传播过程中，其强度会衰减，包括吸收衰减（与物质相互作用）和扩散衰减（能量分散）。（一）吸收衰减 吸收衰减的主要形式有光电吸收、康普顿散射吸收和电子对效应。 1、光电吸收：是以产生光电效应为主的作用方式。X线光子击脱原子壳层电子，释放光电子，并传递其部分
13、能量，使其高速运动。（能量传递为两：击脱轨道电子，并使其运动）。多发生于低能量的光子和原子序数较高的物质作用时。 2、康普顿散射吸收：是X线光子传递部分能量给自由电子，自身改变运动方向和频率，发生散射的作用方式。当X线光子的能量远大于作用物质原子轨道电子的结合能时，被击脱的轨道电子可脱离原子核束缚成为自由电子，而入射的X线光子损失部分能量，改变频率和方向行进。 （能量传递为两：自由电子，自身散射）。多发生于X线能量较高时。 3、电子对效应：X线光子经过物质原子核外电场时，产生正负电子的作用方式。 （能量传递为两：正负电子静止质量，正负电子动能）。具有很高能量的X线与物质作用时方可发生，一般医用X线不足以引起。（二）扩散吸收 X线管实际焦点作为点光源，发出的X线向空间各个方向辐射，其强度的减弱（能量分散）与焦点到物体间距离的平方
