医用X射线机系统.ppt

课程成绩卷面题型章节分布波粒二象性

干涉，衍射和偏振以无可辩驳的事实表明光是一种波；
光电效应和康普顿效应又用无可辩驳的事实表明光是一种粒子；

正确理解波粒二象性
⑴个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性.
⑵ν高的光子容易表现出粒子性；ν低的光子容易表现出波动性.
⑶光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时往往表现为
粒子性.
⑷由光子的能量E=hν，光子的动量表示式也可以看出，光的波动性和
粒子性并不矛盾：表示粒子性的粒子能量和动量的计算式中都含有表
示波的特征的物理量——频率ν和波长λ.粒子性
X光子的能量决定了其穿透能力，生物效应与此相关。
X射线的波长范围为：0.01~100埃。
医用X射线波段为：0.01~1埃，
其中诊断为0.1~1埃，治疗为0.01~0.1埃。物理效应物理效应物理效应物理效应化学效应生物效应生物效应第三节X射线与物质的相互作用X线与物质相互作用的特点X射线与物质作用的类型光电效应（三）光电效应发生的几率在能发生光电效应的前提下（hυ≥W）：

1、X线光子能量稍大于轨道电子结合能时，最易发生光电效应（对应有临界波长）

2、发生几率反比于光子能量三次方
τ光∝1/（hυ）3

3、发生几率正比于电子的结合能τ光∝W
（1）内层电子比外层电子更易发生光电效应
（2）高Z比低Z更易发生光电效应
（3）低能X线：τ光∝Z4
高能X线、高Z：τ光∝Z5（四）光电效应产生的特征X线（五）光电效应对照片质量的影响全部吸收，诱发生物损伤康普顿效应☆光电效应与康普顿效应的比较电子对效应（二）发生条件：光子能量极高
核电场：E光≥1.02MeV（对应2个电子的静止质量）
电子场：E光≥2.04MeV（对应4个电子的静止质量）
核电场发生几率＞＞电子场发生几率

（三）在诊断X线范围内，电子对效应一般不可能出现
1.02MeV～1020keV
诊断X线管电压：30～150kV光电效应

康普顿效应

电子对效应（二）原子序数Z和光子能量hυ与三种基本作用的关系1、光子能量低于0.8MeV时，光电效应和康普顿效应同时发生
2、光子能量在0.8~4MeV时，无论原子序数多少及光子能量如何变化，康普顿效应都占主导地位。

3、光子能量大于4MeV时，康普顿效应和电子对效应同时发生（三）在诊断X线中各种基本作用发生的相对几率

3、光电效应和康普顿效应的发生几率同组织Z有关
水（软组织）/低Z：低能光电效应占优；高能康普顿效应占优
骨骼/较高Z：低能光电效应占优；高能康普顿效应占优
碘化钠/极高Z：能量范围内光电效应全程占优X线的减弱规律（二）（吸收物质）影响X线减弱的因素（四）物质对连续X线的吸收规律吸收体厚度递增，X线穿透后：
能谱变窄；高端能量不变；低端能量下降连续X线依次通过1cm水后：
平均能量越来越高
强度衰减率越来越小
能谱变窄，低端能量提升
射线硬化

物质对连续X线的吸收难以定量分析第四节X射线的产生X射线的产生X射线的产生X射线的产生X射线的产生X射线的产生X射线产生的物理过程X射线产生的物理过程X射线产生的物理过程X射线产生的物理过程X射线产生的物理过程X射线产生的物理过程特征X射线谱：特定波长的X射线。
产生：电子进入到阳极内部，将内部电子激发到高
能态上，高能电子回落到低能位时放出的X射线。1.连续Ｘ射线谱(continuousX-raySpectrum)右图为不同管电压下的连
续X射线谱，其总强度等于曲线
下面的积分面积。有：2.标识X射线谱(characteristicX-raySpectrum)是指X线能量占全部电子撞击阳极靶面总能量的百分比。

大部分电子能量转换为热能，小于1%的能量转变为X射线能。

影响X射线发生效率的因素主要是：管电压、管电流、阳极靶面物质等。X射线量与质第五节X射线成像的过程及其影响因素一、X射线产生过程影响X射线产生过程的因素电压值不仅决定了X射线的质量，而且决定了X射线的强度。

在临床诊断领域，电流时间积决定了X射线的量，而电压值不仅决定X射线的量，还决定X射线的质。电压与散射滤过板和遮线器第三章医用X射线机系统构成与应用第一节医用X射线技术发展X射线管的发展2）热电子固定阳极X射线管时期(1913-1928)
1913年，美国物理学家柯立支发明固定阳极X射线管。钨
灯丝加热到白炽状态来提供管电流所需的电子。

X射线能量增大
滤线栅、造影剂的发明
增加防护措施3）旋转阳极X射线管时期(1929)
1927年旋转阳极X射线管研制成功;1929年荷兰飞利浦公司首次制成产品级的旋转阳极射线管。

大功率、小焦点
短时间、高千伏、高毫安
应用范围增大50年代以后，影象增强及电视的问世，改变了X射线成像。

时