獸醫X射線診療學第一章醫用X線物理學基礎第1頁(一)x線產生X線又叫倫琴射線．俗稱X光。是德國物理學家WilhelmKonradRontgen于1895年11月8日做陰極射線試驗時偶然發覺。當高速運動電子流撞擊到障礙物時，即可產生X線。今天慣用X線通常內X線管產生。也能夠說，X線是真空管內高速行進電子流轟擊鎢靶時產生。第2頁X線管是在高度真空玻璃管內安裝燈絲(陰極)和陽極(靶)組成。通電加熱燈絲，使陰極發射出大量電子，在二極間加上幾十千伏以上高壓，讓這些電子高速飛向陽極；高能電子與陽極靶碰撞結果，X線就從靶上發射出來。第3頁除X射線管作為X線源外．還有同時輻射x線源、激光等離子體x線源。X線產生必須有三個條件：①自由活動電子群；②電子群高速運行；②高速運行電于群突然受阻。第4頁二、X線性質(一)X線普通性質X線是一個放射性射線，是肉眼不能見到電磁波，其波長范圍為0.0006～50nm。同可見光一樣，它既含有波動性，又含有粒子性，服從光直線傳輸、反射、折射、散射和衍射等普通規律。第5頁與可見光比較，X線還有以下特點：1在光潔固體表面不會發生像可見光那樣反射。2．普通物質對它折射率都靠近1，故在經過物質交界面時，能夠認為是直線傳輸，因而不易轉向和聚焦。3．經過晶體時會發生有規律衍射。4．物質吸收X線可產生熒光X線、光電子或俄歇電子等。第6頁(二)x線與物質作用1．穿透作用：X線波長短．即能量大，故穿透力強。一定波長X線穿透性與物質性質、結構相關。普通原子序數高物質對X線吸收作用強，X線穿透力差。因為X線能穿透人體，因而在醫學診療和治療中得到廣泛應用。第7頁X線在穿透過程中x線被部分吸收而發生衰減。穿透力與X線波長相關，管電壓越高．波長越短．穿透力越強。穿透力還與被照物體密度與厚度相關，密度大或厚度大，x線相對不易穿透。第8頁2．熒光作用：X線照射在鉑氰化鋇、氯化鋅、硫化鎘、鎢酸鈣等物體上，即激發產生可見熒光。是透視檢驗基礎，也是攝片時使用增感屏原理。熒光強弱與X線能量成正比，這種作用是應用X線作透視基礎。第9頁3．感光效應涂有溴化銀膠片經X線照射后能夠感光，產生潛影，經顯影、定影處理后形成灰階度不一樣X線照片．這就是X線攝影基礎。第10頁4．電離效應X線穿過物體而被吸收時．能產生電離作用，使組成物質分子分解成正負離子。X線照射空氣可使其產生正負離子而成為導體。經過測量空氣電離程度能夠檢測X線劑量。第11頁電離效應可引發人體生物學方面改變。x線能對生物組織產生破壞作用，其損害程度與吸收X線量成正比，利用這個作用，可進行腫瘤放射治療，同時也是要充分重視X線防護原因。第12頁三、X線衰減在X線束中，光子能量吸收和散射，使x線強度減弱，這個過程叫衰減。(一)X線衰減基本關系式當X線穿過受檢體時，因為它與物質間相互作用，產生吸收和散射，致使輸出光子數少于輸入光子數。第13頁設N為作用于受檢體總光子數，

N為X線經過厚度為

x受檢體時所損失光子數，則有：

N＝-N

x（1-1）式中百分比常數

稱為X線衰減系數。因為X線束損失了部分光子，因而N為負值。在受檢體內某一區域，產生相互作用光子數取決于入射光子數、作用距離和受檢物質。

第14頁若入射光子數為Ni，行經X距離后，余下光子數為No，對于均勻物質借助(1-1)式微分形式，則有：得指數型衰減關系式：(1-2)(1-3)第15頁X線輸出強度Id(x,y)與入射強度Ii(x,y)之間關系強度是每單位面積能量，可表示為每單位面積光子數乘以每個光子能量。假如考慮到入射X線束也含著一個能量譜，那么，線性衰減系數

將是空間坐標與能量函數。在(1-3)式基礎上，可得檢測器上輸出強度為：

式中I0(

)是X線束入射強度，表示為每一光子能量

函數，

(x,y,z,

)為受檢體每一區域內線衰減系數。括號項是在每一xy平面和每一光子能量下強度傳輸。第16頁(二)X線哀減機制全部物質衰減系數取決于射線束中光子能量和物質內所含元素原子系數。因為展現衰減作用是物質質量，因而衰減系數慣用質量衰減系數

/

來表征。其中

為密度。在醫用X線能量范圍內(<200kev)，衰減作用產生有三種機制：相干散射、光電吸收和康普頓散射。高原子序數材料光電吸收作用很顯著。所以，放射學診療中，常選取高原子序數材料作發光材料或造影劑，以增強對比度。第17頁在診療能量范圍內，康普頓散射是x線在生物組織內哀減主要原因、在X線診療能量區，散射光子能量與原光子能量能夠相比擬，還有如原始X射線穿透力，若進入顯像系統，會使影像變得含糊。

第18頁動物肌肉衰減系數幾乎與水相等，而對脂類組織顯得略低，骨筋(含鈣較多)則在低能區展現顯著光電效應--------說明X線影像上骨路陰影顯著界限。在高能區，主要是康普頓散射引發衰減，對各種成份表現出相同衰減特征。衰減系數依賴于光子能量概念，使我們能較深入地了解入射成像過程，有益于診療疾病。第19頁四、X線量與質(一)X線強度X線強度是指單位時間內經過與X線方向垂直單位面積內輻射能量，表示X線量。通常管電壓不變，用管電流來調整X線酌強度。診療上常以X線管管電流(mA)與X線照射時間(s)乘積來表示X線輻射量，即mA

s(毫安秒)。管電流測量是將mA表串接在X線機高壓次級電路中進行測量。照射時間是用限時器來控制。取二者乘積。有用一塊mAs表串接在高壓次級電路中直接測量。第20頁(二)X線硬度X線硬度是指X線穿透物質本事大小，表示X線質。X線硬度決定于每個光子能量大小，與光子數目無關。加于X線管電壓愈高，電子抵達陽極靶時速度愈大，轉化為光能能量愈多，產生X線波長就愈短，則X線硬度就愈大。X線硬度是指加在X線管兩極間電壓高低。第21頁五、X線在醫學診療中應用(一)x線檢驗x線檢驗是應用x線穿透能力、熒光作用和感光作用，在穿透動物體后使各種結構在熒光屏或膠片上顯示影像而到達診療目標一門學科。現今x線檢驗巳被應用于臨床各科。檢驗范圍包括到動物體各部。第22頁X線攝影：X線攝影是利用一些物質能感光原理，把X線產生影像轉變為潛影，再用化學方法或其它方法使之顯示出來；最慣用為X線膠片。X線膠片在正反兩面都涂有藥膜，能夠直接感光；還能夠利用增感屏使感光作用加強，以降低曝光量和曝光時間。第23頁按照攝影方法不一樣，通常將其分為常規攝影和持殊攝影兩種。(1)常規攝影：這是一個最常出，不需要另加從屬設備儉奮方法。主要依靠動物體內各組織之間密度及厚度個同，而產生深淺不一陰影，可應用于動物體各部，最慣用于胸部、骨骼、關節。第24頁(2)特殊攝影：普通是指慣用特殊設備或特殊方法而進行攝影檢驗，大多在常規攝影基礎上為了深入了解情況而進行。主要有：第25頁1、X線間接攝影：是利用普通攝影機或光學反射裝置將熒光屏上所顯示人體臟器影像攝成照片一個X線檢驗方法。2、X線高千伏攝影：是指使用管電隸屬于120kV以上所產生X線做攝片檢杏。高千伏X線穿透量大，因而能夠縮短曝光時間，改進影像清楚度。

第26頁3、X線放大攝影：是有意識地將物體與膠片距離增大而使影像直接放大一個檢驗方法。放大攝影可顯示動物體微細結構，較多用于觀察骨路結構微小改變，對顯示細小塵肺結節亦有一定幫助。臨床血管造影加用放大攝影，以觀察分支較紉血管。X線放大攝影對一些病變早期診療很有幫助。

第27頁4、X線靜電攝影：是一個不用鹵化銀膠片作為感光材料攝影方法。它依靠一些半導體材料光敏導電特征或氣體、液體電離來進行攝影。出于這類方法含有不要暗室、速度快、價廉，并只圖像含有特殊靜電邊緣增強效應，能改變一些照片質量等優點，日益為人們所重視。這類方法包含干板X線攝影、離子攝影、靜電圖像轉移法、逆移電場法等。第28頁5、軟X線攝影：是利用X線譜中波長較長軟X線透過動物體軟組織，使膠片感光一個攝影方法。近年來，鉑靶X線管專供軟組織尤其是乳腺軟X線攝影。6、X線體層攝影：它能夠使動物體某部位事先選擇一個深部層次，在X線片上顯影清楚。而其它前后各層結構則顯影含糊或不顯影。X線體層攝影方法很多，主要有：一次多層體層攝影、自體層攝影、線形及其它軌跡體層攝影、橫軸體層攝影、曲面體層攝影、干板體層攝影。第29頁7、X線電影攝影：是用電影攝影機將增強后影像連續成單個畫面拍攝下來。影片沖洗后再用電影機映出，以觀察動物體活動器官如消化道、尿路、心肺和四肢關節等生理功效與病理改變：此法慣用于心臟和血管等各種快速造影檢驗攝影。8、電子X線攝影；是利用磁盤、錄像、電視透視和攝影等設備和技術，將存貯X線影像清楚地攝取照片。此法慣用于呼吸和消化系統攝影。它既能降低曝光量，又可提升影像分辨率第30頁9、X線記波攝影：是應用定向、等速移動多裂隙鉛柵在X線片上統計心臟、大血管或食管、胃等一些臟器邊緣機械運動一個X線檢驗方法。慣用有兩種方式：一個是X線片移動階段記波，另一個是鉛柵移動連續記波。后者可同時觀察臟器外形，應用更為普遍。10、X線電視：把X線影像增強管輸出熒光影像，經過電子掃描轉換成為影像信號，又將適當處理后視頻信號加在監視器上，則在電視屏幕上可展現出影像，這就是x線電視。第31頁X線造影攝影利用了體內組織和器官密度差異，有自然對比才能顯示可提供觀察影像。體內還有許多組織和器官缺乏這種差異，用常規方法檢驗不能給予區分。為了使這些缺乏自然對比結構顯影，就必須應用人工造影方法介入一個對比劑(通常稱為造影劑)，或應用氣體使其密度顯著降低，或應用高密度造影劑使其密度顯著增高，從而能使其顯影。這種人工顯影方法，即稱為X線造影檢驗。第32頁依據動物體各部結構在解剖和生理方面不一樣，介入造影劑路徑有直接注入、生理排泄和生理積聚三種，以前兩種應用最為普遍。X線造影檢驗是X線診療工作中應用廣泛而又甚為有效方法第33頁X線醫學影像學進展X線醫學影像學發展過程大致可分為三階段：第一階段是從倫琴發覺X線后出現早期X線機，到20世紀40年代末期。這一時期，X線管、X線高壓發生器、機械設備等都還比較原始，其基本方法是醫生在暗室坐在熒光屏前，觀察投影圖像，也就是透視。主要觀察動物體組織宏觀形態學情況和變異，處于含有空間分辨率診療水平上。第34頁第二階段是從20世紀50年代初到60年代未期。在這一時期，因為X線機配置了影像增強器和電視，在X線管技術方面實現了旋轉陽極和小焦點以及12波整流技術和次級控制等新型儀器。因為縮短了攝影時曝光時間，進入了動態觀察時期。因為采取了影像增強器和電視系統，不但增加了X線圖像亮度，而且還提升了分辨率和增加了許多信息．從而使醫生從暗室中解放出來。在圖像處理方面也創造了條件，如對圖像減影、潛影等，由此可突出圖像中診療所需要信息，提升診療準確率。第35頁在這一階段，還研制出了高性能X線管，它們含有焦點小、功率大和高速旋轉陽極X線管。在操作方面趨于簡單化，它從原來kV、mA、s三按鈕技術過渡到了選擇kv、mAs二按鈕技術。今后，因為采取了程控和自動曝光技術，實現了一鈕技術，即器官技術。在控制臺上，只要按一下列圖示器官．它就能夠自動選取最正確參數并進行攝影，實現丁計算機控制。第36頁第三階段是從70年代初開始，在這一時期出現了電子計算機X線斷層掃描裝置(X-CT)，從此X線診療設備進入了計算機時代。近年，因為網絡技術發展，遠程放射學已進人實際應用階段。第37頁第二節醫用X線設備一、X統機分類醫用X線機分類法不盡一致。按機器高壓整流方式分為自整流式、半波整流式、單相全波整流式、三相全波整流式和倍壓整流式等；按散熱方式分為空冷式、油冷式、油循環冷卻式；按機器輸出管電流大小分為10～1000mA；按機械結構和輸出量分為大、中、小型；按用途分為診療和治療用兩大類。第38頁診療用X線機診療用X線機若按機械結構方式分類，主要有以下幾個：1．攜帶式：結構簡單，攜帶輕便，安裝輕易，對電源要求不高。普通規格為50～75kV，10～30mA，適合用于出診。2．移動式：結構較簡單，將全部機件裝在活動車架上，供推進使用，普通規格為40～85kV，30～150mA，多用組合機頭。適合用于病房、手術室。3．固定式：品種甚多，結構較為復雜，規格在40～150kV，50～1000mA以上。第39頁診療用X射線機是依據醫學診療需要,將電能轉化為X射線一個裝置。其基本組成都有以下四部分組成：X射線管裝置－－－－產生X射線高壓發生裝置－－－為X射線管提供電壓和燈絲電壓控制裝置－－－控制X射線發生時間和調整X射線量與質各種輔助裝置－－－滿足診療需要第40頁X線機主要部件及線路燈絲變壓器(降壓)毫安電流表千伏電壓表X線開關X線管靶高壓變壓器6～12V自偶變壓器交流220V保險絲電源開關燈絲第41頁HF51系列高頻50KW遙控X射線機第42頁安科AN6150全功效數字X射線攝影系統第43頁意大利RADIUS系列C型臂X射線機第44頁四、X線機使用與維護（一）X線機使用要求使用者了解機器性能，熟練地進行操作。操作時應注意維護電纜、移動床及管架時動作要輕，不施加重力或暴力，各個旋鈕必須注意放松或旋緊。不應有不負責任、操作粗野等工作作風。開動機器時，必須有一定次序，不能圖省事而不顧對機器損壞。第45頁操作次序為：①接通電源．檢驗電源電壓表指示是否正常；②檢驗機器各部件是否均在正常位置；③選擇投照條件，并正確切換各個選擇閘；④選擇所需kV值；⑤擺好動物位置；⑥再檢驗各個調整是否正常；⑦曝線(曝光)；⑧曝線結束，