X线成像基本原理,X线之所以能使人体组织在荧屏上或胶片上形成影像,一方面是基于X线的穿透性、荧光效应和感光效应;另一方面是基于人体组织之间有密度和厚度的差别。当X线透过人体不同组织结构时,被吸收的程度不同,所以到达荧屏或胶片上的X线量即有差异。
威廉·伦琴,德国人,1845年生于德国伦内普一个纺织商人家庭,在乌得勒支大学、苏黎世大学等求学,后在斯特拉斯堡大学等大学做讲师、教授、系主任。1895年在做阴极射线实验时发现了一种尚未为人所知的新射线,这就是X射线,X射线一直被广泛应用于医学诊断,并深深影响了20世纪许多重大科学发现。
X光振动原理是指X光在物质中传播时,与物质中原子的电子发生相互作用的过程。X光是一种电磁波,它的波长非常短,比可见光波长还要短得多,因此它可以穿透一些物质,如人体组织、金属、石头等。
当X光穿过物质时,它会与物质中的原子相互作用。这种相互作用主要有两种形式:一是光电效应,二是康普顿散射。其中,光电效应是指X光通过物质时,与物质中的原子电子相互作用,使电子被弹出原子,形成电离现象。康普顿散射是指X光穿过物质时,与物质中的原子发生非弹性碰撞,使X光的能量发生改变,同时使原子中的电子被激发。
X光的振动原理是基于这两种相互作用形式的。当X光与物质相互作用时,它的能量会被转移到物质中的原子或电子上,从而产生振动。这种振动的频率和振幅与物质中原子或电子的结构和性质有关。通过检测X光在物质中的振动情况,可以获得物质的结构信息,这就是X光晶体学的基本原理。
将阴极灯丝通电使之白炽电子就在真空中放出,如果两极之间加几十千伏以至儿百千伏的电压(叫做管电压)时,电子就从阴极向阳极方向加速飞行、获得很大的动能,当这些高速电子撞击阳极时。与阳极金属原子的核外库仑场作用,放出X射线。电子的动能部分转变为X射线能,其中大部分都转变为热能。
电子是从阴极移向阳极的,而电流则相反,是从阳极向阴极流动的,这个电流叫做管电流,要调节管电流,只要调节灯丝加热电流即可,管电压的调节是靠调整X射线装置主变压器的初级电压来实现的。
工作原理是利用X射线穿透物质和在物质中有衰减的特性来发现其中缺陷。X射线具有穿透性,它能穿透可见光不能穿透的物质。
X射线透过样品时,会产生吸收现象。物质的致密度、厚度的不同会使X射线影像成像出现差异
关于X射线
X射线是由德国的物理学者伦琴发现。现今广泛应用在医疗内科诊疗中。医学影像使用的X射线是利用X射线机产生。它的工作原理式利用高压电100kV或300kV的电压加到X射线管上,过程中产生的射线可以穿透5-50mm的钢板。(注:医疗用X射线机限制电压150kV以上,穿透力也会相应若一些)
X射线防护的必要性
X射线是五感无法察觉到的,因此在没有做遮蔽处理的空间中过度暴露在X射线下会给人体带来辐射伤害。所以从患者和医疗从业者的健康角度来说,X诊室必须做遮蔽保护。
遮蔽材料
X射线的遮蔽材料出了铅以外,混凝土,钢板,防辐射玻璃等材料也是可以使用的。
但是综合来讲铅的遮蔽效果是以上几种材料中最出色的。
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先写到这里,以后会陆续补充图表
是X射线原理。
X光机主要由X光管和电源以及控制电路等组成,而X光管又由阴极灯丝 (Cathod)和阳极靶(Anode)以及真空玻璃管组成,提供高压电场使灯丝上活跃的加速流向阴极,形成了高速的电子流。高速电子流穿透物体,经过ct透视仪处理,生成透视画面。
x射线无法穿透金属,因为金属对其有强烈的吸收。
骨骼含有大量的钙(一种金属),能够吸收x射线。
金属之所以能吸收x射线,是因为x射线的光波能量足够激发金属离子的内层轨道上的电子,该电子被激发时,就吸收x射线的光波能量,并发生跃迁,此时的x射线转化为电离能,并保持在电子内。
普通光的光波能量远远低于x射线,无法激发元素的电子,会被以光能的形式反射回来和以热能的形式吸收并弥漫的散发开来。
x射线照射在非金属上,也会激发其内层轨道上的电子,但非金属元素的电子发生跃迁所需的能量很低,即使所有电子都被激发,也不足以将x射线的能量都吸收干净,未被吸收的x射线就能透过人体的非骨骼部分了。
X射线是波长介于紫外线和γ射线 间的波长很短的电磁辐射。由德国物理学家W.K.伦琴于1895年发现,故又称伦琴射线。
透视原因
伦琴射线具有很高的穿透本领,能透过许多对可见光不透明的物质,如墨纸、木料等。这种肉眼看不见的射线可以使很多固体材料发生可见的荧光,使照相底片感光以及空气电离等效应。
一般来说,较大之原子有较大机会吸收X射线光子。人体软组织由较细之原子组成而骨头含较多钙离子,所以骨头较软组织吸引较多X射线。故此,X射线可以用作检查人体结构。
成像结果
将一片照相底片放置于人体后,X射线穿过人体内软组织(皮肤及器官)后会照射到底片,令这些部位于底片经显影后保留黑色;X射线无法穿过人体内的硬组织,如骨或其他被注射含钡或碘的物质,底片于显影后会显示成白色。
x光机是产生X光的设备,其主要由X光球管和X光机电源以及控制电路等组成,而X光球管又由阴极灯丝(Cathod)和阳极靶(Anode)以及真空玻璃管组成,X光机电源又可分为高压电源和灯丝电源两部分。
其中灯丝电源用于为灯丝加热,高压电源的高压输出端分别夹在阴极灯丝和阳极靶两端,提供一个高压电场使灯丝上活跃的电子加速流向阳极靶,形成一个高速的电子流,轰击阳极靶面后,99%转化为热量,1%由于轫致辐射产生X射线。
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