x線講解(X射線的基本知識有哪些)
1.X射線的基本知識有哪些
X射線是一種波長很短、能量很高的電磁波，是由高能電子的減速或由原子內(nèi)層軌道電子的躍遷產(chǎn)生的。
其波長介于光學(xué)的紫外光與Y射線的波K之間（見圖7—1），從10的-6次方nm到l0nm。在常規(guī)X射線光譜分析巾所涉及的波長范圍從0.01nm(UK。
線)至2nm(FK。線)。
x射線可以通過X射線管產(chǎn)生。X射線管內(nèi)部抽成真空，設(shè)有陰極（燈絲）和陽極（靶子）及出射窗口，在陽極和陰極之間施加數(shù)卜千伏直流高壓。
考試&大&在陰極回路中被加熱的電子在陽極高壓的吸引下，以極高的速度射向陽極，這時就有x射線自陽極發(fā)出，通過極薄的鈹窗射至管外。
2.你對X線了解有多少
1895年11月8日傍晚，德國科學(xué)家倫琴新發(fā)現(xiàn)一種尚未為人所 知的新射線，便取名為X射線。
另外他還發(fā)現(xiàn)X射線還可以穿透肌 肉顯示出骨骼的輪廓。第一張具有歷史意義的照片是他夫人手骨的照片，手指骨骼和結(jié)婚戒指在底片上清晰可見。
1895年12月28日 倫琴向維爾茨堡物理醫(yī)學(xué)學(xué)會遞交了一篇關(guān)于X射線的論文《一種 新射線一一初步報告》。 這報告轟動了整個新聞界，幾天后就傳遍 了全世界。
X線從一發(fā)現(xiàn)就被用于醫(yī)學(xué)檢查。在計算機(jī)技術(shù)和射線 探測器件飛速發(fā)展的今天，X線影像檢查設(shè)備日新月異。
計算機(jī)斷 層攝影（CT）、計算機(jī)X射線攝影（CR）、直接數(shù)字射線攝影（DR）、數(shù)字減影（DSA）介人手術(shù)治療及檢查等等都已成為醫(yī)生臨床診斷 及治療離不開的有效手段。 就像藥物治療會有副作用一樣，接受X線檢查時，被X線照射 的組織器官細(xì)胞也會受到一定程度的傷害，但這種損傷沒有立竿見 影的自我感覺。
如果損傷輕微，致病的可能性就很小；如果射線損 傷較重，就會導(dǎo)致致死性癌癥或遺傳性疾病的發(fā)生。事實證明：任 何生物在X線的大劑量長時間照射下最后都會死亡。
人體各種組織 器官對射線損傷的敏感程度不一樣，其敏感程度由大到小的排序如 下：胚胎、性腺、乳腺、眼晶體、甲狀腺、肝、腎、腦、肌肉。國際輻射防護(hù)委員（ICRP）研究證實，輻射致癌及遺傳性疾患 是劑量線性無閾的，也就是說受照射越多，患致死性癌癥及遺傳性 疾患的可能性越大。
1CRP提出，輻射防護(hù)應(yīng)遵循三項原則：使用輻 射正當(dāng)化、防護(hù)最優(yōu)化和個人劑量限值。我國采納了 ICRP的建議，并由主管部門制定了一系列輻射防護(hù)規(guī)章、標(biāo)準(zhǔn)，以保障職業(yè)人員、受檢者和公眾的放射衛(wèi)生安全。
國家衛(wèi)生部在2002年1月3日發(fā)布 了《國家放射工作衛(wèi)生防護(hù)管理辦法》。 其中明確規(guī)定：“（用放 射射線）對患者和受檢者進(jìn)行診斷、治療時，應(yīng)當(dāng)按照操作規(guī)程， 嚴(yán)格控制受照劑量，對臨近照射的敏感器官和組織應(yīng)當(dāng)進(jìn)行屏蔽防 護(hù)。
對孕婦和兒童進(jìn)行醫(yī)療照射時，應(yīng)當(dāng)告知對健康的影響。”衛(wèi) 生部在《醫(yī)用X線診斷防護(hù)安全操作要求》中還明確規(guī)定，對人體 敏感部位和組織（如性腺、甲狀腺、乳腺等）應(yīng)采取適當(dāng)屏蔽保護(hù)。
拍片和透視是最常用、最基本的檢查手段：拍胸片患者上身越 裸越好，以免內(nèi)衣扣、胸罩鉤、項鏈等擋住病變部位。給嬰幼兒檢 查時，最難的是固定嬰兒的體位，家長千萬別舍不得孩子啼哭而不 讓捆綁固定，否則你的寶寶將受到不必要的全身照射，你也得陪著 接受一次X線傷害。
非檢查部位，特別是射線敏感器官應(yīng)盡量遠(yuǎn)離 照射野，例如拍上（手）、下肢（足）片時，將手臂、腿伸直，甲狀腺、乳房、性腺遠(yuǎn)離照射野。這些都是患者應(yīng)該主動配合的。
透視的時 候你可以醫(yī)生盡量采用脈沖式曝光，這樣醫(yī)生自然知道你懂的防護(hù)， 也會更加標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)行操作了。 CT的實質(zhì)也是利用X線成像，CT掃描對人體的損傷比拍片要 高出100多倍，做一次CT全身掃描體檢，會使受檢者輻射致癌的危險性增加約8%Q但是很少有人一次要求對全身進(jìn)行掃描檢查。
如 果你是做頭部CT檢查時，你可以要求醫(yī)生用防護(hù)服擋住你的脖子（甲 狀腺）到大腿的中上部（性腺）。 另外你最好要把眼睛閉上。
這就 是最簡單有效的自我保護(hù)。在醫(yī)院如果你因為乳腺疾病而被要求乳腺攝影時，你可以拒絕。
截止到2004年底，沒有一個經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家的主管部門批準(zhǔn)計算機(jī)X 線（CR）乳腺攝影用于臨床診斷，更不能用于乳腺癌普查。因為在 醫(yī)院的首選檢查是超聲檢查。
作為常識，大家應(yīng)該知道，超聲和磁 共振檢查是對人體沒有任何損傷的：至少現(xiàn)在的科學(xué)還沒有發(fā)現(xiàn)。放射科醫(yī)生有義務(wù)告訴患者，患者也有權(quán)利知道，X線檢查的 利與弊、有無其他可替代的方法，在征得患者的同意后再開單檢 查，尤其是對孕婦、嬰幼兒患者，更應(yīng)慎重。
一般孕婦如果接受了 5葛瑞（一種單位）的X射線暴射量，相當(dāng)于照20張腹部X光片 或2次的骨盆計算機(jī)斷層，此種劑量下將來胎兒導(dǎo)演的機(jī)會將增加 40%。但是實際上幾乎沒有醫(yī)院這樣做。
患者也應(yīng)該拒絕一切不正 當(dāng)?shù)腦線檢查?？傊?，X線用于醫(yī)學(xué)檢查應(yīng)依法、科學(xué)和規(guī)范。
輻射致癌是隨 機(jī)事件，致癌的危險度是大量人群發(fā)病事件的統(tǒng)計結(jié)果。在使用科 學(xué)和規(guī)范的情況下，拍攝一次胸片，患者致癌的可能性僅為十萬分之一，甚至更低，所以患者不要談射線色變。
3.X射線譜的基本原理
X射線譜可分為發(fā)射區(qū)射線譜和吸收區(qū)射線譜，波長范圍為700~0.1┱。發(fā)射譜有兩組：連續(xù)譜和疊加其中的標(biāo)識（特征）譜。
連續(xù)X射線譜 高速帶電質(zhì)點（如電子、質(zhì)子、介子等）與物質(zhì)相碰，受物質(zhì)原子核庫侖場的作用而速度驟減，質(zhì)點的動能轉(zhuǎn)化為光輻射能的形式放出。帶電質(zhì)點的速度從υ1降到υ2，相應(yīng)地發(fā)生波長為 λ0
的輻射，這是h是普朗克常數(shù)，с為光速，m是帶電質(zhì)點的質(zhì)量。因此連續(xù)譜存在一短波限，其最短波長λ0相應(yīng)于υ2=0時的波長。例如，在普通X射線管中，管電壓為V（伏）時，，其中e為電子電荷。
1a是鎢陽極X射線管在不同管壓下的連續(xù)X射線譜，1b是相同管電壓（10kV）下不同陽極材料的連續(xù)X射線譜。連續(xù)譜的λ0與陽極的原子序數(shù)Z無關(guān)，它僅與質(zhì)點的動能有關(guān)，Z只影響連續(xù)譜的積分強(qiáng)度，X射線的輸出功率為kiZV2(i為管電流)，其效率為kZV,k=1.1~1.4*10-9。強(qiáng)度最大值的波長。X射線管所發(fā)射的連續(xù)譜強(qiáng)度在空間各個方向的分布是不相等的。
連續(xù) X射線譜中某一波長的強(qiáng)度與管電壓存在著嚴(yán)格的線性關(guān)系，根據(jù)這一關(guān)系外推，可得相應(yīng)于該波長的管電壓，利用這個方法可求得相當(dāng)精確的兩個基本物理常數(shù)h和e的比值。
標(biāo)識（特征）X射線譜，當(dāng)沖擊物質(zhì)的帶電質(zhì)點或光子的能量足夠大時，物質(zhì)原子內(nèi)層的某些電子被擊出，或躍遷到外部殼層，或使該原子電離，而在內(nèi)層留下空位。然后，處在較外層的電子便躍入內(nèi)層以填補(bǔ)這個空位。這種躍遷主要是電偶極躍遷，躍遷中發(fā)射出具有確定波長的線狀標(biāo)識X 射線譜。式中εn2和εn1分別是原子系統(tǒng)初態(tài)和終態(tài)的能量。標(biāo)識X射線譜通常按發(fā)生躍遷的電子狀態(tài)來分類。電偶極躍遷必須滿足選擇定則：Δn0，ΔЛ=±1和Δj=±1,0（除j=0→0的躍遷外），其中n、Л、j分別表示主量子數(shù)，軌道角動量量子數(shù)和總角動量量子數(shù)。用K、L、M、N……表示主量子數(shù)n=1、2、3、4……殼層的能級，當(dāng)n=2的電子躍遷到n=1殼層時，所發(fā)射出的輻射稱Kα系；n=3的電子躍遷到n=1殼層時，其輻射稱Kβ系。
n=3的電子躍遷到n=2殼層所發(fā)射出的輻射為Lβ系；n=4的電子躍遷到n=2殼層時，其輻射稱Lα系。……同理類推可得M系、N系……等標(biāo)識 X射線譜。經(jīng)常遇到的是強(qiáng)度大的K系和L系標(biāo)識X 射線譜。由于能級劈裂，各系譜線由幾條相近的波長所組成，如Kβ系由雙線所組成，雙線的波長差為0.004±0.001┱，Z愈大，相差愈小，λ與λ的強(qiáng)度比約為2:1。物質(zhì)原子外層的電子狀態(tài)，也會影響內(nèi)層電子的能級，因此發(fā)射譜還存在著精細(xì)結(jié)構(gòu)。
X射線吸收譜，X射線通過試樣時，其強(qiáng)度隨線吸收系數(shù)μ和試樣厚度t按指數(shù)衰減I-I0e-μt。質(zhì)量吸收系數(shù)μm=μ/ρ=σm+τm這里ρ為試樣的密度；σm是散射吸收系數(shù)，是表示相干（湯姆孫）散射和非相干（康普頓）散射過程的結(jié)果；τm為光電吸收系數(shù)，它是由于內(nèi)光電效應(yīng)的結(jié)果。在0.5~500┱波長范圍，τm起主要作用，σm實際上完全由相干散射所決定，其數(shù)值約為0.2cm2/g。
這里A是原子量，當(dāng)（λZ）從8變到1000，ψ（λZ）從0.05線性地增加到 0.5。對于每一種元素，在某一嚴(yán)格確定的波長，μm發(fā)生突變。這種μm的跳躍變化，是由于輻射光子的能量增加到一定程度，能夠激勵正常態(tài)的內(nèi)層電子。如果被激勵的是K層電子，得到K系吸收限λK；如果被激勵的是L層電子得到L系吸收限λL；……如圖2所示。在吸收限之上，隨著入射光子能量的增加，吸收曲線上出現(xiàn)振蕩起伏變化的小峰（圖3）。當(dāng)能量大于吸收限1keV時，吸收系數(shù)單調(diào)下降。能量大于吸收限5~30eV，稱近吸收限區(qū)，這一區(qū)域與原子能級和四周原子有關(guān)。高于吸收限30~1000eV為擴(kuò)展吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)區(qū)（見擴(kuò)展X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)譜）。這一區(qū)域反映著周圍原子的影響。
4.影像學(xué)的X線成像
（一）X線的產(chǎn)生 1895年，德國科學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)了具有很高能量，肉眼看不見，但能穿透不同物質(zhì)，能使熒光物質(zhì)發(fā)光的射線。
因為當(dāng)時對這個射線的性質(zhì)還不了解，因此稱之為X射線。為紀(jì)念發(fā)現(xiàn)者，后來也稱為倫琴射線，現(xiàn)簡稱X線（X-ray）。
一般說，高速行進(jìn)的電子流被物質(zhì)阻擋即可產(chǎn)生X線。具體說，X線是在真空管內(nèi)高速行進(jìn)成束的電子流撞擊鎢（或鉬）靶時而產(chǎn)生的。
因此，X線發(fā)生裝置，主要包括X線管、變壓器和操作臺。X線管為一高真空的二極管，杯狀的陰極內(nèi)裝著燈絲；陽極由呈斜面的鎢靶和附屬散熱裝置組成。
變壓器為提供X線管燈絲電源和高電壓而設(shè)置。一般前者僅需12V以下，為一降壓變壓器；后者需40~150kV（常用為45~90kV）為一升壓變壓器。
操作臺主要為調(diào)節(jié)電壓、電流和曝光時間而設(shè)置，包括電壓表、電流表、時計、調(diào)節(jié)旋鈕和開關(guān)等。在X線管、變壓器和操作臺之間以電纜相連。
X線機(jī)主要部件及線路見圖1-1-1。X線的發(fā)生程序是接通電源，經(jīng)過降壓變壓器，供X線管燈絲加熱，產(chǎn)生自由電子并云集在陰極附近。
當(dāng)升壓變壓器向X線管兩極提供高壓電時，陰極與陽極間的電勢差陡增，處于活躍狀態(tài)的自由電子，受強(qiáng)有力的吸引，使成束的電子，以高速由陰極向陽極行進(jìn)，撞擊陽極鎢靶原子結(jié)構(gòu)。此時發(fā)生了能量轉(zhuǎn)換，其中約1%以下的能量形成了X線，其余99%以上則轉(zhuǎn)換為熱能。
前者主要由X線管窗口發(fā)射，后者由散熱設(shè)施散發(fā)。（二）X線的特性 X線是一種波長很短的電磁波。
波長范圍為0.0006~50nm。X線診斷常用的X線波長范圍為0.008~0.031nm（相當(dāng)于40~150kV時）。
在電磁輻射譜中，居γ射線與紫外線之間，比可見光的波長要短得多，肉眼看不見。除上述一般物理性質(zhì)外，X線還具有以下幾方面與X線成像相關(guān)的特性：穿透性：X線波長很短，具有很強(qiáng)的穿透力，能穿透一般可見光不能穿透的各種不同密度的物質(zhì)，并在穿透過程中受到一定程度的吸收即衰減。
X線的穿透力與X線管電壓密切相關(guān)，電壓愈高，所產(chǎn)生的X線的波長愈短，穿透力也愈強(qiáng)；反之，電壓低，所產(chǎn)生的X線波長愈長，其穿透力也弱。另一方面，X線的穿透力還與被照體的密度和厚度相關(guān)。
X線穿透性是X線成像的基礎(chǔ)。熒光效應(yīng)：X線能激發(fā)熒光物質(zhì)（如硫化鋅鎘及鎢酸鈣等），使產(chǎn)生肉眼可見的熒光。
即X線作用于熒光物質(zhì)，使波長短的X線轉(zhuǎn)換成波長長的熒光，這種轉(zhuǎn)換叫做熒光效應(yīng)。這個特性是進(jìn)行透視檢查的基礎(chǔ)。
攝影效應(yīng)：涂有溴化銀的膠片，經(jīng)X線照射后，可以感光，產(chǎn)生潛影，經(jīng)顯、定影處理，感光的溴化銀中的銀離子（Ag ）被還原成金屬銀（Ag），并沉淀于膠片的膠膜內(nèi)。此金屬銀的微粒，在膠片上呈黑色。
而未感光的溴化銀，在定影及沖洗過程中，從X線膠片上被洗掉，因而顯出膠片片基的透明本色。依金屬銀沉淀的多少，便產(chǎn)生了黑和白的影像。
所以，攝影效應(yīng)是X線成像的基礎(chǔ)。電離效應(yīng)：X線通過任何物質(zhì)都可產(chǎn)生電離效應(yīng)。
空氣的電離程度與空氣所吸收X線的量成正比，因而通過測量空氣電離的程度可計算出X線的量。X線進(jìn)入人體，也產(chǎn)生電離作用，使人體產(chǎn)生生物學(xué)方面的改變，即生物效應(yīng)。
它是放射防護(hù)學(xué)和放射治療學(xué)的基礎(chǔ)。 X線之所以能使人體在熒屏上或膠片上形成影像，一方面是基于X線的特性，即其穿透性、熒光效應(yīng)和攝影效應(yīng)；另一方面是基于人體組織有密度和厚度的差別。
由于存在這種差別，當(dāng)X線透過人體各種不同組織結(jié)構(gòu)時，它被吸收的程度不同，所以到達(dá)熒屏或膠片上的X線量即有差異。這樣，在熒屏或X線上就形成黑白對比不同的影像。
因此，X線影像的形成，應(yīng)具備以下三個基本條件：首先，X線應(yīng)具有一定的穿透力，這樣才能穿透照射的組織結(jié)構(gòu)；第二，被穿透的組織結(jié)構(gòu)，必須存在著密度和厚度的差異，這樣，在穿透過程中被吸收后剩余下來的X線量，才會是有差別的；第三，這個有差別的剩余X線，仍是不可見的，還必須經(jīng)過顯像這一過程，例如經(jīng)X線片、熒屏或電視屏顯示才能獲得具有黑白對比、層次差異的X線影像。人體組織結(jié)構(gòu)，是由不同元素所組成，依各種組織單位體積內(nèi)各元素量總和的大小而有不同的密度。
人體組織結(jié)構(gòu)的密度可歸納為三類：屬于高密度的有骨組織和鈣化灶等；中等密度的有軟骨、肌肉、神經(jīng)、實質(zhì)器官、結(jié)締組織以及體內(nèi)液體等；低密度的有脂肪組織以及存在于呼吸道、胃腸道、鼻竇和乳突內(nèi)的氣體等。當(dāng)強(qiáng)度均勻的X線穿透厚度相等的不同密度組織結(jié)構(gòu)時，由于吸收程度不同，因此將出現(xiàn)如圖1-1-2所示的情況。
在X線片上或熒屏上顯出具有黑白（或明暗）對比、層次差異的X線影像。在人體結(jié)構(gòu)中，胸部的肋骨密度高，對X線吸收多，照片上呈白影；肺部含氣體密度低，X線吸收少，照片上呈黑影。
X線穿透低密度組織時，被吸收少，剩余X線多，使X線膠片感光多，經(jīng)光化學(xué)反應(yīng)還原的金屬銀也多，故X線膠片呈黑影；使熒光屏所生熒光多，故熒光屏上也就明亮。高密度組織則恰相反病理變化也可使人體組織密度發(fā)生改變。
例如，肺結(jié)核病變可在原屬低密度的肺組織內(nèi)產(chǎn)生中等密度的纖維性改變和高密度的鈣化灶。在胸片上，于肺影的背景上出現(xiàn)代表病變。
5.x線具有哪些特性,它們分別是什么的基礎(chǔ)
X線的是一種電磁波，它具有電磁波的共同屬性。此外具有物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等方面的特有性質(zhì)。
一.物理特性：
1.X線在均勻的、各項同性的介質(zhì)中，是直線傳播的不可見電磁波。
2.X線不帶電，故而不受外界磁場或電場的影響。
3.穿透作用：X線波長短具有較高能量，物質(zhì)對它吸收弱，因此具有很強(qiáng)的穿透本領(lǐng)。
4.熒光作用：某些物質(zhì)被X線照射后，能激發(fā)出可見熒光。
5.電離作用：具有足夠能量的X線光子能夠撞擊原子中的軌道電子，使之脫離原子產(chǎn)生一次電離。被擊脫的電子仍有足夠能量去電離更多的原子。
6.熱作用：X線被物質(zhì)吸收，最終絕大部分都將變成熱能，使物體產(chǎn)生溫度升高。
二.化學(xué)作用：
1.感光作用：X線和可見光一樣，同樣具有光化學(xué)作用，可使膠片乳劑感光能使很多物質(zhì)發(fā)生光化學(xué)作用。
2.著色作用：某些物質(zhì)如鉛玻璃、水晶等經(jīng)X線長期大劑量照射后，起結(jié)晶體脫落漸漸改變顏色稱著色作用或者脫水作用。
三.生物效應(yīng)特性：
X線在生物體內(nèi)也能產(chǎn)生電離及激發(fā)，使生物體產(chǎn)生生物效應(yīng)。特別是一些增殖性強(qiáng)的細(xì)胞，經(jīng)一定量的X線照射后，可產(chǎn)生擬制、損傷甚至壞死。
6.放射醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)知識
計算機(jī)X線攝影 CR computed radiography
數(shù)字X線攝影 DR digital radiography
直接數(shù)字X線攝影 DDR direct digital radiography
數(shù)字減影血管造影 DSA digital subtraction angiography
影像板 IP imaging plate
平板探測器 FPD flat panel detector
電荷耦合器件 CCD charge coupled device
調(diào)制傳遞函數(shù) MTF modulation transfer function
量子檢出效率 DQE detective quantum efficiency
醫(yī)用數(shù)字影像通訊 DICOM digital imaging and communication in medicine
電子束CT ECT electron beam computed tomography
圖像存儲和傳輸系統(tǒng) PACS picture archiving and communicating system
醫(yī)院信息系統(tǒng) HIS hospital information system
放射信息系統(tǒng) RIS radiology information system
7.X線透視原理是什么,X線攝影原理是什么
X光是波長介于紫外線和γ射線間的電磁波， X射線具有很強(qiáng)的穿透，醫(yī)學(xué)上常用作透視檢查，工業(yè)中用來探傷。
長期受X射線輻射對人體有傷害。X射線可激發(fā)熒光、使氣體電離、使感光乳膠感光，故X射線可用電離計、閃爍計數(shù)器和感光乳膠片等檢測。
晶體的點陣結(jié)構(gòu)對X射線可產(chǎn)生顯著的衍射作用，X射線衍射法已成為研究晶體結(jié)構(gòu)、形貌和各種缺陷的重要手段 涂有溴化銀的膠片，經(jīng)X線照射后，可以感光，產(chǎn)生潛影，經(jīng)顯、定影處理，感光的溴化銀中的銀離子（Ag+）被還原成金屬銀（Ag），并沉淀于膠片的膠膜內(nèi)。此金屬銀的微粒，在膠片上呈黑色。
而未感光的溴化銀，在定影及沖洗過程中，從X線膠片上被洗掉，因而顯出膠片片基的透明本色。依金屬銀沉淀的多少，便產(chǎn)生了黑和白的影像。
所以，攝影效應(yīng)是X線成像的基礎(chǔ)。
