x光机基本原理幻灯.ppt

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x光机基本原理幻灯

x光机基本原理 1.X光简介 2.X光概论 X-ray 是由德国仑琴教授在1895年所发现。这种由真空管发出能穿透物体的辐射线,在电磁光谱上能量较可见光强波长较短,频率较高,相类似之辐射线有宇宙射线等。? ? 利用高速电子撞击金属靶面产生 X射线的真空电子器件。又称X光管。分为充气管和真空管两类。1895 年 W.K.伦琴在进行克鲁克斯管实验时发现了 X射线 。克鲁克斯管就是最早的充气X射线管 ,其功率小 、寿命短、控制困难,现已很少应用。1913年 W.D.库利吉发明了真空X射线管。管内真空度不低于10-4帕。阴极为直热式螺旋钨丝,阳极为铜块端面镶嵌的金属靶。阴极发射出的电子经数万至数十万伏高压加速后撞击靶面产生X射线。 以后经过许多改进,至今仍在应用。 现代出现一种在阳极靶面与阴极之间 装有控制栅极的 X射线管,在控制栅 上施加脉冲调制,以控制X射线的输 出和调整定时重复曝光 。 X射线管用于医学诊断、治疗、 零件的无损检测 ,物质结构分 析 、光谱分析、科学研究等方面。 X-ray 产生方式有两种 (制动辐射) 高速电子突然减速后,其动能转变成能量释放出来,此能量即为X-ray,且此能量会随减速之程度而有所不同。 (特性辐射) 高速电子撞击原子和外围轨道上电子,使之游离且释放之能量,即为X-ray。 诊断用X-ray其产生方式所占比例: 30% 特性辐射70% 制动辐射. X-Ray特性 1.能穿透物体 ,2.为不可见光 ,3.於电磁波光谱内 ,4.波长范围广 ,5.直线散射 ,6光速进行 ,7.能使萤光物质发光 ,8.能使底片感光 ,9.会造成散射线 , 当X-ray进入物体时,会有三种情形发生 1.被物体吸收(Absorption), 2.产生散射线(Scatter), 3.穿透物体(Penetration) 影响Radiographic QualityX 光线照相术的质量之三要素: 1.Density (黑化度)- mAs,2.Contrast(对比度)- kVp,3.Sharpness(清晰度)- motion, Geometric,4.Distortion(失真度)- position, angle X线的发生程序是接通电源,经过降压变压器,供X线管灯丝加热,产生自由电子并云集在阴极附近。当升压变压器向X线管两极提供高压电时,阴极与阳极间的电势差陡增,处于活跃状态的自由电子,受强有力的吸引,使成束的电子,以高速由阴极向阳极行进,撞击阳极钨靶原子结构。此时发生了能量转换,其中约2%以下的能量形成了X线,其余98%以上则转换为热能。前者主要由X线管窗口发射,后者由散热设施散发。 X-Ray波长与影像上差别之关系 在X-ray穿透过病人,其穿透率主要和病人组织结构及X-Ray波长有关。 短波长X-ray (kV高) ,能量较高,穿透性好,造成在影像上对比度较低。 长波长X-ray (kV低) 能量较低,较易被人体所吸收,穿透性较差,而在影像上对比度较高. 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线管焦点尺寸与半影之间的关系 X线管焦点尺寸与半影之间的有着密切的关系:焦点尺寸越大,半影越大,影像锐利度越差 中心线倾斜摄影时不可使用格型栅。在使用格型栅的时,中心线只能垂直射入。否则,无论中心线向哪个方向倾斜均会产生严重的切割效应。 X线球管发射的X线束为锥形束 B、X线束位于被照体曝光面的大小称照射野 C、摄影时照射野应尽量大 D、X线束具有穿透能力 E、X线束中心部分的X线称为中心线 由于X线管焦点不是一个点,而是一个面。因此,在X线的投影中必然产生半影,X线照片影像必然大于被照体的实际尺寸。 X线透射成像是基于人体内不同结构的脏器对X线吸收的差别。一束能量均匀的X线投射到人体的不同部位,由于各部位对X线吸收的不同,透过人体各部位的X线强度亦不同,最后投影到一个检测平面上,即形成一幅人体的X线透射图像。检测器把X线强度转换为光强度, 电视摄像机又将光信号转换成电子信号。电子信号与检测到的X线量相匹配,再通过模/数转换器将电子信号转换为数字信号。一幅完整的数字X

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