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X射線在醫學中的應用
- 分類：公司新聞
- 作者：
- 來源：
- 發布時間：2018-03-13 09:11
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【概要描述】X射線應用于醫學診斷，主要依據X射線的穿透作用、差別吸收、感光作用和熒光作用。由于X射線穿過人體時，受到不同程度的吸收，如骨骼吸收的X射線量比肌肉吸收的量要多，那么通過人體后的X射線量就不一樣。
X射線在醫學中的應用
【概要描述】X射線應用于醫學診斷，主要依據X射線的穿透作用、差別吸收、感光作用和熒光作用。由于X射線穿過人體時，受到不同程度的吸收，如骨骼吸收的X射線量比肌肉吸收的量要多，那么通過人體后的X射線量就不一樣。
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- 發布時間：2018-03-13 09:11
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詳情
(一)X射線診斷
X射線應用于醫學診斷，主要依據X射線的穿透作用、差別吸收、感光作用和熒光作用。由于X射線穿過人體時，受到不同程度的吸收，如骨骼吸收的X射線量比肌肉吸收的量要多，那么通過人體后的X射線量就不一樣，這樣便攜帶了人體各部密度分布的信息，在熒光屏上或攝影膠片上引起的熒光作用或感光作用的強弱就有較大差別，因而在熒光屏上或攝影膠片上(經過顯影、定影)將顯示出不同密度的陰影。根據陰影濃淡的對比，結合臨床表現、化驗結果和病理診斷，即可判斷人體某一部分是否正常。于是，X射線診斷技術便成了世界上最早應用的非刨傷性的內臟檢查技術。
(二)X射線治療
X射線應用于治療，主要依據其生物效應，應用不同能量的X射線對人體病灶部分的細胞組織進行照射時，即可使被照射的細胞組織受到破壞或抑制，從而達到對某些疾病，特別是腫瘤的治療目的。
(三)X射線防護
在利用X射線的同時，人們發現了導致病人脫發、皮膚燒傷、工作人員視力障礙，白血病等射線傷害的問題，為防止X射線對人體的傷害，必須采取相應的防護措施。以上構成了X射線應用于醫學方面的三大環節——診斷、治療和防護。
醫用X射線設備的發展簡史
自1895年以來，X射線診斷與治療技術有了飛速的發展，主要進展可分為以下幾個階段：
(一)離子X射線管階段(1895～1912)
這是X射線設備的早期階段。當時X射線機的結構非常簡單，使用效率很低的含氣式冷陰極離子X射線管，運用笨重的感應線圈發生高壓，裸露式的高壓機件，更沒有精確的控制裝置。X射線機裝置容量小、效率低、穿透力弱、影像清晰度不高、缺乏防護0據資料記載，當時拍攝一張X射線骨盆像，需長達40～60min的曝光時間，結果照片拍成之后，受檢者的皮膚卻被X射線燒傷。
(二)電子X射線管階段(1913～1928)
隨著電磁學、高真空技術及其他學科的發展，1910年美國物理學家W．D．Coolidge發表了鎢燈絲X射線管制造成功的報告。1913年開始實際使用，它的最大特點是*鎢燈絲加熱到白熾狀態以提供管電流所需的電子，所以調節燈絲的加熱溫度就可以控制管電流，從而使管電壓和管電流可以分別獨立調節，而這正是提高影像質量所需要的。
1913年濾線柵的發明，部分地消除了散射線，提高了影像的質量。1914年制成了鎢酸鎘熒光屏，開始了X射線透視的應用。1923年發明了雙焦點X射線管，解決了X射線攝影的需要。X射線管的功率可達幾千瓦，矩形焦點的邊長僅為幾毫米，X射線影像質量大大提高。同時，造影劑的逐漸應用，使X射線的診斷范圍也不斷擴大。它不再是一件單純拍攝骨骼影像的簡單工具，卻已成為對人體組織器官中那些自然對比差(對X射線吸收差小)的胃腸道、支氣管、血管、腦室、腎、膀胱等也能檢查的重要的醫學診斷設施了。與此同時，X射線在治療方面也開始得到應用。
X光的產生方式
三種方式可產生X光：軔致輻射（Bremsstrahlung）、電子俘獲、內轉換，x光機產生X光的機理屬于軔致輻射。
電子俘獲：
β衰變包括3種方式：β-衰變、β+衰變和電子俘獲(EC).其中電子俘獲(EC)這種衰變可以表示為即母核俘獲1個核外軌道電子使核內1個質子轉變為中子，并放出1個中微子，所以子核的電荷數變為Z-1，而質量數保持不變.在一般情況下，K層上的電子被原子核俘獲的居多，因為K層最靠近原子核，被俘獲的概率最大，但是L層上的電子被俘獲的概率也是存在的.原子核在俘獲了電子之后，子核原子的K層或L層上將出現一個電子空位，當某一外層電子來填補這個空位時，可能會出現下面兩種情況之一：要么以標識X射線的形式將多余的能量釋放，要么將多余的能量交給另一層上的其他電子，此電子獲得能量而脫離原子，成為俄歇電子.伴有X射線或俄歇電子的發射是K俘獲過程的標志.
內轉換：
原子核可以通過某種方式(譬如β衰變)達到激發態，處于激發態的原子核可以通過發射γ射線躍遷到低激發態或基態，這種現象稱為γ衰變或稱γ躍遷.核能級躍遷所發出的光子與原子能級躍遷所發出的光子沒本質的差別，不同的是原子能級躍遷發射的光子能量只有eV~keV數量級，而核能級躍遷發射的光子能量卻有MeV數量級.在不考慮核的反沖時，光子能量Eg可以表示為下面的形式Eg=Es-Ex.有時原子核從激發態到較低能態的躍遷并不放出光子，而是把能量直接交給核外電子，使電子脫離原子，這種現象稱為內轉換(IC)，脫離原子的電子稱為內轉換電子.處于激發態的原子核可以通過放射γ光子回到基態，也可以通過產生內轉換電子回到基態，究竟發生的是哪種過程，完全決定于核的能級特性.內轉換電子的動能與殼層電子的電離能之和應是原子核的兩能級間的能量差.也就是等于在兩原子核能級間躍遷所輻射出的γ光子的能量.對于內轉換的研究是獲得有關核能級知識的重要手段.當然通過內轉換方式還可以產生原子的特征X射線.
x光機基本原理
X-ray是由德國侖琴教授在1895年所發現。這種由真空管發出能穿透物體的輻射線，在電磁光譜上能量較可見光強，波長較短，頻率較高，相類似之輻射線有宇宙射線，X-ray等。
產生X-Ray必須要有X光球管，而X光球管基本構造必須擁有：
陰極燈絲（Cathod）
陽極靶（Anode）
真空玻璃管（Evacuated glass envelope）
當然還要有電源能量供應
X射線特性
能穿透物體為不可見光於電磁波光譜內波長范圍廣直線散射光速進行能使螢光物質發光能使底片感光會造成散射線
當X-ray進入物體時，會有三種情形發生:
被物體吸收（Absorption)
產生散射現（Scatter）
穿透（Penetration）
影響圖像效果之四要素：
Density（黑化度）-mAs
Contrast（對比度）-kVp
Sharpness（清晰度）-motion,幾何參數
Distortion（失真度）-位置,角度
X射線波長與影片上對比度之關系
在X-ray穿透過病人，其穿透率主要和病人組織結構及X射線波長有關。
短波長X-ray(high kV)
能量較高，穿透性好，造成在影片上較低之對比度（low contrast）。
長波長X-ray(low kV)
能量較低，較易被人體所吸收，穿透性較差，而在影片上對比度較高（High contrast）。
應用
X光機廣泛應用于醫療衛生，科學教育，工業各個領域,例如X光機可用于醫院協助醫生診斷疾病，用于工業的無損探傷，火車站和機場的安全檢查等等。
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