第2章1-2016-03放射物理学基础-LGF.ppt

4、X线通过人体的衰减规律 人体组织对X线的衰减按骨、肌肉、脂肪、空气的顺序由大变小。 有些组织比其它组织能衰减更多的射线，这种差别就形成了X线影像的对比度。 为了增加组织间的对比度，常用各种人工造影检查，来扩大X线的诊断范围。 4、X线通过人体的衰减规律 μ愈大的物质，衰减X线愈多，骨对X线的衰减比水大，影像中骨在胶片上呈现灰白色。 20 keV低能射线，在不同组织中均以光电作用为主，这时骨的线性衰减系数(0.48m-1)是水的(0.078m-1)6倍，这样大的衰减差别在X线照片上呈现出强烈的对比。 100 keV X线照像，这时骨对X线的衰减仍比水大，差别仅0.6倍，影像的对比度明显降低。 μm＝Kλ3Z4 4、X线通过人体的衰减规律 随着射线能量的增加，散射作用占了绝对优势，光电作用仅占很少的份额，这时骨与水的衰减差别完全决定于密度的差别。 射线能量从20 keV到100 keV，X线的康普顿衰减系数仅减少20％，X线的光电衰减系数减少了99%以上。用100 keV的高能X线时，骨和水对X线的衰减差别几乎全部是由散射作用的数量不同造成。 4、X线通过人体的衰减规律 5、影响X线衰减的因素 (一)射线能量 表2-8 光电作用的百分数 X线能量 Z水=7.4 Z骨=13.8 ZNaI=49.8 (keV) 20 65% 89% 94% 60 7% 31% 95% 100 2% 9% 88% (一)射线能量 随着X线能量增加，光电作用的百分数下降；当Z增加时光电作用的百分数增加。 20keV的低能X线，不论吸收物质的Z如何，主要是光电作用。 高Z的吸收物质(NaI)，在整个诊断X线的能量范围内主要都是光电作用； Z较低的水和骨，随射线能量的增加，康普顿散射占主要地位。 1．射线能量 对相互作用的类型有影响外，也对X线的衰减有直接影响。 表2-9 通过10cm的水，单能射线透过的百分数 射线能量(keV) 透过的百分数(%) 20 0.04 30 2.5 40 7.0 50 10.0 60 13.0 80 16.0 100 18.0 150 22.0 透过光子的百分数随射线能量的增加而增加。 对低能光子，绝大部分通过光电作用被衰减，只有极少数光子透过。随着射线能量的增加，康普顿散射占了优势，透过光子的百分数仍然随射线能量的增加而增加。 一般规律：不管哪一种基本作用占优势，都是射线的能量愈高，通过光子的百分数愈大。 高Z的吸收物质并不完全遵守这个规律。 (二)原子序数 原子序数 对低Z物质（ K边缘低，康普顿为主），当射线能量增加时透过量增加；对高Z的吸收物质，射线能量增加时，透过量还可能下降（ K边缘高，光电起作用） 。 这种明显矛盾是因为当射线能量等于或稍大于吸收物质原子的K电子结合能时，光电作用发生突变，发生突变的这个能量值称为K边缘。 也可是L边缘或M边缘。 表2-10 通过1mm铅，单能射线透过的百分数 射线能量(keV) 透过百分数(%) 50 0.016 60 0.40 80 6.8 88 12.0 铅的K边界 88 0.026 100 0.14 150 0.96 X线的人工造影检查中，常使用I剂和Ba剂，因为它们具有毒性低的特点以外，在物理性能上它们有着很理想的K结合能(碘33.2keV，钡37.4keV)，这些能量正是诊断X线的平均能量。因此，有更多的光电作用发生在K层。 用I和Ba作对比剂，能比高Z的物质吸收更多的射线，形成X线影像的高对比度。 (三)组织的密度 在X线通过人体的衰减中，组织的密度是重要的因素。一定厚度时，密度决定着电子的数量，同时也决定组织阻止射线的能力，组织密度的不同才产生了X线影像。