【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 數(shù) Z有關(guān)， Z越高，核內(nèi)正電荷越多，對(duì)電子的吸引力越大。 結(jié)合能：移走原子中某殼層軌道電子所需要的最小能量，稱為該殼層電子在原子中的結(jié)合能。原子能級(jí)是結(jié)合能的負(fù)值，兩者數(shù)值相等，方向相反。 ：（正常態(tài)）原子處于最低能量狀態(tài)（最穩(wěn)定） n=1 激發(fā)：原子吸收一定能量后電子自發(fā)地從低能級(jí)過渡到高能級(jí)的過程稱為激發(fā)。 n=2為第一激發(fā)態(tài)， n=3為第二激發(fā)態(tài)。 電離：當(dāng)原子中殼層電子吸收的能量大于其結(jié) 合能時(shí)，電子將脫離原子核的束縛成為自由電子，這一過程稱為電離。 激發(fā)和電離都是使原子的能量狀態(tài)升高，使原子處于激發(fā)態(tài)而不穩(wěn)定。 躍遷：處于激發(fā)態(tài)的原子，在極短時(shí)間內(nèi)，外層電子或自由電子將自發(fā)地填充其空位，并釋放出能量為兩能級(jí)差 hν的光子，這一過程稱為躍遷。（特征 X線即這個(gè)道理） ：將帶有正電荷的原子核自旋產(chǎn)生的磁場(chǎng)稱為核磁。但并非所有原子核自旋均產(chǎn)生核磁。若原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)均為偶數(shù)，則為非磁性原子核。磁性原子核需符合以下條件：①質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)均為奇數(shù)②質(zhì)子數(shù)為奇，中子數(shù)為偶③中子數(shù)為奇，質(zhì)子數(shù) 為偶。 人體磁共振成像的原子核為氫原子核，因?yàn)椋孩贇湓雍耸侨梭w最多原子核②氫原子核磁化率最高。 。 若產(chǎn)生磁共振的磁矩是順磁體中原子或離 8 放射醫(yī)學(xué)技術(shù)（中級(jí)） 子磁矩，則為順磁共振；若磁矩是原子核的自旋磁矩，則為磁共振；若磁矩為鐵磁體中的電子自旋磁矩，則為鐵磁共振。磁共振的頻率和靈敏度比順磁共振低得多。 利用順磁共振可研究分子結(jié)構(gòu)及晶體中缺陷的電子結(jié)構(gòu)；磁共振為研究固體結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵和相變過程的重要手段；鐵磁共振是研究鐵磁體中的動(dòng)態(tài)過程和測(cè)量磁性參量的重要方法。 RF進(jìn)行激發(fā)，氫原子核吸收能量發(fā)生磁共振現(xiàn)象，停止發(fā)射射頻脈沖，被激發(fā)的氫原子核把所吸收的能量逐步釋放出來，其相位和能級(jí)都恢復(fù)到激發(fā)前的狀態(tài)，這一恢復(fù)過程稱為弛豫過程，所用時(shí)間稱為弛豫時(shí)間。 弛豫時(shí)間分兩種：①自旋 晶格弛豫時(shí)間，又稱縱向弛豫時(shí)間，是 90176。射頻脈沖質(zhì)子由縱向磁化到橫向磁化后再恢復(fù)到縱向磁化激發(fā)前狀態(tài)的 63%所需時(shí)間，稱 T1。②自旋 自旋弛豫時(shí)間，又稱橫向弛豫時(shí)間，指的是橫向磁化維持到 37%所需時(shí)間，稱 T2。 T2衰減是由共振質(zhì)子之間相互磁化所引起，與 T1不同的是， T2引起相 位的變化。 “自發(fā)和受激輻射”理論是現(xiàn)代激光系統(tǒng)的物理學(xué)基礎(chǔ)。 吸收：原子吸收一個(gè)光子后從低能級(jí)躍遷至高能級(jí)的過程稱為受激吸收（激發(fā)或電離）受激吸收的特點(diǎn)：不是自發(fā)產(chǎn)生，必須由外來光子的作用，且外來光子的能量等于兩個(gè)能級(jí)的能量差，但對(duì)外來光子的振動(dòng)方向、傳播方向和位相沒有限制。 自發(fā)輻射：在無任何外界影響情況下，高能態(tài)原子會(huì)自發(fā)躍遷到基態(tài)或較低激發(fā)態(tài)，因這種躍遷不受外界影響自發(fā)產(chǎn)生，稱為自發(fā)躍遷，如躍遷時(shí)釋放的能量是以光輻射的形式放出，則這個(gè)過程稱為自發(fā)輻射。 受激輻射： 高能級(jí)原子在自發(fā)輻射之前，受到一個(gè)能量為 hν的光子誘發(fā)后，可釋放出一個(gè)與誘發(fā)光子特征完全相同的光子而躍遷到低能級(jí)，這個(gè)過程稱為受激輻射。持續(xù)的受激輻射形成的光束就稱為激光。 受激輻射的特點(diǎn)：①非自發(fā)產(chǎn)生②輻射出的光子與誘發(fā)光子特征完全相同，是相干光③受激輻射中的被激原子并不吸收誘發(fā)光子 的能量。 ：工作物質(zhì)、激發(fā)裝置和光學(xué)諧振腔。 激光器中能產(chǎn)生激光的物質(zhì)稱為工作物質(zhì)。激發(fā)裝置的作用是把處于低能級(jí)的原子激發(fā)到高能級(jí)上，使工作物質(zhì)實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。粒子處于亞穩(wěn)態(tài)，能停留較長時(shí)間不發(fā)生自發(fā)輻 射，是形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的必要條件。 光學(xué)諧振腔的作用：①產(chǎn)生和維持光放大②選擇輸出光的方向③選擇輸出光的波長。 11.激光器的分類：按工作物質(zhì)形態(tài)（液體、氣體、固體、半導(dǎo)體）、發(fā)光粒子（分子、原子、離子、準(zhǔn)分子）、輸出方式（連續(xù)、脈沖）。 紅寶石激光器： 1960年研制成功（脈沖激光） 氦氖激光器：最早的氣體激光器，氦傳遞能量，氖產(chǎn)生受激輻射。 二氧化碳激光器：分子激光器 準(zhǔn)分子激光器：脈沖激光器，波長短、功率高，主要進(jìn)行手術(shù)治療。 ：①方向性好②單色性好③相干性好④強(qiáng)度高。 ：① 激光手術(shù)②弱激光治療③激光光動(dòng)力學(xué)療法④激光內(nèi)鏡術(shù)治療。 表定為標(biāo)志 定位點(diǎn)：眉間、鼻根、乳突尖、外耳孔、枕外隆突、下頜角 定位線：聽眶線、聽眥線、聽眉線、聽鼻線、聽口線、瞳間線（聽眶線與解剖學(xué)水平面平行，聽鼻線是外耳孔與鼻翼下緣間的連線） ：①頸靜脈切跡平第二胸椎下緣②胸骨角平氣管分叉、連第二肋軟骨、平第四五胸椎間隙③劍突末端平第 11 胸椎④肋弓由 810肋軟骨前端相連形成，平第三腰椎。 ：上水平線為兩肋弓最低點(diǎn)連線，下水平線為兩髂嵴最高點(diǎn)連線，兩條垂線 為兩側(cè)鎖骨中線至同側(cè)腹股溝韌帶中點(diǎn)連線。 ：①膽囊底體表投影在右肋弓與右腹直肌外緣夾角間②成人腎門平第一腰椎高度，上極平 11 胸椎，下極平第 2腰椎③膀胱位于恥骨聯(lián)合上方。 9 放射醫(yī)學(xué)技術(shù)（中級(jí)） ：①第 2頸椎 牙齒咬合面②第 3頸椎 下頜角③第 5頸椎 甲狀軟骨④第 7頸椎 隆突⑤第 3胸椎間 頸靜脈切跡⑥第 5胸椎間 胸骨角⑦第 6胸椎 男性乳頭連線⑧第 7胸椎 胸骨體中點(diǎn)、肩胛下角⑨第 11 胸椎 劍突末端⑩第 1腰椎 劍突末端與臍連線中點(diǎn)○ 11 第 3腰椎 臍上 3cm、肋弓 最低點(diǎn)○ 12第 4腰椎 平臍、髂嵴最高點(diǎn)○ 13第 5腰椎 臍下 3cm、髂嵴下 3cm1○ 4第 2骶椎 髂前上棘連線中點(diǎn)○ 15尾骨 恥骨聯(lián)合。 ：①在允許情況下盡量選擇小焦點(diǎn)，以提高影像銳利度，減少幾何模糊②對(duì)于體薄、不易動(dòng)且照射野較小時(shí)選擇小焦點(diǎn)③對(duì)于體厚、易動(dòng)應(yīng)選擇大焦點(diǎn)。 ：體厚超過 15cm、管電壓超過 60kV。（濾線器吸收散射線、降低圖像灰霧度、提高影像對(duì)比度） （減少影像失真及模糊度）：①在允許情況下盡量增大焦片距，四肢75100cm、胸 部 180200cm、嬰幼兒胸部較薄，可選用 100cm、腹部 90100+濾線器②肢體與膠片平行并盡量縮小肢片距。 ：管電壓、管電流、曝光時(shí)間、攝影距離、濾線設(shè)備、 IR選擇。對(duì)于體薄易固定的選用小焦點(diǎn)、長時(shí)間攝影；對(duì)于體厚高密度的選用高千伏攝影加濾線設(shè)備；對(duì)于不易固定的應(yīng)縮短曝光時(shí)間。 ：①平靜呼吸不屏氣 前臂、下肢②平靜呼吸屏氣 頭、頸、心臟、上臂③深吸氣屏氣 肺、胸骨側(cè)及膈上肋骨④深呼氣屏氣 膈下肋骨及腹部⑤均勻連續(xù)淺呼吸 胸骨正位。 ：①實(shí) 踐正當(dāng)化②放射防護(hù)最優(yōu)化③個(gè)人劑量限值 ，再調(diào)節(jié)管電壓。 第三章 X線物理與防護(hù) 11 月 8日，德國物理學(xué)家威 .康 .倫琴發(fā)現(xiàn) X線， 1901年獲諾貝爾物理獎(jiǎng)。 X線的三個(gè)基本條件：電子源、加速 電場(chǎng)、撞擊陽極靶面。燈絲放出的電子要高速?zèng)_擊陽極，還必須具備兩個(gè)條件：①高電壓，在強(qiáng)電場(chǎng)作用下電子向陽極加速②高真空，防燈絲氧化。靶物質(zhì)一般由高原子序數(shù)、高熔點(diǎn)金屬制成，陽極有兩個(gè)作用：①接受高速電子撞擊②完成高壓電路的回路。診斷和治療用 X線管靶面用鎢 制成，乳腺 X線管由鉬制成。 ：是高速電子與靶物質(zhì)相互作用的結(jié)果。高速電子與原子核和內(nèi)層軌道電子作用，分別產(chǎn)生了連續(xù) X線和特征 X線。高速電子的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)檩椛淠?、電離能和熱能 ，這種輻射所產(chǎn)生的的能量為 hν的電磁波稱為連續(xù) X線。連續(xù) X線光子的能量取決于：①電子接近核的情況②電子的能量③核電荷。 X線的波長：平均波長λ mean指的是波長曲線與橫坐標(biāo)圍成面積的重心的垂線與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)所代表的波長；最強(qiáng)波長λ max是最短波長的 ；平均波長λ mean是最短波長的 。最短波長λ min=()nm，可見連續(xù) X線最短波長僅與管電壓有關(guān)，管電壓越高， X線最短波長越短， X線最短波長對(duì)應(yīng)最大光子能量。 X線：特征 X線疊加在連續(xù) X線上，代表一些強(qiáng)度較強(qiáng)、波長為一定數(shù)值的 X線，它是高速電子與靶原子內(nèi)層軌道電子相互作用電子被擊脫后，外層電子躍遷填充時(shí)，多余的能量以光子（ X線）形式放出，即為特征 X線。 ，當(dāng)動(dòng)能等于軌道電子在原子中的結(jié)合能時(shí)，此時(shí)的管電壓稱為最低激發(fā)電壓。越靠近原子核，最低激發(fā)電壓越大。 ：在 X線管中 X線能與加速電子所消耗電能的比值稱為 X線的產(chǎn)生效率。X線產(chǎn)生的效率η =K1ZU，式中 K1為常 數(shù)，約等于 109— 109 /V， Z是陽極靶物質(zhì)原子序數(shù)， U為管電壓。 X線產(chǎn)生的因素：靶物質(zhì)、管電壓、管電流、高壓波形 ①靶物質(zhì) 連續(xù) X線強(qiáng)度與靶物質(zhì)原子序數(shù) 10 放射醫(yī)學(xué)技術(shù)（中級(jí)） 成正比。不同靶物質(zhì) X線高能端重合，因 X線譜最強(qiáng)光子能量只與管電壓有關(guān)，與靶物質(zhì)無關(guān)；低能端重合，因 X線管固有濾過和低能成分被管壁吸收的緣故②管電流 管電流大小并不影響 X線的質(zhì)，但一定管電壓下，管電流越大， X線強(qiáng)度也越大， X線強(qiáng)度 I與管電流i成正比③管電壓 連續(xù) X線強(qiáng)度 I與管電壓的 n次方成正比（診斷范圍內(nèi) n近似為 2），管電壓越高， X線波長越短，強(qiáng)度越大④高壓波形 供給 X線管的管電壓都是脈沖電壓，有兩種形式：?jiǎn)蜗嚯娫吹陌氩ê腿ㄒ约叭嚯娫吹?6脈沖和 12脈沖。其中 X線的輻射強(qiáng)度由脈沖電壓產(chǎn)生的要比峰值相當(dāng)?shù)暮愣妷寒a(chǎn)生的低，平均波長也較長；若峰值電壓相同， 6脈沖和 12脈沖產(chǎn)生的 X線強(qiáng)度較單相電源硬線成分更多，若管電流相同，其 X線輻射強(qiáng)度也大。 X線的因素： K系特征 X線的強(qiáng) 度 IUUn k=K2i（ k）， i為管電流， U為管電壓， Uk為 K系激發(fā)電壓， K2和 n為常數(shù)， n約等于 。K系特征 X線的強(qiáng)度與管電流成正比，只有當(dāng)管電壓大于 K系激發(fā)電壓時(shí)才發(fā)生 K系放射，并隨管電壓升高 K系強(qiáng)度增大。在兩種 X線中，特征 X線只占很少一部分。 80150kV時(shí)特征 X線占 1028%；高于 150kV特征 X線相對(duì)減少；高于 300kV時(shí)特征 X線可以忽略。醫(yī)用 X線使用的是連續(xù)輻射，但在物質(zhì)結(jié)構(gòu)光譜分析中使用的是特征輻射。 ，陽極傾角指的是垂直于 X線管長軸的平面與靶面的夾角。在通過 X線管長軸且垂直于有效焦點(diǎn)平面內(nèi)，近陽極端 X線強(qiáng)度弱，近陰極端強(qiáng)，最大值約在 10176。處，其分布是不對(duì)稱的，這種現(xiàn)象稱為陽極效應(yīng)。陽極傾角越小，陽極效應(yīng)越明顯。在通過 X線短軸且垂直于有效焦點(diǎn)平面內(nèi)，在 90176。處最大，分布基本對(duì)稱。若陽極靶面凹凸不平，則 X線強(qiáng)度分布發(fā)生改變，嚴(yán)重影響 X線質(zhì)量。 ：利用小孔成像原理可知焦點(diǎn)面上的密度分布是不均勻的。沿焦點(diǎn)寬方向即 X線短軸方向呈兩端密度高、中間密度低的雙峰分布曲線；沿焦點(diǎn)長方向即 X線長軸方向呈兩端密度低、中間密 度高 的單峰分布曲線。焦點(diǎn)面上線量分布是不均 勻的，線量呈單峰分布的焦點(diǎn)成像質(zhì)量較好。 ： X線屬于電離輻射，其波長介于紫外線與γ射線之間，是具有電磁波與光量子雙重特性的一種特殊物質(zhì)。 X線既具有波動(dòng)性，也具有微粒性。在傳播時(shí)表現(xiàn)了它的波動(dòng)性，在與物質(zhì)相互作用時(shí)表現(xiàn)了它的粒子特征。 X線光子具有運(yùn)動(dòng)質(zhì)量，沒有靜止質(zhì)量。 ：①物理特性有不可見、非帶電、穿透性、熒光作用、電離作用和熱作用（ X線的電離作用主要是次級(jí)電子的電離作用）②化學(xué)特性有感光作用和著色作用③生物效應(yīng)特性是其放射治 療的基礎(chǔ) ：①光電效應(yīng)②康普頓效應(yīng)③電子對(duì)效應(yīng)④相干散射⑤光核反應(yīng) ①光電效應(yīng) X線光子與原子內(nèi)層軌道電子碰撞，將能量傳給電子，電子獲得能量擺脫束縛成為自由電子，而 X線光子則被原子吸收，這種現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。失去電子的原子變成正離子，處于激發(fā)態(tài)不穩(wěn)定，外層電子填充，放出特征 X線。特征 X線離開原子前，又擊出外層電子，使之成為俄歇電子，這個(gè)現(xiàn)象稱為俄歇現(xiàn)象。因此光電效應(yīng)的產(chǎn)物有：光電子、正離子、特征放射、俄歇電子。 光電效應(yīng)的產(chǎn)生條件與發(fā)生概率： 入射光子的能量與軌道電子的結(jié)合能必須接 近相等（稍大于）才容易產(chǎn)生光電效應(yīng)，光子能量過大，反而使光電效應(yīng)概率下降。光電效應(yīng)發(fā)生概率與能量的 3次方成反比，與原子序數(shù)的 4次方成正比。這說明攝影中的三個(gè)實(shí)際問題：①不同密度物質(zhì)形成明顯對(duì)比影像②密度變化影響攝影條件③應(yīng)根據(jù)不同密度物質(zhì)選擇適當(dāng)?shù)纳渚€能量。 光電效應(yīng)在 X線攝影中的意義： 光電效應(yīng)不產(chǎn)生有效的散射，對(duì)膠片不產(chǎn)生灰霧，光電效應(yīng)可提高 X線的對(duì)比度。因其光子能量被全部吸收，病人接受劑量較其他效應(yīng)都多，適當(dāng)情況下可采用高能量射線。 ②康普頓效應(yīng) 光子擊脫軌道電子或自由電子時(shí)，入射光子損失部分能量并改 變?cè)瓉韨? 11 放射醫(yī)學(xué)技術(shù)（中級(jí)） 播方向，成為散射光子（散射線），電子獲得能量脫離原子核束縛后，按一定方向射出，成為反沖電子，這個(gè)過程稱為康普頓效應(yīng)。 光子入射和散射方向的夾角稱為散射角，也稱偏轉(zhuǎn)角度；反沖電子的運(yùn)動(dòng)方向與入射光子的傳播方向的夾角稱為反沖角。 一個(gè)光子被偏轉(zhuǎn)以后能保留多大能量，由它的原始能量與偏轉(zhuǎn)角度而定。 康普頓效應(yīng)的發(fā)生概率與物質(zhì)的原子序數(shù)成正比，與入射光子的能量成反比，即與入射光子的波長成正比。 ③電子對(duì)效應(yīng) 入射光子具有足夠能量，當(dāng)其與原子核發(fā)生相互作用時(shí)，突然消失，同時(shí)轉(zhuǎn)化為一 對(duì)正負(fù)電子，這個(gè)作用過程稱為電子對(duì)效應(yīng)。 產(chǎn)生條件及概率：一個(gè)電子對(duì)靜止質(zhì)量能是 ，根據(jù)能量守恒定律，要產(chǎn)生電子對(duì)效應(yīng)，入射光子能量就至少為 。電子對(duì)效應(yīng)的發(fā)生概率與物質(zhì)原子序數(shù)平方成正比，與單位體積內(nèi)的原子個(gè)數(shù)成正比，也與光子能量的對(duì)數(shù)成正比。在電子對(duì)效應(yīng)中，高能光子與高原子序數(shù)物質(zhì)才是最重要的。 ④相干散射 射線與物