X射线及其医学应用_x射线论文

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X射线即伦琴射线,俗称X光,在本质上是一种频率比紫外线更高的电磁波.

1 X射线的性质

(1)它是肉眼看不见的一种射线,但可使某些化合物产生荧光或使照相底片感光.

(2)它在电场或磁场中不发生偏转,能发生反射、折射、干涉、衍射等.

(3)它具有穿透物质的本领,但对不同物质它的穿透本领不同.

(4)能使分子或原子电离.

(5)有破坏细胞作用,人体不同组织对于X射线的敏感度不同,受损害程度也不同.

2 X射线的吸收

当X射线经过任何物质时,它的能量由于与原子相互作用而减弱,因此,X射线的强度随X射线深入物质的程度而减弱,单能量X射线减弱的规律用下式表示:

式中I[,0]是入射的X射线强度,I是通过厚度为d的物质层后的强度,μ为物质的吸收系数,其值与X射线的波长及物质的原子序数有关.实验证明,一定波长的X射线,如果穿过每种元素时所碰到的原子个数一样,则元素的吸收系数约与其原子序数的四次方成正比,而且分子的吸收系数等于所含原子的吸收系数之和.因此,由原子序数低的元素构成的物质比原子序数高的元素构成的物质对X射线吸收的少,则X射线对它的贯穿本领强.而对于一定的吸收物质来说,不同波长的X射线其吸收系数与波长的三次方成正比.即X射线波长愈短,贯穿本领愈大,被物质吸收越少.

3 X射线的医疗应用

X射线能使人体在荧屏上或胶片上形成影像,是基于人体组织有密度和厚度的差别.由于存在这种差别,当X线透过人体各种不同组织结构时,它被吸收的程度不同,所以到达荧屏或胶片上的X线量即有差异.在荧屏或X射线片上形成黑白对比不同的影像.因此,X射线一发现就显示了在医疗上的巨大的应用价值,几个星期后,医学家就应用X射线准确地显示了人体断骨的位置,消息传到美国仅4天,就用X射线在一个伤员的腿上找出一个子弹,随着时间的推移,X射线已经成为现代医疗中不可缺少的设备,它在医疗上的应用分为诊断和治疗两方面.

3.1 诊断

3.1.1 透视和照相

由于人体不同组织或物质的构成成分不同,因此,对X射线的吸收本领不同,同一强度的X射线透过人体不同的组织或物质后的强度不同.如骨组织与肌肉组织比较:骨的主要成分是:Ca[,3](PO[,4])[,2]它对X射线的吸收系数与614018成正比.肌肉的主要成分是:碳、氢和氧等较轻的原子,对X射线的吸收可看成与水差不多.它对X射线的吸收系数与4098成正比,两者吸收系数的比值是:骨/肌肉≈150/1所以,骨组织吸收X射线多,透出的X射线弱.而肌肉组织吸收X射线少,透出的X射线强.这样,把这些强度不同的射线投射到荧光屏上就可出现明暗不同的荧光像,即X射线透视.利用透视可清楚看到骨折情况、肺结核灶,由于组织上的病例变化,引起吸收本领的改变也可查出,还可断定误入体内的异物及伤员体内弹片的准确位置.如果将透过身体的X射线投射到照相底片上就叫X射线照相.

3.1.2 人工造影

由于人体的某些脏器与周围组织对X射线的吸收本领相差很少,X射线透过这些部位后,强度相差不多,在荧光屏或照相底片上阴影的明暗对比就不明显,为了观察某些脏器的形态或病变,就要采用人工造影的方法,使该脏器显现出来.例如检查胃肠时,就是让受检者吞服对X射线吸收本领强的物质如硫酸钡.这样在X射线的照射下,在荧光屏或照相底片上就把胃肠部分清楚显现出来.在另外一些情况下也可采用对X射线吸收本领弱的物质做人工造影,以达到诊断目的.

3.1.3 软X射线的应用

物质对X射线的吸收本领除了与物质本身的性质有关外,还与X射线波长的三次方成正比.因此,对密度差别较少的软组织采用波长较长的X射线(软X射线)比用较短波长的X射线照相明暗对比要明显的多.

3.1.4 X-CT检查

X-CT检查是一种对软组织X线检查的最新技术,正常软组织的X射线的吸收系数,彼此相差很少,检查起来很困难,普通的X照相,区别不出他们微小的密度差异.另外,传统的X射线照相是将一立体的器官透照到一个平面上,阴影互相重叠,不能观察到内部的细节.X-CT是用标直的窄X射线束,围绕被检的立体做一系列断层扫描,从而发现组织密度的很小差别.

3.2 治疗

X射线用于治疗是根据X射线的生物效应.X射线对生物的组织细胞有破坏作用,尤其是对于分裂活动旺盛或正在分裂的细胞,破坏力更强,恰当利用这些特性,就可以达到治疗的目的.X射线对某些皮肤病和某些类型的癌有一定疗效,进行治疗时,所用X射线的强度、硬度要根据患病部位的深浅程度和其他因素决定.

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