X线摄影的物理学基础(3)

来源：网络收集时间：2026-09-10

导读：很低的光子能量而外，散射作用是主要的；造影剂的原子序数高，以光电效应为主；骨骼的作用形式，在低能量的主要是光电作用，而在高能量时则变为散射作用是主要的。总之，X线和物质的各种相互作用都有它的重要性，

很低的光子能量而外，散射作用是主要的；造影剂的原子序数高，以光电效应为主；骨骼的作用形式，在低能量的主要是光电作用，而在高能量时则变为散射作用是主要的。总之，X线和物质的各种相互作用都有它的重要性，就X线摄影而言，各种作用的结果，都造成了X线强度的减弱，这是X线影像形成的基本因素。 3．X线的吸收与衰减 3.1距离的衰减 X线强度在其传播过程中与距离平方成反比（此法则在摄影中常用来调节X线量）。X线量与距离平方成反比的法则在真空中是成立的，在有空气的空间内严格说是不成立的，在一般的摄影中，空气对X线的衰减可以忽略不计。 3.2物质吸收的衰减及其影响因素 3.2．1物质吸收的衰减过程 X线穿过物质时，与构成物质的原子、电子或原子核相互作用而被衰减，衰减的过程有：汤姆逊散射（古典散射），医用X线领域以外；光电效应吸收（τ）；康普顿—吴有训效应引起的散射和吸收（σ）；电子对吸收（K），发生在X线能是1.02MeV以上；光核反应吸收，发生在X线能17.5MeV左右。 3.2．2影响衰减的因素衰减与X线的波长和透过物质因素有关。主要因素有： ⑴X线的能量：X线能量增加时，光电作用的百分数下降；当原子序数提高时，则光电作用增加。短波X线的μ值小； ⑵吸收物质的原子序数：原子序数大的物质μ值大； ⑶物质的密度：在一定厚度中，组织密度决定着电子的数量，也就决定了组织阻止射线的能力，物质密度大的μ值大； ⑷每克物质的电子数：电子数多的物质比电子数少的物质更容易衰减射线。一定厚度的电子数决定于密度，也就决定于1cm3的电子数，这是临床放射学中影响X线减弱的主要因素。 3.3人体对X线的衰减人体各组织对X线的衰减按骨、肌肉、脂肪、空气的顺序由大变小，这一差别即形成了X线影像的对比度。 3.3.1组织密度人体软组织的密度相当于水，是1g/cm3。人体的构成大部分是由肌肉、脂肪和碳水化合物组成的软组织、骨骼、肺和消化道内的气体组成；，有效原子序数为7.43；骨的密度是1.9g/cm3，有效原子序数是14；空气的密度是129.3×10-5g/cm3，有效原子序数是7.64。 3.3.2人体的线性衰减系数在波长为1cm~0.1×10-8cm时测定的各组织的衰减系数为肌内 μm=（2.2λ3＋0.18）×1=2.2λ3＋0.18 脂肪 μf=（1.8λ3＋0.18）×0.94=1.692λ3＋0.1692 骨 μb=（11λ3＋0.18）×1.9=20.9λ3＋0.342 空气 μa=（2.6λ3＋0.18）×0.0013=0.00338λ3＋0.000234 3.4X线的滤过诊断用X线是一束连续能谱的混合射线。当X线透过人体时，绝大部分低能射线被组织吸收，增加了皮肤照射量，为此需要预先把X线束中的低能成分吸收掉，此即X线滤过。 3.4.1固有滤过指X线机本身的滤过，包括X线管的管壁、绝缘油层、窗口的滤过板。固有滤过一般

用铝当量表示，即一定厚度的铝板和其他物质对X线具有同等量的衰减时，此铝板厚度称为滤过物质的铝当量。 3.4.2附加滤过广义上讲，从X线管窗口至检查床之间所通过材料的滤过总和为附加滤过。在X线摄影中，附加滤过指X线管窗口到被检体之间所附加的滤过板。一般对低能量射线采用铝滤过板；高能射线采用铜与铝的复合滤过板，使用时铜面朝向X线管。 3.5 X线诊断能量中的X线减弱 人体各组织对X线的衰减按骨、肌肉、脂肪、空气的顺序由大变小。这一差别即形成了X线影像的对比度。为了增加组织间的对比度，还可借用造影剂扩大X线的诊断范围。 在X线诊断能量范围内，如果把X线的总衰减作为100，在42kVp下，对肌肉来说光电作用的康普顿散射作用所占比例相同；在90kVp下，散射作用占90%；由于骨的原子序数高，其光电作用是肌肉的2倍，骨对X线的减弱，在73kVp下光电作用与散射作用相同。对于密度差很小的软组织摄影，必须采用低电压技术，用以扩大光电作用所产生的对比度。

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