X线诊断成像原理及放射防护 湖北省妇幼保健院 医学影像科 杨文忠

主要内容 放射影像学概况及发展 伦琴发现X射线 常用的X线诊断设备及其发展历史 主要X线诊断设备的成像原理及概述 X线检查过程中的放射防护 特殊人群的放射防护

主要内容 放射影像学概况及发展

医学影像学的形成与发展 1895年Röentgen发现X线，形成放射诊断学（diagnostic radiology） 20世纪50年代出现超声（ultrasonography,USG）检查 20世纪60年代出现核素(ν-scintigraphy) 扫描 20世纪70年代出现CT(x-ray computed tomography,CT)检查 20世纪80年代出现MRI(magnetic resonance imaging,MRI)检查 20世纪80年代出现发射体层成像（emission computed tomography,ECT） 20世纪90年代正电子发射体层成像（positron emission tomography,PET) 20世纪70年代以后兴起介入放射学(interventional radiology) 21世纪初出现CT-PET

各种医学影像学涉及的技术： X线源 体外放射源（核素） 声能 磁场 微电子技术 计算机技术

当今的医学影像学内容 传统X线诊断学 　透视 照相 （普通Ｘ摄影、体层摄影） 造影 计算机X线摄影 (computed radiography，CR) 数字X线摄影 （Digital radiography，DR) X线CT (computed Tomography， CT) 数字减影血管造影 （Digital Subtraction Angiography， DSA ） 介入放射学 （interventional radiology) 超声成像（Ultrasonic Imaging）

发射型计算机断（体）层摄影（Emission computed Tomography， ECT ） 正电子发射型计算机断（体）层摄影（PositronEmission computed Tomography, PET ） 单光子发射型计算机断（体）层摄影（Singlephoton Emission computed Tomography, SPECT ） 磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging ,MRI） 分子影像学（Molecular Imaging）21世纪最前沿课题 技术： PET或PET-CT、MR、CT、光学成像（生物发光、荧光） 信息放射学系统（ radiology information system) 图像存档与传输系统（Picture Archiving and Communication System, PACS) 影像科管理、quality control,QC、quality assurance,QA.

全新的医学影像学在医学领域的应用包括： ★ 影像诊断学：X线、CT、DSA、MRI、US、 ECT等。 ★ 影像介入性治疗学：DSA、超声、CT、MR等。 ★ 信息放射学：影像学工作管理、质控；影像 的传输与存储（PACS）存储、 传输、远程会诊（远程放射学 teleradiology)

主要内容 放射影像学概况及发展 伦琴发现X射线

伦琴故乡-德国雷姆沙伊德- Lennep镇

1932年，德国雷姆沙伊德- Lennep伦琴博物馆开幕

伦琴的诺贝尔物理学奖奖状

伦琴夫人的手 ------世界上第一张X光片 现代X光机拍摄的手

主要内容 放射影像学概况及发展 伦琴发现X射线 常用的X线诊断设备及其发展历史

与X线有关的放射诊断技术及相应设备 透视---透视机（暗室荧光屏透视机、影像增强器隔室透视机等） 拍片---包括传统普通拍片机、CR、DR、床边移动X线机、骨科C型臂X线机、乳腺钼靶机、牙科X线机等 普通造影---模拟胃肠机、数字胃肠机 介入放射---数字减影血管造影机（DSA） CT---X线计算机断层扫描仪

世界上第一台X射线机

西奥多.罗斯福遇刺后的胸部X光照片（X射线发现15年）

1914年汉口天主堂医院（现武汉市中心医院）引进的湖北省第一台X光机

上世纪五十年代，X光机已在上海成批生产

透视机

普通拍片机 骨科C型臂

computed radiography CR Digital radiography，DR

牙科机 牙科曲面断层机

乳腺钼靶机 乳腺摄影

移动DR

“机器人”移动DR

数字胃肠机

我院的数字胃肠机

DSA

螺旋CT

主要内容 放射影像学概况及发展 伦琴发现X射线 常用的X线诊断设备及其发展历史 主要X线诊断设备的成像原理及概述

X线的发生程序 经过降压变压器，供X线管灯丝加热，产生自由电子并云集在阴极附近。当升压变压器向X线管两极提供高压电时，阴极与阳极间的电势差陡增，处于活跃状态的自由电子，受强有力的吸引，使成束的电子，以高速撞击阳极钨靶原子。此时发生了能量转换，其中约1%以下的能量形成了X线，其余99%以上则转换为热能。前者主要由X线管窗口发射，后者由散热设施散发。

X线球管剖面图

传统X线成像原理 X线的产生：真空管（X线球管）内高速运动的电子流轰击阳极靶面时产生的，是电磁波的一种。 X线的特性：X线实际上是一种波长极短、能量很大的电磁波。医学上应用的X线波长约在0.001--0.1nm之间。 穿透性 （是X线成像的基础） 荧光效应（是进行透视检查的基础） 感光效应（是X线摄影的基础） 电离效应（即生物效应，是放射治疗的基础，也是进行X线检查时需要注意防护的原因）

X线图像的形成 三个基本条件： 1、X线具有一定的穿透力，能穿透人体的组织结构； 2、组织结构存在着密度和厚度的差异，X线在穿透过程中被吸收的量不同，以致剩余下来的X线量有差别； 3、这个有差别的剩余X线，是不可见的，经过显像过程，例如用荧光胶片显示，或者是能用激光读取的成像板（IP板），就能获得具有黑白对比、层次差异的X线图像。

传统普通X线检查 （包括透视和X线摄影） 透视  使X线透过人体被检查部位并在荧光屏上形成影像，称为透视。使用暗室荧光屏、或者加上影像增强器，动态观察器官变化，如心、大血管搏动、膈运动及胃肠蠕动等；操作方便；费用低；多用于体检胸透、环透，胃肠道钡剂检查 X线摄影就是X线透过人体被检查的部位并在感光胶片上形成影像，胶片曝光后须经显影、定影、水洗及晾干（或烤干）等步骤，操作复杂，但辐射剂量比透视小。

计算机X线摄影 (computed radiography，CR) 使用能记录并可由激光读出X线影像信息的成像板(imaging plate，IP)作为载体，经X线曝光及计算机信息读出处理，形成数字式平片影像。

数字X线摄影 （Digital radiography，DR) X线信息损失少，噪声小，图像质量好，成像时间短，比CR有明显优势，是今后发展的方向，只是价格稍昂贵。

X线CT (computed Tomography， CT)

介入放射学 （interventional radiology) 介入放射学属微创医学，是在20世纪70年代初期以Seldinger技术为基础发展的。以影像诊断学为基础，在影像设备导向下，利用经皮穿刺和导管技术对患者进行药物灌注、血管栓塞或扩张成形等“非外科手术”方法诊断和治疗各种疾病。

介入放射主要设备及器材 X线血管造影机（DSA） 高压注射器 导管 导丝 导管鞘 穿刺针 栓塞剂

介入放射学技术包括：血管性介入技术，成形术；栓塞术；动脉内药物灌注；非血管性介入技术，经皮穿刺体腔减压术；经皮针刺活检术；消融术等。

X线血管造影机（DSA机）

DSA(数字减影血管造影) 是利用计算机处理数字影像信息，消除骨骼和软组织影像，使血管显影清晰的成像技术。在注入造影剂之前，首先进行第一次成像，并用计算机将图像转换成数字信号储存起来。注入造影剂后，再次成像并转换成数字信号。两次数字相减，消除相同的信号，得到一个只有造影剂的血管图像。

X线文物鉴定 X射线还能以非侵害的方式窥视贵重文物内部，比如这个古埃及木制“猫棺”，考古人员发现它时，通过X线扫描看到里面放着一只猫的尸体。

2015年3月，福建三明市大田县村民向荷兰收藏家追讨 “章公六全祖师像”，该坐像为千年肉身佛像，科学家通过CT扫描和图像三维重建处理后，可以发现在佛像内有一个完整的人体。

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X线检查过程中的放射防护 宇宙间充满辐射。自古以来，地球上的生命便暴露于自然环境的辐射中。辐射虽然可能对身体细胞和组织造成损害，不过除非所吸收的剂量很高，否则对健康的影响可谓微不足道。然而，在现今的社会，辐射的应用日趋普遍。我们在享受辐射应用所带来的好处的同时，亦需要注意这些人为造成的辐射照射可能会对人体健康造成一定的危害，并设法减低辐射的照射量。

X线的危害  X光检查作为一种常见的医学诊断手段在临床上得到广泛的应用，大部分患者知道辐射对健康有一定危害，但都认为其危害微乎其微，为了治病也习惯于暴露在X光射线之下，这些应该引起警觉。 普通人最常接触到的辐射源就是X射线检查与CT检查。这种辐射能够穿透细胞、破坏DNA，甚至诱发某些癌细胞。X射线会破坏细胞内部结构，对遗传分子产生难以修复的终身性破坏。还有研究表明，X射线会破坏红细胞，可能会诱发白血病等血液疾病。

辐射防护的目的 为此，国家制定了大量的法律、法规、标准，作为我们实施放射防护工作的指导纲领！ 辐射防护的出发点是要减低辐射对人类健康的危害。在制订适当防护措施之前，我们要了解辐射对人体健康造成的效应。 辐射效应主要分为「确定性效应」和「随机性效应」两大类。前者存在着「剂量阀值」，当吸收剂量大于阀值时，辐射会对人体健康造成一定的危害。而后者没有剂量阀值，但效应出现的机会率与剂量有关 跟据辐射效应的特点，辐射防护的主要目的是： 防止有害的确定性效应; 将随机性效应的发生率降至可接受的水平。 为此，国家制定了大量的法律、法规、标准，作为我们实施放射防护工作的指导纲领！

辐射防护的原则 对于因进行任何活动，而增加了个人或群体的辐射照射，国际放射防护委员会(ICRP)在其一九九零年的建议书(第60号刊物)内，列出三项基本辐射防护原则： 1、实践的正当化 ─ 任何涉及辐射照射的行动都必须具备充分理由，即该行动对受照射的个人或社会利多于弊; 2、防护的最优化 ─ 个人剂量及受辐射照射的人数，应在合理可行和顾及经济和社会因素的情况下减至最少; 3、个人剂量限值 ─ 个人所受的照射须符合剂量限值，确保没有人需要承受不能接受的辐射危害。

辐射防护的基本措施 缩短时间、增加距离及设置屏蔽是减少外来辐射照射的基本辐射防护措施。 时间：受到辐射照射的时间越短，身体所受的剂量越少。 　　时间：受到辐射照射的时间越短，身体所受的剂量越少。 　　距离：距离辐射源越远，所受剂量越少。 　　屏蔽：铅板、水泥墙或水都可以阻挡辐射或降低辐射强度。 要减低因摄入放射性物质而引致的剂量，可采取以下的基本辐射防护措施： 　　缩短接触污染物的时间; 　　防止表面受污染; 　　防止吸入带有放射性物质的空气; 　　防止进食受放射性物质污染的食物及饮用受污染的食水。

防护服

拍片、CT检查时的防护

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儿童的放射防护 儿童是辐射损伤的高危人群之一。从放射生物学理论分析，一种组织的放射敏感性与细胞的分裂活动成正比，儿童正处于生长发育高峰期，细胞分裂活跃，较之成年人敏感得多，且年龄越小越敏感。如果短时间内接受较多次数的X光照射，危害就会慢慢累积，造成身体细胞不可弥补的损害，将来诱发癌症等病的几率将大大增加。 有研究表明，新生儿如果因头部受损伤做CT检查，对以后的学习能力、逻辑推理能力有一定影响，而对空间识别能力则没什么影响。 确实需要检查的，应尽量选用辐射剂量小的检查方法，同时做好防护工作，如做胸片检查时应给儿童的腹部穿戴铅围裙。还要提高检查的成功率，避免不必要的重复检查。

新生儿ICU床边拍片的防护

北京市华仁益康科技发展有限公司

床旁X光机防护装置

儿童防护帘

防护用品 防护用品使用的温馨提示牌

孕妇和育龄妇女的放射防护 X射线检查对人体有损伤，射线照得越多，致癌的危险性越大，对于孕妇尤其要引起注意。因为在胎儿重要器官形成的关键时期，X光可能使这些尚未发育定型的细胞组织产生突变，胎儿先天畸形的发生率也会增高，因此在怀孕3个月内的孕妇是绝对禁止做X光检查的。怀孕晚期确实需要检查的，必须要做好防护工作。 有生育要求的育龄妇女应遵循“十天原则”，即月经来潮后十天内不作X线检查，避免成熟卵细胞受到照射而导致胎儿畸形的发生。 设置警示标语，防止孕妇和育龄妇女误照射。

机房门口增设的警示标语

小 结 广义的医学影像学范畴，包括了放射、超声、核医学等等 小 结 广义的医学影像学范畴，包括了放射、超声、核医学等等 虽然各种放射诊断方法的原理各不相同，如普通X线成像、CR、DR、CT、MRI、介入放射学等，但都离不开X线。 随着时代的进步，X线的临床诊断技术一定会得到日新月异的发展，与此同时，人们的防辐射意识也会逐步提高，因此放射防护必定是一个永恒的话题，我们将任重而道远！

谢 谢！ 祝大家早日康复！