始于1999年

X射线透视的工作原理是什么?

X 射线透视主要是利用 X 射线能够穿透物体的特性,并且不同物质对 X 射线的吸收程度不同。当 X 射线穿透人体等被检查物体后,通过探测器接收剩余的 X 射线,将其转化为可见图像,从而展示出物体内部的结构。

X 射线的产生与发射

    首先,在透视设备中有一个 X 射线管。X 射线管通过高压电流使阴极的电子加速流向阳极。当高速电子撞击阳极靶材(通常是钨等金属)时,电子的动能部分转化为热能,部分则以 X 射线的形式发射出来。这些 X 射线具有一定的能量和穿透能力,其强度可以通过调节 X 射线管的电压和电流来控制。
    在医学透视中,根据检查部位的不同,如检查较薄的手部组织和较厚的腹部组织,会相应地调节 X 射线的强度。对于手部,较低的电压和电流产生的 X 射线强度就足以穿透并进行观察;而对于腹部,由于组织较厚,需要更高的电压和电流来产生强度足够的 X 射线。

穿透被检查物体

    发射出的 X 射线会穿透被检查的物体。在医学应用中,人体不同组织对 X 射线的吸收和衰减程度不同。例如,骨骼含有大量的钙等矿物质,钙对 X 射线的吸收能力较强,所以 X 射线经过骨骼时,大部分 X 射线被吸收,只有少量透过,在成像中就表现为白色的骨骼轮廓;而软组织如肌肉、脂肪等对 X 射线的吸收相对较弱,较多的 X 射线能够透过,在成像中呈现出较暗的影像。空气对 X 射线的吸收能力最弱,在成像中显示为最暗的部分。
    以胸部透视为例,X 射线穿透胸部时,心脏和大血管等软组织在图像上显示为相对较暗的区域,而肋骨等骨骼结构则显示为明亮的白色线条,肺部由于含有空气,呈现出比较暗的、可以看到血管和支气管纹理的区域。

图像形成过程

    荧光屏成像:
        传统的透视设备利用荧光屏来显示图像。当穿透被检查物体后的 X 射线撞击荧光屏时,荧光屏内的荧光物质(如硫化锌镉等)会将 X 射线的能量转换为可见光。由于不同位置的 X 射线强度不同,荧光屏上相应位置发出的可见光强度也不同,从而形成与被检查物体内部结构相对应的明暗图像。医生可以直接观察荧光屏上的图像来了解物体内部情况。荧光屏成像的亮度较低,图像细节不够清晰。
    影像增强器和显示器成像(现代常用方式):
        影像增强器是一种更为先进的成像设备。穿透被检查物体后的 X 射线先进入影像增强器,影像增强器主要由输入屏、光电阴极、电子光学系统和输出屏等部分组成。输入屏将 X 射线转换为可见光,光电阴极再将可见光转换为电子,电子光学系统对电子进行加速和聚焦,最后在输出屏将电子重新转换为可见光。这个过程使得图像的亮度得到显著增强,并且可以通过连接的显示器清晰地显示出来。
        同时,为了更好地观察和记录,现代透视设备还可以将显示器上的图像进行数字化处理,方便存储、传输和后续的分析。例如,在介入放射学手术中,透视图像可以实时传输到手术室的多个显示器上,供手术团队的不同成员观察,并且可以对关键的图像帧进行保存,用于术后报告和病例分析。

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固定式X光机