X射线数量的决定性因素有哪些?

2024-12-16 13:57

X射线数量

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欢迎大家收听本节讲解关于X射线数量,学会这节课、你将知道如何获得更多的X射线,如何有效调节相关的变量。课程来自纳奥米科技,一家专门做桌面式工业CT的公司,后面简称小纳。

数量这个词指的是某种物体的个数,在这张图片中,鸡蛋的数量是11个,数量是个数值,而不是类型、大小、颜色或质量,鸡蛋是这样描述,X射线也是如此。

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所以关于X射线束的数量,是指X射线光子的数量。

X射线多少用数量表示,等同于X光子数量;当我们提到X射线数量时,其实也就是射线强度。请记住左边的X射线图,在这张图中,不同的能量用不同的颜色表示,关于左边图的颜色和数量,小纳本节课中均采用此规则给大家做演示。数量和强度严格指的是光束中X射线光子的总量,而不是能量或其他任何东西,只是数字而已。

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在讨论X射线束数量或强度时,我们使用特定的测量方法,以每千克的库伦量为单位,或者以空气比释动能为单位进行描述,有了可以量化的单位和数量,就可以知道我们的空气中有多少辐射。

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实际上X射线数量受到几个因素的影响,主要包括电流,以毫安为单位,曝光时间以秒或者分为单位,电压以千伏为单位,还与工业CT设备的焦距大小、滤波材料和厚度相关。

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这些变量对X射线束数量或强度,有可预测和可测量的影响。

先说说电流,记住毫安就是管电流的单位,在一些工业CT设备上,也用毫安的千分之一微安为单位进行描述,大家可以直接进行换算。电流是指电子流过X射线管的速率,在图片中不难理解,小河流意味着少量的电流,大河流则是更大量的电流。

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x射线管中,小电流或小毫安值会产生少量的X射线光子,也就是较少的X射线,大电流也就是大毫安会产生大量的X射线光子,我们通常将电流的数值描述为X射线的数量或强度。

这就是我们需要理解的关系,电流值与X射线数量成正比,增加电流,就可以增加光束量也就是增加射线强度。这种正比关系反过来也是成立的,减小电流意味着减少数量。注意,这种关系在测量时有一个前提,那就是假设其他因素都保持不变。

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影响光束数量或强度的另一个因素是曝光时间,曝光时间只是指电子在电子管中流动和X射线产生的总时间,电子流动的时间越长,产生的X射线总量就越多,就好像同样流速的河水,流的时间越长、流出的水量就越大。

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和电流一样,曝光时间在控制射线数量方面起着重要作用,随着曝光时间的增加X射线束的数量或总强度也会增加。

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影响X射线数量的下一个变量是电压峰值的大小,用千伏特为单位表示。电压大小是指X射线管内阴极和阳极之间的电压差值。

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有些人认为千伏只会影响x射线束的能量或质量 但事实并非如此,更高的电压也会增加产生射线的比率,注意在这张图中 当我们使用高千伏时,有更多的光子数量,其中也包含更高能量的光子。

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在这张图中低能光子用橙色和黄色表示而高能光子用红色表示,因此增加千伏,可以同时获得高能射线和低能射线,也意味着获得更多的X射线光子。

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当我们增加电压也就是千伏时,会增加X射线数量,也就是X射线光子的总数,但别忘了 它也增加了X射线的质量或能量。虽然增加电压值在数量和质量上都有帮助,但会增加设备的防护、购买成本,并且会极大的增加设备的不稳定性,毕竟稳定高电压比稳定低电压要难的多,这也就是为什么高电压设备更容易出现故障。因此对于有高使用率需求的,建议采用低电压、大电流的CT设备,例如医院的可以做到24h不停机。

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让我们看一个快速的问题,检查一下你是否真正理解了。X射线数量可以理解为哪一个定义?

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正确答案是,D,X射线强度。

课程总结,学习完成小纳的这节课,你应该记住,在工业CT设备中,射线数量等同于射线强度,相关的三个主要因素是,电流,曝光时间和电压。

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这三个因素均与X射线数量成正相关变化,更大的值获得更多的X射线数量,减小值则减少X射线数量。在实际使用时,越多的X射线数量对于图像质量越有利,原则上要优先增加电流,其次增加曝光时间,最后才是增加电压值。

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