X{0}}레이 이미징
1. 기본 원칙
의료용 X선 검사는 주로 인간의 연조직에 있는 X선의 강력한 투과력을 사용하여 내부 상태를 '보는' 목적을 달성합니다. 우리가 보는 가시광선과 같은 X{2}}선의 성질은 전자기파입니다. 그러나 가시광선 대역의 파장 범위는 380~780nm이고 X{5}}광선의 파장은 10~10-³nm인 가시광선 대역보다 훨씬 작습니다.
광자 에너지는 파장에 반비례하는 E=hv=hc/λ로 정의되므로 X{2}}광자의 에너지는 광자 에너지보다 훨씬 큽니다. 가시광선으로 투과율이 높습니다. 가시광선은 눈꺼풀의 얇은 층도 투과할 수 없지만 X{3}}광자의 상당 부분은 우리 몸을 쉽게 투과하여 반대쪽 감지기에 의해 포착될 수 있습니다. 물론 파장이 짧은 감마선은 더 많이 투과됩니다. 그러나 감마선 앞에서 우리 몸은 거의 투명합니다. 마치 상대방의 옷에 무슨 일이 일어나고 있는지 보고 싶었지만 침투력이 너무 강했다. 뒤에 있는 건물도 직접 볼 수 있는데, 이것도 컵입니다. 또한 감마선을 한 번 조사한 후 침대에서 일어날 수 있다고 보장할 수 없습니다. 내려와; 당신이 여전히 내려올 수 있다면, 아마도 헐크가 될 것입니다.
2. 물질과의 상호작용
앞에서 언급했듯이 X{0}레이는 신체의 여러 물질과 상호작용하므로 에너지의 일부는 인체의 다른 조직에 흡수되고 다른 부분은 감지기에 의해 수신됩니다. 인체를 통해.
X선{0}}이 송신단에서 방출된 후 인체 조직의 다른 부분을 통과한 다음 감지기의 해당 위치에서 수신됩니다. 검출기의 결과를 분석하여 해당 신체 부위의 내부 정보를 얻을 수 있습니다. 그러면 X{1}}레이는 인체에서 어떤 상호작용을 하고, 어떻게 작동하며, 어떤 조직과 상호작용할까요? 이것들은 우리가 공부해야 할 질문입니다.
우리는 물질이 원자로 구성되어 있음을 압니다. X{0}선이 인체를 통과할 때 인체의 원자와도 상호작용하여 감쇠를 일으킵니다. X{1}}원자와 원자 사이의 상호작용에는 세 가지 주요 형태가 있습니다.
1. 광전 효과
2. 콤프턴 산란
3. 반응 없이 통과
물질의 경우 원자 사이의 거리가 매우 멀기 때문에 핵이 차지하는 부피가 매우 작을 뿐만 아니라 광자가 전자와 충돌하기가 쉽지 않습니다. 따라서 광자의 상당 부분이 감지기에 영향을 받지 않고 인체를 통과합니다. 자세한 내용은 Rutherford의 금박 실험을 참조하십시오.
다음은 광전 효과 및 Compton 산란의 분석에 중점을 둡니다.
2.1 광전 효과
광전 효과는 광자가 원자의 내부 전자와 상호 작용하여 광자가 흡수되는 것을 말합니다. 광자 에너지를 흡수한 후 전자는 원자 결합에서 떨어져 나와 광전자를 형성합니다.
광전 효과는 금속에서 더 분명하며 광전자는 광전류로 수렴할 수도 있습니다. 광전 효과의 발생 확률은 광자 에너지의 세제곱([공식]) =1/E³, E=hv에 반비례합니다. 즉, 광자 에너지가 높을수록 그것은 흡수되고 더 높은 침투력을 가질 것입니다. 서수의 세제곱은 비례하므로( Z³, Z: 원자 번호) 납(원자 번호: 82)은 X-선 보호에 자주 사용됩니다. 금속과 비교할 때 인체는 주로 탄소, 수소, 산소, 질소 및 기타 요소로 구성됩니다. 원자 번호가 낮고 원자 분포 밀도가 낮습니다. 따라서 X-선을 찍을 때 자체 생성 전자에 의해 감전될 염려가 없습니다.{4}}
광전 효과는 임상에서 X선의 주요 감쇠 형태{0}이며 우리에게 필요한 감쇠 형태이기도 합니다. 위에서 언급한 바와 같이 주로 유기물로 구성된 연조직에서는 X{1}선의 감쇠가 매우 낮고 대부분이 직접 통과할 수 있습니다. 그러나 뼈 부분에서는 뼈가 주로 인산칼슘으로 구성되어 있고 칼륨, 마그네슘, 나트륨, 스트론튬과 같은 원자도 포함되어 있기 때문에 뼈에서 X{2}}선의 감쇠가 상대적으로 높습니다.
따라서 뼈의 상태를 탐색하는 것은 X{0}레이의 가장 중요한 임상 적용 중 하나입니다. 이것이 기본적으로 모든 정형외과 환자에게 필름을 요구하는 이유입니다.
2.2 콤프턴 산란
자, 다음 단계는 Compton 아동용 신발을 흩뿌리는 것입니다.
광전 효과와 달리 Compton 산란은 광자와 원자의 외부 전자의 상호 작용을 말하며 광자의 에너지를 약화시키고 운동 방향을 변경(산란)시키면서 외부 전자를 여기시킵니다.
물론 당황할 필요도 없고 산란된 광자의 에너지와 산란각 θ, 여기된 전자의 에너지와 각도 Ø를 계산할 필요도 없습니다.
Compton 산란이 발생하면 짜증이 납니다. 기하학적 광학에서 우리는 모두 빛이 직선으로 이동한다고 생각하기 때문입니다. 따라서 검출기에 의해 수신된 신호와 필름에 표시되는 최종 결과는 인체의 해부학적 구조와 일대일로{0}} 일치해야 합니다. 감지기의 각 픽셀 점의 신호 강도는 이 점과 광원 사이의 연결을 통과하는 인체에 의한 X{2}}감쇠를 반영해야 합니다. 그러나 한 지점에서 Compton 산란이 발생하면 산란된 광자가 검출기의 다른 픽셀에 무작위로 부딪힐 가능성이 높으며, 이는 지점에서 받는 빛의 강도를 약화시킬 뿐만 아니라 임의의 다른 약간의 빛 증가를 유발합니다. 더욱이, 원자 에너지 준위에 대한 약간의 이해는 광전 효과와 달리 외부 전자를 여기시키는 데 필요한 에너지가 내부 전자를 여기시키는 데 필요한 에너지와 같은 크기가 아니라는 것을 보여줍니다.
이로 인해 입사 X{0}광자가 콤프턴 산란을 겪고 에너지가 감소한 경우에도 X선 소스의 스펙트럼 범위 내에 남아 있게 됩니다.{1} X{2}}선 이미징의 주요 광학 노이즈인 Compton 산란은 이미지의 신호 대{4}}노이즈 비율에 큰 영향을 미칩니다. 일반적으로 Compton 산란으로 인한 노이즈를 억제하기 위해 감지기 앞에 리드 그리드를 추가하여 다른 각도에서 X{5}}광자를 억제합니다.
3. X{1}}선 생성
X선{0}을 아는 것만으로는 충분하지 않습니다. Ultraman과 같은 X{1}}선을 방출할 수 있어야 합니다. 멋지네요.
물론 엑스레이를 찍으면{0}, 울트라맨이 비우비우에 숨어 있는 것이 아니라 엑스레이 튜브가{1} 있습니다.
기본 원리는 음극에 압력을 가하고 양극(보통 텅스텐, 로듐 등과 같은 금속)에 충격을 가하는 전자빔을 발사한다는 것입니다. 전자는 양극에서 느려지고 손실된 운동 에너지는 광자로 변환됩니다. 음극 양단의 전압이 높을 때(kV로 측정) 우리가 얻는 광자 에너지는 X{0}}선의 파장 범위에 있습니다. 엑스레이 GET!
이 광자를 생성하는 원리를 Bremsstrahlung이라고 하며 독일어로 [ˈbʁɛmsˌʃtʁaːlʊŋ]로 발음됩니다. 여기에서 Bremsstrahlung을들을 수 있습니다. 날 쳐다보지 마, 난 절대 너에게 읽지 않을거야. 대략 "감속 복사"의 의미에 가까운 감속 복사를 의미합니다.
여러 피크 중간에 있는 텅스텐 원자의 특성 복사를 제외하고, 이는 내부 전자에 충돌하여 원자를 여기 상태로 만드는 고에너지 전자에 의해 생성된 자체 방출 때문입니다.{0}
그런 다음 문제가 발생합니다.{0} 우리가 얻는 X선에서 광자 에너지의 상당 부분이 상대적으로 낮습니다. 우리는 이미 2.1 광전 효과에서 광자 에너지가 낮을수록 침투가 약하다고 언급했습니다. 이는 엑스레이의 상당 부분이-신체에 거의 완전히 흡수된다는 것을 의미하며, 이는 감지에 도움이 되지 않을 뿐만 아니라 환자의 방사선량을 크게 증가시킵니다. 따라서 일반적으로 말해서 이제 이러한 저에너지 X-레이를 걸러내기 위해 필터를 앞에 추가합니다. 그래야 촬영이 끝난 뒤에도 암에 대한 걱정을 하지 않아도 된다.
4. 신청
앞서 언급했듯이 뼈에는 인산칼슘과 기타 금속 원소가 더 많이 포함되어 있기 때문에 다른 연조직에 비해 감쇠율이 더 크므로 대부분의 X{0}레이 응용 프로그램은 골절을 확인하고 골밀도를 분석하는 데 주로 사용됩니다. 그리고 더 많은. 그렇다면 금속 요소가 없는 다른 부품은 어떻습니까?
추가하지 않으면 답은 아주 간단합니다~
바륨 식사와 같은. 위장관 바륨 식사 혈관조영술 또는 바륨 관장(관장의 맛이 어떤지 묻지 않겠습니다)을 통해 소화관에 황산바륨 조영제를 넣은 다음 X{0}}선을 사용합니다. 소화관의 병변을 확인하기 위해. 바륨 가루의 주성분은 황산바륨으로, X선을 분명히 흡수하며{1} 물에 녹지 않고 산에 녹지 않습니다. 소화관에서 흡수되지 않으며 인체에 무해합니다.
그리고 혈관 조영술. 조영제를 함유한 요오드{0}를 해당 부위의 혈관에 주입하여 혈관의 분포와 병변을 표시할 수 있습니다.
