本文關(guān)鍵詞：醫(yī)用診斷X射線的特性、測量與防護(hù)研究

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【摘要】：目的:X射線在醫(yī)學(xué)中應(yīng)用廣泛,如放射治療、放射診斷、核醫(yī)學(xué)和介入放射等領(lǐng)域。醫(yī)用診斷X射線相比一般X射線,在其質(zhì)與量、能量表達(dá)、劑量測量等方面有其自身的特性。在醫(yī)學(xué)診斷應(yīng)用中,患者接收X射線照射檢查時(shí),應(yīng)避免受到過量直接照射,并盡量減少醫(yī)護(hù)工作人員受到的次級(jí)輻射。本研究旨在為診斷X射線的測量與防護(hù)提供理論與數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。方法:分析醫(yī)用診斷X射線的能量表達(dá)、計(jì)算其在物質(zhì)中衰減后的能譜變化情況,理論研究并實(shí)驗(yàn)測量電離室型劑量儀的響應(yīng)時(shí)間對診斷X射線測量結(jié)果的影響和修正方法,計(jì)算并測量幾種常用防護(hù)措施的防護(hù)效果。結(jié)果:1、分析了醫(yī)用診斷X射線的特性,解析了其能量表達(dá)方式。從X射線的產(chǎn)生得出X射線的能量分布具有連續(xù)性;分析其質(zhì)與量涉及的各特征量,包括管電壓、PPV等,得出X射線的能量有多種表達(dá)方式,根據(jù)具體需求和研究條件,選擇合適的方式進(jìn)行描述,常用的包括半值層、等效能量和平均能量等。其中,能譜和平均能量是準(zhǔn)確表達(dá)X射線能量的方式。X射線能譜的測量需專門的儀器,要求較高,可利用計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算描繪X射線的能譜,對射線能量分布、能譜變化等情況進(jìn)行表達(dá)。醫(yī)學(xué)應(yīng)用的日常監(jiān)測和防護(hù)中,表征X射線的量主要為能量和劑量率。2、根據(jù)X射線與物質(zhì)的相互作用過程,分別計(jì)算了不同厚度鋁板及鐵板衰減后射線的能量變化及能譜,并計(jì)算了90度散射角方向散射線的能譜及能量,計(jì)算并實(shí)驗(yàn)測量不同物質(zhì)對X射線的不同衰減效率。醫(yī)用診斷X射線與物質(zhì)相互作用過程主要有光電效應(yīng)和康普頓散射。射線與物質(zhì)的相互作用會(huì)衰減X射線的強(qiáng)度。透射物體后,單能光子能量和強(qiáng)度變低;一般連續(xù)X射線強(qiáng)度變低,平均能量變高,能譜變窄。光電吸收效應(yīng)是物質(zhì)衰減射線的主要形式,并伴隨發(fā)生熒光效應(yīng)和俄歇效應(yīng)。X射線與物質(zhì)發(fā)生散射主要包括相干散射與非相干散射。非相干散射即康普頓散射,可根據(jù)康普頓散射公式及散射比等計(jì)算散射線的能量及強(qiáng)度,其強(qiáng)度和能量均小于原發(fā)X射線。物質(zhì)對X射線的衰減能力各有不同,這與物質(zhì)的密度、厚度、形狀等有關(guān),理論計(jì)算物質(zhì)對X射線的衰減能力,并實(shí)驗(yàn)測量相關(guān)數(shù)據(jù),驗(yàn)證理論計(jì)算結(jié)果。3、分析并實(shí)驗(yàn)測量了劑量儀的響應(yīng)時(shí)間對診斷X射線測量結(jié)果的影響和修正,研究了劑量儀的能量響應(yīng)、方向響應(yīng)、靈敏度等性能參數(shù)。不同的劑量儀響應(yīng)時(shí)間、能量響應(yīng)等參數(shù)是不同的,同一儀器的不同量程,其響應(yīng)時(shí)間也不相同。診斷X射線劑量測量時(shí),應(yīng)根據(jù)要求選取合理的測量儀器,必要時(shí)需對測量結(jié)果進(jìn)行修正。根據(jù)劑量率儀表電路的讀數(shù)響應(yīng)過程,將其等效簡化為RC電路充電過程,可理論計(jì)算已知率表的響應(yīng)時(shí)間常數(shù)及時(shí)間分辨修正系數(shù),通過實(shí)驗(yàn)測量,驗(yàn)證修正結(jié)果,得出準(zhǔn)確的響應(yīng)時(shí)間,在防護(hù)評(píng)價(jià)中可用于修正測量結(jié)果。醫(yī)用診斷X射線多為中能和低能射線,分析了醫(yī)用診斷X射線對率表能量響應(yīng)的要求,并計(jì)算和實(shí)驗(yàn)研究了不同儀器的能量響應(yīng)對X射線測量結(jié)果的影響。4、計(jì)算并測量了距離、鉛衣、鉛屏、墻壁(混凝土)等對醫(yī)用診斷X射線的防護(hù)效果,提出了對X射線的防護(hù)建議。醫(yī)用診斷X射線在機(jī)房中,經(jīng)過空氣、床體、患者、墻壁和屏蔽等的吸收和散射,不同物質(zhì)對X射線的阻擋效果不同。無屏蔽措施時(shí),理想條件下X射線在真空其強(qiáng)度與距離的平方成反比,現(xiàn)實(shí)測量結(jié)果表明醫(yī)用診斷X射線在空氣中距離越遠(yuǎn),劑量率越低;計(jì)算和實(shí)測結(jié)果都表明鉛作為診斷X射線的防護(hù)材料,可屏蔽大部分的X射線。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,提出防護(hù)建議:重要部位著鉛衣屏蔽,再綜合利用墻壁、距離等多種屏蔽措施可以較好達(dá)到對醫(yī)用診斷X射線的防護(hù)效果。結(jié)論:能譜和平均能量可較為準(zhǔn)確的表達(dá)醫(yī)用診斷X射線的能量,在不嚴(yán)格進(jìn)行能譜要求時(shí),也可用半值層、等效能量描述X射線;劑量率儀表的響應(yīng)時(shí)間對醫(yī)用X射線拍片時(shí)的劑量率測量影響很大,實(shí)測值與真實(shí)值可能相差數(shù)倍或數(shù)十倍,需對實(shí)測值進(jìn)行曝光時(shí)間的修正,并得到了部分儀器的準(zhǔn)確響應(yīng)時(shí)間。醫(yī)用診斷X射線在測量時(shí),所選儀器的能量響應(yīng)是十分重要的指標(biāo),對測量結(jié)果影響很大,應(yīng)根據(jù)測量目標(biāo)選取能量響應(yīng)合適的儀器進(jìn)行測量;醫(yī)用診斷X射線對劑量儀的其他性能參數(shù)也具有較高的要求;X射線與物質(zhì)作用前后的原始射線、散射線、透射線具有一定的關(guān)系,分析了三種射線能譜的變化情況,并計(jì)算和測量了透射線、散射線強(qiáng)度的變化,由此可得出物質(zhì)對X射線的衰減規(guī)律,根據(jù)不同材料衰減能力的不同,可選取合適的屏蔽材料;醫(yī)用診斷X射線的防護(hù)中,鉛是最重要的屏蔽材料,輔以距離、墻壁等條件,可較好的防護(hù)X射線的有害照射;不同的防護(hù)用具單獨(dú)使用與綜合使用防護(hù)效果不同,綜合使用多種防護(hù)措施與工具能夠更好的防護(hù)X射線的照射。本論文的工作在醫(yī)學(xué)中X射線的測量與防護(hù)等方面具有實(shí)際意義。
【關(guān)鍵詞】：X射線 能量 散射 監(jiān)測 防護(hù)
【學(xué)位授予單位】：中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R814;O434.1
【目錄】：

• 縮略詞表6-7
• 摘要7-9
• Abstract9-13
• 前言13-15
• 第一章 醫(yī)用診斷X射線簡介15-23
• 1.1 X射線的產(chǎn)生15-17
• 1.2 X射線能量分布及能量表達(dá)17-20
• 1.2.1 能量分布17-18
• 1.2.2 特征描述及能量表達(dá)18-20
• 1.3 醫(yī)用診斷X射線特征及能譜20-21
• 1.4 小結(jié)21-23
• 第二章 診斷X射線與物質(zhì)的相互作用23-31
• 2.1 綜述X射線與物質(zhì)相互作用23
• 2.2 光電效應(yīng)23-25
• 2.3 康普頓散射25-26
• 2.4 散射線的計(jì)算研究26-28
• 2.4.1 散射線能量計(jì)算26-27
• 2.4.2 散射線強(qiáng)度27-28
• 2.5 散射線實(shí)驗(yàn)測量28-29
• 2.6 小結(jié)29-31
• 第三章 診斷X射線在物質(zhì)中的衰減計(jì)算研究31-41
• 3.1 單能光子束在物質(zhì)中的衰減規(guī)律31-32
• 3.2 連續(xù)X射線衰減規(guī)律32-33
• 3.3 診斷X射線衰減規(guī)律計(jì)算33-38
• 3.3.1 衰減系數(shù)的計(jì)算33-34
• 3.3.2 衰減物質(zhì)厚度對衰減效率的影響34-36
• 3.3.3 不同衰減物質(zhì)對衰減效率的影響36-37
• 3.3.4 光子能量對衰減效率的影響37-38
• 3.4 透射率實(shí)驗(yàn)測量38-40
• 3.5 小結(jié)40-41
• 第四章 醫(yī)用診斷X射線測量要求41-59
• 4.1 輻射探測器簡介41-44
• 4.1.1 輻射探測器原理41
• 4.1.2 氣體探測器41-43
• 4.1.3 閃爍探測器43
• 4.1.4 半導(dǎo)體探測器43-44
• 4.2 輻射測量儀表的響應(yīng)時(shí)間44-48
• 4.2.1 探測器響應(yīng)時(shí)間44
• 4.2.2 電子電路響應(yīng)時(shí)間44-47
• 4.2.3 劑量儀響應(yīng)時(shí)間47-48
• 4.3 響應(yīng)時(shí)間研究48-53
• 4.3.1 研究背景48-49
• 4.3.2 響應(yīng)時(shí)間常數(shù)計(jì)算49-50
• 4.3.3 響應(yīng)時(shí)間實(shí)驗(yàn)測量50-53
• 4.4 能量響應(yīng)研究53-56
• 4.5 其他測量要求56-57
• 4.6 小結(jié)57-59
• 第五章 醫(yī)用診斷X射線防護(hù)研究59-71
• 5.1 有害X射線分析59-60
• 5.2 防護(hù)效果理論計(jì)算60-64
• 5.3 實(shí)驗(yàn)測量64-69
• 5.3.1 距離防護(hù)效果的貢獻(xiàn)64-66
• 5.3.2 不同防護(hù)工具的防護(hù)效果66-67
• 5.3.3 機(jī)房防護(hù)測量67-69
• 5.4 小結(jié)69-71
• 總結(jié)71-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 附錄77-79
• 論著79-83
• 致謝83-85
• 個(gè)人簡歷85

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