浅析X线在医学诊断中的作用及其发展

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[摘 要]X线诊断学是利用X线来检查人体疾病的一门临床科学，是特殊的临床检查方法之一。在近代医学中，除了病史、体征和常规化验外，X线诊断的发展，使我们能更早期更全面了解人体内组成器官的生理、解剖及病理生理、病理解剖的变化，因此促进了基础科学和临床科学的发展。随着科学技术日新月异，越来越多的新技术涌现出来，不仅扩大了医学影像学人体的检查范围，还提高了诊断水平，甚至可以对某些疾病进行治疗。

[关键词]X线诊断治疗 影像学技术 伦琴射线

中图分类号：R814.42 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）47-0396-01

1.1X线的产生

X线又被称为艾克斯射线、伦琴射线或X射线，是1895年11月8日德国物理学家伦琴在进行阴极射线研究实验时所发现的，为了表明这是一种新的射线，且因当时还不了解其性能所以采用表示未知数的X来命名。X线本质是沿直线前进的电磁波，在电子流撞击到阳极钨靶时，钨原子核周围的电子会从高能轨道跃迁到低能轨道上，在此过程中发生了能量转换，其中约有1%以下的能量形成了X线，其余99%以上则转换为热能。X线的产生离不开以下三个条件，即X线管、高压发生器与控制器。X线管为一高真空的二极管，杯状的阴极装有灯丝，热灯丝在经点燃后会产生大量自由电子。阳极由呈斜面的高原子序数钨靶和附属散热装置组成，当高压发生器向灯丝与阳极靶之间提供高压电之后，电势差陡增，阴极灯丝周围的电子受到强有力的吸引，以高速奔向阳极撞击钨靶而产生X线与热能。为了防止阳极熔化增大X线管的容量，现代的X线管都是旋转阳极，可以分散撞击点。速度愈高的旋转阳极，其X线管球的容量就越大。高压发生器将普通220伏电压（初级）经高压变压器升压至100千伏（kv）即10万伏或150万伏（kv）（次级）来满足产生高质量X线的要求。在高压变压器内装有绝缘油与变压器，是产生X线时不能缺少的重要部件。控制器是控制X线量与X线的质（破穿透力）的控制中枢，通过调整X线管的管电流、电流以及曝光时间，就可以到达调控X线量与X线的穿透力的目的，从而满足不同检查诊断方法、适应不同部位的要求，更好的服务于医疗。

1.2X线的特性

X线是一种波长范围在0.01纳米到10纳米之间（对应频率范围30 PHz到30EHz）的电磁辐射形式，比可见光的波长要短得多，肉眼不可见。X射线也是游离辐射等这一类对人体有危害的射线。通常X线诊断所使用的X线波长范围为0.008纳米到0.031纳米（相当于40～150kV时）。由于X线具有一定的特性可以在医疗方面进行良好的治疗效果。X射线最初就被用于医学成像诊断和X射线结晶学。X线诊断主要依据的就是X线具有较强的穿透性，一般可见光不可以穿透的各种密度不同的物质它都可以穿透，并在穿透过程中会衰减，即受到一定程度的吸收。X线的穿透力主要取决于X线管电压，电压愈高，产生愈短波长的X线，其穿透力也更加强；反之，电压低，产生波长愈长的X线，具有的穿透力也相对较弱。除此以外，被照体的密度和厚度也会影响X线的穿透力。当X线穿透人体各部位时，部分将受阻不能透过.可视为被吸收。除此以外，X线作用于荧光物质从而产生荧光效应与感光效应都是X线成像的基础。由于在穿过人体的过程中，X射线受到不同程度的吸收，最终通过人体后产生不同的X射线量，这些含有差异的X射线量便反映了人体各部密度的分布，经过显影、定影之后可以在荧光屏上或摄影胶片上显示出不同密度的阴影。

2、X线在影像学方面的进展

2.1 计算机体层成像CT

从传统的X线诊断自诞生以来，医学上就开始用它来探测人体疾病。但是，由于人体内有些器官对X线的吸收差别极小，因此X射线对那些前后重叠的组织的病变就难以发现。为了解决这个问题在20世纪70年代末英国物理学家发表了计算机X射线体层成像技术，X线诊断取得了一个划时代的进步。CT区别于传统的X线摄影技术，它是利用x线束扫描人体某部层面，将透过该层面的X线转变为可见光后，再将光电转换化为电信号，最后经模拟/数字转换器转变为数字，由计算机处理后重建图像。CT图像是以不同的灰度来表示，反映器官和组织对X线的吸收程度。因此，与X线图像所示的黑白影像一样，黑影表示低吸收区，即低密度区，如含气体多的肺部；白影表示高吸收区，即高密度区，如骨骼。传统的x线照片，肉眼只能分辨16个灰阶，但是CT与X线图像相比，CT的密度分辨力高，即有高的密度分辨力（density resolution）。CT有更加灵敏的探测器，可以把水作为0Hu，将高于水密度的组织器官分为1000到3000个密度差，将低于水密度的组织器官分为-1000个密度差称CT值。极大程度上扩展了X线的检查范围，这是CT的突出优点。对于那些由软组织构成的器官，特别是脑、脊髓、肝、胆、胰以及盆部器官等，CT也可以良好的显示解剖图像，且在此背景上可以表现病变的影像。使那些在传统的X线难以显示的器官及其病变部位，不需要造影或特殊检查就可以准确清晰地明确诊断。例如中风患者可能是脑梗塞所引起的.也可能是脑出血所致，针对这两种病情的治疗原则与方法完全不同，CT检查就可以解决这个问题，可以立即明确诊断，使患者得到及时正确的治疗。因为CT完全是横断面成像，可以准确显示使多个器官以及病变的空间位置，在诊断头颈部、纵隔、肺、腹腔内各器官的病变中具有重要的价值。

2.2 数字减影血管造影DSA

8O年代以后出现了数字减影血管造影这种二维的可视人体血管成像技术，通过应用计算机程序进行两次成像完成，通过减去数字化血管造影图像中数字化的背景图像，使剩余的血管影像较以往所用的常规脑血管造影所显示的图像，更加清晰和直观，即使一些精细的血管结构也可以显示出来。临床上的优势是在不影响其他组织结构的前提下，能观察到更细小和复杂的血管结构，有利于放置导管和导丝。除了可以准确的提供病变的确切位置，还可以显示病变的范围与严重程度，为手术提高较可靠的客观依据。这种设备拥有高分辨率的造影像增强装置以及大容量的电算机，是血管造影和开展介入性放射学的理想设备

2.3 介入性放射学

介入性放射学是在医学影像设备的引导下，依据影像诊断学与临床诊断学，利用导管、导丝等器材对各种疾病进行诊断兼作治疗的一系列技术方法。是集诊断与治疗于一体的临床放射学新兴分支。对以往难治或者不知的病症如癌症、心血管疾病等开拓了全新的治疗途径。介入性放射学主要分为血管性介入与非血管性介入这两大类。前者是通过动脉和静脉血管进行溶栓、栓塞、动脉形成以及肿瘤动脉灌注化疗等操作，需要作动脉和静脉插管。非血管性介入是对生理管腔如食管、胆管、尿管等生理管腔的狭窄进行扩张.或对囊肿、脓肿进行引流并注射无水酒精或硬化剂等方法，从而达到治疗疾病的目的，需要作入口造口术。介入治疗因为是在影像学方法的引导下采取经皮穿刺插管，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，具有传统内、外科不具备的可重复性、微创性等特点，可以准确定位且见效快、疗效高，并发症发生率低，在现代医疗诊治领域已迅速确立其重要地位。目前，介入性放射学正在我国迅速发展，而且还在进一步的普及当中。

3.结束语

随着以X线诊断为基础的各项新技术不断涌现以及日臻完善，影像学迎来了飞速发展，医学影像图像由过去的单一角度、单一方向观察转向多角度多方位观察，在服务人命生命健康的事业中所占比重越来越大，相信不久的将来，更加完美全面的X线技术会问世更好的服务医疗。