必考A-level物理知識(shí)點(diǎn)深度解析：醫(yī)學(xué)成像

 

曾經(jīng)有人說，物理學(xué)的應(yīng)用在社會(huì)中是無處不在，當(dāng)時(shí)只是覺得這是一個(gè)比較夸張的說法，但是現(xiàn)在，隨著社會(huì)的快速發(fā)展，對于物理學(xué)的認(rèn)識(shí)應(yīng)該是越來越廣泛。

今天A加未來白老師針對CIE A-level物理知識(shí)點(diǎn)即醫(yī)學(xué)成像進(jìn)行解析，讓我們來看看我們的物理對我們的影響究竟有多深遠(yuǎn)。

早期，生活中出現(xiàn)意外我們可能會(huì)摔傷我們的大腿，胳膊，去醫(yī)院就醫(yī)的時(shí)候，大夫一般都會(huì)讓我們拍一個(gè)x光片，這里的x光片就是我們所說的x射線

X射線成像

X射線的本質(zhì)是電磁輻射，是我們加速運(yùn)動(dòng)的電子突然減速所釋放出的一種射線，這種射線一般由X射線機(jī)諸如DSA，CR，DR發(fā)射。

這種射線我們?nèi)搜凼强床坏降?，因?yàn)樗牟ㄩL較短，在人眼能夠接受的可見光的范圍外，這種光的波長雖然短但是頻率卻很大，能夠到達(dá)1016-1020Hz的范圍，當(dāng)它在進(jìn)行傳播時(shí)，能夠?qū)⒑艽蟮哪芰酷尫懦鰜恚瑥亩┩肝覀兩眢w的部分組織。

肉眼雖然看部分X射線，但是當(dāng)它照射某些物質(zhì)，比如說磷，硫化鋅，鎢絲酸鈣等，能夠使這些物質(zhì)的原子處于激發(fā)態(tài)，當(dāng)它們回到基態(tài)時(shí)就能夠發(fā)出熒光，那醫(yī)學(xué)中透視用的熒光屏，X射線攝影用的增感屏，影像增強(qiáng)器的輸入屏和輸出屏都是利用熒光特性做成。 

那么醫(yī)院中X射線的人體成像究竟是如何呈現(xiàn)的呢？

當(dāng)強(qiáng)度大致均勻的X射線投射到人體上的時(shí)候，X射線的一部分被吸收和散射，另一部分透過人體沿原方向傳播，由于人體各種組織，器官在密度和厚度等方面存在差異，對投射在其上的X射線的吸收兩個(gè)不相同，從而使透過人體的X射線強(qiáng)度分布發(fā)生變化，同時(shí)還可以攜帶人體信息，最終形成X射線信息影像。

那么對于CIE A-level 物理考試的同學(xué)們，除了要注意上述關(guān)于X成像的原理外，還要注意一個(gè)比較特別的點(diǎn)，就是X-ray是會(huì)發(fā)生衰減的。

誠如上訴提及，當(dāng)X射線穿越原子和分子時(shí)可以發(fā)生電離，X射線會(huì)被吸收，所以也存在衰減，那么衰減的情況是什么樣子呢？在這里我們需要用一個(gè)計(jì)算式表達(dá)出來，即：

其中I表示X射線的強(qiáng)度，I₀表示初始最強(qiáng)的強(qiáng)度，e是一個(gè)常數(shù)，u稱之為衰減系數(shù)，和材料的特性相關(guān)，x表示材料的厚度，我們用下面的圖表示出這種特性。

通過這部分的分析，希望能夠讓同學(xué)們更容易理解關(guān)于X射線的一部分特性，接下來我們會(huì)對現(xiàn)階段醫(yī)學(xué)中常用到的CT（計(jì)算機(jī)斷層X射線掃描）和MRI（核磁共振）進(jìn)行一個(gè)解析。大家有任何學(xué)習(xí)上的問題，可以隨時(shí)聯(lián)系我們。