对 X射线管的kV、mA、mAs 理解

    X射线成像过程及其影响因素

    1、X射线的产生

        当高速移动的电子与物质碰撞时，它会突然减速或停止。它的大部分动能（99％）转化为热量，导致物体升温，而一小部分动能（1％）转化为光能并以X射线的形式释放到外面。X射线通常是通过对靶的高速电子束轰击产生的，产生几个X射线步骤：产生自由电子，例如加热钨丝以产生热电子;加速电子定向传输，在阴极和阳极之间施加高电压;将障碍物（阳极目标）放置在路径上以使其减速。

        描述X射线的物理指标有强度、相位、波长分布（光谱）。

        1）电压值（kV）

        加热灯丝在阴极产生电子，阴极和阳极之间的电场是电子从阴极到达阳极时所获得的巨大动能。电场需要一个高压电路来产生高压来维持。电流-时间积（MAS）决定X射线的数量，而电压（高压）不仅决定X射线的数量，还决定X射线的质量（即穿透能力和X射线能量）。高电压导致光子具有更高的能量，穿透能力的差异相对较小。在这种X射线辐射下，X射线通过被测材料的相对变化很小，最终成像也显示出低对比度。当电压升高时，额外的散射光子也会到达成像区域并使图像模糊，这通常会使组织之间的对比度变小。

① 电压、剂量和X射线效率

当X射线穿过身体时，它们可以被（A）完全穿透（B）部分穿透（C）完全吸收。是A吗？ B'还是C？根据单个光子的能量，kV值可以控制这一点。当电压增加时，光子的穿透增加，因此可以减少X射线的量（在获得相同成像效果的前提下）;当电压降低时，光子的穿透减少，并且更多的光子被身体吸收。此时，需要增加X射线的量。因此，改善kV的好处是：提高X射线的效率和减少患者的剂量;此时，管电流降低了器件的工作温度，这有助于提高X射线管的寿命。

② 电压和散射

散射是指X射线通过人体产生波长较长（波长越长，穿透力越强）的成分并穿透人体。如果X射线中散射光与本征光（X射线）的比例不平衡，就会产生雾效应。康普顿效应是产生大量散射的主要原因（由较轻物质散射的X射线在原始光谱之外产生波长较长的成分）。当电压超过70千伏时，康普顿效应加剧。大量的X射线散射会产生雾，大大降低图像对比度，使细节难以区分。

电压越高，散射线的方向在成像区域上越集中，这同时增加了散射线的穿透，这更加严重。如果电压不那么高，散射线会大大减少，X射线更容易被人体吸收（因为波长较短），此时会发生光电效应（入射光子激发电子受辐照的物质使其逸出）。光电效应对人体组织的成分更敏感。例如，不同组织中的原子密度不同，因此不同组织和厚度穿透的光子数不同，亮度不同，因此成像的对比度相对较高。然而，由于更多的光线被人体吸收，因此成像的亮度将变暗。此时，X射线的量，即mAs，增加，这增加了患者的剂量（实际穿透人体X射线的光子的总量）。

因此，高电压可以减少剂量，低电压可以增强对比度（低电压也不是说有多低和多低，太低都不能像），必须在两者之间取得平衡，即kV值可以不要太高，也不能太低。临床上，电压值主要由所需对比度和检查区域的厚度决定，当前时间乘积用于调整图像的亮度。也就是说，kV控制对比度和mAs控制亮度。为了抑制散射，可以添加栅格（滤光散射线或软光线）。

软X射线：X射线的光谱特性是X射线质量的重要指标。光谱的长波长部分称为软X射线。其穿透力弱对成像没有意义。它通常是一种对人体的干扰和损伤，因为它会被人体组织吸收。但有时软X光可以用于软组织成像。

值得注意的是，临床上有一个电压的基本概念，它是指穿透人体特定部位所需的最小电压。该值可用作初始参考电压值。基本电压也与车身厚度有关，如下所示：

基本电压值=体厚（cm）+ 30kV

③ 电压的稳定性

高压稳定性对X射线的质量有重要影响。电压不稳定会导致X射线时变光谱和更多的软射线，从而影响图像质量，损害人体。高压上升时间也会影响成像质量。上升时间是指电压值从零上升到所需值的时间。这一过程也会产生软光，但目前的数字设备通常在这一过程之后拍照。

2）电流与电流时间积

    2、X射线的量与质

在不同的应用中，X射线的测量标准是不同的。 X射线强度是指通过垂直于每单位时间的X射线传播方向的单位区域的光子数和能量之和，即X射线的量和质量。 X射线的质量代表光子的能量，描述了穿透物质的能力，也称为X射线的硬度。 X射线的量表示光子的数量，其实际上由当前时间乘积表示。很明显，X射线的量与管电流和照射时间成比例。

X射线的质量只取决于X射线的波长，即每个光子的能量，而不取决于光子的数量。光子的能量越大，就越不容易被物质吸收，穿透能力也就越强。

在医学诊断中，X射线的量通常由当前时间乘积表示，并且X射线管的峰值电压用于指示X射线的质量。

其次，确定DSA系统性能的关键参数

高端数字血管造影系统通常采用计算机控制的大容量脉冲高频逆变变压器，功率高达100kw，高压范围40-125kv，最大电流为1000ma（100kv），具有脉冲透视功能，以满足手术需要。f超短时间、低电压、大电流连续脉冲动态采集。同时，根据成像区域的衰减状态，自动调整Kv、Ma等参数，使X射线管在安全辐射剂量范围内保持最佳的加载状态，获得最佳的图像质量。