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'第一章X射线物理基础 引言—X射线学的发展及分支①1895年德国物理学家“伦琴”发现X射线。1901年，伦琴获诺贝尔物理学奖。之后建立了“X射线透射学”，最早应用于医学，后应用于工业无损探伤。第一章X射线物理学基础 ②1912年，德国物理学家“劳埃”发现了X射线在晶体中的衍射现象。（两方面意义：肯定了X射线的本质；证实了晶体结构的猜想。）获1914年的诺贝尔物理学奖。第一章X射线物理学基础 第一节X射线的性质X射线的波长范围：10-3～10nm。一、X射线的性质①不可见，但它能使一些气体或其他物质电离，使照相底片感光，使荧光物质发光。②穿透性强，并可被物质吸收和散射。软X常用于晶体的X射线衍射分析。硬X射线常用于金属零件的探伤和医学上的透视分析。第一章X射线物理学基础 ③折射率≈1X射线穿过不同媒质时，呈直线传播，在电场和磁场中也不发生偏转，因此不能用常规方法使X射线会聚或发散。④对生物细胞有很强的杀伤作用。第一章X射线物理学基础 二、X射线的本质1、X射线的本质也是电磁波，即也是一种无静止质量并以光速运动的光子。第一章X射线物理学基础 2、X射线的波粒二象性波动性的表现：以一定的频率和波长在空间传播，例如以晶体作衍射光栅时观察到的X射线的衍射现象；描述波动性的物理量：频率ν、波长λ粒子性的表现：以光子形式辐射和吸收时具有一定的质量、能量和动量，如光电效应等。描述粒子性的物理量：能量E、动量P第一章X射线物理学基础 波动性和粒子性之间存在下述关系：0.05~0.25nm范围适于  结构分析0.005~0.1nm范围适于  探伤分析第一章X射线物理学基础 第二节X射线的产生一、X射线产生原理实验证明：高速运动的带电的基本粒子突然受阻时，随着能量的消失和转化，就会产生X射线。实际用于获得X射线的带电粒子是电子。第一章X射线物理学基础 电子式X射线管产生X射线的条件：(1)  产生电子的电子源；(2)  使电子作定向高速运动；(3)  在高速电子流的运动路径上设置障碍物，使电子突然受阻。(4)  封闭在高真空中，真空度高于10-3Pa。第一章X射线物理学基础 二、X射线管1、封闭电子式X射线管的结构封闭电子式X射线管与其结构示意图第一章X射线物理学基础 (1)阴极：钨丝；加热钨丝发射热电子；(2)阳极/靶：使电子突然减速并发射X射线的地方。不同的靶面材料用于获得不同波长的X射线。(3) 阴极和阳极之间的高压使电子作定向高速运动；(4)  阴、阳极都密封在高真空管中，真空度>10-3Pa。其他组成部分：金属聚焦罩、冷却水、铍窗口。第一章X射线物理学基础 高速运动的电子与物质碰撞时被突然减速或停止运动，其大部分动能（~99%）转变为热能使物体升温，而一小部分动能（~1%）则转变为光能以X射线形式向外界释放。封闭电子式X射线管的功率有限，为500～3000W。第一章X射线物理学基础 2、旋转阳极大功率X射线源需要用旋转阳极。因阳极不断旋转，电子束轰击部位不断改变，故提高功率也不会烧熔靶面。目前有100kW的旋转阳极。第一章X射线物理学基础 第三节X射线谱X射线谱：X射线强度随波长变化的关系曲线。X射线的强度X射线的强度：单位时间内，通过与X射线传播方向垂直的单位面积上的X射线光量子的能量总和。用I表示。常用单位：J/cm2·s。强度为光子流密度和每个光子的能量的乘积。(光子流密度：单位时间内通过单位截面的光量子数目。)即X射线的强度（I）是由光量子的能量（hν）及它的数目（n）决定，I=nhν。第一章X射线物理学基础 由热阴极X射线管发出的X射线分为两种类型：(1)连续X射线谱；(2)特征X射线谱（又称标识X射线谱）。它们对应两种X射线辐射的物理过程。第一章X射线物理学基础 一、连续X射线谱1、定义X射线谱中，强度随波长连续变化的部分，称为连续X射线谱，简称连续谱。2、连续谱的特点①不同管压下，连续谱在短波方向都有一个突然截止的波长极限值，称为短波限，用λ0表示。②X射线波长由大于λ0的所有辐射组成；③强度存在一最大值（约1.5λ0处，用λm表示）。④对同一靶材，不同管压、管流下的连续谱的变化规律。第一章X射线物理学基础 3、连续X射线谱的解释①连续谱的产生量子理论：当能量为eV的电子与靶的原子整体碰撞时，电子失去自己的能量，其中一部分以光子的形式辐射出去，每碰撞一次，产生一个能量为hv的光子。由于大量电子射到阳极上的时间和条件不尽相同，仅有一少部分电子能产生极限能量交换，绝大多数电子经多次碰撞完成能量交换，而辐射出波长大于λ0的不同波长的X射线，形成连续谱。第一章X射线物理学基础 ②短波限极限情况下，能量为eV的电子在一次碰撞中将其在电场中加速得到的全部动能转给一个光子，则此光子的能量最大，波长最短，相当于短波限λ0的X射线。表明：λ0只与管电压有关，不受其它因素的影响；随管电压增加，λ0向短波方向移动。第一章X射线物理学基础 ③强度最大值位于1.5λ0附近X射线强度由每个光子的能量hv和单位时间通过单位面积的光子数目n两个因素决定,即I=nhv。在碰撞过程中，能产生极限能量交换的电子仅占一少部分，而其他大量电子会产生多次碰撞完成能量交换，因此虽然短波限对应的光子能量最大，但光子数目不多，故强度的极大值不在λ0处，而位于1.5λ0附近。第一章X射线物理学基础 ④对同一靶材，不同管压、管流下的连续谱的变化规律。U管升高，各辐射强度升高，λ0和λmax（最大辐射时的波长）均减小；解释：当加大管压时，击靶电子的动能、电子与靶材原子的碰撞次数和辐射出来的X射线光子的能量都会增加，因此随管压的增加，各波长X射线的强度均增加。管电压不变时，随管电流的升高，各辐射强度均升高，但λ0和λmax保持不变。不同的靶面物质发射的连续谱具有相似的特征第一章X射线物理学基础 二、特征X射线谱1、定义当U管超过某临界值后，叠加在连续谱上的强度很高且具有一定波长的X射线谱，称为特征X射线谱，简称特征谱。如钼靶X射线管，当管电压等于或高于20kV时，则除连续谱外，位于一定波长处（0.063nm和0.071nm）,叠加有少数强谱线。第一章X射线物理学基础 2、特点①产生特征X射线的条件：管电压超过与靶材相应的某一特定值UK；②对一定的靶材，特征X射线波长为一定值。③λKα>λKβ,且同一元素对应谱线的强度比大约为5：1。第一章X射线物理学基础 3、对特征谱的解释①特征谱的产生以及特征X射线波长为一定值的原因从原子结构观点解释。原子系统中的电子不连续地分布在K、L、M、N…等不同能级的壳层上，各壳层的能量由里到外逐渐增加：EK>Z样。对于多元素的样品，原则上是以含量较多的几种元素中最轻的元素为基准来选择靶材。第一章X射线物理学基础 心律失常诊断思路 一、床边诊断：临床上只要充分利用与发挥听诊的作用，参照体检、ECG、，对绝大多数的心律失常能够作出初步诊断。 （一）整齐的心律：心率正常者：绝大多数为窦性心律，少数为Ⅰ0AVB或房速伴2：1传导阻滞，房扑4：1传导，交界处心律心率过速者：以窦速最常见，其次是异位性心动过速，最少见的是房扑2：1传导心率过缓者：窦缓Ⅱ0AVB或Ⅲ0AVB；2：1窦房阻滞，连接处心律 （二）不整齐的心律：心率正常者：主要是过早搏动，窦不齐，慢速型房颤，AVB文氏型心率过速者：房颤多见，窦速伴早搏，房速、房扑有不规则传导心率过缓者：窦缓并窦不齐Ⅱ0AVB不规则传导 二、心律失常监测的意义：频率比=（迷走N/交感N）×S60-10次/min当心肌缺血时，使心肌静止电位下降，如果继续下降至－60mv时，所有快通道均关闭，当心率慢到一定程度回出现室性快速型心律失常如果心率快时，会出现分层传导，易折返 颈交感N链占优势时易发生室性快速型心律失常Ruken`s试验公式：应激→交感N↑→内源性儿茶酚胺↑→CAMP/CGMP比值↑→慢性通道开放→折返故心率应控制在60-100次/min为宜 心律性质：危重病人不存在生理性早搏，但有良性和恶性早搏区分。是否有血流动力学障碍来判断SVI=SV/BSA如果下降＞30%为不良征象 Han`s提出：易损指数：易室颤=前周期*QT/偶联间期良性＜1.1恶性＞1.11.2～1.4室颤易导＞1.4室颤室早分级：Lown`s＞Ⅲ级RonT，ronp：快心率时RonT不易室颤、室速如果慢心率时RonT易室、室颤如果低K，Q-T延长QTc=QT/√R-R≥0.42易室颤、室速 缓慢性心律失常：窦缓→窦房阻滞45～60次/min为高频性窦缓＜45次/min为低频性窦缓：经常合并窦房阻滞、窦缓→慢通道开放易诱发快速型心律失常，易折返，停搏3秒以上应安装起搏器 电-机械分离：心电图与心音图同步监护，正常人Q-T＜QS2当Q-T＞QS2即为电-机械早期分离。当ECG中：RⅠ+RⅡ+RAVL+RAVF+RV1-6∑R＜42mm伴QT延长，T倒为电-机械分离 恒速型室速120～160次/min75%转为室颤，加速型室速100%转为室颤预激合并快速房颤Ⅱ0～Ⅲ0AVB电生理不稳定AMI心肌层有碎裂电现象，局部呈室颤，而外膜仍为梗塞图形病窦，三束支传导阻滞 预后指数：PI=PWP×PEP/LVEF值越高预后越差。正常值≤3 三、心律失常诊断技术进展：心电图应用技术：时间容量扩大：存储式心电图电脑记录回放，HolterECG可达72小时全信息记录窨空间容量的扩大：体表电位图，心表电位图、心内膜电位图—用36～200个电极，心室晚电位图提示折返激动精确度提高：希氏束电图、高频宽带心电图，正交心电图、遥测心电图 运动负荷心电图：运动后早搏增多，提示病理性冠心病易诱发复杂性心律失常食道心电图：心房起搏，诱发和终止心动过速，观察房室关系临床电生理检查：插入多极导管，频率其搏程序刺激，心内膜标测对复杂心律失常的定性、定位和治疗取得重大进展 四、病理性室性早搏的识别和治疗病理性早搏是取决于基础心脏病的状况，心脏病变、冠脉多支病变决定其预后。 （一）有病理意义的室早：室早：QRS波有切迹，＞0.16s，振幅≤10mm。T波与主波方向一致，T波变深尖倒置；升降支对称室早级数在louwn`s三级以上，即多源、多形或串成对出现，RonT，RonP为危险信号 舒张早期指数PI=R-R`/Q-T＜1，舒张晚期室早指数PI=R-R`/Q-T＞1.6，联律不固定。室性早搏伴阿斯综合征发作，或者Ⅲ0AVB伴室性早搏、隐匿性室早。房早连接处早搏并存者均提示器质性病变。室早呈qR或QR对AMI早期诊断有重要参考价值，AMI经Holter连续6～12小时观察＞20次/小时仍有高度猝死危险 左室受累为主（冠心、高心）。室早多来自左心室而且早搏发生在ECG有ST-T改变和Q-T延长者服用洋地黄期间新出现的室早或低K时出现早搏者室性并行心律，室早后几个窦性心动出现继发性P-ST-T改变者 （二）治疗原则：二尖瓣脱垂、心肌肥厚有儿茶酚胺上升所致室早，用β-受体阻滞剂如美多心安、氨酰心安、索他洛尔一般采用胺碘酮、双异丙吡胺、利多卡因、奎尼丁、慢心律、溴苄胺、普鲁卡因酰胺及心律平等 手术治疗：药物无效并室速者，可电生理检查起搏点和折返途径，然后作心内膜切除术，心内膜环形切除术成功率达90%以上，特别有室壁病导管电灼：损伤小，心内膜标测室早点。然后电极导管发电130～240瓦秒，或射频消融埋藏自动除颤器，智能电脑抗心律失常起搏器 五、心动过速诊治近况：其发生机理以异位起搏点自律性增高（4位相斜率增加）、异常触发活动以晚电位，振荡电位多见以及冲动折返和环形运动 体表ECG对阵发性心动过速诊断正确率达70～80%，折返性室上速（PSVT）。最常见的是房室折返性心动过速（AVNRT）约占60%，其次是房室反复性心动过速（AVRT）约占30%，AVNRT的P波是逆行型，AVRT的P波形态取决于通路。 Ⅰ型房性阵发性心动过速是短阵不规则，反复发作，多数1：1下传。Ⅱ型阵发性房速系慢性房速，房颤前奏。Ⅲ型阵发性房速系长阵性，快速＞160次/分，绝对规则，非阵发性房速似窦律，多源性房速为P`-R不等，P`-P`不等不同形态P`波 阵发性室性心动过速：恒速型室速120～160次/分，75%转为室颤。加速型室速100%转为室颤减速型预后良好，几乎不发生室颤非阵发性室速并行收缩性室速，双重性室速，反复型室速应该细查病因 阵发性室速诊断的特异性指标，但不敏感；房室分离（脱节）仅占50%，心率＞160次/分，不易辨认。QRS波正常的和室性融合波仅12%，而敏感性高而不特异性的指标如原无束支阻滞者QRS＞0.14``，电轴＞-300，左束支阻滞型QS波一致性等 治疗原则：利多卡因、普鲁卡因酰胺、索他洛尔、胺碘酮、溴苄胺、心律平、电除颤、抗心律失常起搏器以及手术治疗 TheEnd!'