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第二章 X线检查技术 第一节 X线成像基本因素（p14） nX线照片影像是X线诊断的依据 n1.X线影像信息的形成 由X线管焦点发出的X线穿过被照体时 ，受到被检体各组织的吸收和散射而衰减，使透过后X线强度 的分布呈现差异；随之到达屏/片系统或影像增强管的受光面 等，转换成可见光强度的分布，并传递给胶片，形成银颗粒的 空间分布，再经显影处理成为二维光学密度分布，形成光密度 X线照片影像。 n2.X线影像信息的传递 如果把被照体作为信息源，X线作为信 息载体，那么X线诊断的过程就是一个信息传递与转换的过程 。 n X线照片影像形成的过程影像链。 这个影像链受多种因 素影响。 一、影像信息检测系统 屏-片系统 影像增强器系统 IP FPD （一）屏-片 系统 胶片 nX线胶片作为影像信息得接受载体，具有记 录、显示和储存X线影像的功能。 （一）胶片的种类 n医用胶片属于银盐感光材料中一种，其种 类可归纳以下类别。 一般摄影用X线胶片 、多幅相机和激光相机成像胶片、影像增 强器记录胶片、特种胶片。 一般摄影用X线胶片 n（1）感绿胶片(扁平颗粒胶片):是屏-片系统中使用的主要类型。感 绿片是一种配合发绿光的增感屏使用的正色片，其吸收光谱的峰值在 550nm。敏感度高，它是将三维卤化银颗粒切割成扁平状，以预期的 方式排列，并在乳剂中加入了一层防荧光交迭效应的染料。从而，增 加了影像的清晰度。 n (2)感兰胶片:感兰片是配合发兰紫色荧光的增感屏使用的色盲片， 其吸收光谱的峰值在420nm。它主要分为标准感度的通用型(RX型)胶 片，适用于一般摄影中的大部分，性能适中，低灰雾高对比，可使骨 骼、空气和造影剂之间对比增强。 n 乳腺摄影用正色胶片 ：这是一种高分辨率、高对比、单层乳剂 、对绿色光敏感的乳腺专用胶片。由于采用了扁平颗粒技术，使荧光 交迭效应几乎减少到0%，可获得极为清晰锐利的图像，皮肤线条影像 可得到提高，特别是在乳腺放大摄影上有特色。 n 高清晰度摄影用胶片:这是一种高分辨率、高对比度胶片。特别 适用于要求提供高清晰的图像、显示组织微细结构信息的四肢摄影。 n多幅相机成像胶片 此类胶片也称CRT图像记录胶片。 适用于CT、MR、DSA、ECT等多幅相机的成像记录。胶片为 单面乳剂，背面涂有防光晕层，保证影像的清晰、细腻， 减少荧光物质造成的影像模糊。 n激光相机成像胶片是数字拷贝的一种专用胶片， 按其处理方式不同可分为干式和湿式 n(1)湿式激光相机成像胶片:分为氦氖激光片(HN型)和红外 激光片(IR型)，前者吸收光谱峰值为633nm，后者吸收光 谱峰值为820nm。此类胶片特点是具有极微细的乳剂颗粒 ，单层涂布，背底涂有防光晕层。其成像质量远远高于多 幅相机胶片的模拟成像。 n（2）干式相机成像胶片：不同类型的干式相机配用机器 专用的胶片，尚无通用型。其中有含银盐的胶片，有不含 银盐的胶片。无论那种胶片，使用的片基一样，都是单面 感光层或单面影像记录层的胶片，都是对热敏感的，故统 称为热敏胶片。 （二） 胶片结构 n医用X线胶片是一种感光材料，是获得永久影像记录的载 体。其结构主要由 保护层、感光乳剂层（AgX）、底层 和片基组成。 n感光乳剂层（AgX） 主要由卤化银和明胶组成。卤族元素 与银的化合物统称为卤化银，是一种具有感光性能的物质 ，起着记录影像的作用。 （三）胶片的感光特性 n 感光材料直接决定和间接影响X线胶片成像质量的因素 均称胶片的成像性能参量。包括：感光性能：感光材料 的感光度、灰雾度、反差系数、平均斜率、最大密度、宽 容度，这些参数通过感光测定获得；物理性能：用感光 材料的熔点、厚度、保存性、感色性、色温等参数表示； 成像性能：用感光材料的颗粒度、分辨率、清晰度、调 制传递函数等参数表示。 胶片特性曲线 n所谓胶片特性曲线是 描绘曝光量与所产生 的密度值之间关系的 曲线。该曲线不仅清 楚地表示出了不同曝 光量与所产生的不同 密度值之间的对应关 系，而且还能表达出 感光材料的感光特性 。 特性曲线由足部、直线部 、肩部和反转部组成。 n1、足部：特性曲线开始部分，走行与横坐标近似平行，达到一定曝 光量后，曲线开始渐渐沿弧形缓慢上升，此即足部。足部密度的上升 与曝光量不成正比，曝光量增加很多，密度只有较小的增加，在此照 片影像呈现为感光不足，分辨困难。特性曲线的起始A点的密度并不 是零，虽然它没有感光，但经显影加工后也会呈现出一定的密度值， 此即胶片的本底灰雾，也称最小密度(Dmin)。它由片基灰雾 (BD)和 乳剂灰雾(FogD)组成。 n2、直线部：密度与曝光量的增加成正比，此时曲线沿一定的斜率直 线上升，它在整个特性曲线中是曝光正确的部分，也是X线摄影力求 应用的部分。 n3、肩部：密度随曝光量的增加而增加，但不成比例，曝光量增加较 多，密度上升较小，此部在照片影像上显示为曝光过度，D点的密度 值称胶片可获得的最大密度值。D点也称肩顶。 n4、反转部：随曝光量的增加，密度反而下降，影像密度呈现逆转。 n感光度（S）是说明胶片感光速度快慢的量，其数值是指胶片得到密 度值1.0时，所需曝光量的倒数值。若S表示感光度，H为胶片上达到 密度值1所需的曝光量值，感光度表示为： S= 1/H 感光度决定于特 性曲线在坐标横轴的位置，胶片的感光度越大，所需的曝光量越小； 感光度小时，所需的曝光量大。 n值亦称是指胶片特性曲线直线部分的斜率，又称反差系数，即直线 部分延长线与横座标轴的夹角Q的正切值：tg值都大于1.0， 目的在于提高照片影像的对比度。感光速度高的X线胶片，反差小； 而感光速度低的X线胶片，反差大。 n宽容度（L）是指胶片特性曲线直线部分在横坐标上的投影，是正确 曝光量的范围。是密度0.25-2.0所对应的范围。R值越大L越小，不同 组织间的影像对比度越大；R越小L越大，信息增多，影像层次丰富， 摄影条件的宽容度也增大。 胶片的保存 n 标准储存条件: 温度1015，湿度4060%;防止 辐射线的照射;X线胶片必须完全避开辐射线的照射，它们 会引起胶片的严重灰雾。 n 特别强调，对于热敏胶片的保存，除上述要求外，对保 存温度的要求很严格，无论是未使用的或是成像后的胶片 ，保存温度要控制在24 以下，如果在30 情况下长 期保存，能影响胶片质量。 医用胶片发展方向及未来 n方向 低银 薄层 扁平颗粒技术 系列化片种 n未来 胶片应用越来越少无胶片时代 （二）、增感屏 n在实际X射线摄影中，由于X射线光子能量较高，仅有不到 5%的X射一光子能直接被胶片吸收形成潜影，绝大部分X射 线光子穿透胶片，得不到有效的利用。因此，必须利用一 种增感方法来增加X射线对胶片的曝光，以缩短摄影时间 ，降低X射线的辐射剂量。常采用的增感措施是在暗盒中 将胶片夹在两片增感屏（intensifying screen）之间， 然后进行曝光。 n有些物质在紫外线、X线激发下，可将其吸收的能量以可 见光形式释放出来，这种现象叫荧光现象。这种能发光的 物质叫荧光体。 n荧光现象是一个在物质内部进行的能量转换过程，其结果 不伴有物质的变化。在X线摄影中使用的增感屏，是在一 张硬纸基上涂有一层发光光谱与X线胶片吸收光谱相一致 的荧光体。在X线激发下产生荧光，对胶片进行感光。 一 增感屏的种类 n增感屏可分为钨酸钙和稀土两大类。 n1.钨酸钙屏：这是一种从1897年开始，到现在仍广泛 使用的标准通用型增感屏。以增感速度的不同又分为： 低速增感屏中速增感屏高速增感屏超高速增感屏、 高电压增感屏、一次多层摄影增感屏等。钨酸钙屏是在X 线激发下，转换成蓝色谱段可见光，对感蓝胶片敏感，亦 称蓝敏胶片用增感屏。缺点 荧光转换率低。 n 2.稀土增感屏：1972年开始应用。使用的是一种由稀 土元素组成的“赋活型”荧光体。用稀土材料制成的增感屏 ，能大大地提高增感效率，可较钨酸钙屏增加47倍，使 X线曝光量显著降低，为鎢酸钙屏的1/41/7。可分为蓝 光（氟氯化钡）和绿光（硫氧化钆）系列。 n稀土增感屏根据荧光体的不同，可分为：（1）硫氧化物 类：受X线激发下转换成绿色谱段可见光，对感绿胶片敏 感。此类屏亦称绿敏胶片增感屏。（2）溴氧化物类：受 X线激发以后转换成蓝色谱段可见光，对感蓝胶片敏感。 n稀土增感屏具有以下优点：增感效应增强、曝光量显著 降低；显著地减少X线幅射剂量，有利于对工作人员和X 线检查患者的防护；小容量的X线机在应用稀土增感屏 后，能扩大其使用范围，减轻了X线机的负荷量和延长机 器的使用寿命。 n3.特殊增感屏 n(1)超清晰型增感屏:适用于远端四肢关节摄影，观察微细 的骨纹理影像。 n(2)高电压摄影用增感屏:适用于120kV以上高电压摄影。 充分利用穿透性很强的X线，而且为提高高电压摄影的像 质特点，减少散射线的影响，该屏加有一层很薄的铅合金 箔。 n(3)同时多层增感屏:以2mm、5mm或10mm为间隔，在同一个 多层暗盒内，有三至七层增感屏，用于同时多体层摄影。 这种增感屏各有不同增感率。 n(4)感度补偿型增感屏:这是一种比常规增感屏尺寸长得多 ，由不同感度的荧光体组合而成的增感屏。它用于全身脊 柱摄影、上下肢全长摄影、血管造影等。 n(5)乳腺摄影专用增感屏:为减少照射剂量，同时保证影像 质量，现以单层乳剂胶片与单张软线增感屏组合使用的方 法，将照射剂量减少到1/151/30，最近又将单层微 粒可塑型稀土屏，专用于乳腺摄影。 n(6)连续摄影用增感屏:这是一种用于快速连续换片装置中 的增感屏。特点是增感率高，同时为适应胶片在装置中的 高速传递，其表面的物理强度高，防静电性能好。 n增感屏是由以下四层组成： n1.基层：基层为荧光物质的支持体。 n2.荧光体层：是增感屏的核心物质。 n3.保护层：防止静电 保护荧光体不受损害。 n4.反射层或吸收层：荧光体在X线激发下产生的荧光是向各方面发射 的，其中有不少荧光向增感屏背面照射而损失掉。因此，对于高感度 增感屏，在其层上涂有一层光泽明亮的无机物(如二氧化钛、硫酸钡 、氯化镁等)，使荧光反射回胶片，提高了发光效率，此层即为反射 层。而对于高清晰型增感屏，则在基层上加涂一层吸收物质(如碳黑 、有机或无机颜料等)，以吸收由荧光体向基层照射的荧光，防止荧 光反射到胶片，提高影象清晰度，此层即为吸收层。高清晰型增感屏 没有吸收层。 二 增感屏的结构 n增感率 在产生同样摄影密度值1.0的条件下，不用增感 屏与用增感屏所需X线照射量的比值称该屏的增感率。 f= t0/t式中f为增感率，t0为不用增感屏的照射量，t为 使用增感屏的照射量。增感率一般在4095之间。 n目前，多采用增感速度(或感度)的概念，即将增感率为40 的中速钨酸钙屏的感度定为100，其余各种增感屏均以产 生相同密度1.0的感度与其比较。如氟氯化钡稀土屏的感 度为400500，增感倍数为钨酸钨屏的45倍。 三 增感屏特性 n增感屏对影像效果的影像 n1、影像对比度增加； n2、降低影像清晰度。原因：荧光体是多面晶体，吸收X线 而发的荧光有扩散现象，双面增感屏的交叠效应，即双面 增感屏（前屏和后屏）发光扩散的荧光都能穿过胶片片基 ，使双面乳剂感光；增感屏与胶片密着状态不好；X线的 斜射效应。 n3、照片粒状性变差，即照片上斑点增多。 二、光学密度与灰度 （一）光学密度 n定义：胶片中感光乳剂（卤化银）在光（或辐射线）作用 下致黑的程度称为照片的密度，又称光学密度或黑化度。 光学密度是由于胶片上乳剂感光后，光量子被卤化银吸收 ，经过化学处理，使卤化银还原，构成黑色金属银的影像 。吸收光线越多，卤化银沉积越多，照片就越黑；反之， 卤化银沉积越少，照片越透明。 n光学密度是形成X线影像的基础，X线影像都是由黑白不同 的密度组成。 密度可以根据透光率和阻光率来测量，入射光线强度为I0 ，透射光强度为I，则透光率T为I / I0 ，阻光率O为透光 率的倒数，即I0 / I 。光学密度通常以D表示，其值就是 入射光线强度I与透射光强度I0之比的对数： D=logO=logI0 / I n照片上的密度（被还原卤化银的多少）可以直接用光学密 度计测量，但是需依赖人眼的识别能力来判断，由于人眼 对光学密度的识别范围在0.252.0之间，因此该密度范 围即是诊断需要的密度范围。 n密度过高或过低均可影响影像质量，借助强光灯可适当提 高识别高密度的能力。通常除了胶片本底灰雾外，密度在 0.71.5之间的照片影像，提供的诊断信息较丰富。不同 摄影部位的标准X线影像，其密度值范围不同。 （二）照片密度的影响因素 n1照射量（mAs） 管电流与曝光时间的乘积毫安秒（mAs ），是控制照片密度的主要因素。在正确曝光下，照射量 与密度成正比例，但在曝光过度或不足时，相对应的密度 变化小于照射量变化。这说明影像密度的大小取决于照射 量因素，还决定于X线胶片对其照射量的反应特性。 （根 据临床经验，需对各种体质 病理状况 综合考虑选择适当 的mAs ） n2管电压(kV) 管电压控制X线的平均能量，增加KV导致 X线硬度增强，使X线穿透物体到达胶片的量增多，即照片 的密度值增加。根据感光效应公式，照片的密度与管电压 的n次方成正比，n值在诊断用X线波段范围内通常为24 。低KV时比高KV明显 n3. 摄影距离 在其它摄影条件不变时，照片的密度随着 焦-片距离（FFD）增加而减小。X线强度与距离的平方成 反比，摄影距离增加一倍X线强度减少为原来的1/4。 n4. 屏-片系统 胶片系统在X线摄影时，增感屏与胶片组合 使用，其相对感度高，影像密度大。增感率越高，胶片感 光度越高，照片密度越大。 n5. 其他因素 被照体厚度、密度，照片冲洗因素。 三、影像对比度 nX线照片影像:X线照射并透过三维空间的被检体时，产生 了眼睛观察不到的X线影像信息，通过各种传递、变换等 系统，影像信息显示于胶片或荧光屏上，成为可见的光密 度影像，即X线照片影像。这是X线信息影像形成、转换、 储存和传递的复杂过程。 n对比度是组成影像的基本要素之一 n对比度概念 1 物体对比度 2 X线对比度 3 光学（照片）对比度 n（一）物体对比度 n物体固有密度和厚度的差别是产生影像对比的基 础，是X线成像的基本条件 n不同密度物质（厚度相同）与X线成像的关系 n（二）X线对比度 n概念 指X线透过被照体后，形成的X线强度差异。 nX线本身是一束无信息的能源射线，当穿过被照体后，由 于人体组织结构差异（物体对比度），对X线的吸收系数 不同，透过肢体的X线强度分布不均，即产生了X线对比度 。 n影响X线对比度的因素； 人体的原子序数；人体的密度；人体厚度； X线的波长； 散射效应。 不同厚度组织（密度相同）与X线成像的关系 n（三）X线照片对比度 n形成光密度X线影像。一般把照片上的相邻二处的密度差 称作光学对比度亦称照片对比度。照片影像就是由无数的 对比度构成的。 nX线照片K以黑化度差异的形式表现人体的结构特性。人 体具有丰富的组织类型和千差万别的病理学改变 ，需要 丰富的密度层次来表现。X线照片在可视密度范围内（ 0.25-2.0），人眼可分辨的密度级或灰阶级数称对比度 的影响特征。照片的灰阶级数越多，每级灰阶相邻密度差 异就越小。典型的对比的影像特征根据显示的灰阶数分为 两种表现形式；高对比影像 低对比影像 n影响X线照片对比度的因素主要有: 1.胶片因素 胶片的值（胶片对比系数） 胶片的值表示胶片对X线对比度反应能力的大小。应用不同值的胶片摄影时，所得 到的照片影像对比度不同。胶片值越高，表示对X线对比度的放大能力越大。一般X 线胶片的值范围在2.73.5之间。乳腺摄影应用高反差型屏-片系统，胸部摄影应用 低反差型屏-片系统 2.射线因素 线质、线量、散射线 P26 管电压（）决定线的质，控制照片对比度。低千伏摄影时，物质对X线 的吸收以光电吸收为主，原子序数所造成的吸收差异大，X线照片对比度高。 当管电压增加时，穿透力增强，物质对X线的光电吸收递减，康普顿吸收递增 ，原子序数所造成的吸收差异减小，导致X线照片对比度下降。为了得到良好 对比度的照片，可以采取KV不同进行投照。 X线的量 对照片对比度影响不大，但增加X线照射量，照片的影像密度值增加 ，使密度过低的部分对比度明显好转；反之，减少照射量，密度过高部分对 比度也得到改善。 散射线（灰雾） 散射线能使胶片产生灰雾，对照片对比度影响较大。 另： 胶片保存时间太长、保管不当、显影操作不当、暗室照明不安全等可使胶片 产生灰雾。 High KV Low KV 3.被照体本身的因素 原子序数 密度 厚度 n被照体组织内的有效原子序数越高，光电吸收越多，X线 对比度越高。若被照体的密度与厚度差异较大，透过肢体 后的X线强度分布差异明显，则照片影像具有较好的对比 度；反之，照片影像对比度差。 四、照射野与散射线 n 照射野 是指通过X线窗口的X线束入射与被照体的暴 光面，用遮线器来控制。照射野大小与影像质量有密 切关系，所以一定要合适。 n 散射线 概念 是由原发射线穿过人体或其他物质时 产生许多方向不定，能量较低的射线。主要是来自康 普顿散射 . 散射线的产生 在X线摄影能量范围内，从X线管发射出 的原发射线对人体进行照射时，一部分能量穿透人体 前进，一部分能量产生光电效应和康普顿散射，从而 减弱了原发射线的强度。 散射线的抑制 1 遮线器 2 滤过板 1-2mmAL 散射线的消除 1 空气间隙法 2 滤线栅法 滤线栅 （1）滤线栅(grid)：滤线栅是滤线器的主要组件 ，也称为滤线板，有平行式、聚焦式和交叉式 三种。目前X线设备所用滤线栅多为聚焦式。 1）结构：聚焦式滤线栅的结构是由许多薄铅条 和纸条交替排列黏合而成的平板。 2）技术参数：主要有：栅焦距：是指 聚焦式滤线栅的焦点与滤线栅中心的垂直 距离。X线摄影时，焦片距与滤线栅的焦 距应相等或接近。 栅比：是指滤线栅铅条高度与铅条间 距离之比。该值越大，吸收散射线的效 果越好,目前有10：1，12：1，14：1。 栅密度：是指每lcm中所含铅条数目。 常用滤线栅的栅密度为4080条/cm。 （2）滤线器的种类：可分为固定滤 线器和活动滤线器两大类。 五、摄影条件的选择 1）概念 X线穿过人体被检组织后，使感光系统 （屏-片系统）感光的效果，称“感光效 应” （一）感光效应 kVn I t s F Z E = K e-ud R2 D B Z / kV代表管电压，n是管电压的指数，I代表管电流 ，t代表曝光时间，s代表增感屏的增感率，F代 表胶片感光度，Z代表靶物质原子序数，R代表焦 -片距，D代表照射野的面积，B代表滤线栅的曝 光倍数， Z/代表被照体的原子序数，e代表自然 对数的底，u代表被照体的X线吸收系数，d代表 被照体的厚度，k是常数。 感光效应 (E) 公式 （一）管电压 n管电压是影响影像密度、对比度以及信息量的重要因素。 在实际选择管电压时，必须考虑到管电压与X线照片影像 形成的如下关系： n1、管电压控制着照片影像对比度 n X线与物质的相互作用形式，决定于X线的量。在X线 摄影所涉及的能量范围内，主要作用形式是光电效应和康 普顿效应。 n 随着管电压的升高，X线能量加大，康普顿效应增加， 散射线含有率增加，照片对比度下降。当管电压较低时， 作用形式中光电效应所占比例加大，照片影像对比度加大 。 n 2、管电压表示着X线的穿透力 nX线具有穿透性，其穿透能力取决于管电压。管电压高产 生的X线穿透力强，管电压低产生的X线穿透力低。人体 每一个摄影部位，都应当有一个适宜的管电压数值。 （二）管电压和管电流的关系 n50-80KV以下，千伏增加15%，相当于毫安增加一 倍。或者说密度增加一倍。 n高压整流方式决定着X线产生的效率，即决定着单 位时间内X线强度的大小。为获得同一密度的影像 效果，用60KV单相全波整流方式，三相六脉冲整 流下55KV，三相十二脉冲整流下只需52KV。 (三)管电流和摄影时间 n对于管电流和时间的选择，要充分考虑到被检体 的状态。摄影时间的选择，一般由被检体的动度 决定的，身体运动幅度大，所产生的运动模糊大 ，因而在预计的动态范围内，采用极短的曝光时 间，就可将模糊控制在最小限度内。 n 由于X线管容量的限制，管电流的选择不能是 任意的，必须从X线管规格表中找出对应于