X线成像基础理论ppt课件

X线成像基础理论 1 医学影像技术 第二节 X线照片影像 l X线对比度 l X线照片影像 l X线照片影像的形成是一种影像信息传递、转 换的过程。 2 医学影像技术 一、 X线照片影像的传递与形成 l （一） X线影像信息的形成 X线 被检体（三维空间分布），吸收和散射 而衰减 X线对比度（ X线强度分布差异）， 作用于成像介质 可见光强度分布。 X线信 息影像形成。 直接转换，或数字信号处理转换。 3 医学影像技术 一、 X线照片影像的传递与形成 l （二） X线影像信息的传递 l 被检肢体作为信息源， X线作为传递信息的载 体， X线诊断的过程就是一个 X线信息形成、 转换、储存和传递的复杂过程。该过程可分为 五个阶段。 4 医学影像技术 1、 X线照射被检肢体后成为载有信息成分 的 x线信息影像 l 实质是被检肢体信息提出的过程，选用提取 信息的条件取决于 X线机输出性能（线质、线 量、散射线等）以及被检肢体因素（原子序数 、密度、厚度）。 5 医学影像技术 2、不均匀 X线强度透过成像（接受）介质 转换为二维分布的可见光强度 l X线信息影像不能人眼所识别，必须通过接受 介质 荧光屏、影像增强器、屏胶系统等 转换为二维不均匀分布的可见光强度。 l 传递与转换的精度，取决于荧光体的发光效率 、 X线量子斑点及增感屏结构特点。 6 医学影像技术 3、可见光强度形成潜影分布再经处理成为 光学密度影像 l 在这一过程主要是接受介质是那一种。 l 此阶段是把不可见的 X线信息影像转换成可见 的光学密度影像。 X线信息影像转换成可见密度影像的主要环 节。 7 医学影像技术 4、借助观察器，将光学密度分布转换为光 的空间分布 l 已形成光学密度影像照片，需借助于观察器把 光学密度分布转换为光的空间分布，投身到人 眼的视网膜上，形成视觉可见的影像。 l 传递的精度取决于观察器的色光种类、亮度、 观片环境以及观察者的视力、心理状态等因素 。 8 医学影像技术 5、通过视网膜明暗相间的图像，形成意识上的 影像，进而加以识别、判断，最后做出诊断或评 价。 l 这一阶段的传递、识别和判断，取决于观察者 的能力（教育程度、学习、记忆和经验等）， 以及其他检查信息的质量。 9 医学影像技术 l 以上为 X线信息影像形成、传递和最后诊断 的全过程。 l 总之， X线影像形成的质量，主要取决于两个 方面。 1） X线透过被检肢体时，能以多大程度把客 观、有用的信息准确地传递出来。 2）从接受介质来说，怎样把这些信息充分、 真实地再显示为可见光学密度影像。 10 医学影像技术 一、 X线照片影像的传递与形成 l （三） X线照片影像的形成 l X线通过被肢体时，由于肢体对 X线的吸收、 散射而减弱，减弱后的射线作用于屏 -片系统 （或经其他成像介质转换后作用于胶片），经 后处理形成不同密度的 X线照片影像。 11 医学影像技术 图： X线的传递及影像形成 X线 被检肢体 转换介质X线信息影像 载有信息成分的 X线强 度不均匀分布（输入 信息） 观 察 器 视网膜大脑 诊断 输出 识别形成诊断 意识影像 视觉影像 密度 分布 转换 为光 的空 间分 布 12 医学影像技术 二、 X线影像观察方法 l X线影像最常用的观察方法两种，即： X线透视 X线摄影 13 医学影像技术 1、 X线透视 l 是各类 X线机上都具 有的一项基本功能。 l 所谓透视，旨是利用 X线具有穿透作用和 荧光作用两大特性， 借助于荧光屏而实现 的一种诊断方法。 l 荧光屏透视和影像增 强器透视 影像增强器透视 14 医学影像技术 1、 X线透视 l 荧光亮的部分， 表示被检肢体吸 收 X线量少而透过 的 X线量多；荧光 暗的部分，表示 被检肢体吸收 X线 量多而透过的 X线 量少。把这种荧 光图像称为正像 。 正像：荧光影像 15 医学影像技术 1、 X线透视 l 优点： l 1）可以观察人体器官动态。 l 2）可以多方位多角度观察。 l 3）价格低廉 l 4）可立即诊断结果 l 缺点： 16 医学影像技术 2、 X线摄影 l X线摄影是借助 X 线机各种摄影装置 ，将被检部位或病 变的影像，记录在 X线胶片上然后根 据照片进行诊断的 一种方法。 X线摄影 17 医学影像技术 2、 X线摄影 l 观片灯观察 X线照片 影像时，透过可见光 强的部分表示被检肢 体组织密度高，吸收 X线量多；而透过可 见光少的部分表示被 检肢体组织密度低， 吸收 X线量少。把这 种照片影像称为负像 。 负像：照片影像 18 医学影像技术 2、 X线摄影 l 优点： l 1）被检组织影像清晰，能显示肢体的细微结 构。 l 2）有利于较精确的分析判断。 l 3）可记录影像，永久保存，便于复查对比。 l 4）适用于人体任何部位，特别是较厚部位。 l 缺点： 19 医学影像技术 对比两副图像，有何不同 20 医学影像技术 第三节 X线照片影像密度 l 将 X线照片置于观片灯上，即可看到黑白相 间的影像。 银粒 子密 度是 形成 照片 影像 的基 础。21 医学影像技术 一、 X线照片影像密度的概念 l 照片密度可以根据照片透光率（透明度）或阻光 率（不透明度）来测量计算得出。 l （一）透光率与阻光率 l 1、透光率 指照片上某处的透光程度，在数值 上等于透过光强度（ I）与入射光强度（ I0）之比 ，用 T表示。 22 医学影像技术 一、 X线照片影像密度的概念 l 1、透光率 l T值的定义域为： 0T1 ， T值大表示照片接 受的曝光量小，照片上吸收光的黑色银粒子少 ；当 T值为 1时，表明在照片上无吸收光能的 银粒子，入射光全部通过照片；当 T值小时， 表示照片接受的曝光量多，照片吸收光的黑色 银粒子多；当 T值为零时，表示照片黑色银粒 子几乎将入射光全部吸收。 23 医学影像技术 一、 X线照片影像密度的概念 l 2、阻光率 指照片上阻挡光线能力的大小，在数 值上等于透光率的倒数，用 O表示。 O的定义域为： 1O 。 O值大，表示照片吸收 光能的黑色银离子多；当 O值为 时，表示入射到照片 上的光线全部被吸收；当 O值很小时，表示照片对入射 光线的吸收少；当 O值为 1时，表示入射光线全部通过 。 24 医学影像技术 （二）光学密度 l光学密度 也称照片密度或黑化度，是 曝光胶片经后处理在照片上形成的黑 化程度，用 D（ Density)表示。 25 医学影像技术 l 密度 D在数值上定义为：即是阻光率的常用对数值。 记作： l 光学密度值是一个对数值，无量纲。 D值大小由照片吸 收光能的黑色银粒子的数量决定。 l D值的大小与观片灯的光亮度无关，但人眼对密度值 大小感觉，却随观片灯的亮度而有差异。 l 不同的密度值是形成 X线照片影像的基础。 26 医学影像技术 27 医学影像技术 二、影响照片密度的因素 1.照射量（ mAs） l 照射量与照片密度成正比 ，两者是胶片特性 曲线关系。 l 影像密度取决于照射量，还决定于胶片对照射 量的反应。 28 医学影像技术 2.管电压（ KV） l 管电压增加则 X线硬度增大， X线量增多，照 片密度增加。 使用高电压摄影中摄影条件选择通融性大； 低电压摄影时，管电压要求严格，宽容度小。 l 胶片形成的 密度与管电压的 n次方成正比 。 l 因此，应利用照射量调节照片密度，利用管电 压控制照片对比度 。 29 医学影像技术 3.摄影距离（ FFD） l X线强度扩散遵循平方反比定律， 照片的密度 与摄影距离的平方成反比 。 l 确定摄影距离的原则：一是在 X线机容量允许 的条件下，确保影像的清晰；二是应注意诊断 的不同要求。 30 医学影像技术 4.屏 -胶系统（ S/F) l 照片密度的提高能力，取决于增感屏的增感率 ，增感率高的所获得的影像密度大。 l 胶片的感光度越大，照片的密度越大。 l 增感屏与胶片的组合应用，增加感光度，降低 照射剂量，有利于减少病人的辐射量。 31 医学影像技术 5.被检肢体厚度、密度 l 照片影像密度随被检肢体的厚度和密度增加而 降低的。 l 人体除肺以外，各组织的密度大体接近于 1。 l 肺对 X线的吸收在吸气位与呼气位时不同，要 获得同一密度影像，照射量相差 30%左右。 32 医学影像技术 6.照片后处理技术 l 照片冲洗加工不是导致胶片产生密度的决定因 素，但也有着密切的关系。 33 医学影像技术 三、照片影像密度的标准 l 照片影像的密度值，可用透射式光学密度计测 量，但在影像诊断中照片密度是以人眼的识别 力来判断的。人眼对影像密度识别范围在 0.252.0之间，此即诊断密度的范围。借助 强光灯可提高识别高密度的能力。 l 在普通观片灯下能分辨的密度值范围是一定的 。 l 影像密度值在 0.71.5之间，是信息传递最丰 富的范围。 34 医学影像技术 适合诊断需要的部分组织脏器的照片影像密 度值范围如下： 35 医学影像技术 第四节 X线照片影像对比度 X线摄影学中的对比度涉及四个基本概念即： 肢体对比度、射线对比度、胶片对比度和 照片影像对比度。 36 医学影像技术 一、对比度的概念 l 1、肢体对比度（ ） 又称对比度指数， 即肢体对 X线吸收系数的差值。吸收系数之差 是形成射线对比度的基础。 l 2、 X线对比度（ ） 又称射线对比度， 即指 X线通过被照体后，形成的 X线强度差异 。射线对比度 Kx记作 : Kx=I2/I1 式中的 I2、 I1代表透过被检体的射线强度。 37 医学影像技术 X线对比度（ 1）衰减系数和厚度均不同 （ 2）厚度相同，衰减系数不同 （ 3）衰减系数相等厚度不同 （ 4）物体 X围于物体 X之中 38 医学影像技术 一、对比度的概念 l 3、胶片对比度（ 值） 指胶片对 X线对比 度的放大能力。取决于胶片的最大斜率或平 均斜率。 在胶片特性曲线上 值为： 39 医学影像技术 一、对比度的概念 l 4、照片对比度（ K ） l （ 1）定义： X线照 片上相邻组织影像 的密度差称为对比 度，亦称光学对比 度，用 K表示。 K D1 D2 对比度示意图 40 医学影像技术 一、对比度的概念 l 4、照片对比度（ K） l （ 2）照片对比度与 X线对比度的关 系 l 照片上的光学对比度 K是依存于被检 体产生的 X线对比度的 Kx。由图 11-3 （ X线对比度、被检体对比度和胶片 对比度关系示意图）可知： 41 医学影像技术 一、对比度的概念 图 11-3 42 医学影像技术 一、对比度的概念 l 4、照片对比度 l （ 3）照片对比度的构成 l 照片是由无数的对比度 构成的，医用 X线胶片 由双药膜构成，所以观 察到的对比度，是单面 药膜对比度的 2倍。对比 度可用相加的方法计算 。 对比度的合成 43 医学影像技术 一、对比度的概念 l 在清晰的照片上能够区别开 0.01的对比度，但在 X线 照片上，不仅有模糊影像，而且还有复杂的背景影像 ，因而对比度过小时，就有可能遗漏由对比度所形成 的病灶影像。 l 照片的对比度不一定越高越好，只要在整个照片上需 要辨认的部分有足够的对比度就是好照片。对比度太 高的照片，导致影像层次的损失。 X线诊断需要的照 片，是需要辩认的部分有足够的对比度和丰富影像层 次。这样的照片，读片时便于辨认病灶。 44 医学影像技术 二、影响照片对比度的因素 l 影响照片对比度的主要因素有： 胶片 值 射线因素 被检体本身因素 l 观处灯 45 医学影像技术 二、影响照片对比度的因素 l （一）胶片因素 l 1、胶片对比度 l 2、屏胶组合 l 3、胶片后处理技术 46 医学影像技术 二、影响照片对比度的因素 l （一）胶片因素 l 1、胶片对比度（ 值） X线摄影中应尽量采 用高 值的胶片。 不同 值 胶片 的影 像对 比不 同 不同 值胶片 的影像对比不同 47 医学影像技术 二、影响照片对比度的因素 l （一）胶片因素 l 2、屏胶组合 在 X线摄影 中，由于使用增 感屏，可大量提 高照片对比度。 48 医学影像技术 二、影响照片对比度的因素 l （一）胶片因素 3、胶片后处理技术 显影剂选择 、抑制剂的使用 、显影温度、显 影时间、补充量 等因素， 49 医学影像技术 二、影响照片对比度的因素 l （二）射线因素 l 1、线质的影响 l 2、线量的影响 l 3、灰雾的影响 50 医学影像技术 二、影响照片对比度的因素 l （二）射线因素 l 1、线质的影响 l X线照片对比度形成 的实质，是被照体 对 X线吸收差异。物 质对 X线的吸收能力 与 X线波长的立方成 正比。 不 同 线 质 的 影 像 对 比 不 同 实线表示高电压 虚线表示低电压 不同线质的影像对比不同 51 医学影像技术 二、影响照片对比度的因素 改 变 X 线 质 情 况 下 X 线 影 像 要摄取良好 对比度的照 片，应尽量 将组织吸收 差显示在胶 片特性曲线 的直线部分 ，可采用不 同线质来获 取。 52 医学影像技术 l 为了得到良好对比度的照片，可采用不同 管电压进行摄影，管电的使用范围分类如下： 软