X线成像基础理论1.ppt

X线成像基础理论一 驻马店市卫生学校医学影像教研室董战军 20 22 36 医学影像技术 第一节X线焦点及线量分布 一 X线焦点二 线量分布三 X线束 20 22 36 医学影像技术 一 X线管焦点 在X线成像系统中 对X线成像质量影响最大的是X线管焦点 焦点的大小除与X线机本身的设计有关外 还与焦点的的投影方位及使用的曝光条件有关 焦点的的大小是X线管成像性能的主要表征之一 20 22 36 医学影像技术 一 概念 1 实际焦点及主副焦点 1 实际焦点 X线管阳极靶面实际接受电子轰击的面积称之为实际焦点 实际焦点的面积与X线管的功率成正比 其大小取决于聚焦槽的形状 宽度以及灯丝在聚焦槽的位置 20 22 36 医学影像技术 一 概念 2 主焦点与副焦点主焦点 由灯丝较前面位置发射的电子形成的焦点 其电子密度较大 副焦点 由灯丝侧面发射出的电子形成的焦点 其电子密度较小 主副焦点形成电子轨迹 20 22 36 医学影像技术 X线辐射强度分布 20 22 36 医学影像技术 一 概念 2 有效焦点及标称值 1 有效焦点 有效焦点的大小 20 22 36 医学影像技术 一 概念 阳极倾角用 表示 有效焦点与实际焦点的关系是 有效焦点 a bsin 其中 a为焦点的宽 b为焦点的长有效焦点 既旨实际焦点在像面上不同方位的投影 20 22 36 医学影像技术 一 概念 2 有效焦点的标称值 1982年国际电工委员会 IEC 336号版物上阐述了用无量纲的数字来表示有效焦点的大小 如 2 0 1 0 0 6等 此数字称为有效焦点标称值 20 22 36 医学影像技术 二 焦点的测试 1 针孔照相设备成像法1962年国际放射委员会及测定委员会 ICRU 规定的方法 只适用于测试大于0 3mm焦点 2 狭缝照相设备成像法根据IEC 336呈出版物的要求 确定用狭缝照相成像方法测试焦点的大小 20 22 36 医学影像技术 二 焦点的测试 1 设备的要求材料用钨 铼钨合金 铂铱合金或金铂合金等制成 狭缝尺寸的基本要求如图 狭缝尺寸要求 20 22 36 医学影像技术 二 焦点的测试 2 测试方法1 狭缝照相设备的准直 必须使X线的中心狭缝入射面的中心 中心线与狭缝基准线的夹角小于或等于10 3弧度 rad 对准直要求 20 22 36 医学影像技术 二 焦点的测试 2 狭缝照相设备的位置焦点与狭缝入射面的距离要求必须大于10cm 影像放大率在规定放大倍数不超过5 大于10cm 设备位置 20 22 36 医学影像技术 二 焦点的测试 3 狭缝的方位在测量焦点的长度时 狭缝的方向必须与X线管长轴方向垂直 测量焦点的宽度时 狭缝的方向必须与X线管的长轴方向平行 X线管长轴 球管短轴 球管左右方向 球管前后方向 20 22 36 医学影像技术 二 焦点的测试 4 胶片的位置胶片必须与狭缝的平面平行 与X线的中心线相垂直 缝 片距与焦 缝距的比值 为焦点的放大率 M 焦点的放大必须符合下表 20 22 36 医学影像技术 二 焦点的测试 3 曝光条件按下表中规定选取曝光条件 分别摄取焦点在长度方向和宽度方向的照片影像 规定照片的最大密度值在1 0 1 4之间 20 22 36 医学影像技术 二 焦点的测试 4 焦点的狭缝照片测量测量出焦点像的长和宽 按下式计算出焦点的长和宽 20 22 36 医学影像技术 三 X线管焦点成像性能主要参量 能够反应焦点成像性能的主要参量有 焦点的尺寸 F 焦点的极限分辨率 焦点的调制传递函数 MTF 和焦点的增涨值 B 1 焦点的尺寸式中 F代表焦点尺寸 b代表物 片距 a代表焦 物距 H S H a b 20 22 36 医学影像技术 三 X线管焦点成像性能主要参量 2 焦点的极限分辨率 1 定义 在规定条件下 不能成像的最小空间频率 即在星形测试卡像面上出现第一个模糊带所对应的空间频率值 值大时成像性能好 20 22 36 医学影像技术 三 X线管焦点成像性能主要参量 2 测试方法1 测试设备 主要是星形测试卡 摄影设备和胶片 星形测试卡 厚度为0 03mm 0 05mm 顶角必须 0 035rad或10 3rad 约2 直径至少为45mm 星形测试卡 20 22 36 医学影像技术 三 X线管焦点成像性能主要参量 2 测试方法 拍摄星卡时 先做好准直 要求基准线与测试卡所成角度必须 10 3rad 调节焦点至星卡 距离大于25cm 和星卡至胶片的距离 使星卡照片的两个方向上测得的最外模糊区尺寸ZW和ZL 应大于和接近影像直径1 3 但不得小于25mm 曝光负载应使显影最大密度值在1 0 1 4之间 20 22 36 医学影像技术 对星卡实验要求 星卡 大于25cm 星卡位置示意图 20 22 36 医学影像技术 三 X线管焦点成像性能主要参量 3 计算方法 可采用下式 星卡模糊带测试示意图 20 22 36 医学影像技术 三 X线管焦点成像性能主要参量 3 焦点的调制传递函数 MTF 1 定义 是描述X线管焦点这个面光源使肢体成像时肢体组织影像再现率的函数关系 2 MTF域值范围 MTF最大值为1 最小值为零 即 0 MTF 1MTF 1 表示成像系统的输入对比度与输出对比度相等 MTF 0 表示成像系统输出对比度为0 即影像消失 20 22 36 医学影像技术 三 X线管焦点成像性能主要参量 4 焦点的增涨值 B 定义 B值是描述X线管焦点极限分辨率随负荷条件而相对变化的量 又称散焦值或晕值 1 焦点增涨的观察以管电压 管电流分别作为参量 观察焦点尺寸的变化 如下表 表2 3 20 22 36 医学影像技术 焦点增涨的观察 20 22 36 医学影像技术 三 X线管焦点成像性能主要参量 某X线管1 0焦点随管电流 管电压的变化情况 A随管电流情况 B随管电压情况 20 22 36 医学影像技术 三 X线管焦点成像性能主要参量 2 焦点增涨的原因分析电子间库仑斥力方向矢量 3 计算 IEC阐述了这一概念 并用下式表示与计算 B 50 100 50表示用表2 6规定的负载因素所测得焦点的极限分辨力 100表示用表2 7规定负载因素所测得的焦点的极限分辨力 20 22 36 医学影像技术 表2 6 50负载因素 20 22 36 医学影像技术 表2 7 100负载因素 一般X线焦点的增涨值B 1 焦点的增涨值B接近1时 成像性能受负荷条件的影响小 20 22 36 医学影像技术 焦点增涨 用针孔法摄取的焦点增涨像 20 22 36 医学影像技术 二 线量分布 一 焦点面上的线量分布焦点密度扫描图 焦点像宽上的线量分布 焦点像长上的线量分布 20 22 36 医学影像技术 二 线量分布 二 照射野的线量分布照射野是指通过X线窗口的X线束入射肢体曝光面的大小 在照射野上的线量分布是不一样的 用一块厚为1mm的铅板 在上面加工几排平行的针孔 并将些铅板置于焦点和胶片正中 用适当的条件进行曝光 可得到一张多个焦点针孔的照片 如图 20 22 36 医学影像技术 二 线量分布 二 照射野的线量分布1 焦点的方位性在平行于X线管长轴方向上 近阳极端有效焦点小 近阴极端有效焦点大 在短轴方向 有效焦点大小对称 焦点方位特性示意图 20 22 36 医学影像技术 二 线量分布 2 焦点的阳极效应平行于X线管长轴方向上 近阳极端X线量少 近阴极端的X线量多 线量分布是非对称性的 在X线管短轴方向上 X线量的分布基本上对称相等 X线量空间分布 长轴 X线量空间分布 短轴 20 22 36 医学影像技术 三 X线束 一 X线束的形状1 照射野 通过X线管窗口的X线束入射于肢体其曝光面的大小称照射野 在摄影时将X线照射野调至与被检部位等大 一般情况下 选用的照射野边缘在暗盒边缘内1cm 活动遮线器示意图 20 22 36 医学影像技术 三 X线束 2 中心线 斜射线中心线 X线束中心部分垂直于窗口的那一条射线称中心线 是摄影方向的代表 斜