X线成像基础理论2.ppt

X线成像基础理论 驻马店市卫生学校医学影像教研室董战军 医学影像技术 第二节X线照片影像 X线对比度X线照片影像X线照片影像的形成是一种影像信息传递 转换的过程 医学影像技术 一 X线照片影像的传递与形成 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 医学影像技术 一 X线照片影像的传递与形成 二 X线影像信息的传递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 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 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 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 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 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 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 在这一过程主要是接受介质是那一种 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 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 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 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 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 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 医学影像技术 以上为X线信息影像形成 传递和最后诊断的全过程 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 医学影像技术 一 X线照片影像的传递与形成 三 X线照片影像的形成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 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 医学影像技术 二 X线影像观察方法 X线影像最常用的观察方法两种 即 X线透视X线摄影 医学影像技术 1 X线透视 是各类X线机上都具有的一项基本功能 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 荧光屏透视和影像增强器透视 影像增强器透视 医学影像技术 1 X线透视 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 医学影像技术 1 X线透视 优点 1 可以观察人体器官动态 2 可以多方位多角度观察 3 价格低廉4 可立即诊断结果缺点 医学影像技术 2 X线摄影 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 医学影像技术 2 X线摄影 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 医学影像技术 2 X线摄影 优点 1 被检组织影像清晰 能显示肢体的细微结构 2 有利于较精确的分析判断 3 可记录影像 永久保存 便于复查对比 4 适用于人体任何部位 特别是较厚部位 缺点 医学影像技术 对比两副图像 有何不同 医学影像技术 第三节X线照片影像密度 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 医学影像技术 一 X线照片影像密度的概念 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 一 透光率与阻光率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 医学影像技术 一 X线照片影像密度的概念 1 透光率T值的定义域为 0 T 1 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 医学影像技术 一 X线照片影像密度的概念 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 1 O 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 医学影像技术 二 光学密度 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 医学影像技术 密度D在数值上定义为 即是阻光率的常用对数值 记作 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 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 不同的密度值是形成X线照片影像的基础 医学影像技术 医学影像技术 二 影响照片密度的因素 1 照射量 mAs 照射量与照片密度成正比 两者是胶片特性曲线关系 影像密度取决于照射量 还决定于胶片对照射量的反应 医学影像技术 2 管电压 KV 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 胶片形成的密度与管电压的n次方成正比 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 医学影像技术 3 摄影距离 FFD 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 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 医学影像技术 4 屏 胶系统 S F 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 胶片的感光度越大 照片的密度越大 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 医学影像技术 5 被检肢体厚度 密度照片影像密度随被检肢体的厚度和密度增加而降低的 人体除肺以外 各组织的密度大体接近于1 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 医学影像技术 6 照片后处理技术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 医学影像技术 三 照片影像密度的标准 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 25 2 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 在普通观片灯下能分辨的密度值范围是一定的 影像密度值在0 7 1 5之间 是信息传递最丰富的范围 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 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 医学影像技术 一 对比度的概念 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 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 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 医学影像技术 一 对比度的概念 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 医学影像技术 一 对比度的概念 4 照片对比度 K 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 医学影像技术 一 对比度的概念 4 照片对比度 K 2 照片对比度与X线对比度的关系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 医学影像技术 一 对比度的概念 图11 3 医学影像技术 一 对比度的概念 4 照片对比度 3 照片对比度的构成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 医学影像技术 一 对比度的概念 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 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 医学影像技术 二 影响照片对比度的因素 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观处灯 医学影像技术 二 影响照片对比度的因素 一 胶片因素1 胶片对比度2 屏 胶组合3 胶片后处理技术 医学影像技术 二 影响照片对比度的因素 一 胶片因素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 医学影像技术 二 影响照片对比度的因素 一 胶片因素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 医学影像技术 二 影响照片对比度的因素 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 医学影像技术 二 影响照片对比度的因素 二 射线因素1 线质的影响2 线量的影响3 灰雾的影响 医学影像技术 二 影响照片对比度的因素 二 射线因素1 线质的影响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 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 医学影像技术 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 软组织摄影20KV 40KV普通管电压摄影40KV 100KV高电压摄影100KV 150KV或200KV超高电压摄影2MV或60钴等辐射 医学影像技术 二 影响照片对比度的因素 二 射线因素2 线量的影响随着线量的增加 照片密度增高 照片低密度部分影像对比度有明显好转 不改变线质 仅增加X线量的X线影像 医学影像技术 二 影响照片对比度的因素 二 射线因素3 灰雾的影响灰雾增加X线照片无意义的密度 灰雾一般来自放射线和胶片保管 暗室内操作不妥等 放射线部分 焦点外X线 窗口 检查体产生的散射线 胶片的保管 保存时间长