X线成像基础理论1ppt课件

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,03.06.2020,.,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,03.06.2020,.,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。,03.06.2020,.,（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。,03.06.2020,.,（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,03.06.2020,.,X线辐射强度分布,03.06.2020,.,（一）概念,2、有效焦点及标称值（1）有效焦点：,有效焦点的大小,03.06.2020,.,（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absin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。,03.06.2020,.,（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。,03.06.2020,.,（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。,03.06.2020,.,（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,03.06.2020,.,（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,03.06.2020,.,（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,03.06.2020,.,（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,03.06.2020,.,（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：,03.06.2020,.,（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1.01.4之间。,03.06.2020,.,（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：,03.06.2020,.,（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,03.06.2020,.,（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。,03.06.2020,.,（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0.03mm0.05mm，顶角必须0.035rad或10-3rad（约2）,直径至少为45mm。,星形测试卡,03.06.2020,.,（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1.01.4之间。,03.06.2020,.,对星卡实验要求,星卡,大于25cm,星卡位置示意图,03.06.2020,.,（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,03.06.2020,.,（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：0MTF1MTF1，表示成像系统的输入对比度与输出对比度相等。MTF0，表示成像系统输出对比度为0，即影像消失。,03.06.2020,.,（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2-3,03.06.2020,.,焦点增涨的观察,03.06.2020,.,（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,03.06.2020,.,（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：B50/10050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。,03.06.2020,.,表2-650负载因素,03.06.2020,.,表2-7100负载因素,一般X线焦点的增涨值B1，焦点的增涨值B接近1时，成像性能受负荷条件的影响小。,03.06.2020,.,焦点增涨,用针孔法摄取的焦点增涨像,03.06.2020,.,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,03.06.2020,.,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：,03.06.2020,.,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,03.06.2020,.,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）,03.06.2020,.,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,03.06.2020,.,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。斜射