第二章X射线影像(第一节)

1、 主编：南京主编：南京 医医 科科 大大 学学 吴小玲吴小玲 编者：右江民族医学院编者：右江民族医学院 杨文沛杨文沛 北北 华华 大大 学学 张瑞兰张瑞兰 新新 乡乡 医医 学学 院院 刘东华刘东华一、普通一、普通X射线摄像射线摄像二、特殊二、特殊X射线摄像射线摄像三、三、X射线摄影图像质量评价射线摄影图像质量评价第一节第一节 模拟模拟X射线影像射线影像 一、普通一、普通X射线摄像射线摄像1.投影投影X射线影像的形成射线影像的形成X射线摄影射线摄影当当X射线投照被检体时射线投照被检体时 ，由于不同组织衰减系数，由于不同组织衰减系数 不同，使出不同，使出射射X射线强度分布发生变化，形成携带人体信

2、息的射线强度分布发生变化，形成携带人体信息的X射线信息射线信息影像，用胶片等来采集、转换影像，用胶片等来采集、转换X射线信息影像，使之成为可射线信息影像，使之成为可见的影像，即为见的影像，即为X射线摄影。射线摄影。X射线信息射线信息“影像影像”X射线影像射线影像 均匀均匀X射线射线非均匀非均匀X射线射线 21 11 22 13 14 33 43 44 12 31 41 32 42 34 23 24 胶片投影投影X X射线影像的形成射线影像的形成一、普通一、普通X射线摄像射线摄像X射线摄影射线摄影普通普通X X线机控制台线机控制台X射线摄影射线摄影普通普通X X照片照片一、普通一、普通X射线摄像

3、射线摄像2.采集、转换、显示系统采集、转换、显示系统 （1） X射线电视系统射线电视系统 影像增强管聚焦电极输出荧光屏输入荧光屏闭路视频系统监视器监视器光学图像分配系统摄像机摄像机录像机分光器X射线管一、普通一、普通X射线摄像射线摄像X X射线电视系统射线电视系统 正常胸部的透视录像正常胸部的透视录像一、普通一、普通X射线摄像射线摄像（2） X射线照片系统射线照片系统 1）医用）医用X射线胶片射线胶片种类种类: 一般摄影一般摄影X射线胶片射线胶片 多幅相机胶片多幅相机胶片 激光相机胶片激光相机胶片 影像增强器胶片影像增强器胶片 特种胶片特种胶片 医用胶片（或胶片医用胶片（或胶片-增感屏系统）和

4、胶片处理系统增感屏系统）和胶片处理系统 功能功能:记录记录 显示显示 贮存贮存特性特性:感光感光一、普通一、普通X射线摄像射线摄像灰度灰度:明暗或黑白程度明暗或黑白程度胶片光密度胶片光密度(D ): 胶片变黑的程度胶片变黑的程度 IID0lgI0:投照光强投照光强I: 透射光强透射光强 胶片感光度决定胶片感光度决定 所需曝光量所需曝光量感光速率感光速率:一、普通一、普通X射线摄像射线摄像X射线胶片结构示意图射线胶片结构示意图 粘结层片 基 保护膜 感光层光密度光密度:常用光密度的高低来表述影像的黑白常用光密度的高低来表述影像的黑白影像密度影像密度: 临床上常用影像密度的高低来表述临床上常用影像

5、密度的高低来表述X射线影像的白黑射线影像的白黑光学密度、影像密度、物质密度三者关系光学密度、影像密度、物质密度三者关系:组织的物质密度高，光密度小，在组织的物质密度高，光密度小，在X射线照片上呈射线照片上呈白影，对应的照片影像密度高；反之，对应的光密白影，对应的照片影像密度高；反之，对应的光密度大，照片影像密度低。度大，照片影像密度低。一、普通一、普通X射线摄像射线摄像曝光量曝光量H应选择在应选择在H -D 曲线的直线部分曲线的直线部分保证光密度保证光密度D 和曝光量和曝光量lgH 成正比线性关系成正比线性关系胶片特性曲线胶片特性曲线（H -D 曲线）曲线）光密度光密度D与曝光量与曝光量H 的

6、关系曲线的关系曲线 01 2 3Hlg2.01.0 D0D 3.0一、普通一、普通X射线摄像射线摄像 反差系数反差系数(contrast coefficient) :1212lglgHHDD H-D曲线直线部分的照射量范围曲线直线部分的照射量范围 即曝光宽容度即曝光宽容度(exposure latitude) 胶片宽容度胶片宽容度(film latitude)一、普通一、普通X射线摄像射线摄像2）增感屏）增感屏(intensifying screen) 荧光物质荧光物质X射线激发射线激发增感原理增感原理:胶片感光增强胶片感光增强荧光荧光作用作用:增加胶片曝光，降低辐射增加胶片曝光，降低辐射一、

7、普通一、普通X射线摄像射线摄像分类分类: 钨酸钙增感屏钨酸钙增感屏 稀土类增感屏稀土类增感屏构造构造片 基反射层与吸收层 提高增感效率基 层 支持保护层 保护 荧光体层 荧光性能一、普通一、普通X射线摄像射线摄像增感屏构造示意图增感屏构造示意图增感屏实物照片增感屏实物照片一、一、普通普通X射线摄像射线摄像3）胶片处理系统）胶片处理系统洗片机优点洗片机优点 ： 摆脱了传统繁重的手工操作，开辟了明室操作的途径摆脱了传统繁重的手工操作，开辟了明室操作的途径 极大地提高了冲洗效率和影像质量的稳定性极大地提高了冲洗效率和影像质量的稳定性 为为X射线影像技术标准化和自动化射线影像技术标准化和自动化手工操作

8、过程：显影、漂洗、定影、水洗和干燥手工操作过程：显影、漂洗、定影、水洗和干燥 目前，胶片处理方式已发展到直接用激光打印机打印。目前，胶片处理方式已发展到直接用激光打印机打印。一、一、普通普通X射线摄像射线摄像（2） 基本原理基本原理1.软软X射线摄影射线摄影软软X射线与物质作用射线与物质作用, 衰减以光电效应为主。其发生概衰减以光电效应为主。其发生概率与物质有效原子序数率与物质有效原子序数4次方成正比，使密度相差无几次方成正比，使密度相差无几的软组织对比度提高，影像更清晰。的软组织对比度提高，影像更清晰。2040kV管电压产生低能管电压产生低能X射线射线(软软X射线射线)（1） 软软X射线产生

9、方式射线产生方式 二、特殊二、特殊X射线摄影射线摄影（2） 基本原理基本原理（1） 高千伏高千伏X射线产生方式射线产生方式 衰减以康普顿效应为主，发生衰减以康普顿效应为主，发生概率与原子序数无关，骨骼、概率与原子序数无关，骨骼、软组织及气体影像密度相差不软组织及气体影像密度相差不大，使与骨骼相重叠的软组织大，使与骨骼相重叠的软组织或骨骼本身的细小结构及含气或骨骼本身的细小结构及含气管腔等易于观察管腔等易于观察 120kV, 80mA 高千伏高千伏X X射线照片射线照片2.高千伏高千伏X射线摄影射线摄影管电压大于管电压大于120kV产生高能产生高能X射线射线二、特殊二、特殊X射线摄影射线摄影3.

10、X射线造影及对比剂射线造影及对比剂(contrast medium) （1） X射线造影射线造影（2） 对比剂对比剂 阳性对比剂阳性对比剂 阴性对比剂阴性对比剂 选择条件选择条件引入对比剂引入对比剂 形成密度差异形成密度差异 显示形态功能显示形态功能二、特殊二、特殊X射线摄影射线摄影X射线造影照片射线造影照片钡餐造影钡餐造影二、特殊二、特殊X射线摄影射线摄影（1） 对比度对比度(contrast)（2） 模糊与细节可见度模糊与细节可见度（3） 噪声与信噪比噪声与信噪比（4） 伪影伪影(artifact)（5） 畸变畸变(distortion)1.评价医学影像质量的参数评价医学影像质量的参数 医

11、学影像的质量决定于成像方法、设备的特点、操作者医学影像的质量决定于成像方法、设备的特点、操作者选用的客观与主观成像参数以及被检者的配合等等。选用的客观与主观成像参数以及被检者的配合等等。三、三、X射线摄影图像质量评价射线摄影图像质量评价 物理对比度物理对比度 X射线对比度射线对比度对比度分辨力对比度分辨力(contrast resolution)低对比度分辨力低对比度分辨力客观对比度客观对比度主观对比度主观对比度客观对比度转换成图像对比度能力客观对比度转换成图像对比度能力 在观察细节与背景之间对比度较低时在观察细节与背景之间对比度较低时将细节从背景中鉴别出的能力将细节从背景中鉴别出的能力图像对

12、比度图像对比度 可见图像对比度可见图像对比度（1） 对比度对比度(contrast)三、三、X射线摄影图像质量评价射线摄影图像质量评价 X射线影像对比度形成的各个阶段射线影像对比度形成的各个阶段患 者客观对比度主观对比度X射线图像对比度图 像背景照射物体区照射接受器密度厚度原子序数穿透物体特征光子能量kV 滤过器胶片特征类型处理曝光三、三、X射线摄影图像质量评价射线摄影图像质量评价 X X射线影像对比度形成的各个阶段射线影像对比度形成的各个阶段（2） 模糊与细节可见度模糊与细节可见度模糊模糊(失锐失锐)(unsharpness)区分相互靠近物体的能力，用单位距离可分辨区分相互靠近物体的能力，用

13、单位距离可分辨线对数目表示，单位线对数目表示，单位LPmm-1(或或LPcm-1)小物点模糊图像的线度小物点模糊图像的线度空间分辨力空间分辨力(空间分辨率空间分辨率)(spatial resolution)三、三、X射线摄影图像质量评价射线摄影图像质量评价 （3） 噪声与信噪比噪声与信噪比 粒子噪声粒子噪声 电子噪声电子噪声NSSNR S 有用图像信号幅度有用图像信号幅度N 噪声幅度噪声幅度 图像噪声可见度，因模糊存在而降低图像噪声可见度，因模糊存在而降低信噪比信噪比(signal to noise ratio，SNR) 图像噪声图像噪声(noise)描述成像系统的噪声水平描述成像系统的噪声水

14、平三、三、X射线摄影图像质量评价射线摄影图像质量评价 （4） 伪影伪影(artifact) （5） 畸变畸变(distortion) (失真失真)虚假信息虚假信息 伪像伪像大小、形状、相对位置的改变大小、形状、相对位置的改变成功的成像方法不但能产生适当图像对比度和可见度，且成功的成像方法不但能产生适当图像对比度和可见度，且使被检者避免接受过多辐射剂量和长时间检查。使被检者避免接受过多辐射剂量和长时间检查。三、三、X射线摄影图像质量评价射线摄影图像质量评价 （1） 影响图像对比度的因数影响图像对比度的因数 2.影响影响X射线摄影图像质量的因素射线摄影图像质量的因素 1） X射线胶片特性的影响射线

15、胶片特性的影响2） 被检者的影响被检者的影响3） 光子能量的影响光子能量的影响 乳胶类型、曝光量、处理过程乳胶类型、曝光量、处理过程 、灰雾、灰雾组织成分组织成分 体厚体厚 光电效应光电效应 康普顿散射康普顿散射4） 散射线的影响散射线的影响 图像对比度降低图像对比度降低三、三、X射线摄影图像质量评价射线摄影图像质量评价 （2） 模糊对模糊对X射线影像质量的影响射线影像质量的影响 模糊源模糊源 运动模糊运动模糊 Hm 焦点模糊焦点模糊 Hf 检测器模糊检测器模糊 Hr 图像总模糊度图像总模糊度2）模糊对图像质量的影响）模糊对图像质量的影响 降低影像对比度降低影像对比度 减低细节可见度减低细节可见度普通普通X射线胶片空间分辨力在射线胶片空间分辨力在0. 1 0. 2mm212m2f2rt)(HHHH1）模糊源与图像总模糊度）模糊源与图像总模糊度 三、三、X射线摄影图像质量评价射线摄影图像质量评价 （3） 噪声对图像质量的影响噪声对图像质量的影响 掩盖了微小细节掩盖了微小细节量子噪声与检测器检测到的量子噪声与检测器检测到的X射线量成反比射线量成反比提高入射提高入射X线的剂量线的剂量降低量子噪声降低量子噪声胶片感光度、增感屏与影像增强管屏的吸收胶片感光度、增感屏与影像增强管屏的吸收转换效率影响图像噪声转换效率影响图像噪声视屏系统带来光、电子及颗粒噪声视