第3章 X射线摄影

第三章X射线摄影医学成像技术原理2第一节X射线摄影技术第二节数字减影血管造影本章内容3第一节X射线摄影技术第二节数字减影血管造影本章内容4X射线摄影（Radiography）X射线摄影（Radiography）是根据X射线在不同组织中衰减系数不同的物理特性，并利用X射线的穿透作用将人体三维解剖结构投影为二维平面影像的成像技术。X射线摄影正位片侧位片5软X射线摄影——钼靶成像(2)基本原理软X射线与物质作用,衰减以光电效应为主。其发生概率与物质有效原子序数4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。20-40kV管电压产生低能X射线(软X射线)(1)软X射线产生方式6(2)基本原理(1)高千伏X射线产生方式

衰减以康普顿效应为主，发生概率与原子序数无关，骨骼、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或骨骼本身的细小结构及含气管腔等易于观察管电压大于120kV产生高能X射线120kV,80mA,

高千伏X射线摄影7X射线摄影的工作流程灯丝被加热升温，阴极温度决定了X射线管的电流(管电流)。高压发生器在X射线管阴-阳极之间施加高压，产生X射线。X射线通过人体后被吸收衰减，利用成像装置记录转化成图像。8X射线发生装置X射线管

高压发生器

控制装置X射线成像装置X射线探测器

显示器X射线系统X射线辅助装置

机架、摄影床等

产生X射线探测X射线辅助设备9传统X射线摄影20世纪初开始在临床上应用，是应用最早的成像技术。以胶片为图像采集、显示、存储和传递的载体，以二维成像方式将X射线入射方向上人体组织的X射线吸收差异呈现为不同密度的影像10传统X射线摄影的胶片结构感光X射线作用保护作用支撑作用粘附作用：使乳剂层与片基紧密结合提高对X射线敏感性，降低X射线剂量11传统X射线摄影的缺点明显动态范围有限，正确曝光水平的容许偏差很小，容易过曝光或曝光不足照片的密度分辨力低、显示灰阶少X射线的量子检出率低(20%~30%)，存在着检测时间长、照射剂量大的负面影响不能直接看到成像结果影像质量的一致性也得不到有效控制……该技术已被淘汰12X射线透视成像/电视成像技术的发展传统X射线摄影传统X射线透视传统X射线电视成像三者的区别在于X射线感光和显示方式不同13第一节数字X射线摄影第二节数字减影血管造影本章内容14X射线发生装置X射线管

高压发生器

控制装置X射线成像装置X射线探测器

显示器X射线系统X射线辅助装置

机架、摄影床等

产生X射线探测X射线辅助设备15传统X射线摄影的胶片结构感光X射线作用保护作用支撑作用粘附作用：使乳剂层与片基紧密结合提高对X射线敏感性，降低X射线剂量16数字化X射线摄影——计算机X射线摄影由光激励发光物质组成光激励发光效应：当某些物质如氟卤化钡在受到光照时，能将该次光照所携带的信息贮存下来，当再次受到光照时，能发出与首次光照所携带信息相关的荧光，这就是PSL效应1982年问世，标志着X射线摄影进入数字化时代17计算机X射线摄影(computedradiographyCR)X射线PSL物质受调剂的X射线产生荧光信号电信号人体组织存储受调剂的X射线信息被激光照射受调剂的X射线照射光电倍增管模数转换数字信号计算机显示18数字化X射线摄影——数字X射线摄影X射线影像信息数字图像信息X射线探测器X射线探测器的种类（1）非晶态硒型平板探测器（2）非晶态硅型平板探测器（3）多丝正比室探测器19曝光动态范围大、量子检测率高、密度分辨率高；图像能进行多种后处理、存储和传输方便；数字化图像配以丰富的图像后处理，为临床提供更加丰富的诊断信息；可避免曝光条件选择不当而导致重拍，提高成功率和临床诊断的准确率，为临床医生节约了宝贵的时间。为医院实现信息化、网络化奠定了基础。数字X射线摄影优点明显20几种X射线摄影技术比较X射线源X射线探测器

X射线摄影系统普通X射线摄影CRDR21对比指标传统X射线摄影数字X射线摄影(DR)空间分辨率高低密度分辨率低高DQE(量子转换效率)低高动态范围低高影像存储难易成像剂量高低图像后处理难易成像时间慢快联网不能可以传统与数字X射线摄影性能比较22DR照片23第一节数字X射线摄影第二节数字减影血管造影本章内容24是20世纪80年代出现的一项医学影像新技术，是计算机与常规血管造影相结合的一种检查方法。是介入放射学所依赖的必要工具，现已成为二级以上医院的常规设备。数字减影血管造影（DSA）25

将人体某部位造影前和造影后分别经成像探测器获得数字化的两组图像，两组相减而获得消除了造影血管以外的结构、而仅留下含有对比剂(造影剂)的血管影像DSA的成像原理26时间减影：注入对比剂进入感兴趣区之前，将一帧或多帧图像做基像存储起来，并与顺序出现的含造影剂图像相减；能量减影：分别用略低于和略高于碘K边缘能量的X射线进行成像获得两组图像，对该两组图像进行相减；混合减影：将时间减影和能量减影相结合；DSA的减影方式27DSA的时间减影时间减影的过程28注碘对比剂后或或S=lnI–lnII=(μI-μT)dI

注碘对比剂前则时间减影的数学计算29DSA血管动态成像30K缘效应碘的K边缘为33.2keV，当光子能量稍大于33.2keV时，碘对比剂的光电效应几率激增，对X线吸收明显，同部位造影前后图像碘信号差异极大DSA的能量减影31

血管注入碘对比剂后，用略低于和略高于碘K-缘能量(33keV)的X射线曝光，将此两种影像数字减影，突出碘对比度，消除其它组织对图像的影响。DSA的能量减影32能量减影的优点M.S.VanLysel,etal.Leftventriculardual-energydigitalsubtractionangiography:Amotionimmunedigitalsubtractiontechnique.MedicalPhysics,7(1):55–65,1991减小运动带来的伪影；可获单纯骨骼或软组织影像时间减影能量减影自由呼吸下采集，时间减影存在明显伪影33lnIL=lnI0L-(μBLdB+μTLdT)或

lnIL=-(μBLdB+μTLdT)+CL

lnIH=lnI0H-(μBHdB+μTHdT)或lnIH=-(μBHdB+μTHdT)+CH

基于能量减影的骨骼与肌肉组织分离低能X射线成像高能X射线成像34lnIL和lnIH分别加权系数KL和KH相减若令则ST=(KLμTL-KHμTH)dT+KHCH-KLCL

可得到软组织图像信号(消除了骨信号)若令则SB=(KLμBL-KHμBH)dB+KHCH-KLCL

可得到骨图像信号(消除了软组织信号)S=KHlnIH-KLlnIL=(KLμBL-KHμBH)dB+(KLμTL-KHμTH)dT+KHCH-KLCL

基于能量减影的骨骼与肌肉组织分离35（a）普通平片(b)软组织影像(c)骨骼影像骨骼与肌肉组织分离图像36

对比剂注入前后都做高能和低能图像。先做高能和低能像的减影图像得到一系列双能减影图像。这些双能减影图像中软组织像已被消除。再用时间减影处理双能减影图像消除骨骼等背景混合减影37图像叠加精确，对比度大，显示细小血管效果好图像信息的数字化信息处理和存贮方便快捷。屏幕直接显示，便于图像分析可快速校正图像伪影采用新的掩模图像改变对比度和消除伪影DSA的优点