X线摄影技术篇文档格式.docx

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λmin=hc/kVp=1.24/kVp（nm）

（1）

可见连续X线波长仅与管电压有关，管电压越高，产生的X线波长愈短。

2.2特征放射

特征放射又称标识放射，是高速电子击脱靶物质原子的内层轨道电子，而产生的一种放射方式。

一个常态的原子经常处于最低能级状态，它永远保持其内层轨道电子是满员的。

当靶物质原子的K层电子被高速电子击脱时，K层电子的空缺将由外层电子跃迁补充，外层电子能级高，内层电子能级低。

高能级向低能级跃迁，多余的能量作为X线光子释放出来，产生K系特性放射。

若是L层发生电子空缺，外层电子跃迁时释放的X线，称L系特性放射。

特征放射的X线光子能量与冲击靶物质的高速电子能量无关，只服从于靶物质的原子特性。

同种靶物质的K系特性放射波长为一定数值。

管电压在70kVp以上，钨靶才能产生特征X线。

特征X线是叠加在连续X线能谱内的。

3．X线的本质与特性

3.1X线的本质

X线是一种能，有两种表现形式：

一是微粒辐射，二是电磁辐射。

X线属电磁辐射的一种，具有二象性、微粒性和波动性，这是X线的本质。

X线的微粒性：

把X线看作是一个个的微粒—光子组成的，光子具有一定的能量和一定的动质量，但无静止质量。

X线与物质作用时表现出微粒性，每个光子具有一定能量，能产生光电效应，能激发荧光物质发出荧光等现象。

X线的波动性：

X线具有波动特有的现象—波的干涉和衍射等，它以波动方式传播，是一钟横波。

X线在传播时表现了它的波动性，具有频率和波长，并有干涉、衍射、反射和折射现象。

3.2X线特性

X线特性指的是X线本身的性能，它具有以下特性：

3.2.1物理效应

穿透作用：

X线具有一定的穿透能力。

波长越短，穿透作用越强。

穿透力与被穿透物质的原子序数、密度和厚度呈反比关系。

荧光作用：

荧光物质，如钨酸钙、氰化铂钡等，在X线照射下被激发，释放出可见的荧光。

电离作用：

物质在足够能量的X线光子照射下，能击脱物质原子轨道的电子，产生电离。

电离作用是X线剂量、X线治疗、X线损伤的基础。

干涉、衍射、反射与折射作用：

X线与可见光一样具有这些重要的光学特性。

它可在X线显微镜、波长测定和物质结构分析中得到应用。

3.2.2化学效应

感光作用：

X线具有光化学作用，可使摄影胶片感光。

着色作用：

某些物质经X线长期照射后，使其结晶脱水变色。

如铅玻璃经X线长期照射后着色。

3.2.3生物效应

X线是电离辐射，它对生物细胞，特别是增殖性强的细胞有抑制、损伤、甚至使其坏死的作用，它是放射治疗的基础。

4．X线与物质的相互作用

X线与物质的相互作用有5种基本形式：

4.1相干散射（或称不变散射）

一个低能量X线光子冲击到物质的原子上，形成原子的激发状态。

原子在恢复其常态时，放出一个与原入射光子波长同样、方向不同的光子，此即相干散射。

在X线诊断范围内，相干散射产生的几率最多只占5%。

4.2光电效应

在X线诊断范围内，它是X线与物貭相互作用的主要形式之一，它以光子击脱原子的内层轨道电子而产生。

光电效应产生的几率受三个因素影响：

光子必须有克服电子结合能的足够能量；

光子能量与电子结合能接近相等或稍大于；

轨道电子结合的越紧，越容易产生光电效应。

光电效应产生的几率约占70%。

光电效应在X线摄影中的意义：

不产生有效散射，对胶片不产生灰雾；

可增加X线对比度；

光子能量全部被吸收，病人接受的剂量相对较多。

4.3康普顿效应（或称散射效应）

在X线诊断范围内，它是X线与物貭相互作用的另一个主要形式。

当一个光子击脱原子外层轨道电子时，入射光子就会偏转，以新的方向散射出去，光子能量的一部分作为反跳电子的动能，而绝大部分能量作为光子散射。

在诊断X线能量范围内，康普顿散射的几率占25%。

4.4电子对效应和光核反应

此两种X线与物质的相互作用形式，在诊断X线能量范围内不发生。

4.5相互作用效应产生的几率

在诊断X线能量范围内，相干散射约占5%，光电效应约占70%，康普顿效应约占25%。

对低能量射线和高原子序数的物质，光电效应是主要的，它不产生有效的散射，对胶片不产生灰雾，可产生高对比度的X线影像，但会增加被检者的X线吸收剂量。

散射效应是X线和人体组织之间最常发生的一种作用，几乎所有散射线都由此产生，它可使影像质量下降，严重时可使我们看不到影像的存在，但它与光电效应相比可减少病人的吸收剂量。

它们之间的相互比率随能量、物质原子序数等因素改变而变化。

对于人体，脂肪和肌肉除在很低的光子能量而外，散射作用是主要的；

对比剂的原子序数高，以光电效应为主；

骨骼在低能量时主要是光电作用，在高能量时主要是散射作用。

5．X线质、X线量与X线强度

5.1X线质（或称X线硬度）

X线质由X线的波长（或频率）决定。

波长又取决于管电压的峰值。

管电压越高，波长越短，穿透力越强。

X线摄影中的X线质在0.008nm~0.06nm。

5.2X线量

X线量是指X线光子的多少，常以mAs表示。

5.3X线强度

5.3.1定义

X线强度是指垂直于X线束的单位面积上，在单位时间内通过的光子数和能量乘积的总和，即X线束中的光子数乘以每个光子的能量。

在实际应用中，常以量与质的乘积表示X线强度。

5.3.2影响X线强度的因素

管电压（kVp）：

X线强度与管电压的平方成正比；

管电流（mA）：

X线强度与管电流成正比；

靶面物质：

在一定的管电压和管电流下，靶物质的原子序数越高，产生X线的效率就越高；

高压波形：

X线光子能量取决于X线的最短波长，即决定于管电压的峰值，整流后的脉动电压越接近峰值，其X线强度越大。

6．X线的吸收与衰减

6.1距离的衰减

X线强度在真空传播过程中与距离的平方成反比。

一般在X线摄影时，可将空气对X线的衰减可忽略不计，故此法则成立。

6.2物质吸收的衰减

X线穿过物质时，由于与构成物质的原子、电子或原子核相互作用而被衰减。

透过的X线在质与量上都会有所改变。

由于低能量光子比高能量光子更多的被吸收，透过后的射线平均能量提高，将接近它的最高能量。

7．X线检查方法

X线检查方法分三大类：

普通X线检查（透视与摄影）、X线造影检查和X线特殊检查。

7.1X线透视检查

优点：

可转动病人体位，改变方向观察；

了解器官的动态变化；

设备简单，操作方便，费用低；

可立即得出结论。

缺点：

影像对比度、清晰度差，难以分辨密度或厚度差异较小的器官，以及密度或厚度较大的部位；

缺乏客观记录也是重要缺点。

同时，透视检查的辐射剂量远大于同一部位的摄影检查。

7.2X线摄影检查

成像清晰，对比度良好；

密度、厚度差异较大或密度、厚度差异较小的部位能得到显示；

有客观记录。

每一幅照片只是一幅相对的影像，要建立立体概念需要相互垂直的两个方法摄影；

对功能观察不及透视；

费用高。

7.3X线造影检查

人体组织有相当部分只依靠自身的密度、厚度、原子序数的差异不能在普通摄影检查中显示。

此时，可将原子序数高于或低于该组织结构的物质引入器官或周围间隙，使之产生对比影像，此即造影检查。

引入的物质称为对比剂。

7.4X线特殊检查

在普通检查的基础上，利用特殊的检查装置，使受检部位显示出普通检查不能获得的影像，此称特殊检查。

如体层摄影、乳腺摄影、放大摄影等。

X线摄影技术篇

（2）

第Ⅱ章X线照片影像

1．X线照片影像的形成

X线之所以能使人体组织在胶片上或荧光屏上成像，一方面是基于X线的特性，即穿透性、荧光效应和感光效应；

另一方面是基于人体组织具有密度和厚度的差异。

当X线穿过人体时，由于不同密度和厚度的组织对X线的吸收不同，使得穿透过人体后的X线强度分布也不同，此时，X线影像信息已形成。

直进的透射线作用于屏/片体系，经显影加工后，则形成了密度不等的X线照片影像。

构成照片影像的四大要素是：

密度、对比度、锐利度及失真度。

前三者是构成照片影像的物理因素，后者是构成照片影像的几何因素。

1.1照片影像密度的概念

当照片置于观察器上时，可以看到一幅黑白相间的影像。

人们把这种黑化程度称为照片影像的密度或黑化度。

确切地讲，当入射光强度为I0，透射光强度为I，则透光率为I/I0，阻光率为透光率的倒数I0/I。

密度即是阻光率以10为底的对数。

D=Log10I0/I

（2）

人眼对影像密度的识别范围在0.25~2.0之间，此即诊断密度范围，借助强度灯可以提高识别高密度影像的能力。

1.2密度与感光效应的关系

感光效应是X线对胶片的感光作用，而密度是胶片对感光效应的记录。

影响感光效应的因素是：

X射线的因素：

管电压（kVp）、管电流（mA）、照射时间（t）、焦—片距（D）。

照片因素：

胶片的感光度（S）、增感屏的增感率（V）。

被照体本身因素：

厚度（T）、密度（α）及其构成物质的原子序数。

冲洗因素：

显影时间、温度等。

以上因素可归纳为一个感光效应（E）的公式：

（3）

在正确曝光下，密度随着感光效应的增加而增加，故此影响感光效应的因素，也可以看作是影响照片密度的因素。

但定超过一定限度，感光效应与密度之间不成线性关系，这是由胶片特性所决定的。

1.3影响照片密度的因素

密度与管电压的n次方成正比。

管电压的变化为40~150kVp时，n的变化从4降到2。

可见，低电压摄影时管电压对照片密度的影响要大于高电压摄影。

照射量（mAs）：

在正确曝光下，照射量与密度成正比。

摄影距离（FFD）：

X线强度的扩散，遵循反平方定律。

所以作用在X线胶片上的感光效应与摄影距离的平方成反比。

屏/片系统：

在X线摄影时，增感屏与胶片组合使用，其相对感度高，影像密度大。

被照体厚度、密度：

照片密度随被照体的厚度、密度的增高而降低。

人体除肺脏以外，各脏器的密度大体接近于1。

肺脏不能单以厚度来决定其吸收程度，因吸气程度不同，对照片密度的影响也不同。

肺的吸气位与呼气位摄影要获得同一密度的影像，X线量差30%~40%。

照片冲洗因素：

X线照片影像密度的变化，除上述因素之外，与照片的显影加工条件有密切关系，如显影液特性、显影温度、冲洗机的显影液、定影液的补充量等等。

2．照片对比度

2.1对比度的概念

X线摄影学中对比度的概念十分重要，它是形成X线照片影像的基础。

其中涉及了三个基本概念，即射线对比度、胶片对比度和X线照片对比度。

射线对比度：

当X线透过被照体时，由于被照体对X线的吸收、散射而减弱，透射线则形成了强度的不均匀分布，这种强度的差异称射线对比度。

此时即形成了X线信息影像。

胶片对比度：

射线对比度所表示的X线信息影像，肉眼不能识别，只有通过某种介质的转换才能形成可见影像。

X线摄影是依靠胶片或屏/片体系为转换介质。

那么，X线胶片对射线对比度的放大能力，称胶片对比度。

它取决于胶片的最大斜率（r值）或平均斜率（）。

X线照片对比度：

ρX线照片上相邻组织影像的密度差，称照片对比度。

照片对比度依存于被照体不同组织吸收所产生的射线对比度，以及胶片对射线对比度的放大结果。

2.2影响照片对比度的因素

2.2.1被照体本身因素

照片对比度是射线对比度被胶片放大的结果，射线对比度又是被照体对X线吸收的结果，而这种差异又取决于物质的吸收能力，即与物质的原子序数Z、密度p、厚度x和X线波长λ有关。

A=b.λ3.z4.ρ.x；

b为常数

所以说，照片对比段形成的实质，是组成被照体各层组织对X线吸收差异的存在。

2.2.2射线因素

线质：

照片对比度的形成实质是被照体对X线吸收差异，而物质的吸收能力与波长（受管电压影响）的立方成正比。

被照体因素不能人为改变，但通过管电压改变可调整对X线的吸收差异。

管电压升高，波长短，线质硬，吸收差异变小，照片对比度降低。

线量：

一般认为X线量（mAs）对照片对比度没有直接影响，但随着线量增加，照片密度增高时，使照片上密度过低的部位对比度好转。

散射线：

散射线到达胶片，可使胶片感光产生灰雾，致使照片对比度下降。

2.2.3照片因素

增感屏：

使用增感屏可以提高照片的对比段。

胶片：

使用反差系数高或平均斜率高的胶片可提高照片的对比度。

胶片本底灰雾大时可降低照片的对比度。

冲洗技术：

经X线照射的胶片，只有经过沖洗才能显示出黑白影像来，因此，暗室沖洗技术也直接影响着照片对比度。

如显影液性能、显影温度，以及暗室的安全性等。

3．照片锐利度

3.1定义

锐利度就是在照片上相邻的两组织，其影像界限的清楚明了程度。

亦即两部分影像密度的转变是逐渐的还是明确的程度。

锐利度是䢖立在对比度的基础上。

如果相邻两部分密度转变过程越明确，即密度移行距离越短，锐利度越高。

3.2模糊度的概念

模糊度是锐利度的反义词，也称不锐利度。

它表示从一个组织的影像密度，过渡到相邻另一组织影像密度的幅度，以长度（mm）量度。

两密度间移行幅度越大，其边像越模糊。

当两个相邻影像的密度移行幅度（模糊度）H≧0.2mm时，视觉就感到影像模糊。

3.3分辨率的概念

分辨率系指影像转换介质（在这里指胶片、增感屏）分辨被照体细微结构，并把它记录下来的能力。

它是以线对/毫米（LP/mm）表示。

分辨率是胶片（或增感屏）本身具有的性能。

分辨率与锐利度两者概念不同，但在主观反映中，它们又密切相关，有时难以区分。

一张胶片可以有记录锐利边缘的能力，但不一定能分辨物体的细微结构。

3.4影响锐利度的因素

造成照片影像的模糊（不锐利）涉及到许多因素，归纳为四点：

3.4.1几何模糊

由于几何投影的关係产生的半影导致影像的模糊。

产生半影的大小取决于X线管焦点面积、焦点—胶片距离和被照体—胶片距离三者的相对关係。

X线管焦点面积越大，半影越大，锐利度越差；

焦点—胶片距加大，半影减小，锐利度提高；

被照体与胶片贴的越近，半影会减小，锐利度可提高。

反之，被照体与胶片距离加大，半影加大，锐利度变差。

为提高照片的锐利度，在X线摄影技术中要求：

被照体尽可能靠近胶片；

尽可能使用大的焦—片距；

尽量选用小的焦点。

3.4.2移动模糊

在X线照射过程中，X线管、被照体及胶片三者均应保持静止。

若其中有一个因素发生移动，影像必然产生模糊。

产生移动的因素不外乎两种：

一是设备移动，如X线管、台面、暗盒的移动；

二是被照体的移动。

被照体移动又分两类：

生理移动，如呼吸、心脏搏动、胃肠蠕动、痉挛等，除呼吸可暂时控制外，其余不受控制；

意外性移动，如体位移动。

3.4.3屏/片系统的模糊

使用屏/片系统摄影与不用屏摄影相比，影像锐利度明显下降。

造成屏/片系统模糊的原因有：

荧光体的光扩散；

光晕和光渗造成的荧光交迭效应；

X线斜射效应；

屏/片密着状态；

屏结构斑点。

3.4.4物体的吸收模糊

物体吸收模糊，是人体组织没有很好的锐利边缘造成的。

X线在通过物体边像时，其吸收是逐渐变化的。

如有三个厚度相同形态不同的圆锥体、正方体和球体，在同一摄影距离下照射，因锥体的边缘与X线平行，它的吸收模糊最小，影像边缘密度变化笑然，锐利度最高。

立方体对X线的吸收沿外边而改变，边上缘X线吸收很少，到下角部吸收较多。

球体的影像边界密度变化是逐渐的，因而模糊不清。

3.5密度、对比度、锐利度的关系

密度、对比度、锐利度三者，或单独或相互关联对照片质量产生着影响，三者之间不能绝然分开。

密度是对比度、锐利度存在的基础，照片对比度可以随密度的改变而改变。

感光不足或感光过度的照片，对比度低下。

而锐利度又必须建立在对比度的基础上。

4．照片影像的放大与变形

4.1定义

在X线摄影中，如果影像与被照体具有相同的几何形态，只有几何尺寸的改变时，称为影像的放大；

若同时又有形态上的改变，则称为影像变形.影像放大与变形的程度，则总称为失真度。

4.2影响放大与变形的因素

影像的放大与变形，受X线投影过程中几何条件的影响，也就是取决于中心线、被照体、胶片三者间位置的关系。

4.2.1影像放大

焦-片距与物-距是影响影像放大的两个主要因素。

当焦-片距一定时，物体影像放大就决定物-片距，物-片距越远，影像放大就愈大：

如果物-片距保持不变，焦-片距越近，影像放大就愈大。

在X线摄影中，为使物体影像保持最小的放大率，应遵循两个原则：

一是物体尽可能接近胶片，二是焦点与胶片保持是够远的距离。

4.2.2影像变形

影像的变形是同一被照体的不同部位，产生不等量放大的结果。

一般地说，对影像大小的判断比较容易，通过放大率计算可测到物体的实际数值，而形态的判断比较困难。

因为人体组织的本身形态就每个各体间有些差异，且随年龄不断变化，即便是同一组织也可以因中心线、该组织及胶片三者位置的变化，而显示不同的形态。

影像的变形归納为三种类型：

放大变形、位置变形和形状变形。

为防止影像的严重变形，摄影时应遵照以下原则：

被照体平行胶片时，放大变形最小；

接近中心线，并尽量靠近胶片时，影像的位置变形最小；

中心线入射点通过被检部位，并垂直于胶片时，影像的形状变形最小。

5．散射线及其消除

5.1散射线的概念

由于焦点外X线或X线穿过被照体时产生的与原发X线方向不同的，且比原发X线波长长的X线，称为散射线。

5.2散射线的产生

在X线摄影能量范围内，从X线管发出的原发射线对人体照射时，一部能量穿透人体直进，一部分能量产生光电效应和康普顿散射，从而减弱了原发射线的强度。

经过被照体吸收后的X线由两部分组成，一部分为带有被照体信息的减弱的原射线。

另一部分为在散射吸收中产生的散射线。

这些散射线几乎全部来自康普顿效应。

总之，透过被照体作用在胶片上的X线量，是自X线管发出的被人体组织吸收、散射而减弱的直进原射线与散射线之和，称为全透过线。

那么，它们在作用于胶片上的全部射线量中所占的比率，分别称为直射线含有率和散射线含有率。

5.3影响散射线含有率的因素

5.3.1管电压

散射线含有率随管电压的升高而加。

但在80-90kVp以上时，散射线含有率趋向平稳。

此外，原发射线能量越大，所产生的散射线光子的能量增加、散射角变小，与直进的形成影像的原射线越靠近，对照片影像产生的灰雾机会也越大。

5.3.2被照体厚度

相同管电压及照射野下，散射线含有率则随被照体厚度的增加而增加。

被照体厚度产生的散射线对影像效果的影响，要比管电压产生的影响大得多。

5.3.3照射野

照射野是产生散射线最主要的因素。

当照射野增大时，散射线含有率大幅度上升。

5.4散射线的减少与消除方法

合理使用X线束限制器，如遮线筒、多叶遮线器等，严格控制照射野。

从而限制和阻挡焦点外X线及不必要的原发射线的照射，减少散射线产生。

利用滤线栅，可减少与消除散射线对胶片的作用。

在能穿透照射部位的前提下，选择较低管电压，可减少散射线发生。

利用加大被照体与胶片的距离、或使用金属后背盖的暗盒等方法，可减少到达胶片的散射线量。

以上散射线的减少和消除方法中，最重要的二种方法是多叶遮线器（准直器）和滤线栅的使用。

6．滤线栅

6.1结构

滤线栅是由许多薄的铅条和易透过X线的低密度物质（铝或有机化合物等）作为充填物，交替平行或按一定斜率排列组成的一块栅板。

6.2分类

按结构特点分类：

按结构特点分有聚焦栅、平行栅和交叉栅。

聚焦栅的铅条呈倾斜排列，半径相同，并聚焦于空间，形成栅聚距，每个聚焦栅有各自的栅焦距。

平行栅又称线形栅，铅条纵轴排列的方位是相互平行的。

交叉栅是由2个栅焦距相等的线形栅交叉而成，又称栅。

格栅的栅比是2个线形栅比之和。

格栅不能用于X线倾斜摄影。

按运动机能分类：

按运动机能分为有静止式（固定式）和运动式。

运动的目的是使铅条阴影产生模糊，避免铅条影对被照体影像的干扰。

6.3滤线栅的性能指标

栅比（R）：

滤线栅铅条高度与充填物幅度的比值，称为栅比。

栅比表示一个滤线栅吸收散射线的能力。

栅比越高，其对散射线的吸收作用越好。

栅比值范围一般在4׃1~16׃1。

栅密度（N）：

在滤线栅表面上单位距离内，铅条与其间距形成的线对数，常用线/厘米（L/mm）表示。

栅比相同时，栅密度值大的吸收散射线能力强。

栅焦距（F0）：

栅焦距指的是聚焦滤线栅的倾斜铅条会聚于空中一直线，该直线到滤线栅板平面的垂直距离，称为栅焦距。

栅焦距与摄影距离必须匹配，否则将出现切割效应，即直射的带有被照体信息的原发射线被铅条吸收。

6.4滤线栅的切割效应

所谓切割效应，即滤线栅铅条对X线原射线的吸收作用。

栅切割效应的产生有4种情况：

聚焦栅反置使用；

侧向倾斜（或偏离）栅焦距；

上下偏离栅焦距。

当X线管焦点对准栅中心，但其位于栅聚焦线上或下时，也会产生切割效应。

双重偏离。

即侧向偏离及上、下偏离栅焦距同时发生。

6.5使用滤线栅注意事项

不能将滤线栅反置；

X线中心要对准滤线栅中线；

倾斜X线管时，倾斜方向只能与铅条排列方向平行；

使用聚焦栅时，焦点至滤线栅的距离要在允许范围内。

使用活动滤线栅时，要调好与曝光时间相适应的运动速度，一般运动时间应长于曝光时间的1/5。

6.6滤线栅的选择

选择滤线栅，既要考虑照片的影像质量，又要把被检者的照射剂量控制在最低限度。

一般来讲，管电压在90kVp以下时，可选用栅比值8׃1的滤线栅，90~120kVp可选用栅比值10׃1~12׃1的栅，120kVp以上的高仟伏摄影，可选用12׃1~16׃1的滤线栅。

当X线穿过人体时，由于不同密度和厚度的组织对X线的吸收不同，使得穿透过人体后的X线强度分布也不同，此时，X线影像信息已形成