X线成像基础理论2.pptx

医学影像技术第二节第二节 X X线照片影像线照片影像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。第1页/共58页医学影像技术一、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。第2页/共58页医学影像技术一、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。第3页/共58页医学影像技术1 1、X X线照射被检肢体后成为载有信息成分的线照射被检肢体后成为载有信息成分的x x线信息影线信息影像像 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）。第4页/共58页医学影像技术2 2、不均匀、不均匀X X线强度透过成像（接受）介质转换为二维分线强度透过成像（接受）介质转换为二维分布的可见光强度布的可见光强度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。第5页/共58页医学影像技术3 3、可见光强度形成潜影分布再经处理成为光学密度影像、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。第6页/共58页医学影像技术4 4、借助观察器，将光学密度分布转换为光的空间分布、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。第7页/共58页医学影像技术5 5、通过视网膜明暗相间的图像，形成意识上、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，最后做出诊断的影像，进而加以识别、判断，最后做出诊断或评价。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。第8页/共58页医学影像技术 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。第9页/共58页医学影像技术一、一、X X线照片影像的传递与形成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。第10页/共58页医学影像技术图：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第11页/共58页医学影像技术二、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线摄影第12页/共58页医学影像技术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影像增强器透视第13页/共58页医学影像技术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：荧光影像第14页/共58页医学影像技术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：第15页/共58页医学影像技术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线摄影第16页/共58页医学影像技术2、X线摄影观片灯观察观片灯观察X X线照片线照片影像时，透过可见光影像时，透过可见光强的部分表示被检肢强的部分表示被检肢体组织密度高，吸收体组织密度高，吸收X X线量多；而透过可线量多；而透过可见光少的部分表示被见光少的部分表示被检肢体组织密度低，检肢体组织密度低，吸收吸收X X线量少。把这线量少。把这种照片影像称为负像。种照片影像称为负像。负像：照片影像第17页/共58页医学影像技术2 2、X X线摄影线摄影优点：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：第18页/共58页医学影像技术对比两副图像，有何不同第19页/共58页医学影像技术第三节 X线照片影像密度将将X X线照片置于观片灯上，即可看到黑白相间的影像。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。第20页/共58页医学影像技术一、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。第21页/共58页医学影像技术一、X线照片影像密度的概念1、透光率T值的定义域为：0T1，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。第22页/共58页医学影像技术一、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：1O。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。第23页/共58页医学影像技术（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。第24页/共58页医学影像技术密度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。第25页/共58页医学影像技术第26页/共58页医学影像技术二、影响照片密度的因素二、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。第27页/共58页医学影像技术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。第28页/共58页医学影像技术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。第29页/共58页医学影像技术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。第30页/共58页医学影像技术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。第31页/共58页医学影像技术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。第32页/共58页医学影像技术三、照片影像密度的标准三、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0.252.0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0.71.5之间，是信息传递最丰富的范围。第33页/共58页医学影像技术 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：第34页/共58页医学影像技术第四节第四节 X X线照片影像对比度线照片影像对比度 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。第35页/共58页医学影像技术一、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。第36页/共58页医学影像技术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之中第37页/共58页医学影像技术一、对比度的概念3 3、胶片对比度（、胶片对比度（值）值）指胶片对指胶片对X X线对比度的放大能力。取决于胶片线对比度的放大能力。取决于胶片的最大斜率或平均斜率。的最大斜率或平均斜率。在胶片特性曲线上值为：第38页/共58页医学影像技术一、对比度的概念4 4、照片对比度（、照片对比度（K K）（1 1）定义：）定义：X X线照片上相邻组织线照片上相邻组织影像的密度差称为对比度，亦称影像的密度差称为对比度，亦称光学对比度，用光学对比度，用K K表示。表示。K KD D1 1D D2 2对比度示意图第39页/共58页医学影像技术一、对比度的概念一、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：第40页/共58页医学影像技术一、对比度的概念图图11-311-3第41页/共58页医学影像技术一、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。对比度的合成第42页/共58页医学影像技术一、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。第43页/共58页医学影像技术二、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第44页/共58页医学影像技术二、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、胶片后处理技术第45页/共58页医学影像技术二、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。不同不同值值胶片胶片的影的影像对像对比不比不同同不同不同值胶片值胶片的影像对比不同的影像对比不同第46页/共58页医学影像技术二、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。第47页/共58页医学影像技术二、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，第48页/共58页医学影像技术二、影响照片对比度的因素二、影响照片对比度的因素（二）射线因素（二）射线因素1 1、线质的影响、线质的影响2 2、线量的影响、线量的影响3 3、灰雾的影响、灰雾的影响第49页/共58页医学影像技术二、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。不不同同线线质质的的影影像像对对比比不不同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第50页/共58页医学影像技术二、影响照片对比度的因素二、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。第51页/共58页医学影像技术 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：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：软组织摄影软组织摄影 20KV20KV40KV40KV 普通管电压摄影普通管电压摄影 40KV40KV100KV100KV 高电压摄影高电压摄影 100KV100KV150KV150KV或或200KV200KV 超高电压摄影超高电压摄影 2MV2MV或或6060钴等辐射钴等辐射第52页/共58页医学影像技术二、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线影像第53页/共58页医学影像技术二、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、保管不妥。暗室内操作：暗室照明不安全、操作不妥第54页/共58页医学影像技术二、影响照片对比度的因素（三）被检体因素1、原子序数 原子序数越高，光电吸收越多，X线衰减系数越大，X线对比度增高。2、密度 被检组织对X线的衰减系数与构成该物质的密度成正比。3、厚度 在被检组织的密度、原子序数相同时，照片对比度为厚度所支配。第55页/共58页医学影像技术观片灯的影响观片灯的影响 观片灯的亮度、颜色及照射野也影响对比度的观察。一般地说，感光不足的照片用低亮度黄色观片灯可提高生理对比度；眼睛对用高密度区密度不敏感，可借助强光来提高生理性对比度。第56页/共58页医学影像技术第57页/共58页医学影像技术感谢您的观看。第58页/共58页