醫(yī)學(xué)成像技術(shù)-2.1,2.2節(jié)講課講稿

1、醫(yī)學(xué)成像技術(shù)-2.1,2.2節(jié)醫(yī)學(xué)影像檢測器：熒光屏，影像增強器，增感屏醫(yī)學(xué)影像檢測器：熒光屏，影像增強器，增感屏1 1、利用監(jiān)視器觀察影像的透視利用監(jiān)視器觀察影像的透視 fluroscopyfluroscopy：X X射線射線電視系統(tǒng)電視系統(tǒng), , 主要包括主要包括X X射線影像增強器、光學(xué)圖像射線影像增強器、光學(xué)圖像分配系統(tǒng)、含有攝像機與監(jiān)視器的閉路視頻系統(tǒng)與分配系統(tǒng)、含有攝像機與監(jiān)視器的閉路視頻系統(tǒng)與輔助電子設(shè)備。其中輔助電子設(shè)備。其中X X射線影像增強管是影像增強射線影像增強管是影像增強器的核心部件。器的核心部件。 18951895年，倫琴正是通過熒光屏才發(fā)現(xiàn)的年，倫琴正是通過熒光屏才

2、發(fā)現(xiàn)的X X線，線，此后應(yīng)用熒光材料檢測此后應(yīng)用熒光材料檢測X X線的方式已經(jīng)有了很大的線的方式已經(jīng)有了很大的變化。臨床應(yīng)用最早的是將熒光屏置于被檢查病人變化。臨床應(yīng)用最早的是將熒光屏置于被檢查病人之后，之后，X X線激發(fā)熒光屏，不到線激發(fā)熒光屏，不到15%15%被吸收，其中被吸收，其中30%30%轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽?，形成一個模糊光影，僅能在暗室中轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽?，形成一個模糊光影，僅能在暗室中適應(yīng)一段時間后于暗室進行觀察適應(yīng)一段時間后于暗室進行觀察 2 2、利用膠片采集影像的攝影利用膠片采集影像的攝影 RoentgengramRoentgengram普通普通x x射線攝影射線攝影v定義定義：用膠片代替

3、熒光屏，用膠片代替熒光屏，X X射線透過人體后作用在膠片上，由射線透過人體后作用在膠片上，由于各器官組織密度厚度不同，對于各器官組織密度厚度不同，對X X射線衰減不同，使透過的射線衰減不同，使透過的X X射線射線的強度不同，膠片感光程度不同，形成的強度不同，膠片感光程度不同，形成X X射線投影像射線投影像v特點：特點：膠片感光度高，劑量比傳統(tǒng)透視少；膠片感光度高，劑量比傳統(tǒng)透視少； 感光顆粒小，比透視更能顯示細(xì)微病變；感光顆粒小，比透視更能顯示細(xì)微病變； 可以長期保存膠片；可以長期保存膠片； 膠片上影像的黑白與熒光屏上影像的黑暗正好相反膠片上影像的黑白與熒光屏上影像的黑暗正好相反構(gòu)成：構(gòu)成：1

4、 1膠片膠片+2+2增感屏增感屏+ +膠片處理系統(tǒng)膠片處理系統(tǒng) 1.X1.X射線膠片射線膠片v作用：作用：記錄顯示儲存影像記錄顯示儲存影像v構(gòu)造構(gòu)造：1.1.片基：醋酸纖維或聚酯材料壓制成片基：醋酸纖維或聚酯材料壓制成2.2.粘接劑：粘結(jié)粘接劑：粘結(jié)1 1，3 33.3.感光層：乳膠體薄層內(nèi)均勻分布鹵化銀顆粒（實際表現(xiàn)的感光顆粒感光層：乳膠體薄層內(nèi)均勻分布鹵化銀顆粒（實際表現(xiàn)的感光顆粒大小大小= =銀粒子大小銀粒子大小+ +粒子圖像邊緣不清晰部分）粒子圖像邊緣不清晰部分）4.4.保護膜保護膜過程：過程：膠片感光（接受光投照并產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)）膠片感光（接受光投照并產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)）潛影潛影Latent

5、 imageLatent image形成形成處理膠片（顯影，定影）處理膠片（顯影，定影） 潛影變?yōu)榭梢姷牟煌饷芏葮?gòu)成潛影變?yōu)榭梢姷牟煌饷芏葮?gòu)成的灰度的灰度GrayGray分布像分布像下一頁下一頁顯影顯影定影定影沖洗沖洗烘干烘干曝光曝光底片底片 粘結(jié)層片 基 保護膜 感光層v光密度光密度：光對物體透射率的負(fù)對數(shù)，反映物體對光的吸收程度，曝光量：光對物體透射率的負(fù)對數(shù)，反映物體對光的吸收程度，曝光量增加，光密度增加。通常用膠片變黑的程度表示光密度。增加，光密度增加。通常用膠片變黑的程度表示光密度。 膠片黑度膠片黑度（膠片的光密度，膠片密度，影像密度）：（膠片的光密度，膠片密度，影像密度）： 膠

6、片經(jīng)射線照射后，經(jīng)顯影定影，膠片感光層中的鹵化銀被還原成膠片經(jīng)射線照射后，經(jīng)顯影定影，膠片感光層中的鹵化銀被還原成金屬銀殘留在膠片上，形成由金屬銀顆粒組成的黑色影像，膠片變黑的金屬銀殘留在膠片上，形成由金屬銀顆粒組成的黑色影像，膠片變黑的程度稱為膠片黑度。程度稱為膠片黑度。 D=D=(I(I0 0/I)/I) I I0 0投照在膠片上曝光點的光強，投照在膠片上曝光點的光強，I I透射曝光點后的光強透射曝光點后的光強 I I0 0/I/I越大，表示該曝光點吸收光的能力越大，越大，表示該曝光點吸收光的能力越大， 膠片經(jīng)顯影定影后膠片經(jīng)顯影定影后還原出的黑色銀顆粒越多，照片越黑，光密度越大。通常物質(zhì)

7、密度越高，還原出的黑色銀顆粒越多，照片越黑，光密度越大。通常物質(zhì)密度越高，吸收射線越多，透射的射線越少，還原出的銀粒子越少，照片越白。所吸收射線越多，透射的射線越少，還原出的銀粒子越少，照片越白。所以以X X射線攝影中用高中低密度來描述白影、灰影和黑影射線攝影中用高中低密度來描述白影、灰影和黑影光學(xué)密度、影像密度、物質(zhì)密度三者關(guān)系光學(xué)密度、影像密度、物質(zhì)密度三者關(guān)系: : 組織的物質(zhì)密度高，光密度小，在組織的物質(zhì)密度高，光密度小，在X X射線照片上呈白影，對應(yīng)的射線照片上呈白影，對應(yīng)的照片影像密度高；反之，對應(yīng)的光密度大，照片影像密度低。照片影像密度高；反之，對應(yīng)的光密度大，照片影像密度低。曝

8、光量曝光量：投照光強度對照射時間的積分，一幅圖：投照光強度對照射時間的積分，一幅圖像所需的曝光量取決于膠片的感光度像所需的曝光量取決于膠片的感光度感光度感光度：感光的速度或者速率，決定產(chǎn)生一幅圖：感光的速度或者速率，決定產(chǎn)生一幅圖像所需的曝光量，越高，所需曝光量越少像所需的曝光量，越高，所需曝光量越少 灰度灰度：明暗或者黑白的程度，由曝光量：明暗或者黑白的程度，由曝光量H H決定。決定。 返回顯影與定影過程顯影與定影過程v 首先，把曝過光的膠片浸到顯影液中顯影液受到光照的銀首先，把曝過光的膠片浸到顯影液中顯影液受到光照的銀離子變成黑色的金屬銀，而沒有受光照射的鹵化銀就不轉(zhuǎn)變。離子變成黑色的金屬

9、銀，而沒有受光照射的鹵化銀就不轉(zhuǎn)變。v 再將顯過影的膠片放入到定影液中，定影液就將沒有變光再將顯過影的膠片放入到定影液中，定影液就將沒有變光照射的鹵銀溶解掉，這時膠片上就有可見的影像了。照射的鹵銀溶解掉，這時膠片上就有可見的影像了。v 以后，就要將膠片沖冼干凈和曬干。就得到了可以印放的以后，就要將膠片沖冼干凈和曬干。就得到了可以印放的底片了底片了 返回洗片機優(yōu)點洗片機優(yōu)點 ： 擺脫了傳統(tǒng)繁重的手工操作，開辟了明室操作的途徑擺脫了傳統(tǒng)繁重的手工操作，開辟了明室操作的途徑 極大地提高了沖洗效率和影像質(zhì)量的穩(wěn)定性極大地提高了沖洗效率和影像質(zhì)量的穩(wěn)定性 為為X X射線影像技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化和自動化射線影像技術(shù)

10、標(biāo)準(zhǔn)化和自動化 性能指標(biāo)性能指標(biāo)1.1.膠片特性膠片特性H-DH-D曲線曲線 曝光量曝光量H(mAH(mAs)s)與對應(yīng)黑度（光密度）與對應(yīng)黑度（光密度）D D的關(guān)系曲線，的關(guān)系曲線， 投拍時曝光量應(yīng)選擇曲線的直線部分（曝光量與對應(yīng)黑度正比線性關(guān)系）投拍時曝光量應(yīng)選擇曲線的直線部分（曝光量與對應(yīng)黑度正比線性關(guān)系）2.2.底片灰霧底片灰霧D0:D0:未經(jīng)曝光的膠片（未經(jīng)曝光的膠片（H=0H=0）在顯影后表現(xiàn)出的灰度（）在顯影后表現(xiàn)出的灰度（D D 0 0）越小越好）越小越好3.3.反差系數(shù)反差系數(shù)contrast coefficient : :兩曝光點的黑度差別兩曝光點的黑度差別= =（D2-D

11、1)/(D2-D1)/(H2- H2- H1)H1)，3 3左右，過小則降低圖像的反差。左右，過小則降低圖像的反差。 4.4.膠片寬容度膠片寬容度film latitude（曝光寬容度）（曝光寬容度）: :指膠片按線性關(guān)系正確記錄被檢體反差指膠片按線性關(guān)系正確記錄被檢體反差的范圍（的范圍（H-DH-D曲線直線部分的照射量的范圍），寬容度大則可真實記錄下反差曲線直線部分的照射量的范圍），寬容度大則可真實記錄下反差較大的組織器官，小則拍攝時中間層次丟失過較大的組織器官，小則拍攝時中間層次丟失過多。多。光密度D與曝光量H的關(guān)系曲線 01 2 3Hlg2.01.0 D0D 3.0問題：問題：為什么為什

12、么膠片上影像的黑白與熒光屏上影像的黑暗正好相反？膠片上影像的黑白與熒光屏上影像的黑暗正好相反？ 醫(yī)用醫(yī)用X X射線膠片的主要特性是感光，即接受光照并產(chǎn)生射線膠片的主要特性是感光，即接受光照并產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，形成潛影（化學(xué)反應(yīng)，形成潛影（latent imagelatent image）。）。 經(jīng)過對有潛影的膠片處理（暗室處理：顯影、定影等）。經(jīng)過對有潛影的膠片處理（暗室處理：顯影、定影等）。使膠片上的潛影轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姷牟煌叶龋ㄊ鼓z片上的潛影轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姷牟煌叶龋╣raygray）分布像。膠）分布像。膠片感光層中的鹵化銀還原成金屬銀殘留在膠片上，形成由金片感光層中的鹵化銀還原成金屬銀殘留在膠片上，

13、形成由金屬銀顆粒組成的黑色影像。人體組織的物質(zhì)密度高，則吸收屬銀顆粒組成的黑色影像。人體組織的物質(zhì)密度高，則吸收X X射線多，在射線多，在X X射線照片上呈白影；反之，如果組織的物質(zhì)密射線照片上呈白影；反之，如果組織的物質(zhì)密度低，則吸收度低，則吸收X X射線少，在射線少，在X X射線照片上呈黑影。透視的黑白射線照片上呈黑影。透視的黑白用透視激發(fā)熒光的原理來解釋。用透視激發(fā)熒光的原理來解釋。 返回2.2.增感屏增感屏intensifing screenintensifing screen主要目的主要目的：在實際：在實際X X 射線攝影中，僅有不到射線攝影中，僅有不到10%10%的的X X射線光子

14、能直射線光子能直接被膠片吸收形成潛影，絕大部分接被膠片吸收形成潛影，絕大部分X X射線光子穿透膠片，得不到有射線光子穿透膠片，得不到有效的利用。因此需要利用一種增感方法來增加效的利用。因此需要利用一種增感方法來增加X X射線對膠片的曝光，射線對膠片的曝光，以縮短攝影時間，降低以縮短攝影時間，降低X X射線的輻射劑量。常采用的增感措施是在射線的輻射劑量。常采用的增感措施是在暗盒中將膠片夾在兩片增感屏（暗盒中將膠片夾在兩片增感屏（intensifying screenintensifying screen）之間，然）之間，然后進行曝光。后進行曝光。片 基反射層與吸收層 提高增感效率基 層 支持保護

15、層 保護 熒光體層 熒光性能v分類及原理分類及原理：1.1.金屬（金屬箔金屬（金屬箔+ +硬紙板）：射線光子輻射到金屬箔上產(chǎn)生次級電子使膠片硬紙板）：射線光子輻射到金屬箔上產(chǎn)生次級電子使膠片感光；同時箔還可以吸收被檢體散射的較小能量散射線，圖像質(zhì)量高。感光；同時箔還可以吸收被檢體散射的較小能量散射線，圖像質(zhì)量高。2.2.熒光（熒光物質(zhì)熒光（熒光物質(zhì)+ +紙板紙板+ +保護層）（醫(yī)用）：射線照射熒光物質(zhì)發(fā)出易被膠保護層）（醫(yī)用）：射線照射熒光物質(zhì)發(fā)出易被膠片接收的熒光，提高膠片感光速度。片接收的熒光，提高膠片感光速度。 常用的有鎢酸鈣增感屏，其熒光體常用的有鎢酸鈣增感屏，其熒光體受射線照射后發(fā)出

16、藍(lán)紫光，與醫(yī)用感藍(lán)膠片匹配使用。正因為如此一般受射線照射后發(fā)出藍(lán)紫光，與醫(yī)用感藍(lán)膠片匹配使用。正因為如此一般的暗室都是用紅燈照明。的暗室都是用紅燈照明。3.3.金屬熒光（金屬箔金屬熒光（金屬箔+ +紙板紙板+ +熒光物質(zhì)熒光物質(zhì)+ +保護層）：感光速度大增且圖像質(zhì)量保護層）：感光速度大增且圖像質(zhì)量更高。更高。v 醫(yī)用醫(yī)用X X射線增感屏為熒光增感屏，其射線增感屏為熒光增感屏，其增感原理增感原理為增感屏上的熒光物質(zhì)受到為增感屏上的熒光物質(zhì)受到X X射射線激發(fā)后，發(fā)出易被膠片所接收的熒光，線激發(fā)后，發(fā)出易被膠片所接收的熒光，從而增強對從而增強對X X 射線膠片的感光作用。放于射線膠片的感光作用。放

17、于暗盒中，將膠片夾在中間，可在較短的時暗盒中，將膠片夾在中間，可在較短的時間內(nèi)捕捉射線，增大膠片的感光，縮短曝間內(nèi)捕捉射線，增大膠片的感光，縮短曝光時間，提高影像清晰度；受刺激后發(fā)出光時間，提高影像清晰度；受刺激后發(fā)出的可見光，使膠片獲得總黑度的的可見光，使膠片獲得總黑度的90%90%以上，以上，降低輻射量。降低輻射量。2.1.2 2.1.2 特殊特殊x x射線攝影射線攝影v定義：定義：在普通在普通x x射線攝影的基礎(chǔ)上，通過利用射線的某種特殊裝置和方射線攝影的基礎(chǔ)上，通過利用射線的某種特殊裝置和方法，使人體的某一組織或器官，顯示出一般射線攝影所不能顯示的影像法，使人體的某一組織或器官，顯示出

18、一般射線攝影所不能顯示的影像v分類：分類： 軟軟x x射線攝影射線攝影 高千伏高千伏x x射線攝影射線攝影 體層攝影體層攝影 X X射線造影及造影劑射線造影及造影劑一、軟一、軟x x射線攝影射線攝影v定義定義：采用：采用20-40kv20-40kv的管電壓產(chǎn)生的低能的管電壓產(chǎn)生的低能X X射線（射線（軟軟x x射線射線）進行的）進行的攝影。）攝影。）v原理原理：利用：利用軟軟x x射線射線（低能）（低能）X X射線與人體組織作用以光電效應(yīng)為主，射線與人體組織作用以光電效應(yīng)為主，光電吸收光電吸收 吸收物質(zhì)原子序數(shù)吸收物質(zhì)原子序數(shù)3 3/ /射線能量射線能量的原理，密度相差無幾的的原理，密度相差無

19、幾的肌肉等軟組織，有效原子序數(shù)相差不多，但射線被吸收的量相差很肌肉等軟組織，有效原子序數(shù)相差不多，但射線被吸收的量相差很大，則對比度大大提高，大，則對比度大大提高，使密度差別不大的脂肪、肌肉、腺體等軟使密度差別不大的脂肪、肌肉、腺體等軟組織在感光照片上形成對比良好的影像。組織在感光照片上形成對比良好的影像。v應(yīng)用應(yīng)用：女性乳腺疾病及腫瘤的邊緣、腺體、結(jié)締組織、血管都能有：女性乳腺疾病及腫瘤的邊緣、腺體、結(jié)締組織、血管都能有清晰的顯示。清晰的顯示。 Benign lesion - Fibroadenoma 返回二、高千伏二、高千伏x x射線攝影射線攝影v基本原理：基本原理：90kv90kv，人體

20、對射線的吸收，以光電效應(yīng)為主，則所得影像密度，人體對射線的吸收，以光電效應(yīng)為主，則所得影像密度高低受組織原子序數(shù)和厚度的影響較大，骨骼、軟組織、脂肪、高低受組織原子序數(shù)和厚度的影響較大，骨骼、軟組織、脂肪、氣體有明顯的影像密度差異，但如三者重疊在同一平面上，則氣體有明顯的影像密度差異，但如三者重疊在同一平面上，則骨骼影像遮蔽其他影像骨骼影像遮蔽其他影像120kv120kv，組織對，組織對x x射線的吸收衰減以康普頓散射為主，康普頓效射線的吸收衰減以康普頓散射為主，康普頓效應(yīng)發(fā)生的概率與有效原子序數(shù)無關(guān)，此時，骨骼的影像密度與應(yīng)發(fā)生的概率與有效原子序數(shù)無關(guān)，此時，骨骼的影像密度與軟組織及氣體的影

21、像密度相差不大，影像密度的高低受組織原軟組織及氣體的影像密度相差不大，影像密度的高低受組織原子序數(shù)和厚度的影響減小，即使相互重疊也不至于被骨影遮蓋，子序數(shù)和厚度的影響減小，即使相互重疊也不至于被骨影遮蓋，常用于胸部攝影（肺紋理，肺炎，縱隔，氣管，支氣管，胸骨，常用于胸部攝影（肺紋理，肺炎，縱隔，氣管，支氣管，胸骨，脊柱）脊柱）v缺點：缺點：射線能量大，各組織對射線的吸收差異減小，散射線增射線能量大，各組織對射線的吸收差異減小，散射線增多；影像的反差降低；增加照片灰霧，需要高柵比的濾線器多；影像的反差降低；增加照片灰霧，需要高柵比的濾線器. . 返回 120kV, 80mA, 三、體層攝影三、體

22、層攝影 定義：是攝取人體定義：是攝取人體某一層面組織的攝某一層面組織的攝影方法。影方法。 基本原理：是投照基本原理：是投照時時X X線球管與線球管與X X線膠線膠片沿某一支點向相片沿某一支點向相反方向移動，使某反方向移動，使某一選定層面清晰顯一選定層面清晰顯示，而非選定層面示，而非選定層面模糊不清。模糊不清。返回四、四、x x射線造影及造影劑射線造影及造影劑v必要性必要性：平片檢查只能顯示由于自身的物：平片檢查只能顯示由于自身的物質(zhì)密度不同而對射線吸收有明顯差別的結(jié)質(zhì)密度不同而對射線吸收有明顯差別的結(jié)構(gòu)（如骨骼和肺），而對一些含腔組織器構(gòu)（如骨骼和肺），而對一些含腔組織器官（如膽囊、胃腸、心血

23、管、腎）或純軟官（如膽囊、胃腸、心血管、腎）或純軟組織組成的器官，密度差別小，不能清晰組織組成的器官，密度差別小，不能清晰顯示其結(jié)構(gòu)，雖然可以采用軟顯示其結(jié)構(gòu)，雖然可以采用軟X X攝影，但攝影，但軟軟X X攝影對人體的輻射傷害不可忽略。攝影對人體的輻射傷害不可忽略。v定義定義：將某種造影劑（：將某種造影劑（contrast mediumcontrast medium）引入欲檢查的器官內(nèi)或其周圍（心臟，血引入欲檢查的器官內(nèi)或其周圍（心臟，血管，腎，膽囊，胃腸道等軟組織包裹的含管，腎，膽囊，胃腸道等軟組織包裹的含腔器官），使其形成物質(zhì)密度差異，從而腔器官），使其形成物質(zhì)密度差異，從而改變器官與周圍

24、組織的改變器官與周圍組織的x x射線影像密度差，射線影像密度差，顯示出器官的形態(tài)和功能的方法顯示出器官的形態(tài)和功能的方法v缺點缺點：耗時長，有危險，病人痛苦：耗時長，有危險，病人痛苦 天然對比度天然對比度造影后造影后的圖像的圖像對比度對比度v造影劑：有多種分類方法 陽性：有效原子序數(shù)大，物質(zhì)密度高，對射線吸收強，在透視熒光陽性：有效原子序數(shù)大，物質(zhì)密度高，對射線吸收強，在透視熒光屏上顯示濃黑的影像，在膠片上是淡白的造影劑影像，如鋇劑屏上顯示濃黑的影像，在膠片上是淡白的造影劑影像，如鋇劑（ bariumbarium） ，用于胃腸、血管造影、介入手術(shù)等。，用于胃腸、血管造影、介入手術(shù)等。 v碘劑碘

25、劑有機碘制劑：有機碘制劑：v用途：用途：血管，膽道，膽囊，泌尿造影及血管，膽道，膽囊，泌尿造影及CTCT增強增強v排泄：排泄：經(jīng)肝或腎，從膽道或泌尿道排出經(jīng)肝或腎，從膽道或泌尿道排出v類型：類型： 離子型：副作用大，過敏反應(yīng)多，價格低離子型：副作用大，過敏反應(yīng)多，價格低 非離子型：低滲，低粘度，低毒性，高費用非離子型：低滲，低粘度，低毒性，高費用無機碘制劑：用于氣管，輸尿管，膀胱造影等無機碘制劑：用于氣管，輸尿管，膀胱造影等 如碘化油、碘化鈉等如碘化油、碘化鈉等碘劑的造影反應(yīng)碘劑的造影反應(yīng)v輕度：輕度：皮膚潮紅，蕁麻疹，胸悶，氣短，皮膚潮紅，蕁麻疹，胸悶，氣短， 惡心，嘔吐惡心，嘔吐v中度：中度：意識喪失，喉頭水腫，呼吸困難意識喪失，喉頭水腫，呼吸困難v重度：重度：血壓下降，肺水腫，心臟驟停，血壓下降，肺水腫，