第三章 模擬X線成像

第三章模擬X線成像沈乃澎講師shennp@163.com醫(yī)學(xué)影像系影像技術(shù)教研室內(nèi)容提綱X線影像的形成X線照片醫(yī)用X線膠片屏-片組合增感屏激光膠片（了解）X線照片影像的基本要素密度對比度X線影像清晰度焦點影像失真散射線2023/1/312目的要求掌握膠片特性曲線影響照片密度、對比度的因素影響影像清晰度的因素熟悉增感屏的原理、屏-片組合散射線和濾線器焦點的測試了解數(shù)字成像膠片2023/1/313第一節(jié)X線影像的形成

利用各種X線成像技術(shù)，將形態(tài)學(xué)功能學(xué)信息采集下來，經(jīng)處理形成光學(xué)影像模擬X線成像數(shù)字X線成像2023/1/3142023/1/315X線影像信息的形成X線:質(zhì)、量合適大致均勻穿過人體吸收不均勻發(fā)生不等量衰減2023/1/316影像信息形成與顯示影像信息采集、傳遞、轉(zhuǎn)換第二節(jié)X線照片與增感屏X線膠片種類一般膠片綠\藍增強器記錄膠片特種膠片數(shù)字成像膠片結(jié)構(gòu)2023/1/317

性能膠片特性曲線

描繪曝光量與光密度之間關(guān)系的一條曲線足部直線部肩部翻轉(zhuǎn)部2023/1/318醫(yī)用X線膠片感光特性2023/1/319醫(yī)用X線膠片感光特性對比度兩種表示方法反差系數(shù)和平均斜率2023/1/3110醫(yī)用X線膠片感光特性寬容度(L)2023/1/3111增感屏2023/1/3112增感屏2023/1/3113增感屏效應(yīng)2023/1/3114影響屏-片系統(tǒng)影像質(zhì)量的因素屏-片接觸不良X線斜射效應(yīng)熒光交疊效應(yīng)余輝效應(yīng)光暈?zāi)z片沖洗與套藥2023/1/3115第三節(jié)X線照片影像的基本要素密度對比度銳利度顆粒度失真度2023/1/3116基本要素決定細(xì)節(jié)2023/1/3117優(yōu)質(zhì)X線照片影像必須具備的基本條件：①適當(dāng)?shù)恼掌跋衩芏娶诹己玫恼掌跋駥Ρ榷娶壅掌跋駥哟呜S富④照片影像銳利度好⑤照片影像失真度?、拚掌跋耦w粒度好⑦照片標(biāo)記正確、清晰、整齊⑧照片無任何偽影、刮痕、污染⑨照片影像顯示部位符合診斷要求

1.密度定義照片的暗度或者不透明程度，也稱黑化度本質(zhì)：黑色金屬銀堆積，以D（density）表示

2023/1/3118透光率T：指照片上某處的透光程度，等于透過光線強度與入射光線強度之比阻光率O：指照片上阻擋光線能力的大小,等于透光率的倒數(shù)光學(xué)密度值D：照片阻光率的對數(shù)值2023/1/3119v：管電壓i：管電流t：攝影時間f：增感屏的增減率s：X線膠片的感光度Z：靶物質(zhì)的原子序數(shù)r：攝影距離B：曝光量倍數(shù)D：射野的面積d：被檢部位的厚度u：被檢組織的X線吸收系數(shù)e：自然對數(shù)底K：常數(shù)密度與感光效應(yīng)的關(guān)系毫安秒管電壓攝影距離屏-片組合濾過焦點X線限束解剖部位及病理情況濾線柵暗室處理2023/1/3120影響照片密度的因素2.對比度定義

照片上相鄰組織影像的密度差2023/1/3121X線對比度（射線對比度）（Kx）膠片對比度（膠片對比度系數(shù)）（）X線照片對比度（光學(xué)對比度）（K）

物體對比度（對比度指數(shù)）（△μ）人工對比度2023/1/31222.X線對比度（又稱射線對比度）（Kx）1.肢體對比度（又稱對比度指數(shù)）（△μ）△μ=μ2-μ12023/1/31234.X線照片對比度（又稱光學(xué)對比度）（K）

3.膠片對比度（又稱膠片對比度系數(shù)）（）K=D2-D12023/1/3124四者的關(guān)系：2023/1/3125影響照片對比度的因素2.射線因素1.被照體因素發(fā)射源被照體接收器沖洗加工觀片燈3.接收器（屏-片系統(tǒng)）因素4.照片沖洗處理的因素5.照片觀察的因素2023/1/31261.受檢體因素組織的原子序數(shù)（Z）：臨床上用鋇、碘組織的密度（）：組織厚度（d）：

2023/1/31272.射線因素X線質(zhì)：X線的穿透力X線量：與對比度無直接關(guān)系，使ROI好轉(zhuǎn)散射線：康普頓效應(yīng)產(chǎn)生2023/1/3128（1）X線質(zhì)——Kv，代表X線的穿透力軟X線攝影（軟組織攝影）：25~40Kv普通攝影：40~100Kv高千伏攝影（高電壓攝影）：100~150Kv特點：照片對比度加大特點：照片層次豐富2023/1/3129X線質(zhì)對照片對比度的影響高Kv低Kv2023/1/3130（2）X線量：X線量：使低密度區(qū)的影像對比明顯好轉(zhuǎn)2023/1/31315.照片沖洗3.散射線4.屏-片組合6.觀片燈第四節(jié)X線影像清晰度決定因素分辨力影響X線成像系統(tǒng)分辨力最大的是焦點焦點的測試矩形波測試卡

星卡模糊度散射線噪聲2023/1/31322023/1/3133

（1）焦點的大小

焦點是一個有一定面積的發(fā)光源。由于X線影像是由物體吸收X線后產(chǎn)生的本影和幾何原因形成的半影共同組成的。焦點尺寸越大則半影越大，影像表現(xiàn)越模糊。焦點主要成像性能參量2023/1/3134（2）焦點的極限分辨力：焦點的極限分辨力（R）是在規(guī)定測量條件下不能成像的最小空間頻率值，以每毫米中能夠分辨出的線對數(shù)（LP/mm）來表示X線管焦點小、焦點面上的線量分布為單峰時，R值大；反之，在X線管焦點大、焦點面上的線量分布為多峰時，R值就?。籖值大時成像性能好焦點極限分辨力的測量2023/1/31352023/1/3136

（3）焦點的散焦值(B)：是描述X線管焦點的極限分辨力R隨著負(fù)荷條件的改變而相對變化的量，又稱暈值。當(dāng)管電壓一定，隨管電流增大，焦點的尺寸變大。當(dāng)管電流不變時，焦點增漲隨管電壓的上升而減小。2023/1/3137

（4）焦點的調(diào)制傳遞函數(shù)：描述X線管焦點這個面光源使肢體成像時，肢體組織影像再現(xiàn)率的函數(shù)關(guān)系。MTF域值范圍：MTF的最大值為1，最小值為0，即0≤MTF≤1。模糊度背景模糊影像失銳2023/1/3138焦點幾何學(xué)模糊屏-片系統(tǒng)產(chǎn)生的模糊運動模糊2023/1/31391.幾何學(xué)模糊：（1）定義：

幾何學(xué)模糊：X線管焦點是一面光源。攝影時，由于幾何學(xué)原因而形成半影（H）。2023/1/31401）焦點的大?。?/p>

（2）影響半影大小的因素焦點越大，幾何模糊度即半影越明顯。

2023/1/31412）放大率：

3）焦點的允許放大率：

（人眼的模糊閾值）2023/1/31422.運動模糊：（1）定義：

成像三要素（球管、被照體、膠片）之一在攝過程中發(fā)生移動，所攝影像必然出現(xiàn)模糊，稱為運動模糊2023/1/3143（2）產(chǎn)生運動模糊的因素：X線管、膠片的運動及被檢體的運動。Hm=m（1+）ba運動性模糊的程度：2023/1/3144（3）減少運動模糊的方法：

①保證X線管、診斷床以及活動濾線器托盤的機械穩(wěn)定性。②在攝影時，通過固定患者肢體、屏氣與縮短曝光時間等方法，減少運動模糊。③盡量縮小肢-片距，使肢體與膠片緊貼。④為了減少曝光時間，可配用高感光度的膠片，高增感率的增感屏，強力顯影液等。2023/1/31453.屏-片系統(tǒng)產(chǎn)生的模糊

（1）定義：屏-片組合系統(tǒng)對照片影像產(chǎn)生一定程度模糊。（2）產(chǎn)生屏-片系統(tǒng)模糊的因素：

增感屏性模糊屏-片接觸模糊中心線斜射導(dǎo)致的模糊包括2023/1/31461）增感屏性模糊

增感屏產(chǎn)生的模糊，是因光的擴散現(xiàn)象造成的。2023/1/31472）屏-片接觸模糊

屏-片組合使用時兩者接觸不良，則繼發(fā)產(chǎn)生屏-片接觸性模糊。

2023/1/3148斜射效應(yīng)：X線對雙增感屏-雙乳劑膠片形成了傾斜照射。膠片前后乳劑層形成的錯開影像，造成模糊。3）中心線斜射導(dǎo)致的模糊：

影像噪聲量子噪聲增感屏噪聲X線膠片噪聲2023/1/31492023/1/3150（一）概念照片影像較原物體大小及形狀的改變稱為失真。其變化的程度稱為照片影像失真度。（二）照片失真的種類及措施放大失真

歪斜失真

重疊失真

根據(jù)失真原因分為：

影像失真形狀失真

2023/1/31511.放大失真：

X線攝影的照片均有放大，由于被照物體各部與膠片距離不同，導(dǎo)致被照體各部位放大率不一致，稱影像的放大失真。2023/1/3152糾正的方法：使被照體或被攝病灶，盡量與膠片平行且靠近，減少放大失真。

A點在膠片上的放大率為：

B點的放大率為：2023/1/3153攝影時X線中心線與被照物的投影關(guān)系不合理，被照體不在焦點的正下方可引起歪斜失真（又稱為形狀變形）。2.歪斜失真2023/1/3154歪斜失真包括被照體的影像被拉長和縮短。①將焦點置于被照物體中心的正上方；②盡量使被照體與膠片平面平行。糾正的方法：2023/1/31553.重疊失真：

由于被照體組織結(jié)構(gòu)相互重疊，在影像上形成的光學(xué)密度減低。對比下降，乃至影像消失的現(xiàn)象叫重疊失真。2023/1/3156①大物體密度小于小物體，而且相差很大，其重疊的影像中對比度較好，可以看到小物體的影像。②大小物體組織密度相等，并且密度較高時，重疊后的影像中小物體的陰影隱約可見，對比度差。③大小物體組織密度相差很大，而且大物體密度大于小物體的密度，重疊后的影像中小物體的陰影由于對X線吸收很少，而不能顯示。重疊有三種情況：2023/1/3157合理利用各種角度攝影，旋轉(zhuǎn)體位，傾斜射線、體層等方法是減少影像重疊的主要措施。糾正的方法：2023/1/3158X線管發(fā)射出的原發(fā)射線穿過人體及其他物體時，產(chǎn)生光電效應(yīng)和康普頓散射，而產(chǎn)生方向不定、能量較低的二次射線

散射線不能用于成像只能使照片發(fā)生灰霧照片對比度下降

2023/1/3159散射線含有率：散射線占膠片全部射線的比率散射線含有率=散射線全部射線評價散射線的指標(biāo)2023/1/3160散射線含有率的影響因素：管電壓：管電壓增加，散射線增加照射野：照射野面積增加，散射線增加受檢體的厚度當(dāng)管電壓在80~90Kv以上，散射線含有率趨于平穩(wěn)當(dāng)d<15cm，散射線含有率隨厚度增加當(dāng)d>15cm，散射線含有率不再增加當(dāng)照射野達30cm×30cm時，散射線含有率達飽和2023/1/3161散射線的抑制散射線的消除遮線器

濾過板

空氣間隙法濾線柵抑制和消除散射線的方法2023/1/3162①遮線器：調(diào)節(jié)照射野散射線的抑制：②濾過板：吸收原發(fā)射線中波長較長的無用射線2023/1/3163散射線的消除：①空氣間隙法：利用空氣可吸收能量較低的X線及X線衰減與距離的平方成反比的規(guī)律。②濾線柵法：直接吸收散射線最有效的設(shè)備。2023/1/3164空氣間隙法：

特點：“平方反比”定律不足：原發(fā)射線能量也減少，需使用增感屏和膠片補償2023/1/3165濾線柵法：濾線柵應(yīng)用原理示意圖2023/1/31661）濾線柵的構(gòu)造：

2023/1/31672）濾線柵的分類：根據(jù)構(gòu)造特點分類靜止式（固定式）運動式交叉式按運動機能分類聚焦式平行式2023/1/31683）濾線柵工作原理：

2023/1/31694）濾線柵特性：柵比（R）：柵密度（n）：

2023/1/3170鉛容積（P）：

P=n·d·h

濾線柵的焦距（f0）：指聚焦濾線柵的傾斜鉛條會聚于空中一直線到濾線柵板平面的垂直距離。2023/1/3171焦柵距離界限（f1～f2）：

原射線透射值在聚焦距離上的透射值的60%時允