第3章 X射線攝影

第三章X射線攝影醫(yī)學(xué)成像技術(shù)原理2第一節(jié)X射線攝影技術(shù)第二節(jié)數(shù)字減影血管造影本章內(nèi)容3第一節(jié)X射線攝影技術(shù)第二節(jié)數(shù)字減影血管造影本章內(nèi)容4X射線攝影（Radiography）X射線攝影（Radiography）是根據(jù)X射線在不同組織中衰減系數(shù)不同的物理特性，并利用X射線的穿透作用將人體三維解剖結(jié)構(gòu)投影為二維平面影像的成像技術(shù)。X射線攝影正位片側(cè)位片5軟X射線攝影——鉬靶成像(2)基本原理軟X射線與物質(zhì)作用,衰減以光電效應(yīng)為主。其發(fā)生概率與物質(zhì)有效原子序數(shù)4次方成正比，使密度相差無幾的軟組織對比度提高，影像更清晰。20-40kV管電壓產(chǎn)生低能X射線(軟X射線)(1)軟X射線產(chǎn)生方式6(2)基本原理(1)高千伏X射線產(chǎn)生方式

衰減以康普頓效應(yīng)為主，發(fā)生概率與原子序數(shù)無關(guān)，骨骼、軟組織及氣體影像密度相差不大，使與骨骼相重疊的軟組織或骨骼本身的細小結(jié)構(gòu)及含氣管腔等易于觀察管電壓大于120kV產(chǎn)生高能X射線120kV,80mA,

高千伏X射線攝影7X射線攝影的工作流程燈絲被加熱升溫，陰極溫度決定了X射線管的電流(管電流)。高壓發(fā)生器在X射線管陰-陽極之間施加高壓，產(chǎn)生X射線。X射線通過人體后被吸收衰減，利用成像裝置記錄轉(zhuǎn)化成圖像。8X射線發(fā)生裝置X射線管

高壓發(fā)生器

控制裝置X射線成像裝置X射線探測器

顯示器X射線系統(tǒng)X射線輔助裝置

機架、攝影床等

產(chǎn)生X射線探測X射線輔助設(shè)備9傳統(tǒng)X射線攝影20世紀初開始在臨床上應(yīng)用，是應(yīng)用最早的成像技術(shù)。以膠片為圖像采集、顯示、存儲和傳遞的載體，以二維成像方式將X射線入射方向上人體組織的X射線吸收差異呈現(xiàn)為不同密度的影像10傳統(tǒng)X射線攝影的膠片結(jié)構(gòu)感光X射線作用保護作用支撐作用粘附作用：使乳劑層與片基緊密結(jié)合提高對X射線敏感性，降低X射線劑量11傳統(tǒng)X射線攝影的缺點明顯動態(tài)范圍有限，正確曝光水平的容許偏差很小，容易過曝光或曝光不足照片的密度分辨力低、顯示灰階少X射線的量子檢出率低(20%~30%)，存在著檢測時間長、照射劑量大的負面影響不能直接看到成像結(jié)果影像質(zhì)量的一致性也得不到有效控制……該技術(shù)已被淘汰12X射線透視成像/電視成像技術(shù)的發(fā)展傳統(tǒng)X射線攝影傳統(tǒng)X射線透視傳統(tǒng)X射線電視成像三者的區(qū)別在于X射線感光和顯示方式不同13第一節(jié)數(shù)字X射線攝影第二節(jié)數(shù)字減影血管造影本章內(nèi)容14X射線發(fā)生裝置X射線管

高壓發(fā)生器

控制裝置X射線成像裝置X射線探測器

顯示器X射線系統(tǒng)X射線輔助裝置

機架、攝影床等

產(chǎn)生X射線探測X射線輔助設(shè)備15傳統(tǒng)X射線攝影的膠片結(jié)構(gòu)感光X射線作用保護作用支撐作用粘附作用：使乳劑層與片基緊密結(jié)合提高對X射線敏感性，降低X射線劑量16數(shù)字化X射線攝影——計算機X射線攝影由光激勵發(fā)光物質(zhì)組成光激勵發(fā)光效應(yīng)：當(dāng)某些物質(zhì)如氟鹵化鋇在受到光照時，能將該次光照所攜帶的信息貯存下來，當(dāng)再次受到光照時，能發(fā)出與首次光照所攜帶信息相關(guān)的熒光，這就是PSL效應(yīng)1982年問世，標(biāo)志著X射線攝影進入數(shù)字化時代17計算機X射線攝影(computedradiographyCR)X射線PSL物質(zhì)受調(diào)劑的X射線產(chǎn)生熒光信號電信號人體組織存儲受調(diào)劑的X射線信息被激光照射受調(diào)劑的X射線照射光電倍增管模數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)字信號計算機顯示18數(shù)字化X射線攝影——數(shù)字X射線攝影X射線影像信息數(shù)字圖像信息X射線探測器X射線探測器的種類（1）非晶態(tài)硒型平板探測器（2）非晶態(tài)硅型平板探測器（3）多絲正比室探測器19曝光動態(tài)范圍大、量子檢測率高、密度分辨率高；圖像能進行多種后處理、存儲和傳輸方便；數(shù)字化圖像配以豐富的圖像后處理，為臨床提供更加豐富的診斷信息；可避免曝光條件選擇不當(dāng)而導(dǎo)致重拍，提高成功率和臨床診斷的準(zhǔn)確率，為臨床醫(yī)生節(jié)約了寶貴的時間。為醫(yī)院實現(xiàn)信息化、網(wǎng)絡(luò)化奠定了基礎(chǔ)。數(shù)字X射線攝影優(yōu)點明顯20幾種X射線攝影技術(shù)比較X射線源X射線探測器

X射線攝影系統(tǒng)普通X射線攝影CRDR21對比指標(biāo)傳統(tǒng)X射線攝影數(shù)字X射線攝影(DR)空間分辨率高低密度分辨率低高DQE(量子轉(zhuǎn)換效率)低高動態(tài)范圍低高影像存儲難易成像劑量高低圖像后處理難易成像時間慢快聯(lián)網(wǎng)不能可以傳統(tǒng)與數(shù)字X射線攝影性能比較22DR照片23第一節(jié)數(shù)字X射線攝影第二節(jié)數(shù)字減影血管造影本章內(nèi)容24是20世紀80年代出現(xiàn)的一項醫(yī)學(xué)影像新技術(shù)，是計算機與常規(guī)血管造影相結(jié)合的一種檢查方法。是介入放射學(xué)所依賴的必要工具，現(xiàn)已成為二級以上醫(yī)院的常規(guī)設(shè)備。數(shù)字減影血管造影（DSA）25

將人體某部位造影前和造影后分別經(jīng)成像探測器獲得數(shù)字化的兩組圖像，兩組相減而獲得消除了造影血管以外的結(jié)構(gòu)、而僅留下含有對比劑(造影劑)的血管影像DSA的成像原理26時間減影：注入對比劑進入感興趣區(qū)之前，將一幀或多幀圖像做基像存儲起來，并與順序出現(xiàn)的含造影劑圖像相減；能量減影：分別用略低于和略高于碘K邊緣能量的X射線進行成像獲得兩組圖像，對該兩組圖像進行相減；混合減影：將時間減影和能量減影相結(jié)合；DSA的減影方式27DSA的時間減影時間減影的過程28注碘對比劑后或或S=lnI–lnII=(μI-μT)dI

注碘對比劑前則時間減影的數(shù)學(xué)計算29DSA血管動態(tài)成像30K緣效應(yīng)碘的K邊緣為33.2keV，當(dāng)光子能量稍大于33.2keV時，碘對比劑的光電效應(yīng)幾率激增，對X線吸收明顯，同部位造影前后圖像碘信號差異極大DSA的能量減影31

血管注入碘對比劑后，用略低于和略高于碘K-緣能量(33keV)的X射線曝光，將此兩種影像數(shù)字減影，突出碘對比度，消除其它組織對圖像的影響。DSA的能量減影32能量減影的優(yōu)點M.S.VanLysel,etal.Leftventriculardual-energydigitalsubtractionangiography:Amotionimmunedigitalsubtractiontechnique.MedicalPhysics,7(1):55–65,1991減小運動帶來的偽影；可獲單純骨骼或軟組織影像時間減影能量減影自由呼吸下采集，時間減影存在明顯偽影33lnIL=lnI0L-(μBLdB+μTLdT)或

lnIL=-(μBLdB+μTLdT)+CL

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

基于能量減影的骨骼與肌肉組織分離低能X射線成像高能X射線成像34lnIL和lnIH分別加權(quán)系數(shù)KL和KH相減若令則ST=(KLμTL-KHμTH)dT+KHCH-KLCL

可得到軟組織圖像信號(消除了骨信號)若令則SB=(KLμBL-KHμBH)dB+KHCH-KLCL

可得到骨圖像信號(消除了軟組織信號)S=KHlnIH-KLlnIL=(KLμBL-KHμBH)dB+(KLμTL-KHμTH)dT+KHCH-KLCL

基于能量減影的骨骼與肌肉組織分離35（a）普通平片(b)軟組織影像(c)骨骼影像骨骼與肌肉組織分離圖像36

對比劑注入前后都做高能和低能圖像。先做高能和低能像的減影圖像得到一系列雙能減影圖像。這些雙能減影圖像中軟組織像已被消除。再用時間減影處理雙能減影圖像消除骨骼等背景混合減影37圖像疊加精確，對比度大，顯示細小血管效果好圖像信息的數(shù)字化信息處理和存貯方便快捷。屏幕直接顯示，便于圖像分析可快速校正圖像偽影采用新的掩模圖像改變對比度和消除偽影DSA的優(yōu)點