第二章X射線影像(第一節(jié))

1、 主編：南京主編：南京 醫(yī)醫(yī) 科科 大大 學(xué)學(xué) 吳小玲吳小玲 編者：右江民族醫(yī)學(xué)院編者：右江民族醫(yī)學(xué)院 楊文沛楊文沛 北北 華華 大大 學(xué)學(xué) 張瑞蘭張瑞蘭 新新 鄉(xiāng)鄉(xiāng) 醫(yī)醫(yī) 學(xué)學(xué) 院院 劉東華劉東華一、普通一、普通X射線攝像射線攝像二、特殊二、特殊X射線攝像射線攝像三、三、X射線攝影圖像質(zhì)量評價(jià)射線攝影圖像質(zhì)量評價(jià)第一節(jié)第一節(jié) 模擬模擬X射線影像射線影像 一、普通一、普通X射線攝像射線攝像1.投影投影X射線影像的形成射線影像的形成X射線攝影射線攝影當(dāng)當(dāng)X射線投照被檢體時(shí)射線投照被檢體時(shí) ，由于不同組織衰減系數(shù)，由于不同組織衰減系數(shù) 不同，使出不同，使出射射X射線強(qiáng)度分布發(fā)生變化，形成攜帶人體信

2、息的射線強(qiáng)度分布發(fā)生變化，形成攜帶人體信息的X射線信息射線信息影像，用膠片等來采集、轉(zhuǎn)換影像，用膠片等來采集、轉(zhuǎn)換X射線信息影像，使之成為可射線信息影像，使之成為可見的影像，即為見的影像，即為X射線攝影。射線攝影。X射線信息射線信息“影像影像”X射線影像射線影像 均勻均勻X射線射線非均勻非均勻X射線射線 21 11 22 13 14 33 43 44 12 31 41 32 42 34 23 24 膠片投影投影X X射線影像的形成射線影像的形成一、普通一、普通X射線攝像射線攝像X射線攝影射線攝影普通普通X X線機(jī)控制臺線機(jī)控制臺X射線攝影射線攝影普通普通X X照片照片一、普通一、普通X射線攝像

3、射線攝像2.采集、轉(zhuǎn)換、顯示系統(tǒng)采集、轉(zhuǎn)換、顯示系統(tǒng) （1） X射線電視系統(tǒng)射線電視系統(tǒng) 影像增強(qiáng)管聚焦電極輸出熒光屏輸入熒光屏閉路視頻系統(tǒng)監(jiān)視器監(jiān)視器光學(xué)圖像分配系統(tǒng)攝像機(jī)攝像機(jī)錄像機(jī)分光器X射線管一、普通一、普通X射線攝像射線攝像X X射線電視系統(tǒng)射線電視系統(tǒng) 正常胸部的透視錄像正常胸部的透視錄像一、普通一、普通X射線攝像射線攝像（2） X射線照片系統(tǒng)射線照片系統(tǒng) 1）醫(yī)用）醫(yī)用X射線膠片射線膠片種類種類: 一般攝影一般攝影X射線膠片射線膠片 多幅相機(jī)膠片多幅相機(jī)膠片 激光相機(jī)膠片激光相機(jī)膠片 影像增強(qiáng)器膠片影像增強(qiáng)器膠片 特種膠片特種膠片 醫(yī)用膠片（或膠片醫(yī)用膠片（或膠片-增感屏系統(tǒng)）和

4、膠片處理系統(tǒng)增感屏系統(tǒng)）和膠片處理系統(tǒng) 功能功能:記錄記錄 顯示顯示 貯存貯存特性特性:感光感光一、普通一、普通X射線攝像射線攝像灰度灰度:明暗或黑白程度明暗或黑白程度膠片光密度膠片光密度(D ): 膠片變黑的程度膠片變黑的程度 IID0lgI0:投照光強(qiáng)投照光強(qiáng)I: 透射光強(qiáng)透射光強(qiáng) 膠片感光度決定膠片感光度決定 所需曝光量所需曝光量感光速率感光速率:一、普通一、普通X射線攝像射線攝像X射線膠片結(jié)構(gòu)示意圖射線膠片結(jié)構(gòu)示意圖 粘結(jié)層片 基 保護(hù)膜 感光層光密度光密度:常用光密度的高低來表述影像的黑白常用光密度的高低來表述影像的黑白影像密度影像密度: 臨床上常用影像密度的高低來表述臨床上常用影像

5、密度的高低來表述X射線影像的白黑射線影像的白黑光學(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射線照片上呈射線照片上呈白影，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。度大，照片影像密度低。一、普通一、普通X射線攝像射線攝像曝光量曝光量H應(yīng)選擇在應(yīng)選擇在H -D 曲線的直線部分曲線的直線部分保證光密度保證光密度D 和曝光量和曝光量lgH 成正比線性關(guān)系成正比線性關(guān)系膠片特性曲線膠片特性曲線（H -D 曲線）曲線）光密度光密度D與曝光量與曝光量H 的

6、關(guān)系曲線的關(guān)系曲線 01 2 3Hlg2.01.0 D0D 3.0一、普通一、普通X射線攝像射線攝像 反差系數(shù)反差系數(shù)(contrast coefficient) :1212lglgHHDD H-D曲線直線部分的照射量范圍曲線直線部分的照射量范圍 即曝光寬容度即曝光寬容度(exposure latitude) 膠片寬容度膠片寬容度(film latitude)一、普通一、普通X射線攝像射線攝像2）增感屏）增感屏(intensifying screen) 熒光物質(zhì)熒光物質(zhì)X射線激發(fā)射線激發(fā)增感原理增感原理:膠片感光增強(qiáng)膠片感光增強(qiáng)熒光熒光作用作用:增加膠片曝光，降低輻射增加膠片曝光，降低輻射一、

7、普通一、普通X射線攝像射線攝像分類分類: 鎢酸鈣增感屏鎢酸鈣增感屏 稀土類增感屏稀土類增感屏構(gòu)造構(gòu)造片 基反射層與吸收層 提高增感效率基 層 支持保護(hù)層 保護(hù) 熒光體層 熒光性能一、普通一、普通X射線攝像射線攝像增感屏構(gòu)造示意圖增感屏構(gòu)造示意圖增感屏實(shí)物照片增感屏實(shí)物照片一、一、普通普通X射線攝像射線攝像3）膠片處理系統(tǒng)）膠片處理系統(tǒng)洗片機(jī)優(yōu)點(diǎn)洗片機(jī)優(yōu)點(diǎn) ： 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射線影像技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化和自動化射線影像技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化和自動化手工操作

8、過程：顯影、漂洗、定影、水洗和干燥手工操作過程：顯影、漂洗、定影、水洗和干燥 目前，膠片處理方式已發(fā)展到直接用激光打印機(jī)打印。目前，膠片處理方式已發(fā)展到直接用激光打印機(jī)打印。一、一、普通普通X射線攝像射線攝像（2） 基本原理基本原理1.軟軟X射線攝影射線攝影軟軟X射線與物質(zhì)作用射線與物質(zhì)作用, 衰減以光電效應(yīng)為主。其發(fā)生概衰減以光電效應(yīng)為主。其發(fā)生概率與物質(zhì)有效原子序數(shù)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。的軟組織對比度提高，影像更清晰。2040kV管電壓產(chǎn)生低能管電壓產(chǎn)生低能X射線射線(軟軟X射線射線)（1） 軟軟X射線產(chǎn)生

9、方式射線產(chǎn)生方式 二、特殊二、特殊X射線攝影射線攝影（2） 基本原理基本原理（1） 高千伏高千伏X射線產(chǎn)生方式射線產(chǎn)生方式 衰減以康普頓效應(yīng)為主，發(fā)生衰減以康普頓效應(yīng)為主，發(fā)生概率與原子序數(shù)無關(guān)，骨骼、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大，使與骨骼相重疊的軟組織或骨骼本身的細(xì)小結(jié)構(gòu)及含氣或骨骼本身的細(xì)小結(jié)構(gòu)及含氣管腔等易于觀察管腔等易于觀察 120kV, 80mA 高千伏高千伏X X射線照片射線照片2.高千伏高千伏X射線攝影射線攝影管電壓大于管電壓大于120kV產(chǎn)生高能產(chǎn)生高能X射線射線二、特殊二、特殊X射線攝影射線攝影3.

10、X射線造影及對比劑射線造影及對比劑(contrast medium) （1） X射線造影射線造影（2） 對比劑對比劑 陽性對比劑陽性對比劑 陰性對比劑陰性對比劑 選擇條件選擇條件引入對比劑引入對比劑 形成密度差異形成密度差異 顯示形態(tài)功能顯示形態(tài)功能二、特殊二、特殊X射線攝影射線攝影X射線造影照片射線造影照片鋇餐造影鋇餐造影二、特殊二、特殊X射線攝影射線攝影（1） 對比度對比度(contrast)（2） 模糊與細(xì)節(jié)可見度模糊與細(xì)節(jié)可見度（3） 噪聲與信噪比噪聲與信噪比（4） 偽影偽影(artifact)（5） 畸變畸變(distortion)1.評價(jià)醫(yī)學(xué)影像質(zhì)量的參數(shù)評價(jià)醫(yī)學(xué)影像質(zhì)量的參數(shù) 醫(yī)

11、學(xué)影像的質(zhì)量決定于成像方法、設(shè)備的特點(diǎn)、操作者醫(yī)學(xué)影像的質(zhì)量決定于成像方法、設(shè)備的特點(diǎn)、操作者選用的客觀與主觀成像參數(shù)以及被檢者的配合等等。選用的客觀與主觀成像參數(shù)以及被檢者的配合等等。三、三、X射線攝影圖像質(zhì)量評價(jià)射線攝影圖像質(zhì)量評價(jià) 物理對比度物理對比度 X射線對比度射線對比度對比度分辨力對比度分辨力(contrast resolution)低對比度分辨力低對比度分辨力客觀對比度客觀對比度主觀對比度主觀對比度客觀對比度轉(zhuǎn)換成圖像對比度能力客觀對比度轉(zhuǎn)換成圖像對比度能力 在觀察細(xì)節(jié)與背景之間對比度較低時(shí)在觀察細(xì)節(jié)與背景之間對比度較低時(shí)將細(xì)節(jié)從背景中鑒別出的能力將細(xì)節(jié)從背景中鑒別出的能力圖像對

12、比度圖像對比度 可見圖像對比度可見圖像對比度（1） 對比度對比度(contrast)三、三、X射線攝影圖像質(zhì)量評價(jià)射線攝影圖像質(zhì)量評價(jià) X射線影像對比度形成的各個(gè)階段射線影像對比度形成的各個(gè)階段患 者客觀對比度主觀對比度X射線圖像對比度圖 像背景照射物體區(qū)照射接受器密度厚度原子序數(shù)穿透物體特征光子能量kV 濾過器膠片特征類型處理曝光三、三、X射線攝影圖像質(zhì)量評價(jià)射線攝影圖像質(zhì)量評價(jià) X X射線影像對比度形成的各個(gè)階段射線影像對比度形成的各個(gè)階段（2） 模糊與細(xì)節(jié)可見度模糊與細(xì)節(jié)可見度模糊模糊(失銳失銳)(unsharpness)區(qū)分相互靠近物體的能力，用單位距離可分辨區(qū)分相互靠近物體的能力，用

13、單位距離可分辨線對數(shù)目表示，單位線對數(shù)目表示，單位LPmm-1(或或LPcm-1)小物點(diǎn)模糊圖像的線度小物點(diǎn)模糊圖像的線度空間分辨力空間分辨力(空間分辨率空間分辨率)(spatial resolution)三、三、X射線攝影圖像質(zhì)量評價(jià)射線攝影圖像質(zhì)量評價(jià) （3） 噪聲與信噪比噪聲與信噪比 粒子噪聲粒子噪聲 電子噪聲電子噪聲NSSNR S 有用圖像信號幅度有用圖像信號幅度N 噪聲幅度噪聲幅度 圖像噪聲可見度，因模糊存在而降低圖像噪聲可見度，因模糊存在而降低信噪比信噪比(signal to noise ratio，SNR) 圖像噪聲圖像噪聲(noise)描述成像系統(tǒng)的噪聲水平描述成像系統(tǒng)的噪聲水

14、平三、三、X射線攝影圖像質(zhì)量評價(jià)射線攝影圖像質(zhì)量評價(jià) （4） 偽影偽影(artifact) （5） 畸變畸變(distortion) (失真失真)虛假信息虛假信息 偽像偽像大小、形狀、相對位置的改變大小、形狀、相對位置的改變成功的成像方法不但能產(chǎn)生適當(dāng)圖像對比度和可見度，且成功的成像方法不但能產(chǎn)生適當(dāng)圖像對比度和可見度，且使被檢者避免接受過多輻射劑量和長時(shí)間檢查。使被檢者避免接受過多輻射劑量和長時(shí)間檢查。三、三、X射線攝影圖像質(zhì)量評價(jià)射線攝影圖像質(zhì)量評價(jià) （1） 影響圖像對比度的因數(shù)影響圖像對比度的因數(shù) 2.影響影響X射線攝影圖像質(zhì)量的因素射線攝影圖像質(zhì)量的因素 1） X射線膠片特性的影響射線

15、膠片特性的影響2） 被檢者的影響被檢者的影響3） 光子能量的影響光子能量的影響 乳膠類型、曝光量、處理過程乳膠類型、曝光量、處理過程 、灰霧、灰霧組織成分組織成分 體厚體厚 光電效應(yīng)光電效應(yīng) 康普頓散射康普頓散射4） 散射線的影響散射線的影響 圖像對比度降低圖像對比度降低三、三、X射線攝影圖像質(zhì)量評價(jià)射線攝影圖像質(zhì)量評價(jià) （2） 模糊對模糊對X射線影像質(zhì)量的影響射線影像質(zhì)量的影響 模糊源模糊源 運(yùn)動模糊運(yùn)動模糊 Hm 焦點(diǎn)模糊焦點(diǎn)模糊 Hf 檢測器模糊檢測器模糊 Hr 圖像總模糊度圖像總模糊度2）模糊對圖像質(zhì)量的影響）模糊對圖像質(zhì)量的影響 降低影像對比度降低影像對比度 減低細(xì)節(jié)可見度減低細(xì)節(jié)可見度普通普通X射線膠片空間分辨力在射線膠片空間分辨力在0. 1 0. 2mm212m2f2rt)(HHHH1）模糊源與圖像總模糊度）模糊源與圖像總模糊度 三、三、X射線攝影圖像質(zhì)量評價(jià)射線攝影圖像質(zhì)量評價(jià) （3） 噪聲對圖像質(zhì)量的影響噪聲對圖像質(zhì)量的影響 掩蓋了微小細(xì)節(jié)掩蓋了微小細(xì)節(jié)量子噪聲與檢測器檢測到的量子噪聲與檢測器檢測到的X射線量成反比射線量成反比提高入射提高入射X線的劑量線的劑量降低量子噪聲降低量子噪聲膠片感光度、增感屏與影像增強(qiáng)管屏的吸收膠片感光度、增感屏與影像增強(qiáng)管屏的吸收轉(zhuǎn)換效率影響圖像噪聲轉(zhuǎn)換效率影響圖像噪聲視屏系統(tǒng)帶來光、電子及顆粒噪聲視