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(duì)比度X線影像清晰度焦點(diǎn)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(duì)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(diǎn)的測(cè)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(lái)，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(guò)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(lèi)一般膠片綠\藍(lán)增強(qiáng)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(duì)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(duì)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?duì)比度③照片影像層次豐富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(wú)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(chēng)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(guò)光線強(qiáng)度與入射光線強(qiáng)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(duì)數(shù)值2023/1/3119v：管電壓i：管電流t：攝影時(shí)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(duì)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(guò)焦點(diǎn)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(duì)比度定義

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

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

3.膠片對(duì)比度（又稱(chēng)膠片對(duì)比度系數(shù)）（）K=D2-D12023/1/3124四者的關(guān)系：2023/1/3125影響照片對(duì)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(duì)比度無(wú)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(diǎn)：照片對(duì)比度加大特點(diǎn)：照片層次豐富2023/1/3129X線質(zhì)對(duì)照片對(duì)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(duì)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(diǎn)焦點(diǎn)的測(cè)試矩形波測(cè)試卡

星卡模糊度散射線噪聲2023/1/31322023/1/3133

（1）焦點(diǎn)的大小

焦點(diǎn)是一個(gè)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(diǎn)尺寸越大則半影越大，影像表現(xiàn)越模糊。焦點(diǎn)主要成像性能參量2023/1/3134（2）焦點(diǎn)的極限分辨力：焦點(diǎn)的極限分辨力（R）是在規(guī)定測(cè)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(duì)數(shù)（LP/mm）來(lái)表示X線管焦點(diǎn)小、焦點(diǎn)面上的線量分布為單峰時(shí)，R值大；反之，在X線管焦點(diǎn)大、焦點(diǎn)面上的線量分布為多峰時(shí)，R值就??；R值大時(shí)成像性能好焦點(diǎn)極限分辨力的測(cè)量2023/1/31352023/1/3136

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

（4）焦點(diǎn)的調(diào)制傳遞函數(shù)：描述X線管焦點(diǎn)這個(gè)面光源使肢體成像時(shí)，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(diǎn)幾何學(xué)模糊屏-片系統(tǒng)產(chǎn)生的模糊運(yùn)動(dòng)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(diǎn)是一面光源。攝影時(shí)，由于幾何學(xué)原因而形成半影（H）。2023/1/31401）焦點(diǎn)的大小：

（2）影響半影大小的因素焦點(diǎn)越大，幾何模糊度即半影越明顯。

2023/1/31412）放大率：

3）焦點(diǎn)的允許放大率：

（人眼的模糊閾值）2023/1/31422.運(yùn)動(dòng)模糊：（1）定義：

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

①保證X線管、診斷床以及活動(dòng)濾線器托盤(pán)的機(jī)械穩(wěn)定性。②在攝影時(shí)，通過(guò)固定患者肢體、屏氣與縮短曝光時(shí)間等方法，減少運(yùn)動(dòng)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(shí)間，可配用高感光度的膠片，高增感率的增感屏，強(qiáng)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(duì)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(kuò)散現(xiàn)象造成的。2023/1/31472）屏-片接觸模糊

屏-片組合使用時(shí)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(duì)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(cuò)開(kāi)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(chēng)為失真。其變化的程度稱(chēng)為照片影像失真度。（二）照片失真的種類(lèi)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(chēng)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(diǎn)在膠片上的放大率為：

B點(diǎn)的放大率為：2023/1/3153攝影時(shí)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(diǎn)的正下方可引起歪斜失真（又稱(chēng)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(zhǎng)和縮短。①將焦點(diǎn)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(duì)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(duì)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(shí)，重疊后的影像中小物體的陰影隱約可見(jiàn)，對(duì)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(duì)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(guò)人體及其他物體時(shí)，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(duì)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(píng)價(jià)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(dá)30cm×30cm時(shí)，散射線含有率達(dá)飽和2023/1/3161散射線的抑制散射線的消除遮線器

濾過(guò)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(guò)板：吸收原發(fā)射線中波長(zhǎng)較長(zhǎng)的無(wú)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(diǎn)：“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(bǔ)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(lèi)：根據(jù)構(gòu)造特點(diǎn)分類(lèi)靜止式（固定式）運(yùn)動(dòng)式交叉式按運(yùn)動(dòng)機(jī)能分類(lèi)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(huì)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(shí)允