医学成像原理第三章模拟线

医学影像成像理论模拟X线成像主讲人：

李祥林：2014年11月第一节X线影像的形成第二节X线第三节

X线

影像的基本要素第四节X线影像清晰度第三章

模拟X线成像第一节X线影像的形成一、X线影像信息的形成二、X线影像信息

、传递与转换三、X线影像的形成与显示已有100多年的

X线应用于医学影像历史。

利用

不同组织、对X线吸收衰减不同发展起来的X线影像是临

不可缺少的常规

。

X线影像信息量已占各种医学图像信息的首位。模拟X线成像，主要指X线从能量转换到影像显示的全过程，是采用连续信号转换的方法，将不可见的X线强度分布变换为可见的光强度分布。模拟X线成像是传统X线成像，将逐步被数字X线成像所替代。探测方法从X线到影像的转换数字DR直接转换平板探测器（a-Se）直接X线→影像多丝正比电离室X线→影像间接转换平板探测器（CsI+a-Si）间接X线→可见光→影像I.I.+TV

机X线→可见光→影像闪烁体+CCD

机阵列X线→可见光→影像CR成像板（

荧光体）X线→潜影→可见光→影像模拟I.I.+

胶片X线→可见光→潜影→影像增感屏+X线胶片X线→可见光→潜影→影像各种X线摄影技术医用诊断X线源显示、胶片感光显影、定影处理化学反应形成潜影模拟X线摄影示意图人眼不能识别X线影像模拟X线影像的形成过程，经过了

、转换、显示等多个环节，每一个环节都可能使最初的X线影像信息发生变化。在模拟X线摄影过程中，应掌握这些关键的技术环节，最大限度地显示出

的信息，确保X线摄影检查的质量。第二节X线一、医用X线胶片二、增感屏三、屏-片组合四、数字成像胶片一、医用X线胶片（一）种类（二）结构（三）性能（四）保存与管理医用X线胶片属于银盐感光材料的一种，与光学胶片在本质上非常相似。X线胶片作为影像信息的接收载体，具备记录、显示和 功能。

医用X线胶片的发展

是低银、薄层、聚酯片基、扁平颗粒技术、系列化片种。未来数字化时代，胶片仅作为硬拷贝存在，其使用越来越少，直到无胶片时代。概

述（一）种类医用X线胶片分类影像增强器记录胶片（基本退出使用）特种胶片感蓝片，色盲片一般摄影用X线胶片感绿片片传统颗粒胶片扁平颗粒胶片直接反转片自动冲洗机辊轮片数字成像干式胶片一般摄影用X线胶片的感光原理：X线照射到增感屏，增感屏中的荧光体激发出荧光，荧光使胶片感光后形成潜影；经自动洗片机的显影、定影、水洗、干燥等化学加工过程，胶片上保存的潜影还原为金属银；银颗粒在堆积的数量决定影像的密度不同，形成X线影像。（二）结构：分双面和单面AgX晶体悬浮在明胶中，形成感光乳剂，被极其均匀地涂于片基上，是胶片产生影像的由AgX、明胶、少量的有机和无机物组成是一层坚硬的保护性明胶，防静电利于乳剂层牢固地粘附在片基上多使用透明聚酯材料，作为胶片的物理支架卤族元素F、Cl、Br、I与Ag的化合物，统称为AgX。AgX

以微晶体颗粒状态存在，具有感光性能，除AgF极易溶于水，不能用作感光材料外，其余均具有照相的性质。AgX晶体颗粒有两种基本形状：传统的AgX

晶体颗粒和扁平颗粒（也称T颗粒、Σ颗粒）。胶片成像效果由AgX

晶体颗粒的种类、大小、形态、分布及乳剂层厚度决定。乳剂层之卤化银AgX传统的AgX

晶体颗粒，由AgBr加上微量的AgI构成。其形状如小石子或沙粒。颗粒直径平均为1.71μm。扁平颗粒，完全由AgBr构成。技术由传统的三维乳剂颗粒改成二维的扁平形状，并与片基平行。其X线光子吸收率、宽容度、影像清晰度等有极大提高。（三）性能医用X线胶片性能成像性能：感色性、分辨力感光特性理化性能：乳剂稳定性、保存性等灰雾度感光度对比度宽容度胶片特性曲线这条曲线不仅定量地表示出不同

量对数值lgH与所产生的不同密度值D之间的对应关系，还能计算出该胶片的感光特性值，故称为胶片特性曲线。研究者为Hurter和Driffield，也称H-D曲线。曲线由四部分组成。每一类型的胶片都有一条特定的“特性曲线”。1.1

感光特性之胶片特性曲线1、足部：从初感点起，曲线呈弧形，比例，也称量与密度值不成不足部分。本底灰雾值，也称最小密度值（Dmin），曲线的起始部分不是零，表示胶片在未

时，显影处理后已存在一定的密度值。1.2

胶片特性曲线组成（四部分）1.2

胶片特性曲线组成2、直线部：

量对数值的增加与密度值的增加呈正比关系，是X线摄影主要利用的部分。3、肩部：随

量增加而对应的密度值增加量越来越小，至胶片最大密度值（Dmax），也称

过度部分。4、反转部：随 量的增加，密度值反下降，影像密度出现反转现象，是潜影溴化的结果。反转现象的出现需要极大的X线量，一般情况下，不会出现。1.2

胶片特性曲线组成1.3

感光特性1--灰雾度是胶片而直接显影后形成的密度值，也称本底灰雾。主要包括2部分：片基灰雾（basedensity，BD）和乳剂灰雾（fog

density，FD），前者是由片基材料构成的密度；后者是乳剂制作产生的。指胶片的感光材料对光的敏感程度。定义：在X线度1.0所需要的上产生密量（H）的倒数，我国为Dmin+1.0。感光度大，胶片所需的量小。

X线胶片的感光度范围一般在30～60之间。1.3

感光特性2--感光度（sensitivity，S）1.3

感光特性3--对比度反映了X线强度差异与影像密度差异之间的关系，表示方法：反差系数（γ）和平均斜率（G）。反差系数：是特性曲线直线部分的斜率，或称曲线的最大斜率。公式：γ=tgα=对比度/X线对比度=Dmax-Dmin/lgH2-lgH1。X线胶片的反差系数一般在2.5～3.5。1.3

感光特性3--对比度平均斜率：指定两点密度D1（Dmin+0.25）和D2（Dmax+2.0）的直线与横坐标夹角的正切值。公式：G=D2（Dmax+2.0）-D1（Dmin+0.25）/lgH2-lgH1。它反映的是该胶片对X线对比度的平均放大能力。X线胶片的平均斜率一般在2.0～3.0。1.3

感光特性4--宽容度（latitude，L）指连接特性曲线上指定两点密度所对应的 量范围。公式：L=lgH2-lgH1，lgH2

对应Dmax+2.0；lgH1对应Dmin+0.25。它反映的是胶片能按比例地记录X线对比度的能力。宽容度越大，对比度相应变小，但影像层次越丰富，摄影条件的通融性也越大。过度，

过黑；

不足， 过白。胶片对不同色光的敏感程度，称感色性。对仅吸收紫外线、紫色光、蓝色光能量的感光材料，称为色盲片。对吸收黄、绿色光能量的感光材料，称为

片。感光材料的感色性，是由乳剂的卤化银晶体性质及加入的增

料所能吸收射入的各种光量子的能力而定。X线胶片按感色性分为：感蓝胶片和感绿胶片两类，前者吸收光谱峰值420nm，后者为545nm。2.

成像性能1--感色性2.

成像性能2--分辨力X线胶片能记录被照物体细节的最大能力，称分辨力。

以每毫米可以分辨多少条线对数表示，LP/mm。一般X线胶片的极限分辨力为35

LP/mm；乳腺是50LP/mm空间频率示意图乳剂稳定性：一般X线胶片的有效期为18个月。防潮防静电特性：X线胶片的保存温度为15～20度，湿度为60%左右。。外形尺寸标准化：应等同或略小于暗合的尺寸。3.

理化性能有效期：18个月。标准

温度、湿度：10～15℃，湿度为40

～

60%。环境：防静电、防尘。地点：不能放置在摄影室。放置方法：竖放，压力效应会产生人工伪影。安全光线：在安全光下使用，安全灯的光谱曲线应在胶片的感光曲线之外。（四）保存与管理二、增感屏（一）结构（二）荧光物质（三）分类（四）性能（五）作用（六）影像效应（一）结构厚度为1mm的硬纸板或聚酯塑料制成由纤维化合物组成，厚度约25μm，防静电反射层，可使射向胶片的荧光量增加近一倍吸收层，选择性吸收射向基层的荧光，提高影像清晰度主要组成物质荧光体，悬于一种塑胶体中（如硝化纤维树脂）荧光体单纯型：CaWO4赋活型：如稀土类结晶化，并增溶剂：促进加发光效率：基本成分，荧光体具有某种特性的基础。赋活剂：增强荧光体活性的物质，如Tb、Eu等。（二）荧光物质1896年，

发明家托马斯·爱迪生发现了一种吸收X线后能发射出荧光的物质。1897年，一种以荧光物质为主要材料的钨酸钙（CaWO4）增感屏开始在临床使用。今天，增感屏得到不断改进，已成为模拟X线摄影不可缺少的组成部分。1、荧光物质及发光机制荧光现象：物理学定义，某种物质吸收了射线形式（紫外线、X线、电子线）的激发能量，并将吸收的能量以可见光的形式（荧光）出来。荧光物质：上述能发光的物质。发光机制：荧光体在X线的激发下，通过能量转换的方式（基态－激发态－基态），将高能X线光子转换成低能量可见荧光（光子数量增多）。重复性：荧光物质内进行的能量转换不伴有物质本身的变化，故可多次反复使用。余辉时间：荧光物质的特性不同，其发射荧光的周期不同，即衰减时间长短不同，这种衰减时间称为余辉时间。荧光分类：物理学上，依据余辉时间的长短，把荧光现象分为：荧光（10-8～

10-1

s）、半稳定荧光（1～数秒）、磷光（数秒～数天）。临床应用：根据荧光物质的特性，用于影像增强器、增感屏、成像板（IP）。2、荧光物质的化学稳定性高温、潮湿等环境可使荧光物质产生化学变化而改变其性能。增感屏采用的物质具有在大气环境中使用的化学稳定性。显示器和影像增强管内的荧光物质须处于密封状态。3、荧光物质的发光效率3.1

X线吸收效率ηa：指被荧光物质吸收的入射X线占原X线的百分数。吸收效率越高，X线有效利用率越高，其与荧光物质的原子序数和X线的能量有关。原子序数：其越高，入射X线光子与荧光物质相互作用的几率增加，ηa也越高。稀土增感屏中含钡、镧、钇等高原子序数的稀土元素，其吸收可达50～60%，高于

CaWO4增感屏（20～40%

）。K层结合能：当X线的光子能量处于荧光体材料的K层吸收峰之上时，ηa

。3.2荧光转换效率ηb：荧光物质吸收X线后，以另式将能量（荧光）

出来，这种产生荧光的能力即ηb

。每一种荧光物质具有特定的ηb，CaWO4增感屏约为5%；稀土增感屏约为15～25%。3.3荧光传递效率ηc：由于增感屏上荧光物质的涂布具有一定的厚度，其发出的荧光在到达胶片之前，因散射和吸收造成了损失，这种损失越小，则ηc越高。荧光物质的发光（利用）效率η

：是ηa

×ηb

×ηc

。发光色谱：指荧光体受X线激发后所产生的荧光的波长范围。特定颜色：不同的荧光材料带有其特征波长，即特定颜色。分类：增感屏按发光色谱分类，主要有：蓝域和绿

域。（三）分类1、CaWO4增感屏1897年开始使用至今。发光光谱：在蓝

域（350～560nm，峰值420nm）。缺点：对X线光子的吸收效率和荧光转换效率较低，已逐渐被稀土型增感屏取代。2、稀土增感屏1972年开始进入临床使用。稀土元素：指钇希和镧系15种元素的总称。发光光谱：蓝色光域和绿色光区两类。优点：对X线光子的吸收效率和荧光转换效率高于钨酸钙屏。（四）性能1、增感率F：X线摄影学定义，在上取得相同的密度值1.0时，无屏与有屏所需要的量之比，F=Dn

/Ds

，Dn表示无屏量，Ds表示有屏量。2、相对增感速度：也称相对感度（relativespeed，RS），是增感屏最有的分类方法。表示方法：CaWO4增感屏的增感率为40，一般将这个增感率规定为中速增感速度（RS100），并以此为标准，其它增感屏的增感速度与这个标准相比较后获得一个相对数值。高分辨率增感屏的RS为：20～80；高速屏为：200～1200。各厂家的增感屏的相对感度可能不一致。（五）作用直是在100多年的模拟X线摄影发展历程中，屏-片系X线影像信息的重要方式。X线胶片对荧光的敏感性比X线强，其

绝大部分来自增感屏的荧光。增感屏的作用：利用涂有荧光物质的荧光体层大量吸收X线能，并根据荧光物质的物理特性，将吸收能量的一部分转换为易被胶片所感光的荧光。提高了X线的利用率，减少了被检者的照射剂量增感屏是个能量转换器，它能把吸收的X线能量转换为荧光，是对X线 量按比例进行转换放大。增感屏发射光线的总能量远小于接收的X线总能量，但对胶片 而言，这些荧光的能量却更加有效。（六）影像效应荧光体增感屏老化：增感屏是一种能反复使用的能量转换器，长时间受X线照射，其活性会逐渐下降，正常

为5～7年，其更换应作为常规进行。颗粒性：使产生结构噪声，因组成荧光体的小晶体其大小变化及分布不均引起的。清晰度：增感屏的荧光涣散是影响清晰度的最大弊端。三、屏－片组合（一）X线摄影暗合（二）常用的屏-片组合（三）屏-片组合形成的影像效应（四）影响屏-片系统影像质量的因素（一）X线摄影暗盒是一种便携式的不透光胶片盒，具有保护和固定胶片的作用。常用坚硬耐磨的薄铝板、工程塑料或碳纤维板等制成。暗合的规格与胶片的尺寸相匹配。暗合：乳腺摄影用暗盒、曲面断层暗盒等。（二）常用的屏-片组合组合原则：增感屏的发射光谱特性与胶片吸收光谱特性一致。分类方法：按胶片的感色分为：感蓝型和感绿型。组合模式：胶片和增感屏生产厂家通过实验室的光谱分析，提供不同的屏-片组合模式。1.感蓝屏-片组合典型代表是：发蓝光的CaWO4屏与感蓝胶片组合。1897年使用至今。按相对感光度分为：标准和高速，前者RS100；后者RS200～300。2.感绿屏-片组合典型代表是：发绿光的增感屏与感绿胶片组合，质量优于感蓝组合。特点1：提高了感光度，范围为RS200～1200。特点2：其X线转换能力强，减少了X线

上的量子斑点。特点3：影像宽容度大，影像更细腻，影像质量好。特点4：静态影像分辨力好。感绿胶片对荧光物质产生的整个波长段的荧光都存在一定的敏感性。感绿胶片对蓝-紫区域的敏感性不如感蓝胶片强。非对称屏-片组合1997年推出，由两个非对称、分离的屏-片组成胸部摄影

。前屏：使用低速、超薄、高分辨力的感绿增感屏，胶片为高对比度T颗粒

乳剂。后屏：

速增感屏，胶片为扁平颗粒乳剂。优点：一次 可分别到不同侧重的影像。（三）屏-片组合形成的影像效应增感速度空间分辨力影像对比度调制传递函数1.增感速度及变换公式低速屏-片组合：RS为50。中速屏-片组合：RS为100

。高速屏-片组合：RS为200～300。速屏-片组合：RS为500～1200。变换公式：两种组合模式的计算式：mAs1/mAs2=RS2/RS12.

空间分辨力空间分辨力指对于物体空间大小（几何尺寸）的鉴别能力，用LP/mm表示，或用可辨别最小物体的直径（mm）来表示。X线胶片的分辨力可达：30～35

LP/mm。晰增感屏的分辨力可达：15

LP/mm

。中速增感屏的分辨力可达：10

LP/mm

。高速屏的分辨力可达：7

LP/mm。在屏-片组合中，影响

分辨力的主要因素是增感屏。3.

影像对比度屏-片组合模式所形成的照片对比度比直接

好。稀土增感屏构成的组合模式比钨酸钙组合模式好。4.调制传递函数Modulation

transferfunction，MTF用于客观评价各种成像系统或成像元器件传递影像信息的能力及分辨细节的能力。MTF=0.1，为鉴别力或是别分辨力，此值作为评价的尺度。（四）影响屏-片系统影像质量的因素屏-片接触不良X线斜射效应荧光交叠效应余辉效应光晕胶片冲洗与套药1.屏-片接触不良造成影像清晰度下降。常见原因：暗盒受损、暗盒内有异物、增感屏表面不光滑。2.

X线斜射效应由于增感屏之间存在一定厚度的胶片。3.荧光交叠效应当荧光晶体产生的荧光强度较大时，荧光光强会乳剂层和片基，而使另一面的乳剂层感光，这就是荧光交叠效应。一张

密度25%～30%由荧光交叠效应产生。4.

余辉效应当X线停止照射后，增感屏表面仍有一段时间可持续发出荧光或磷光，这种现象称增感屏的余辉效应。这种现象在第一次摄影量很大是容易出现。5.

光晕漫射光晕：X光线照射到卤化银颗粒上，发生漫反射，使在附近的受到照射的颗粒也发生光化作用。反射光晕；由片基层反射回乳剂层，使乳剂层中卤化银受到微弱的反射光线照射。6.

胶片冲洗与套药常规X线胶片通过化学处理过程形成X线

。处理过程：显影、定影、水洗、干燥，将保存在胶片内的潜影还 成银颗粒密度分布。胶片冲洗方法多采用自动洗片机。主要质量指标：冲洗套药类型和冲洗条件。网络化的影像信息传输和医用显示器显示（软阅读），将最终进入无胶片时代。四、数字成像胶片（一）分类（二）湿式激光胶片（三）干式胶片（一）分类硬拷贝或打印输出：数字影像输出到胶片或其他基材上进行透光式或反光式阅读。软阅读：医用显示器显示。医学数字影像的打印输出：包括CR、DR、CT、MR、DSA等数字成像设备。数字影像胶片打印的三个历史阶段：、显CRT多幅打印：20世纪70、80年代湿式激光打印：20世纪90年代初期干式打印：

20世纪90年代中期相机成像胶片仅显示影像；传统X线胶片具有示、 影像等功能。干式胶片模式将逐渐取代传统X线胶片模式。（二）湿式激光胶片1、分类：氦氖激光片（吸收光谱峰值633nm）和红外激光片（780～820nm）。特点：具有极微细的银颗粒，单层涂布，属超微粒单层乳剂胶片，有效期12个月。2、结构：表面涂层、感光乳剂层、聚酯基层、防光晕层，厚度175μm。3、成像原理：数字影像信息经激光相机打印到相应的激光胶片上，经冲洗加工后成像。激光束在胶片上扫描形成潜影，在通过化学药液处理显示影像。湿式激光胶片的处理过程与屏-片系统的胶片处理过程相同。优点：激光束具有良好的聚焦性和方向

高。扫描时间只有几微妙，能很好地避免光的散射和失真。图像矩阵可达4136×5160；灰度深度14bit。内置标准灰阶图及密度

仪，可自动检测密度，自动校正 参数，保证打印质量恒定在标准水平。缺点：成像过程必须经过化学药液冲洗，废弃的显、定影液污染环境。洗片机的结构复杂，故障率高。（三）干式胶片干式打印：数字影像由不同的打印设备直接在胶片上成像，而不需冲洗加工的方法。干式胶片：属于直接打印成像胶片。分类：激光成像胶片（光热敏成像胶片）和热敏成像胶片（直接热敏成像胶片、彩色热升华胶片）1、光热敏成像激光热敏成像技术（photo

thermographic，PTG）：诞生于20世纪中叶1964年，随着羧酸银化合物的问世，

3M公司发明了干银胶片。1996年，光热敏式胶片应用于医疗影像领域，成为主要影像打印方式之一。1.1

光热敏胶片结构是一种单面AgX感光胶片，专门用于固体红外二极管激光打印，胶片厚度180μm

，一般分为四层。1.2

光敏成像层光敏性AgX层：一种对激光感光的光敏材料，受光后激光光束被AgX晶体吸收，形成潜影。有机羧酸银：称为银源，是一种热敏性物质，形成黑色影像的金属银主要来自这种化合物。显影剂：还原有机羧酸银为金属银。调色剂：获得可接受的黑色调影像。稳定剂：提高显影后银影像的稳定性。1.3

成像原理激光：图像像素的灰度值决定了激光的强度，像素的数字信息顺序与激光在胶片上扫描的位置顺序相对应。激光是一种高能量的单色光，发射光谱810nm，光点直径78/39μm， 点密度325/650DPI，扫描时间10-5～10-6秒。潜影形成：不同强度的激光光子进入胶片的乳剂层后，Ag+受光后经类似传统成像的光化学反应变成Ag

而形成潜影。一个高能的激光光子与Ag+作用，可以在多个颗粒的感光中心产生107个Ag原子。胶片中AgX较少，只负责形成潜影，显影时的银源来自大量的羧酸银盐（有机银）。热敏成像：

完成后，胶片需均匀加热到122℃，15秒的热处理时间。热敏性银源在加热及潜影银的催化条件下，分解并还原成Ag

沉积在潜影上，还原银多少与潜影大小成正比。显影还原剂与羧酸银络合物反应生成黑色的Ag原子。由于热显像温度恒定， 黑化度只与激光强度呈线性关系。未感光Ag+的遇热不起反应，为透明的片基色调。热处理后，由于黑色银颗粒分布密度不同而显示出可见的影像。1.4光热敏激光胶片感光参数1.5

使用注意事项室光下有一定的弱性，打开胶片盒时，需使用7B安全灯（绿色7瓦），距离至少1.2m。有效期9个月，未保存10～20℃，30%～50%RH；处理后16～27℃，30%～50%RH

。胶片若长期在较高温度（

60℃）下，留存在胶片上Ag+的就有可能继续变成银颗粒，导致影像变色，注意保存。2、直热型成像直热型成像（direct

thermal）：属于直接一步成像法。主要分为：有机银盐直接热成像（thermo

graphic，TG）和有机显色剂直热成像。两种模式胶片均采用物理接触式热敏打印原理，故统称为热敏片。2-1、有机银盐直热成像直热型成像技术属于透过型热力成像。胶片材料中没有光敏性卤化银，它完全依靠有机银盐的热敏作用成像，通过微细的加热头对含有机银盐成分的胶片直接瞬间加热，热敏性有机羧酸银分解并还原成黑色银影像。胶片结构：是一种单面有机银盐胶片，分四层结构。银盐热敏层：热敏性银盐、还原剂、稳定剂、粘合剂组成，仅对高温敏感，无感光作用。成像原理：利用银盐热敏层的有机羧酸银对高温具有高度敏感性，在一定的热催化条件下（100～200℃），有机羧酸银分解并在还原剂作用下，还原成黑色金属银影像。热敏相机的打印头由排成一列的微小热电阻元件组成，宽度均为37cm，热电阻数量与胶片的横向像素点数量完全一致。目前常用两种分辨力打印头：320DPI，4512个电阻元件；508DPI，7104个电阻元件。图像像素值传送到热敏相机，转换成相对应的电脉冲信号，电阻元件将电信号转变成热能，温度可达

150～250℃。电信号的强弱控制微小电阻的温度，使打印头温度升降。打印时间：320DPI

为37μm；508DPI为25μm

。在瞬间加热过程中，胶片上被加热的微小区域内热敏有机银盐被析出，还原为金属银颗粒，及产生相应的密度影像。热打印头温度越高，析出的金属银越多，密度越大。析出的银颗粒数量与加热时间成正比。为防止热在像素间的扩散，并加快打印速度，采用高温短时间加热的方法，该技术称为A#Sharp

。胶片打印过程中，传动轴带动胶片移动，热敏头保持不动，在胶片上逐行打印。。使用注意事项：胶片有效期18个月。胶片

条件：-25～55

℃

，湿度10%～95%RH

。注意环境温度，避免室温过高。可全明室操作。2-2、有机显色剂直热型胶片属于透过型热力成像干式胶片。采用一种微胶囊式非银盐热敏打印技术（微

技术）。胶片结构：保护层、感热层、片基层和背层，厚175

μm

。感热层：含有许多微胶囊（≤1

μm

），胶囊壁是热敏性高分子材料，内含无色的可发色材料（发色剂），周围有无色的显色剂（颜色剂）。成像原理：热敏胶片感热层中的微型胶囊壁受热后变成可透过性，促使胶囊外的显色剂进入胶囊与发色剂起反应（5ns）而显出黑色密度值。反应量与加热温度成对应关系（

100～130℃）。加热停止，胶囊温度冷却，胶囊壁硬化，微型胶囊又重新变成非透过性而停止继续发色反应。这种利用热反应微型胶囊记录系统称微型

技术。使用注意事项：胶片保存时要特别注意环境温度，其发色温度为100℃

。若胶片长时间曝晒，就会变质，未使用即已报废。胶片表面的保护剂、显色剂等不能接触酸、碱等。第三节

X线

影像的基本要素一、密度二、对比度一、密度（一）密度的定义（二）影响

密度的因素（一）密度的定义的暗度或不透明的程X线

的密度：指透明性度，也常称黑化度。透光率T：指透光的能力，T=I/I0，I表示透过的光强度，I0表示入射光强度。阻光率O：指的阻光能力，为透光率的倒数。的光学密度D：用阻光率的对数值表示。临使用、测量的密度为：光学密度密度的形成原理密度本质上是黑色金属银堆积在乳胶上形成的黑化程度上连X线影像是由不同的黑化度构成的影像，续改变的黑化度称为

的密度变化。的光学密度及测量适合人眼观察的X线密度范围：0.25～2.0（二）影响密度的因素管电流

管电压

摄影距离屏-片组合虑线栅

阳极效应解剖结构及病理情况暗室处理技术X线发生器滤过焦点X线限束感光效应公式1.

感光效应公式影响X线强度改变的各种因素的综合表达式：2.

影响密度因素量应的密度控 决于操作者的临床知识和实践经验。在“三钮制”控制台上调节mAs值方法，是mA与s的乘积。实际工作中，避免通过增加或减少“一档位时间”来调节密度。2.1毫安秒mAs是密度的主要控制因素。实际摄影中，能产生影像可视性密度改变的X线有20%～30%的mAs变化量。2.2

管电压根据感光效应公式，密度与管电压的n次方成正比。在30～150kVp范围内，管电压指数n值介于2.0～4.5之间，并且n值随管电压的升高而降低，低压比高压对密度的影响大。百分之十五法则：即采用变化kV值15%的方法来调节密度，增加或减少15%电压，来加倍或减半密度。60kV-（

60kV

×15%）=60kV-9kV=51kV，密度减半。增加管电压比增加管电流影响密度的效率高，但kV的改变还影响图像的对比度。3.3

摄影距离X线强度与距离的平方成反比。3.4

屏-片组合密屏-片组合构成的相对感光速度RS是改变度最有效的参数。屏-片组合的相对感光速度RS每增加100，要保持同样的影像密度，X线

量就降低一倍。以此类推。3.5

滤过X线是一束连续能谱的混合射线。X线透过

时，绝大部分低能射线被组织吸收，仅增加了皮肤照射量，需预先把低能X线吸收掉，即滤过。通过增加附加改变X线质。3.6

焦点阳极效应：高密度或组织厚度较大的一侧朝阴极方向；低密度或组织朝阳极一侧。3.7

X线限束利用限束器来控制原发X线照射野，可以减少散射线同时也减少了可用光子的总量，因而减少了影像的总密度。3.8

解剖部位及病理情况X线摄影时条件的调节，取决于对组织厚度和组织类型的判断能力，用时也要考虑病理引起的组织结构改变。若疾病使的组织厚度及实际原子量和（或）密度增加，应增加量；反之，应减少量。病理情况：3.9

滤线栅能吸收散射线，同时也吸收部分

X线。滤线栅（特别是高栅比）的使用将明显减少密度。3.10

暗室处理显影液配方显影液浓度显影温度冲洗时间药液的老化二、对比度（一）对比度概念（二）影响

对比度的因素对比度的定义指上相邻组织影像密度差。是组成X线影像的两个基本要

一。（一）对比度的概念物体对比度X线对比度胶片对比度对比度（光学对比度）人工对比度1.

物体对比度源于物体固有的差异称为物体对比度。物理特性：密度、厚度。化学特性：原子序数

组织的4种主要物质：气体、脂肪、肌肉、骨。2.X线对比度X线透过后形成的强度分布上的差异称为X线对比度。形成条件：物质特性（密度、厚度、原子序数）和X线束的对比度指数：性（光子能量）。不同组织的吸收系数之差，其随管电压的上升而下降，管电压控制了X线对比度。3.

胶片对比度X线胶片对X线对比度的放大能力称为胶片对比度。屏-片组合系统大幅度地提升了X线对比度。胶片的斜率或平均斜率决定了其对X线对比度的放大能力，一般为

1.9～3.5倍。4.对比度一般把

上两点间密度的差值称作X线

对比度（K），即K

=D2

–D1。在X线对比度一定时，胶片的斜率越大，获得的对比度越大。在X线的可视密度范围内（0.2～3.5），人眼可分辨的密度级数或灰阶数，称对比度的影像特征。高对比度影像，影像上相邻密度差较大，其灰阶数少，不易显示出组织密度的细微改变。低对比度影像，影像上相邻密度差较小，其灰阶数多，影像层次丰富。区的密度异常现象表现不如高对比度影像显著，且常带来观片时的视力疲劳。（二）影响影像对比度的因素管电压散射线吸收屏-片组合X线量冲洗技术观片灯1.

管电压低kV摄影时，收为主，摄影高kV摄影时，散射为主，摄影通过调节kV，可对X线的衰减主要以光电吸高对比度效果。对X线的衰减主要以康普顿低对比度效果。地改变影像的对比度。2.

散射线由康普顿效应产生。散射线会在影像上叠加一层没有任何信息的密度，从而使的整体发灰，某些低密度的信号不能被检出。预防及减少散射线影响是改善影像对比度的关键。3.

吸收A=k·λ3

·Z4

·ρ·d。A

表示物质吸收能力。d

表示组织厚度。X线吸收能力与组成的组织类型密切相关，使客观对比度产生吸收差。4.屏-片组合屏-片组合获得的显高于无屏时的对比度明。高反差型屏-片组合，当

组织出现较小的变化时，在影像上会显示出较大的密度差，但量应准确。低反差型屏-片组合， 密度层次较多，对观察病变的微小变化较有利。5.

X线量mAs的变化即改变了影像密度也影响着影像的对比度。影像上的解剖结构只有存在足够的密度差时才能被显示。一般认为，观察 的最低、最高密度区是0.2、2.5，是最亮和最暗可视灰阶的基础值。当X线量引起密度的改变大于人眼的视觉范围（太黑或太淡）时，对比度下降。6.

冲洗技术套药的分型：低反差型和高反差型。冲洗温度。冲洗时间。显影化学中的扩散现象。7.

观片灯及视觉生理学观片灯亮度环境照度亮度均匀性视觉函数人眼的视觉生理学观片灯亮度：发光强度不低于1500Cd/m2（坎德拉），可调光型的调节范围500～6000Cd/m2，可观察密度范围0.1

～3.2。环境照度：当光源发出的光通量投射到某一表面，照明表面的明暗程度用光照度表示，单位勒克斯

Lx，阅片室的环境光照度范围应低于50

Lx

。亮度均匀性T：最亮部分与最暗部分的比值，观片灯的T值必须大于0.5。第四节X线影像清晰度一、X线管焦点的成像性能二、模糊度三、影像噪声四、影像失真五、散射线质量的第一个重要特征，细节和具有清晰边缘的能清晰度：是影响X线通常指图像能显示力。细节：它涉及到在正常解剖或不同病理状态下所来的细小结构和组织特征。影响X线 影像细节显示能力的二个因素：影像清晰度和影像失真度。影响影像清晰度的三个重要成像因素：分辨力、模糊度和影像噪声。分辨 要取决于X线管焦点的成像性能。一、X线管焦点的成像性能（一）焦点的极限分辨力（二）焦点的散焦值（三）焦点的调制传递函数影像分辨力：是指成像系统区分或分辨相互靠近的组织结构的能力。空间周期：影像学正弦波光栅的概念，将X线的密度影像分解为一系列的各种空间频率的波谱，正弦光栅中相邻两个极大值（或极小值）之间的距离（波长）称空间周期，单位mm。空间频率：单位距离内的空间周期数称空间频率，单位

LP/mm，即相邻等宽的一条白线和黑线叫做一个线对。单位距离内可分辨的线对数目表示为成像系统的分辨力。（一）焦点的极限分辨力（R）1、定义极限分辨力：指在规定测量条件下不能成像的最小空间频率值。表达式：R=1/2d，d表示空间周期的半周宽度，单位LP/mm

。分辨力测量工具：矩形波（线对）测试卡和星形测试卡。2.1

测试－矩形波（线对）测试卡它由许多组宽度不同的平行铅条组成，每组各铅条的宽度相同。一个线对包括等宽的一根铅条和与其相邻的一个间隙。矩形波测试卡包含有不同空间频率区域，是一种实用的测量工具。一个成像系统的分辨力为5LP/mm，表示该系统能再现的结构最小为0.1

mm。2.2

测试－星形测试卡星形测试卡3.

焦点的极限分辨力计算公式4.

焦点的大小测量（二）焦点的散焦值描述X线管焦点的极限分辨力随负荷条件而相对变化的量。管电流增大，焦点的尺寸变大，焦点的极限分辨力下降，影像的分辨力降低。测量工具：星形测试卡。二、模糊度（一）背景模糊（二）影像失锐物体成像时，其内每个点在经过空间传递成像后，会被扩展增大或变的模糊一些，不可能在影像内

还原，这种经过空间传递后物像变化的物理现象称模糊。X线影像上，模糊表现形式：背景模糊和影像失锐。（一）背景模糊影像上显示的原物体几何尺寸为本影，本影以外的影像逐渐变淡的部分，称为模糊直径，或半影（penumbra）。半影可用于表示模糊度，模糊度在背景区显示的结果构成背景模糊。影像学对在背景模糊的影响下所能显示出来的物体细节大小（最小物体）的限度，称为模糊阈值。X线的模糊阈值一般为：0.2mm。背景模糊降低了影像的对比度，若某个结构比模糊阈值小就看不到了（细节损失）。（二）影像失锐锐利度S：两邻接影像界限的清楚程度。S=（D1

–D2）/H=K/H，

D1

表示高密度边缘，D2表示低密度边缘，H表示D1

的密度移行到D2

的密度距离。失锐是模糊现象造成的影像边缘的不锐利，在两物体影像分界线上和物体边缘部分特别明显。由一个密度过度到另一个密度时，其密度变化的转变程度越慢，密度变化的距离越长，失锐程度越大；若转变过程越明显，则密度变化距离越短，失锐程度越小。X线影像模糊和细节损失的基本来源焦点几何模糊感光材料模糊运动模糊1.焦点几何模糊X线管的有效焦点是面光源，其发射的X线束通过物体后，根据几何成像的特点发散，在影像上形成模糊阴影。X线源被检体半影有效焦点的面积越大，形成的影像模糊半影H越大，影像质量下降。1.1

焦点的方位特性焦点的方位特性改变了照射野内焦点有效尺寸。由于X线管阳极靶面的倾角，阳

方向有效焦点尺寸变小，阴 变大。在照射野范围的边缘甚至出现焦点

现象，这对边缘影像造成投影不真实。1.2

焦点的测量狭缝照相机测量方法：焦点实际尺寸针孔照相机测量方法：焦点实际尺寸星卡测量方法：焦点等效模糊尺寸沿焦点宽方向扫描密度呈多峰分布，是由主、副焦点存在形成的。沿焦点长方向扫描密度呈单峰分布，成像质量好。影响焦点标称值的因素制造容许误差：最大允许误差对于较小的焦点而言不大于焦点尺寸的50%。焦点增长：随着管电流的增大，有效焦点的尺寸也会随之增大。焦点受损：X线管长时间经受高速电子的撞击，由于散热、转速等方面的问题导致靶面熔化，变得凹凸不平，影响X线输出和焦点有效尺寸。2.感光材料模糊荧光晶体颗粒受到X线照射后，每个颗粒都成为一个独立发光光源向外散射荧光，即荧光涣散。荧光涣散的面积越大，X线影像的模糊越大，图像清晰度降低。影响因素：乳剂层厚度、荧光晶体类型、大小、发光效率等。3.运动模糊X线管及暗合移动：多因机械固定不牢固。被照体运动：原因常见于组织

的生理性运动，如呼吸，胃肠道蠕动，心脏、大血管的运动。病理性运动：哮喘、肢体震颤、痉挛等。被检者不合作：小孩、

、精神不健全。控制运动模糊的方法的配合被检者的固定短时间一幅影像内总的模糊是上述三种不同类型模糊的符合效应。在临床X线摄影中，成像基本条件确定，影像模糊度主要是：运动和放大率。三、影像噪声医学影像学上将照片密度或影像亮度的随

化称为影像噪声，又称X线照片斑点（mottle）。噪声将掩盖或降低影像细节的可见度。四、影像失真（一）放大失真（二）形状失真根据几何光学的投影原理，影像上显示的

结构或多或少地丧失正常的形态，这种因成像原理造成的大小和形状上的变化称为影像失真。失真是影响X线

质量的几何特征，一般可分为放大失真和形状失真。减少失真对影像

很重要，一是熟悉正常的结构组织，二是理解失真产生的过程。X线成像系统三个基本距离之间的比值决定了影像的放大率。焦点，source，S。物体，object，O。影像接受器，imagereceptor，I。（一）放大失真放大率的计算公式C为焦-片距；b为物-片距；a为焦-物距是模拟X线摄影的常用检查技术。当SID确定后，通过调节OID可以获得预期的放大影像。通过放大将组织结构扩展，来发现微小的病变。各X线机均有其允许的最大放大率。放大摄影（二）形状失真是对

组织实际形状的一种不相等的放大变形。影响因素：X线、被检者、胶片三者的几何排列有关。1.

X线的锥形光束特性中心线：X线锥形光束中线的X线。斜射线：中心线以外的射线。定位：X线照射野、中心线定为采用模拟可见光定位。偏离中心线的

结构会产生失真。2.

X线管、被检体和

的位置2.1X线准直：保证中心线对被检部位及胶片两者垂直。2.2

中心线倾斜