最全的医学成像原理模拟X线成像课件

第三章模拟X线成像第三章模拟X线成像主要内容第一节模拟X线信息影像第二节模拟X线成像信息接收器第三节X线影像信息载体第四节X线照片密度第五节X线照片对比度第六节X线照片的层次第七节X线照片的锐利度第八节X线照片影像的失真主要内容第一节模拟X线信息影像第一节模拟X线信息影像模拟X线图像形成的三个基本条件：第一，X线具有一定的穿透力，能穿透人体的组织结构；第二，被穿透的组织结构，存在着密度、原子序数和厚度的差异，X线在穿透过程中被吸收的线量不同，透过的线量有差别；第三，透过的有差别X线是不可见的，经过成像介质的显像，在X线片上（或荧屏上）显出具有黑白（或明暗）对比、层次差异的X线图像。第一节模拟X线信息影像模拟X线图像形成的三个基本条件：一、X线透视及其特点X线透视分为荧光屏透视和影像增强器透视等。早期使用的荧光屏透视，因为荧光强度低，需要在全黑的环境下直接观察由X线激发的荧光屏的亮度所显示的影像，由于荧光屏亮度太低，图像质量差，检查时患者及医生接受的辐射剂量大，防护条件差。影像增强器透视：此方式影像亮度高，便于观察，可以实现医生的明室操作环境，提高了诊断的正确率和工作效率，监视器可以放在任意位置，方便观察并且为隔室透视提供了技术基础。一、X线透视及其特点X线透视分为荧光屏透视和影像增强器透透视的优点：可以动态、多角度、适时的观察组织器官的形态，并可以立即得到检查结果。缺点：其影像细节的显示与屏-片系统摄影相比还不够清晰，非数字化透视装置不能留下动态的永久记录。另外，透视对于患者的辐射剂量比较大，所以选择透视检查手段时要慎重考虑其必要性。透视的优点：可以动态、多角度、适时的观察组织器官的形态，并可二、X线摄影及其特点X线摄影主要优点是照片影像空间分辨力较高，可长期保存记录，便于复查对比，被检者接受的X线量少，缺点是照片仅是瞬间的固定影像，难以了解脏器的动态变化。其他还有软X线摄影、眼异物定位以及X线造影等检查方法。二、X线摄影及其特点X线摄影主要优点是照片影像空间分辨力第二节模拟X线成像信息接收器一、医用X线胶片二、增感屏三、扁平颗粒技术四、荧光屏及X线电视系统第二节模拟X线成像信息接收器一、医用X线胶片一、医用X线胶片（一）种类1．直接摄影用X线胶片（1）感绿胶片：这是一种配合发绿色荧光增感屏使用的胶片，吸收光谱的峰值约为550nm。特点是在与发绿色荧光的稀土增感屏组合下感度可高达1200，被照体X线的接受剂量大幅度减少。（2）感蓝胶片（色盲片）：是配合发蓝色荧光增感屏使用的胶片，感光乳剂的固有感色是以蓝色为主，不添加色素。其吸收光谱的峰值约为420nm。一、医用X线胶片（一）种类2．激光打印及热敏成像胶片（1）激光胶片：激光胶片用于记录激光扫描图像。按激光种类分为红外线激光胶片和氦氖激光胶片两种，按后处理形式分为干式和湿式两类。湿式激光胶片主要特点是具有极微细的乳剂颗粒，片基背底涂有防光晕层；可体现高对比度、高锐利度图像特点；可感受红色激光、红外线激光或记录氦氖激光图像。属超微粒单层乳剂胶片。（2）热敏胶片：用于干式打印方式，常使用碳黑材料，不对可见光感光，多属非银盐材料。直接热成像方式使用的胶片，在可见光下曝露后仍可使用，不影响成像效果。激光打印及热敏成像一般习惯上称其为〝干式激光打印〞；而采用非激光、直接热成像技术的打印成像，一般称其为〝干式打印〞。2．激光打印及热敏成像胶片3．多幅相机胶片亦称CRT记录图像。适用于CT、MRI、DSA、ECT、超声等图像的记录。特点是能摄取显示器屏幕影像，单面涂布感光乳剂，背面涂有防光晕层以减小荧光物质造成的模糊，成像清晰、细腻。在核医学的动态研究中，能以低剂量而显示出高清晰的图像效果。3．多幅相机胶片亦称CRT记录图像。适用于CT、MRI、4．影像增强器记录胶片（1）荧光电影胶片：用于摄取动态荧光电影图像。胶片既有很高的感光度，又要有颗粒细腻的特点。（2）荧光屏图像及荧光缩影胶片：用于荧光屏下的（点片）摄影或体检荧光缩影。影像增强器记录胶片随着数字化影像的普及和开发，逐渐被淘汰。此外，还有一些特殊片种，包括直接复制用反转片、直接反转型幻灯片、手术摄影专用胶片、自动冲洗机辊轮清洁片等。4．影像增强器记录胶片（二）医用银盐感光胶片的结构及成像原理1．结构主要由感光乳剂层、片基、附加层构成。（二）医用银盐感光胶片的结构及成像原理（1）感光乳剂层：感光乳剂层主要由卤化银（AgX）和明胶组成。1）卤化银：是一种具有感光性能的物质，起着记录影像的作用。其中氯化银（AgCl）、溴化银（AgBr）、碘化银（AgI）分别为白色、乳白色和淡黄色的固体，都应用于感光材料。只有氟化银因极易溶于水，不能应用。晶体颗粒大，感光度高；晶体颗粒小，分辨力高；晶体颗粒分布均匀，颗粒性好；晶体颗粒大小不一，宽容度大。（1）感光乳剂层：感光乳剂层主要由卤化银（AgX）和明胶组成2）明胶：用于感光材料的各种卤化银均不溶于水，不能直接涂布于片基上。因此，需要明胶使卤化银晶体处于永久性的悬浮状态，互不接触，并能均匀涂布在片基上。明胶的作用：①提高感光乳剂的感光度；②起保护性胶体作用；③吸水膨胀后具有多孔性；④具有热熔冷凝性；⑤具有很强的粘性；⑥参与坚膜作用，加入坚膜剂后明胶熔点可从30oC提高到70oC。明胶的性能不稳定，随动物生长条件的不同而变化，这常常给胶片的感光特性带来不稳定的因素。2）明胶：用于感光材料的各种卤化银均不溶于水，不能直接涂布于3）色素：色素为一种有机染料，用以调节胶片的吸收光谱范围（感色性）。不含有色素的胶片，其吸收光谱范围大都限制在500nm以下的蓝、紫色光区域，此称为卤化银〝固有感色波长域〞。3）色素：色素为一种有机染料，用以调节胶片的吸收光谱范围（感（2）片基：片基是乳剂层的支持体，承载感光乳剂的涂布。片基应具备条件：①光学性能，片基本身无色透明；②物理性能，片基的平面性、均一性良好，无晕残影。坚韧而不脆，具有一定机械强度和几何尺寸稳定性，导电性好。有耐热性，热变形尺寸很小，软化温度高，不易燃烧；③化学性能稳定，同乳剂及冲洗药液不起任何化学反应；④制造适宜性。（2）片基：片基是乳剂层的支持体，承载感光乳剂的涂布。（3）附加层：附加层包括保护层、底层及防光晕层（防反射层）。1）保护层：为防止质地柔软的乳剂层的机械损伤，在其表面涂有一层韧性很强的胶体，予以保护。2）底层（结合层）：为使乳剂层牢固地粘附在片基上，在片基表面涂有一层粘性很强的胶体，以防止乳剂层在加工时脱落。3）防光晕层（防反射层）：作用是防止光线从片基反射回去，再次使乳剂层感光，造成影像的灰雾。防光晕层中的光吸收物质，主要有胶体银、防光晕染料和炭黑。此外，在X线胶片中还涂有防静电层，防腐层或在保护层、乳剂层中加入防静电剂、防腐剂、坚膜剂、防灰剂等成分。（3）附加层：附加层包括保护层、底层及防光晕层（防反射层）。2．感光原理（1）光化学反应：是指物质见光后能引起化学变化的现象。反应的过程是光量子进入反应物（AgX）后，光子所具有的能量（E＝hυ），恰好能使反应质点（活化分子、原子、离子）的某些电子从低能级达到使质点活化所需的高能级。2．感光原理（2）潜影的形成：潜影是感光胶片被曝光后，在胶片内部产生的微量的新生银原子团。当AgX接受光的照射（曝光）后，AgX吸收光量子能量，光量子激发了溴离子，使溴离子的电子能量加大，而脱离了溴离子，即：此电子又去还原AgX中的银离子而成为银原子。这种反应的结果，使得胶片上以感光中心为基点的周围产生了更多的银原子，当银原子的数量增加到一定程度，就会催化显影剂对感光银盐的化学反应，这种数量增加的银原子集团称为显影中心。无数的显影中心在胶片上的分布就形成了潜影。（2）潜影的形成：潜影是感光胶片被曝光后，在胶片内部产生的微（3）感光现象：银盐感光材料的感光在一定条件下可能出现几种感光现象。1）互易律失效2）间歇曝光效应3）反转现象4）静电效应5）压力效应（3）感光现象：银盐感光材料的感光在一定条件下可能出现几种感3．感光效应使感光系统（屏-片系统）产生的感光效果称为感光效应（E）。感光效应受诸多摄影因素的影响，可近似地表示为：式中：V代表管电压（kV）；I代表管电流（mA）；t表示摄影时间（s）；f代表增感屏的增感率；S表示胶片的感光度；Z表示焦点物质的原子序数；r表示焦-片距（cm）；B代表滤线栅曝光倍数；Da代表照射野面积（cm2）；K表示除上述因素以外所有能影响感光效应的因素，如电源质量，整流方式、X线机性能、显影液性能等。3．感光效应使感光系统（屏-片系统）产生的感光效果称为感光4．显影的原理显影是氧化还原反应。是将已感光的卤化银用还原剂（显影剂）还原成金属银，进而形成影像。曝光胶片的总反应为：显影剂+卤化银→显影剂氧化物+金属银+卤化氢随着银原子还原数量不断、快速、大量的增加，照片的光学密度值（黑化度）越来越大，直至达到诊断所需密度值为止。4．显影的原理（三）医用激光胶片结构及成像原理1．结构激光胶片分干式和湿式两种，其基本结构是一种单面乳剂层胶片。主要由保护层、乳剂层、结合层、片基及防光晕层组成。（三）医用激光胶片结构及成像原理2．湿式激光胶片的成像原理是把各图像的像素灰阶值输入到存储器中，在计算机直接控制下使用激光束对专用激光成像胶片上各像素单元曝光，如下图所示。2．湿式激光胶片的成像原理是把各图像的像素灰阶值输入到存储2．湿式激光胶片的成像原理是把各图像的像素灰阶值输入到存储器中，在计算机直接控制下使用激光束对专用激光成像胶片上各像素单元曝光，如下图所示。2．湿式激光胶片的成像原理是把各图像的像素灰阶值输入到存储2．湿式激光胶片的成像原理是把各图像的像素灰阶值输入到存储器中，在计算机直接控制下使用激光束对专用激光成像胶片上各像素单元曝光，如下图所示。2．湿式激光胶片的成像原理是把各图像的像素灰阶值输入到存储3．干式激光胶片成像原理成像过程为：①利用红外激光光源对干式卤化银胶片进行激光扫描，银盐吸收光后，在胶片内形成潜影；②曝光后的胶片，通过热敏鼓加热使热能作用于潜影。3．干式激光胶片成像原理成像过程为：①利用红外激光光源对干3．干式激光胶片成像原理成像过程为：①利用红外激光光源对干式卤化银胶片进行激光扫描，银盐吸收光后，在胶片内形成潜影；②曝光后的胶片，通过热敏鼓加热使热能作用于潜影。3．干式激光胶片成像原理成像过程为：①利用红外激光光源对干（四）热敏干式胶片结构及成像原理热敏干式胶片不含卤化银，其记录层由碳黑替代。不需要暗室及化学处理，一切操作过程可在明室进行。1．结构由热敏记录层、保护层、背层和基层组成。背层又由UV吸收层和无光层组成。（四）热敏干式胶片结构及成像原理2．直接热敏成像原理是利用热力头对热敏胶片打印成像。热力头能把电力转变成热力，在热敏胶片上进行打印。感热记录方式有：①助熔热复制方式；②升华热复制式；③直热记录式。2．直接热敏成像原理是利用热力头对热敏胶片打印成像。热力头（五）医用X线胶片的感光特性及测定1．感光材料的照相性能感光材料的照相性能包括：①感光性能。感光材料的感光度、灰雾度、反差系数（平均斜率）、最大密度、宽容度等参数，可通过感光测定获得；②物理性能。感光材料的熔点、厚度、保存性、感色性、色温性等，可通过物理性测定方法获得；③成像性能。感光材料的清晰度、分辨力、颗粒度、调制传递函数等参数，可通过成像质量测定方法获得。（五）医用X线胶片的感光特性及测定2．胶片特性曲线（1）胶片特性曲线：1）光学密度与曝光量：光学密度：是指胶片乳剂层在感光及显影作用下黑化程度的物理量。数值上等于阻光率的常用对数值，记作：式中：D为光学密度；I0为入射光强度；I为透过光强度。曝光量：表示光强度与曝光时间的乘积。记作：式中：E为曝光量，I为光强度，t为曝光时间。2．胶片特性曲线2）胶片特性曲线定义：是指曝光量与曝光量所产生的密度之间关系的一条曲线，由于这条曲线可以表示出感光材料的感光特性，所以称之为特性曲线。3）胶片特性曲线组成：由足部、直线部、肩部和反转部组成。2）胶片特性曲线定义：是指曝光量与曝光量所产生的密度之间关系4）感光特性值：本底灰雾（Dmin

）、感光度（S）、反差系数（γ值或G值）、最大密度（maxD）、宽容度（L）等感光材料的感光性能参数。本底灰雾（最小密度Dmin

）：感光材料未经曝光，而在显影加工后部分被还原的银所产生的密度，称为本底灰雾或最小密度。感光度（S）：是指感光材料对光作用的响应程度，也即感光材料达到一定密度值所需曝光量的倒数。医用X线胶片感光度定义为产生密度1.0所需曝光量的倒数。4）感光特性值：本底灰雾（Dmin）、感光度（S）、反差系最大密度（Dmax）：对某种感光材料来说，密度上升到一定程度时，不再因曝光量的增加而上升，此时的密度值称为最大密度（Dmax）。宽容度（L）：是指特性曲线上直线部分在横坐标上的投影，表示的是正确曝光量的范围。从X线摄影角度讲，有效宽容度是指产生诊断密度（0.25～2.0）所对应的曝光量范围。反差系数γ越大，宽容度L越小，而不同组织间的影像锐利度越高；γ越小，L越大，信息增多，影像层次丰富，摄影条件的通融性也增大。最大密度（Dmax）：对某种感光材料来说，密度上升到一定程度3．感光测定简介（1）定义：感光测定是一种表示感光材料所接受的曝光量，同由此而产生的密度之间关系的定量测定方法。（2）应用：感光测定除对感光材料的相关胶片特性进行测定外，还可以利用其进行显影液性能的测定、冲洗机因素的测定、增感屏感度的测定、X线物理特性对影像影响的测定以及其它一些有关测定。遵循原则：一是必须使测试条件具有充分代表性，确实符合摄影的实际情况；二是必须遵循测试条件固定不变的原则。（3）方法：因曝光源不同而分为可见光源和X线光源两类。3．感光测定简介二、增感屏在X线摄影中利用X线激发增感屏的荧光体获得的荧光，对胶片产生增加感光的作用，大大减少X线曝光条件。进行X线摄影时，对胶片的感光作用主要来自于增感屏发出的荧光，可占到95%以上，而直接依靠X线形成的感光作用不到5%。（一）荧光现象某些物质在紫外线、X线、电子射线等激发下，可将其吸收的能量以可见光形式释放出来，这种现象叫荧光现象。这种能发荧光的物质叫荧光体。二、增感屏在X线摄影中利用X线激发增感屏的荧光体获得的荧（二）增感屏的种类1．钨酸钙屏从1897年始使用的标准通用型增感屏。荧光体为钨酸钙（CaWO4），发射光谱在350～560nm之间，峰值在420nm左右，与感蓝片组合使用。根据钨酸钙晶体颗粒的大小，分为低速屏、中速屏和高速屏。主要缺点是它的X线光子的吸收效率和荧光转换效率较低。2．稀土增感屏1972年始，从传统的CaWO4屏跨入了稀土屏的时代。稀土屏最大特点是在X线激发下发光效率高于CaWO4屏。稀土增感屏分两类，一类是发光光谱在蓝紫色光区（峰值420nm），需与感蓝片组合使用的增感屏；另一类是发光光谱在黄绿色光区（峰值550nm），需与感绿片匹配的增感屏。现在最常用的稀土屏为氟氯化钡/铕（蓝光）屏和硫氧化钆/铽（绿光）屏。（二）增感屏的种类3．特殊增感屏（1）超清晰屏（2）高电压摄影用屏（3）同时多层屏（4）感度补偿型屏（5）乳腺摄影专用屏（6）连续摄影用屏3．特殊增感屏（三）增感屏的结构增感屏主要由四层结构组成。（三）增感屏的结构（四）增感屏的性能1．增感率增感屏的增感作用常以增感率表示。在照片上产生同等密度为1.0时，无屏与有屏所需照射量之比称为增感率（增感倍数或增感因数），记作：式中：f为增感率；0t为无屏照射量；t为有屏照射量。增感率的大小主要受荧光体发光效率和屏结构两因素影响。X线吸收效率；荧光转换效率；荧光传递效率；屏-片匹配效率。①荧光体的颗粒大，增感率高；②结合剂使用量大，对荧光吸收小，增感率高；③支持体的荧光反射率高，增感率高；④荧光体涂布厚度的增加，在适当数值下可提高增感率。（四）增感屏的性能2．增感屏的影像效果（1）影像对比度增加（2）影像清晰度降低（3）影像颗粒性变差2．增感屏的影像效果三、扁平颗粒技术20世纪80年代初，Kodak公司率先将扁平颗粒（T颗粒）乳剂技术应用于医用X线胶片上，配合使用硫氧化钆（ga‘）稀土增感屏，形成T颗粒技术的一种新型屏-片体系。1．扁平颗粒胶片其结构特点是将卤化银晶体颗粒切割成二维的扁平状并与片基平行排列。三、扁平颗粒技术20世纪80年代初，Kodak公司率先2．LANEX稀土增感屏具有很高的X线吸收效率及荧光转换效率，可以把极少的X线光子转换成大量荧光，使照射到胶片单位面积上的荧光光子数并未减少，但更加均匀，从而减少了量子斑点的产生。扁平颗粒胶片应与相对应的硫氧化钆增感屏匹配，才能真正发挥出独特的扁平颗粒技术所具有的高质量影像效果，两者必须相辅相成。2．LANEX稀土增感屏四、荧光屏及X线电视系统（一）荧光屏荧光屏式透视是早期应用的一种透视检查方法。荧光屏式透视一般采用防护隔墙式透视，X线管与荧光屏靠机械装置同步联动，荧光屏的观察面朝向暗室，供医生观察，X线管和被检者可在明室。荧光屏透视由于荧光亮度太小，必须进行暗室操作。影像效果不可调且操作不便。四、荧光屏及X线电视系统（一）荧光屏（二）X线电视系统X线电视系统主要由X线影像增强器、光分配器和闭路电视组成。（二）X线电视系统第三节X线影像信息载体一、X线束（一）X线束的形状第三节X线影像信息载体一、X线束（二）X线束的量与质1．X线量决定X线量多少的是管电流量（mAs）。X线的量越大，感光系统的感光效应就越大。2．X线质是用来描述单个X线光子能量大小的。X线质是由管电压kV所决定的。管电压值越大单个X线光子的能量就越大，X线束的总能量也就越大。临床上常用¡X线的硬度¡来描述X线质。（二）X线束的量与质（三）X线束的能量分布照射野：指通过X线管窗口的X线束入射于成像介质的曝光面大小。X线束在照射野内的能量分布是不均匀的。（三）X线束的能量分布阳极倾角约为20°时，在平行于X线管的长轴方向上，近阳极侧X线量少，近阴极侧的X线量多，最大值在110°处，分布是非对称性的现象。摄影时应注意将肢体厚度大的组织放在阴极侧，而需重点观察的细微结构组织及厚度小的部位应置于阳极侧。阳极倾角约为20°时，在平行于X线管的长轴方向上，近阳极侧X二、X线管焦点及其成像性能（一）X线管焦点实际焦点灯丝发射的电子束经聚焦后在X线管阳极靶面上的撞击面积称为实际焦点。有效焦点：像面不同方位上实际焦点的投影。二、X线管焦点及其成像性能（一）X线管焦点3．主焦点与副焦点从灯丝正面发射出的电子撞击阳极靶面形成主焦点；从灯丝侧方发射的电子撞击阳极靶面形成副焦点；主焦点与副焦点共同形成实际焦点。3．主焦点与副焦点（二）焦点面上的线量分布（二）焦点面上的线量分布（三）焦点的测试焦点的测试方法有两种，即针孔照相设备成像法和狭缝照相设备成像法。测试方法：①使X线中心线垂直通过狭缝入射面的中心（中心线与狭缝基准线的夹角小于或等于10-3弧度）；②狭缝照相装置的狭缝入射面与焦点的距离≥100mm，按下表要求放大率摄影；③测焦点的长时，狭缝的方向须与X线管的长轴垂直；测量焦点的宽时，狭缝的方向须与X线管的长轴平行；④胶片与狭缝的平面平行，与X线的中心线相垂直；⑤按照下表中的规定选取曝光条件，分别摄取焦点长、宽方向照片影像，照片的最大密度值在1.0～1.4，Dmin≤0.2；⑥用带刻度的放大镜测量焦点像的长和宽。（三）焦点的测试（四）焦点主要成像性能参量主要参量有：焦点大小、焦点的极限分辨力、焦点的散焦值和焦点的调制传递函数。1．焦点大小2．焦点的极限分辨力（1）定义：焦点的极限分辨力（R）是在规定测量条件下不能成像的最小空间频率值，用每毫米中能够分辨出的线对数（LP/mm）来表示。（2）测试设备：主要采用星形测试卡或矩形波测试卡。（四）焦点主要成像性能参量最全的医学成像原理模拟X线成像课件3．焦点的散焦值（1）定义：焦点的散焦值（B）是描述X线管焦点的极限分辨力R随着负荷条件的改变而相对变化的量（又称晕值）。式中：R50、R100分别为下表规定的负载因素所测得的焦点的极限分辨力。一般X线焦点的散焦值B≥1，焦点的散焦值越接近1，成像性能受负荷条件的影响就越小。3．焦点的散焦值4．焦点的调制传递函数（1）定义：焦点的调制传递函数（modulationtransferfunction，MTF）是描述X线管焦点这个面光源使肢体成像时，肢体组织影像再现率的函数关系。（2）MTF域值范围：0≤MTF≤1。MTF=1表示成像系统的输入对比度与输出对比度相等；MTF=0表示成像系统的输出对比度为0，即影像消失。一般说，在同一个空间频率值时，MTF值大的焦点，成像性能好；MTF值小的焦点，成像性能差。焦点尺寸越小，MTF值越大，成像性能就越好。4．焦点的调制传递函数第四节X线照片密度一、照片密度（一）概念照片密度又称光学密度或黑化度，用D表示。是指X线胶片经过曝光后，通过显影等处理在照片上形成的黑化程度。（二）光学密度值光学密度值是一个对数值，无量纲。其大小决定于入射光线强度（I0）与透过光线强度（I）的比值。光学密度值用照片阻光率的对数值表示：正常（0.25-2.0）第四节X线照片密度一、照片密度最全的医学成像原理模拟X线成像课件二、影响照片密度的因素1．管电流量-照射量（mAs）2．管电压-kV决定X线的硬度，kV增加，使X线穿透物体到达胶片的射线量增多，照片密度增加。3．摄影距离-X线强度与摄影距离（FFD）的平方成反比。4．增感屏-增感屏对照片密度的提高能力，取决于增感屏的增感率。增感率越高，所获得的照片密度越大。5．胶片-在曝光量一定时，胶片的感光度越大，形成的照片密度越大。6．被照体厚度及密度-照片密度随着被照体组织的厚度和密度的增加而降低。7．照片冲洗因素-显影液特性、显影温度及时间、冲洗环境等因素对照片密度的大小有较大的影响。二、影响照片密度的因素1．管电流量-照射量（mAs）第五节X线照片对比度一、对比度的概念对比度是形成影像的基础因素之一，与之有关的有肢体对比度，射线对比度，胶片对比度和照片对比度。1．肢体对比度即肢体对X线吸收系数的差，是形成射线对比度的基础。2．X线对比度当X线透过被检体时，由于被照体对X线的吸收、散射而减弱，透过被检体的射线形成了强度不均的分布差异，这种X线强度的差异称为射线对比度（形成了X线信息影像）。第五节X线照片对比度一、对比度的概念3．胶片对比度X线胶片对射线对比度的放大能力。通常用胶片特性曲线的最大斜率（γ值）或平均斜率（G）来表示。4．X线照片对比度X线照片上相邻组织的密度差（亦称光学对比度）。X线照片影像是一个复杂的人体组织的重叠影像，当对比度过小时，可能会被肉眼遗漏。照片的对比度不是越高越好，对比度太高的照片会导致影像层次的损失。3．胶片对比度最全的医学成像原理模拟X线成像课件二、影响照片对比度的因素（一）被检体因素射线对比度KX取决于被检体的吸收能力，与组织的原子序数、密度、厚度有关。组织的原子序数Z越高，光电吸收越多，X线减弱系数（μ）越大，KX越高；被检体组织对X线的减弱系数（μ）与该组织的密度（ρ）成正比；当被检体的密度、原子序数相同时，照片的对比度取决于被检体的厚度差。二、影响照片对比度的因素（一）被检体因素（二）射线因素1．X线质通常X线质越硬，X线的穿透力越强，被检组织对X线的衰减越少，相反则越大。使用不同的线质（管电压）摄影，所得的照片对比度不同。使用管电压高，X线对比度小，反之X线对比度大。（二）射线因素2．X线量一般情况下，X线量对照片对比度无直接影响，但是由于增加X线量可以增加照片的密度，使照片上密度过低的部位对比度明显好转，而密度高的部位在照射量减少后，也可改善其对比，但已不常用。3．散射线散射线使影像整体产生灰雾，使照片的对比度下降。2．X线量（三）胶片、增感屏及照片冲洗技术1．胶片的对比度系数用γ值大的胶片比用γ值小的胶片获得照片对比度高2．增感屏目前X线摄影中采用的增感屏增感率为20～100，使胶片的感光能力增加了20～100倍。3．照片冲洗技术在冲洗胶片的显影液中如果增加显影主剂对苯二酚的比例可以增加照片对比度；适当提高显影液的PH值、显影温度，加入适量的抑制剂，采取动态显影可以提高照片对比度。（三）胶片、增感屏及照片冲洗技术三、散射线对X线照片对比度的危害散射线为方向不定，波长长、能量低、穿透力弱的射线。一方面可以使照片影像产生灰雾，X线照片对比度下降，另一方面对工作人员和被检者防护不利。在实际工作中尽量抑制、消除散射线。1．散射线的产生当X线管发射出的原发X线照射到被检体等物体时，会产生光电吸收和康普顿散射，其中散射的二次射线，由于射线方向不定，能量低，称之为散射线。散射线量的多少通常是用散射线含有率表示。散射线在作用于胶片上的全部射线量中所占比率，称为散射线含有率。三、散射线对X线照片对比度的危害散射线为方向不定，波长长、最全的医学成像原理模拟X线成像课件2．影响散射线含有率的因素管电压被检体厚度照射野三种因素特点相同。即在一定范围内成正比，超过一定值趋于稳定。2．影响散射线含有率的因素3．散射线的抑制散射线的抑制方法是在X线管窗口使用遮线器和滤过板。（1）遮线器：即为X线束限制器或X线准直器，主要控制照射野大小，并将与X线束方向不同的焦点外射线和窗口物质产生的散射线吸收。遮线器分透视和摄影用两种。通常照射野应与胶片等大。（2）滤过板：将适当厚度的金属薄板如铝板、铜板等，置于X线窗口处，吸收原发射线中波长较长的无用射线，以提高原发射线的质量，减少软射线对被检者的放射损伤。3．散射线的抑制散射线的抑制方法是在X线管窗口使用遮线器4．散射线的消除是将由被检体透过的散射线在到达胶片之前去除掉，可利用空隙间隙法和滤线栅法。（1）空气间隙法：空气间隙法减少散射线是利用肢体与胶片之间的空气可以吸能量较低的X线及X线衰减与距离的平方成反比的规律。由于肢-片距的增加，同时也增加了几何学模糊。实际工作中，可根据几何模糊对影像质量影响的大小调整各距离。使用空气间隙效应滤除散射线时应注意：①肢-片距一般为15～30cm，超过30cm时，由于几何学模糊过大，同时原发射线也随之减弱；②此技术多用于管电压不超过100kV的X线摄影。③照射野不宜过大。4．散射线的消除最全的医学成像原理模拟X线成像课件（2）滤线栅法：滤线栅是吸收散射线最有效的设备。（2）滤线栅法：滤线栅是吸收散射线最有效的设备。2）分类：按结构特点分为聚焦式、平行式及交叉式；按运动机能分为静止式（固定式）和运动式两种。2）分类：按结构特点分为聚焦式、平行式及交叉式；按运动机能分3）工作原理：摄影时将滤线栅置于肢体与胶片之间，焦点至滤线栅的距离应在滤线栅焦距允许的范围内，X线中心线对准滤线栅中心。这样，从X线管发出的原发射线与滤线栅的铅条平行，大部分穿过铅条间隙到达胶片，小部分照射到铅条上被吸收。散射线因与铅条成角，不能通过铅条间隙大部分被吸收掉，减少了胶片上接受的散射线量，有效地改善了照片对比度，提高了影像质量。3）工作原理：摄影时将滤线栅置于肢体与胶片之间，焦点至滤线栅4）滤线栅的特性：栅比（R）：滤线栅铅条高度（h）与铅条间距（D）比值称为栅比。栅密度（n）：表示滤线栅表面上单位距离（1cm）内，铅条与间距形成的线对数，常用线/厘米表示。铅容积（P）：表示在滤线栅表面上，平均1cm2中铅的体积（cm3）。栅焦距（f0）和焦栅距离范围（f1～f2）：栅焦距是指聚焦式滤线栅的倾斜铅条会聚于空中一直线到滤线栅板平面的垂直距离。焦栅距离范围是指X线摄影时，在聚焦滤线栅有效面积边缘处，原射线透射值的60%（满足临床需要的X线照片）时允许焦点距离聚焦入射面的最低距离f1和最高距离2f的范围。此范围随栅比的增加而缩小。4）滤线栅的特性：一次X线透过率（TP）：一次X线是指从X线管焦点发出的原发X线，不包括散射线。分别为用和不用滤线栅时的X线强度。对比度改善系数（K）：又称对比度因子，是使用和不使用滤线栅的对比度之比。K值越大滤除散射线效果越好。曝光倍数（B）：也称滤线栅因子。是指不使用滤线栅时测得的全X线（原发射线和散射线之和）强度I‘和使用滤线栅时测得的全X线强度I“的比值。B值越小所需曝光量越小。其值为2＜B＜6。一次X线透过率（TP）：一次X线是指从X线管焦点发出的原发5）使用滤线栅注意事项：5）使用滤线栅注意事项：第六节X线照片的层次1．X线照片层次的概念指照片局部范围内组织结构微小的的密度差或对比度的显示能力。良好的对比度便于对影像的观察，丰富的层次便于提供给我们更多的诊断信息。两者虽然都是光学密度差异，在有限的密度范围内，两者是相互制约的，照片影像对比度大时，层次就不丰富。因此应根据X线诊断的需要，X线照片兼要有良好的对比度，又要有丰富的层次，两者应该兼顾。一般通过管电压来调节照片对比度与层次的关系。当胸部等被检部位组织结构密度差异大、体厚厚时应采用高千伏摄影技术，乳腺等软组织结构密度差异小应采用软X线摄影技术。第六节X线照片的层次1．X线照片层次的概念指照片局部2．高千伏摄影中照片层次高能量、硬质X线通过肢体时，被吸收衰减的方式、吸收系数均与一般能量的X线不同，可以获得丰富的照片层次。低管电压获得的X线照片图像对比度虽高，但同一张照片上较厚的软组织和骨骼部分，往往因光学密度不足，照片显示的图像层次较少，而较薄的组织部分则因光学密度过高，分辨不出组织细节。3．软X线摄影中照片层次管电压越低得到的X线照片对比度越高，因此，软射线摄取的软组织照片对比度较硬质X线摄取的软组织照片对比度好。2．高千伏摄影中照片层次第七节X线照片的锐利度一、锐利度的概念锐利度（S）：是指在照片上所形成的影像边缘的清楚程度。若以X线照片影像的相邻两点的照片密度差D1－D2为照片对比度（K），从D1到D2移行距离为H（影像模糊度），则锐利度S为：第七节X线照片的锐利度一、锐利度的概念最全的医学成像原理模拟X线成像课件二、影响照片锐利度的因素（一）照片模糊度1．模糊度影响锐利度的因素：（1）照片对比度：照片锐利度S与照片对比度K呈正比，模糊值H一定时，随着照片对比度K的增加，锐利度S越来越好。（2）模糊值：照片锐利度S与模糊值H成反比，照片对比度K一定时，模糊值H越大，锐利度S越差。二、影响照片锐利度的因素（一）照片模糊度在实际观察影像时，理论上计算的锐利度与人眼感受到的锐利度并不完全一致。当H值一定时，K值增大，则锐利度S增加；若K值一定，H减少时，S也增加；但当H值和K值都相应增大或减小时，S值虽然不变，人眼却感到锐利度降低。2．X线照片模糊原因对影像质量影响较大的是焦点的几何学模糊、运动性模糊和屏-片系统产生的模糊。在实际观察影像时，理论上计算的锐利度与人眼感受到的锐利度并不半影的大小为：式中：F为焦点的尺寸；b为肢-片距；a为焦-肢距。在摄影中，减少半影的方法：①尽量采用小焦点摄影；②缩短肢-片距，尽量使被照肢体与胶片紧贴；③在X线管负荷允许的情况下，增加X线管到肢体的距离。半影的大小为：2）照片影像的放大率：2）照片影像的放大率：3）模糊阈值及焦点的允许放大率：国际放射学界公认：0.2mm的半影模糊值就是人眼的模糊阈值。焦点（F）允许放大率（M）：将模糊阈值H＝0.2mm代入上式，则3）模糊阈值及焦点的允许放大率：国际放射学界公认：0.2m（2）运动模糊：X线摄影过程中，X线管、被照体及胶片三者中一个因素在X线摄影过程中发生移动，所摄影像必然出现模糊，称为运动性模糊。运动性模糊的程度取决于物体运动的幅度（m）与照片影像的放大率（2）运动模糊：X线摄影过程中，X线管、被照体及胶片三者在一般情况下，运动模糊是影像模糊最主要的因素。由于运动模糊量为运动幅度与放大率的乘积，因此运动性模糊要比单纯性的几何模糊严重得多。控制和降低运动性模糊的措施：①保证X线管、诊断床以及活动滤线器托盘的机械稳定性，发现故障应及时维修；②摄影时通过固定患者肢体、屏气与缩短曝光时间等方法，减少运动模糊；③尽量缩小肢-片距，使肢体与胶片紧贴；④减少曝光时间。在一般情况下，运动模糊是影像模糊最主要的因素。由于运动模糊量（3）屏-片系统产生的模糊：1）增感屏模糊：增感屏产生的模糊是因光的扩散现象造成的。增感屏荧光颗粒越大，荧光发光效率越高，荧光扩散现象越严重，产生的模糊度则越大。反射层越大，荧光层越厚，模糊度越大。（3）屏-片系统产生的模糊：2）屏-片接触模糊：X线摄影时若屏-片两者接触不良，则产生的屏-片接触性模糊对影像质量的影响更为明显。因此，屏-片组合必须紧密，要求在粘贴增感屏后，屏-片接触性测试合格方可在摄影技术中应用。3）中心线斜射导致的模糊：在X线摄影技术中，经常需要中心线倾斜一定角度来摄取某一解剖部位。为此，X线对双增感屏-双乳剂胶片（暗盒）形成倾斜照射造成模糊。中心线倾斜角度越大，影像也就越模糊（斜射效应）。减少屏-片系统产生的模糊方法为：①使用低感光度的胶片，低增感率的增感屏；②使增感屏与胶片有良好的密着；③尽量使中心线与屏-片系统垂直摄影。2）屏-片接触模糊：X线摄影时若屏-片两者接触不良，则产生（二）照片颗粒度1．定义均匀的X线束照射胶片后，在照片上观察光学密度值大约是1.0处，有时可见其光学密度不均匀，即出现不规则的斑点，这种由小密度差造成的不均匀结构呈现粗糙或砂砾状效果称为照片斑点（或颗粒性）。2．影响颗粒度的因素重要的因素是X线量子斑点、增感屏斑点和胶片斑点。（二）照片颗粒度（1）量子斑点：就是X线量子统计涨落的照片记录。通过被照体后的X线量子可形成X线影像。如果这些X线量子很少，则很难记录有吸收差的两种组织。若量子数相当多时，到达像面单位面积上的量子数（光子密度）可认为比较均匀。但当X线量子数较少时，在像面上单位面积的量子数则明显不同。这种量子密度的变动，就称为X线量子的〝统计涨落〞。（2）增感屏斑点：增感屏结构方面引起的斑点统称为屏的结构斑点。引起屏结构斑点的因素包括荧光物质性能方面的因素和工艺方面的因素。如：增感屏荧光体颗粒大小不等，分布不均匀，涂布厚度不同等现象，均为导致斑点增多或减少。（3）胶片斑点：原因是：①胶片卤化银颗粒的尺寸和分布；②胶片对比度。胶片模糊在屏-片系统形成的模糊中，可以忽略不计，是因为胶片卤化银的颗粒比荧光物质的颗粒小得多，且胶片厚度不及增感屏的1/10。（1）量子斑点：就是X线量子统计涨落的照片记录。通过被照体3．颗粒度的测量方法X线照片的颗粒度测量方法分为主观性测量、客观性测量两种。（1）主观性测量：通过肉眼观察影像的颗粒状况。对于影像是否粗糙或优质的决定总是带有主观性，且依赖于肉眼的观察。不同观察者存在着很大差异，会产生主观错误。（2）客观性测量：以仪器或物理学检查颗粒状况的结果。目前，客观测量方法最常用的是均方根（RMS）颗粒度和维纳频谱（WS）。3．颗粒度的测量方法X线照片的颗粒度测量方法分为主观性测最全的医学成像原理模拟X线成像课件第八节X线照片影像的失真一、放大失真第八节X线照片影像的失真一、放大失真二、歪斜失真二、歪斜失真三、重叠失真为了减轻和避免被检肢体的影像的重叠，在X线摄影时合理选择体位，应灵活运用中心线的投射方向，可采用旋转体位、斜射线等方法。三、重叠失真2．切线投影由于被检体的重叠，使某些部位或病灶无法清晰显示，当被照体局部的边缘部位与X线束呈切线状态时，可造成该部位与其它部分的X线吸收差异较大，使被检部位边界清晰锐利。通过这部分的X线称切线，形成的影像称切线投影。2．切线投影结束结束第三章模拟X线成像第三章模拟X线成像主要内容第一节模拟X线信息影像第二节模拟X线成像信息接收器第三节X线影像信息载体第四节X线照片密度第五节X线照片对比度第六节X线照片的层次第七节X线照片的锐利度第八节X线照片影像的失真主要内容第一节模拟X线信息影像第一节模拟X线信息影像模拟X线图像形成的三个基本条件：第一，X线具有一定的穿透力，能穿透人体的组织结构；第二，被穿透的组织结构，存在着密度、原子序数和厚度的差异，X线在穿透过程中被吸收的线量不同，透过的线量有差别；第三，透过的有差别X线是不可见的，经过成像介质的显像，在X线片上（或荧屏上）显出具有黑白（或明暗）对比、层次差异的X线图像。第一节模拟X线信息影像模拟X线图像形成的三个基本条件：一、X线透视及其特点X线透视分为荧光屏透视和影像增强器透视等。早期使用的荧光屏透视，因为荧光强度低，需要在全黑的环境下直接观察由X线激发的荧光屏的亮度所显示的影像，由于荧光屏亮度太低，图像质量差，检查时患者及医生接受的辐射剂量大，防护条件差。影像增强器透视：此方式影像亮度高，便于观察，可以实现医生的明室操作环境，提高了诊断的正确率和工作效率，监视器可以放在任意位置，方便观察并且为隔室透视提供了技术基础。一、X线透视及其特点X线透视分为荧光屏透视和影像增强器透透视的优点：可以动态、多角度、适时的观察组织器官的形态，并可以立即得到检查结果。缺点：其影像细节的显示与屏-片系统摄影相比还不够清晰，非数字化透视装置不能留下动态的永久记录。另外，透视对于患者的辐射剂量比较大，所以选择透视检查手段时要慎重考虑其必要性。透视的优点：可以动态、多角度、适时的观察组织器官的形态，并可二、X线摄影及其特点X线摄影主要优点是照片影像空间分辨力较高，可长期保存记录，便于复查对比，被检者接受的X线量少，缺点是照片仅是瞬间的固定影像，难以了解脏器的动态变化。其他还有软X线摄影、眼异物定位以及X线造影等检查方法。二、X线摄影及其特点X线摄影主要优点是照片影像空间分辨力第二节模拟X线成像信息接收器一、医用X线胶片二、增感屏三、扁平颗粒技术四、荧光屏及X线电视系统第二节模拟X线成像信息接收器一、医用X线胶片一、医用X线胶片（一）种类1．直接摄影用X线胶片（1）感绿胶片：这是一种配合发绿色荧光增感屏使用的胶片，吸收光谱的峰值约为550nm。特点是在与发绿色荧光的稀土增感屏组合下感度可高达1200，被照体X线的接受剂量大幅度减少。（2）感蓝胶片（色盲片）：是配合发蓝色荧光增感屏使用的胶片，感光乳剂的固有感色是以蓝色为主，不添加色素。其吸收光谱的峰值约为420nm。一、医用X线胶片（一）种类2．激光打印及热敏成像胶片（1）激光胶片：激光胶片用于记录激光扫描图像。按激光种类分为红外线激光胶片和氦氖激光胶片两种，按后处理形式分为干式和湿式两类。湿式激光胶片主要特点是具有极微细的乳剂颗粒，片基背底涂有防光晕层；可体现高对比度、高锐利度图像特点；可感受红色激光、红外线激光或记录氦氖激光图像。属超微粒单层乳剂胶片。（2）热敏胶片：用于干式打印方式，常使用碳黑材料，不对可见光感光，多属非银盐材料。直接热成像方式使用的胶片，在可见光下曝露后仍可使用，不影响成像效果。激光打印及热敏成像一般习惯上称其为〝干式激光打印〞；而采用非激光、直接热成像技术的打印成像，一般称其为〝干式打印〞。2．激光打印及热敏成像胶片3．多幅相机胶片亦称CRT记录图像。适用于CT、MRI、DSA、ECT、超声等图像的记录。特点是能摄取显示器屏幕影像，单面涂布感光乳剂，背面涂有防光晕层以减小荧光物质造成的模糊，成像清晰、细腻。在核医学的动态研究中，能以低剂量而显示出高清晰的图像效果。3．多幅相机胶片亦称CRT记录图像。适用于CT、MRI、4．影像增强器记录胶片（1）荧光电影胶片：用于摄取动态荧光电影图像。胶片既有很高的感光度，又要有颗粒细腻的特点。（2）荧光屏图像及荧光缩影胶片：用于荧光屏下的（点片）摄影或体检荧光缩影。影像增强器记录胶片随着数字化影像的普及和开发，逐渐被淘汰。此外，还有一些特殊片种，包括直接复制用反转片、直接反转型幻灯片、手术摄影专用胶片、自动冲洗机辊轮清洁片等。4．影像增强器记录胶片（二）医用银盐感光胶片的结构及成像原理1．结构主要由感光乳剂层、片基、附加层构成。（二）医用银盐感光胶片的结构及成像原理（1）感光乳剂层：感光乳剂层主要由卤化银（AgX）和明胶组成。1）卤化银：是一种具有感光性能的物质，起着记录影像的作用。其中氯化银（AgCl）、溴化银（AgBr）、碘化银（AgI）分别为白色、乳白色和淡黄色的固体，都应用于感光材料。只有氟化银因极易溶于水，不能应用。晶体颗粒大，感光度高；晶体颗粒小，分辨力高；晶体颗粒分布均匀，颗粒性好；晶体颗粒大小不一，宽容度大。（1）感光乳剂层：感光乳剂层主要由卤化银（AgX）和明胶组成2）明胶：用于感光材料的各种卤化银均不溶于水，不能直接涂布于片基上。因此，需要明胶使卤化银晶体处于永久性的悬浮状态，互不接触，并能均匀涂布在片基上。明胶的作用：①提高感光乳剂的感光度；②起保护性胶体作用；③吸水膨胀后具有多孔性；④具有热熔冷凝性；⑤具有很强的粘性；⑥参与坚膜作用，加入坚膜剂后明胶熔点可从30oC提高到70oC。明胶的性能不稳定，随动物生长条件的不同而变化，这常常给胶片的感光特性带来不稳定的因素。2）明胶：用于感光材料的各种卤化银均不溶于水，不能直接涂布于3）色素：色素为一种有机染料，用以调节胶片的吸收光谱范围（感色性）。不含有色素的胶片，其吸收光谱范围大都限制在500nm以下的蓝、紫色光区域，此称为卤化银〝固有感色波长域〞。3）色素：色素为一种有机染料，用以调节胶片的吸收光谱范围（感（2）片基：片基是乳剂层的支持体，承载感光乳剂的涂布。片基应具备条件：①光学性能，片基本身无色透明；②物理性能，片基的平面性、均一性良好，无晕残影。坚韧而不脆，具有一定机械强度和几何尺寸稳定性，导电性好。有耐热性，热变形尺寸很小，软化温度高，不易燃烧；③化学性能稳定，同乳剂及冲洗药液不起任何化学反应；④制造适宜性。（2）片基：片基是乳剂层的支持体，承载感光乳剂的涂布。（3）附加层：附加层包括保护层、底层及防光晕层（防反射层）。1）保护层：为防止质地柔软的乳剂层的机械损伤，在其表面涂有一层韧性很强的胶体，予以保护。2）底层（结合层）：为使乳剂层牢固地粘附在片基上，在片基表面涂有一层粘性很强的胶体，以防止乳剂层在加工时脱落。3）防光晕层（防反射层）：作用是防止光线从片基反射回去，再次使乳剂层感光，造成影像的灰雾。防光晕层中的光吸收物质，主要有胶体银、防光晕染料和炭黑。此外，在X线胶片中还涂有防静电层，防腐层或在保护层、乳剂层中加入防静电剂、防腐剂、坚膜剂、防灰剂等成分。（3）附加层：附加层包括保护层、底层及防光晕层（防反射层）。2．感光原理（1）光化学反应：是指物质见光后能引起化学变化的现象。反应的过程是光量子进入反应物（AgX）后，光子所具有的能量（E＝hυ），恰好能使反应质点（活化分子、原子、离子）的某些电子从低能级达到使质点活化所需的高能级。2．感光原理（2）潜影的形成：潜影是感光胶片被曝光后，在胶片内部产生的微量的新生银原子团。当AgX接受光的照射（曝光）后，AgX吸收光量子能量，光量子激发了溴离子，使溴离子的电子能量加大，而脱离了溴离子，即：此电子又去还原AgX中的银离子而成为银原子。这种反应的结果，使得胶片上以感光中心为基点的周围产生了更多的银原子，当银原子的数量增加到一定程度，就会催化显影剂对感光银盐的化学反应，这种数量增加的银原子集团称为显影中心。无数的显影中心在胶片上的分布就形成了潜影。（2）潜影的形成：潜影是感光胶片被曝光后，在胶片内部产生的微（3）感光现象：银盐感光材料的感光在一定条件下可能出现几种感光现象。1）互易律失效2）间歇曝光效应3）反转现象4）静电效应5）压力效应（3）感光现象：银盐感光材料的感光在一定条件下可能出现几种感3．感光效应使感光系统（屏-片系统）产生的感光效果称为感光效应（E）。感光效应受诸多摄影因素的影响，可近似地表示为：式中：V代表管电压（kV）；I代表管电流（mA）；t表示摄影时间（s）；f代表增感屏的增感率；S表示胶片的感光度；Z表示焦点物质的原子序数；r表示焦-片距（cm）；B代表滤线栅曝光倍数；Da代表照射野面积（cm2）；K表示除上述因素以外所有能影响感光效应的因素，如电源质量，整流方式、X线机性能、显影液性能等。3．感光效应使感光系统（屏-片系统）产生的感光效果称为感光4．显影的原理显影是氧化还原反应。是将已感光的卤化银用还原剂（显影剂）还原成金属银，进而形成影像。曝光胶片的总反应为：显影剂+卤化银→显影剂氧化物+金属银+卤化氢随着银原子还原数量不断、快速、大量的增加，照片的光学密度值（黑化度）越来越大，直至达到诊断所需密度值为止。4．显影的原理（三）医用激光胶片结构及成像原理1．结构激光胶片分干式和湿式两种，其基本结构是一种单面乳剂层胶片。主要由保护层、乳剂层、结合层、片基及防光晕层组成。（三）医用激光胶片结构及成像原理2．湿式激光胶片的成像原理是把各图像的像素灰阶值输入到存储器中，在计算机直接控制下使用激光束对专用激光成像胶片上各像素单元曝光，如下图所示。2．湿式激光胶片的成像原理是把各图像的像素灰阶值输入到存储2．湿式激光胶片的成像原理是把各图像的像素灰阶值输入到存储器中，在计算机直接控制下使用激光束对专用激光成像胶片上各像素单元曝光，如下图所示。2．湿式激光胶片的成像原理是把各图像的像素灰阶值输入到存储2．湿式激光胶片的成像原理是把各图像的像素灰阶值输入到存储器中，在计算机直接控制下使用激光束对专用激光成像胶片上各像素单元曝光，如下图所示。2．湿式激光胶片的成像原理是把各图像的像素灰阶值输入到存储3．干式激光胶片成像原理成像过程为：①利用红外激光光源对干式卤化银胶片进行激光扫描，银盐吸收光后，在胶片内形成潜影；②曝光后的胶片，通过热敏鼓加热使热能作用于潜影。3．干式激光胶片成像原理成像过程为：①利用红外激光光源对干3．干式激光胶片成像原理成像过程为：①利用红外激光光源对干式卤化银胶片进行激光扫描，银盐吸收光后，在胶片内形成潜影；②曝光后的胶片，通过热敏鼓加热使热能作用于潜影。3．干式激光胶片成像原理成像过程为：①利用红外激光光源对干（四）热敏干式胶片结构及成像原理热敏干式胶片不含卤化银，其记录层由碳黑替代。不需要暗室及化学处理，一切操作过程可在明室进行。1．结构由热敏记录层、保护层、背层和基层组成。背层又由UV吸收层和无光层组成。（四）热敏干式胶片结构及成像原理2．直接热敏成像原理是利用热力头对热敏胶片打印成像。热力头能把电力转变成热力，在热敏胶片上进行打印。感热记录方式有：①助熔热复制方式；②升华热复制式；③直热记录式。2．直接热敏成像原理是利用热力头对热敏胶片打印成像。热力头（五）医用X线胶片的感光特性及测定1．感光材料的照相性能感光材料的照相性能包括：①感光性能。感光材料的感光度、灰雾度、反差系数（平均斜率）、最大密度、宽容度等参数，可通过感光测定获得；②物理性能。感光材料的熔点、厚度、保存性、感色性、色温性等，可通过物理性测定方法获得；③成像性能。感光材料的清晰度、分辨力、颗粒度、调制传递函数等参数，可通过成像质量测定方法获得。（五）医用X线胶片的感光特性及测定2．胶片特性曲线（1）胶片特性曲线：1）光学密度与曝光量：光学密度：是指胶片乳剂层在感光及显影作用下黑化程度的物理量。数值上等于阻光率的常用对数值，记作：式中：D为光学密度；I0为入射光强度；I为透过光强度。曝光量：表示光强度与曝光时间的乘积。记作：式中：E为曝光量，I为光强度，t为曝光时间。2．胶片特性曲线2）胶片特性曲线定义：是指曝光量与曝光量所产生的密度之间关系的一条曲线，由于这条曲线可以表示出感光材料的感光特性，所以称之为特性曲线。3）胶片特性曲线组成：由足部、直线部、肩部和反转部组成。2）胶片特性曲线定义：是指曝光量与曝光量所产生的密度之间关系4）感光特性值：本底灰雾（Dmin

）、感光度（S）、反差系数（γ值或G值）、最大密度（maxD）、宽容度（L）等感光材料的感光性能参数。本底灰雾（最小密度Dmin

）：感光材料未经曝光，而在显影加工后部分被还原的银所产生的密度，称为本底灰雾或最小密度。感光度（S）：是指感光材料对光作用的响应程度，也即感光材料达到一定密度值所需曝光量的倒数。医用X线胶片感光度定义为产生密度1.0所需曝光量的倒数。4）感光特性值：本底灰雾（Dmin）、感光度（S）、反差系最大密度（Dmax）：对某种感光材料来说，密度上升到一定程度时，不再因曝光量的增加而上升，此时的密度值称为最大密度（Dmax）。宽容度（L）：是指特性曲线上直线部分在横坐标上的投影，表示的是正确曝光量的范围。从X线摄影角度讲，有效宽容度是指产生诊断密度（0.25～2.0）所对应的曝光量范围。反差系数γ越大，宽容度L越小，而不同组织间的影像锐利度越高；γ越小，L越大，信息增多，影像层次丰富，摄影条件的通融性也增大。最大密度（Dmax）：对某种感光材料来说，密度上升到一定程度3．感光测定简介（1）定义：感光测定是一种表示感光材料所接受的曝光量，同由此而产生的密度之间关系的定量测定方法。（2）应用：感光测定除对感光材料的相关胶片特性进行测定外，还可以利用其进行显影液性能的测定、冲洗机因素的测定、增感屏感度的测定、X线物理特性对影像影响的测定以及其它一些有关测定。遵循原则：一是必须使测试条件具有充分代表性，确实符合摄影的实际情况；二是必须遵循测试条件固定不变的原则。（3）方法：因曝光源不同而分为可见光源和X线光源两类。3．感光测定简介二、增感屏在X线摄影中利用X线激发增感屏的荧光体获得的荧光，对胶片产生增加感光的作用，大大减少X线曝光条件。进行X线摄影时，对胶片的感光作用主要来自于增感屏发出的荧光，可占到95%以上，而直接依靠X线形成的感光作用不到5%。（一）荧光现象某些物质在紫外线、X线、电子射线等激发下，可将其吸收的能量以可见光形式释放出来，这种现象叫荧光现象。这种能发荧光的物质叫荧光体。二、增感屏在X线摄影中利用X线激发增感屏的荧光体获得的荧（二）增感屏的种类1．钨酸钙屏从1897年始使用的标准通用型增感屏。荧光体为钨酸钙（CaWO4），发射光谱在350～560nm之间，峰值在420nm左右，与感蓝片组合使用。根据钨酸钙晶体颗粒的大小，分为低速屏、中速屏和高速屏。主要缺点是它的X线光子的吸收效率和荧光转换效率较低。2．稀土增感屏1972年始，从传统的CaWO4屏跨入了稀土屏的时代。稀土屏最大特点是在X线激发下发光效率高于CaWO4屏。稀土增感屏分两类，一类是发光光谱在蓝紫色光区（峰值420nm），需与感蓝片组合使用的增感屏；另一类是发光光谱在黄绿色光区（峰值550nm），需与感绿片匹配的增感屏。现在最常用的稀土屏为氟氯化钡/铕（蓝光）屏和硫氧化钆/铽（绿光）屏。（二）增感屏的种类3．特殊增感屏（1）超清晰屏（2）高电压摄影用屏（3）同时多层屏（4）感度补偿型屏（5）乳腺摄影专用屏（6）连续摄影用屏3．特殊增感屏（三）增感屏的结构增感屏主要由四层结构组成。（三）增感屏的结构（四）增感屏的性能1．增感率增感屏的增感作用常以增感率表示。在照片上产生同等密度为1.0时，无屏与有屏所需照射量之比称为增感率（增感倍数或增感因数），记作：式中：f为增感率；0t为无屏照射量；t为有屏照射量。增感率的大小主要受荧光体发光效率和屏结构两因素影响。X线吸收效率；荧光转换效率；荧光传递效率；屏-片匹配效率。①荧光体的颗粒大，增感率高；②结合剂使用量大，对荧光吸收小，增感率高；③支持体的荧光反射率高，增感率高；④荧光体涂布厚度的增加，在适当数值下可提高增感率。（四）增感屏的性能2．增感屏的影像效果（1）影像对比度增加（2）影像清晰度降低（3）影像颗粒性变差2．增感屏的影像效果三、扁平颗粒技术20世纪80年代初，Kodak公司率先将扁平颗粒（T颗粒）乳剂技术应用于医用X线胶片上，配合使用硫氧化钆（ga‘）稀土增感屏，形成T颗粒技术的一种新型屏-片体系。1．扁平颗粒胶片其结构特点是将卤化银晶体颗粒切割成二维的扁平状并与片基平行排列。三、扁平颗粒技术20世纪80年代初，Kodak公司率先2．LANEX稀土增感屏具有很高的X线吸收效率及荧光转换效率，可以把极少的X线光子转换成大量荧光，使照射到胶片单位面积上的荧光光子数并未减少，但更加均匀，从而减少了量子斑点的产生。扁平颗粒胶片应与相对应的硫氧化钆增感屏匹配，才能真正发挥出独特的扁平颗粒技术所具有的高质量影像效果，两者必须相辅相成。2．LANEX稀土增感屏四、荧光屏及X线电视系统（一）荧光屏荧光屏式透视是早期应用的一种透视检查方法。荧光屏式透视一般采用防护隔墙式透视，X线管与荧光屏靠机械装置同步联动，荧光屏的观察面朝向暗室，供医生观察，X线管和被检者可在明室。荧光屏透视由于荧光亮度太小，必须进行暗室操作。影像效果不可调且操作不便。四、荧光屏及X线电视系统（一）荧光屏（二）X线电视系统X线电视系统主要由X线影像增强器、光分配器和闭路电视组成。（二）X线电视系统第三节X线影像信息载体一、X线束（一）X线束的形状第三节X线影像信息载体一、X线束（二）X线束的量与质1．X线量决定X线量多少的是管电流量（mAs）。X线的量越大，感光系统的感光效应就越大。2．X线质是用来描述单个X线光子能量大小的。X线质是由管电压kV所决定的。管电压值越大单个X线光子的能量就越大，X线束的总能量也就越大。临床上常用¡X线的硬度¡来描述X线质。（二）X线束的量与质（三）X线束的能量分布照射野：指通过X线管窗口的X线束入射于成像介质的曝光面大小。X线束在照射野内的能量分布是不均匀的。（三）X线束的能量分布阳极倾角约为20°时，在平行于X线管的长轴方向上，近阳极侧X线量少，近阴极侧的X线量多，最大值在110°处，分布是非对称性的现象。摄影时应注意将肢体厚度大的组织放在阴极侧，而需重点观察的细微结构组织及厚度小的部位应置于阳极侧。阳极倾角约为20°时，在平行于X线管的长轴方向上，近阳极侧X二、X线管焦点及其成像性能（一）X线管焦点实际焦点灯丝发射的电子束经聚焦后在X线管阳极靶面上的撞击面积称为实际焦点。有效焦点：像面不同方位上实际焦点的投影。二、X线管焦点及其成像性能（一）X线管焦点3．主焦点与副焦点从灯丝正面发射出的电子撞击阳极靶面形成主焦点；从灯丝侧方发射的电子撞击阳极靶面形成副焦点；主焦点与副焦点共同形成实际焦点。3．主焦点与副焦点（二）焦点面上的线量分布（二）焦点面上的线量分布（三）焦点的测试焦点的测试方法有两种，即针孔照相设备成像法和狭缝照相设备成像法。测试方法：①使X线中心线垂直通过狭缝入射面的中心（中心线与狭缝基准线的夹角小于或等于10-3弧度）；②狭缝照相装置的狭缝入射面与焦点的距离≥100mm，按下表要求放大率摄影；③测焦点的长时，狭缝的方向须与X线管的长轴垂直；测量焦点的宽时，狭缝的方向须与X线管的长轴平行；④胶片与狭缝的平面平行，与X线的中心线相垂直；⑤按照下表中的规定选取曝光条件，分别摄取焦点长、宽方向照片影像，照片的最大密度值在1.0～1.4，Dmin≤0.2；⑥用带刻度的放大镜测量焦点像的长和宽。（三）焦点的测试（四）焦点主要成像性能参量主要参量有：焦点大小、焦点的极限分辨力、焦点的散焦值和焦点的调制传递函数。1．焦点大小2．焦点的极限分辨力（1）定义：焦点的极限分辨力（R）是在规定测量条件下不能成像的最小空间频率值，用每毫米中能够分辨出的线对数（LP/mm）来表示。（2）测试设备：主要采用星形测试卡或矩形波测试卡。（四）焦点主要成像性能参量最全的医学成像原理模拟X线成像课件3．焦点的散焦值（1）定义：焦点的散焦值（B）是描述X线管焦点的极限分辨力R随着负荷条件的改变而相对变化的量（又称晕值）。式中：R50、R100分别为下表规定的负载因素所测得的焦点的极限分辨力。一般X线焦点的散焦值B≥1，焦点的散焦值越接近1，成像性能受负荷条件的影响就越小。3．焦点的散焦值4．焦点的调制传递函数（1）定义：焦点的调制传递函数（modulationtransferfunction，MTF）是描述X线管焦点这个面光源使肢体成像时，肢体组织影像再现率的函数关系。（2）MTF域值范围：0≤MTF≤1。MTF=1表示成像系统的输入对比度与输出对比度相等；MTF=0表示成像系统的输出对比度为0，即影像消失。一般说，在同一个空间频率值时，MTF值大的焦点，成像性能好；MTF值小的焦点，成像性能差。焦点尺寸越小，MTF值越大，成像性能就越好。4．焦点的调制传递函数第四节X线照片密度一、照片密度（一）概念照片密度又称光学密度或黑化度，用D表示。是指X线胶片经过曝光后，通过显影等处理在照片上形成的黑化程度。（二）光学密度值光学密度值是一个对数值，无量纲。其大小决定于入射光线强度（I0）与透过光线强度（I）的比值。光学密度值用照片阻光率的对数值表示：正常（0.25-2.0）第四节X线照片密度一、照片密度最全的医学成像原理模拟X线成像课件二、影响照片密度的因素1．管电流量-照射量（mAs）2．管电压-kV决定X线的硬度，kV增加，使X线穿透物体到达胶片的射线量增多，照片密度增加。3．摄影距离-X线强度与摄影距离（FFD）的平方成反比。4．增感屏-增感屏对照片密度的提高能力，取决于增感屏的增感率。增感率越高，所获得的照片密度越大。5．胶片-在曝光量一定时，胶片的感光度越大，形成的照片密度越大。6．被照体厚度及密度-照片密度随着被照体组织的厚度和密度的增加而降低。7．照片冲洗因素-显影液特性、显影温度及时间、冲洗环境等因素对照片密度的大小有较大的影响。二、影响照片密度的因素1．管电流量-照射量（mAs）第五节X线照片对比度一、对比度的概念对比度是形成影像的基础因素之一，与之有关的有肢体对比度，射线对比度，胶片对比度和照片对比度。1．肢体对比度即肢体对X线吸收系数的差，是形成射线对比度的基础。2．X线对比度当X线透过被检体时，由于被照体对X线的吸收、散射而减弱，透过被检体的射线形成了强度不均的分布差异，这种X线强度的差异称为射线对比度（形成了X线信息影像）。第五节X线照片对比度一、对比度的概念3．胶片对比度X线胶片对射线对比度的放大能力。通常用胶片特性曲线的最大斜率（γ值）或平均斜率（G）来表示。4．X线照片对比度X线照片上相邻组织的密度差（亦称光学对比度）。X线照片影像是一个复杂的人体组织的重叠影像，当对比度过小时，可能会被肉眼遗漏。照片的对比度不是越高越好，对比度太高的照片会导致影像层次的损失。3．胶片对比度最全的医学成像原理模拟X线成像课件二、影响照片对比度的因素（一）被检体因素射线对比度KX取决于被检体的吸收能力，与组织的原子序数、密度、厚度有关。组织的原子序数Z越高，光电吸收越多，X线减弱系数（μ）越大，KX越高；被检体组织对X