第三章 模拟X线成像

第三章模拟X线成像沈乃澎讲师shennp@163.com医学影像系影像技术教研室内容提纲X线影像的形成X线照片医用X线胶片屏-片组合增感屏激光胶片（了解）X线照片影像的基本要素密度对比度X线影像清晰度焦点影像失真散射线2023/1/312目的要求掌握胶片特性曲线影响照片密度、对比度的因素影响影像清晰度的因素熟悉增感屏的原理、屏-片组合散射线和滤线器焦点的测试了解数字成像胶片2023/1/313第一节X线影像的形成

利用各种X线成像技术，将形态学功能学信息采集下来，经处理形成光学影像模拟X线成像数字X线成像2023/1/3142023/1/315X线影像信息的形成X线:质、量合适大致均匀穿过人体吸收不均匀发生不等量衰减2023/1/316影像信息形成与显示影像信息采集、传递、转换第二节X线照片与增感屏X线胶片种类一般胶片绿\蓝增强器记录胶片特种胶片数字成像胶片结构2023/1/317

性能胶片特性曲线

描绘曝光量与光密度之间关系的一条曲线足部直线部肩部翻转部2023/1/318医用X线胶片感光特性2023/1/319医用X线胶片感光特性对比度两种表示方法反差系数和平均斜率2023/1/3110医用X线胶片感光特性宽容度(L)2023/1/3111增感屏2023/1/3112增感屏2023/1/3113增感屏效应2023/1/3114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2023/1/3115第三节X线照片影像的基本要素密度对比度锐利度颗粒度失真度2023/1/3116基本要素决定细节2023/1/3117优质X线照片影像必须具备的基本条件：①适当的照片影像密度②良好的照片影像对比度③照片影像层次丰富④照片影像锐利度好⑤照片影像失真度小⑥照片影像颗粒度好⑦照片标记正确、清晰、整齐⑧照片无任何伪影、刮痕、污染⑨照片影像显示部位符合诊断要求

1.密度定义照片的暗度或者不透明程度，也称黑化度本质：黑色金属银堆积，以D（density）表示

2023/1/3118透光率T：指照片上某处的透光程度，等于透过光线强度与入射光线强度之比阻光率O：指照片上阻挡光线能力的大小,等于透光率的倒数光学密度值D：照片阻光率的对数值2023/1/3119v：管电压i：管电流t：摄影时间f：增感屏的增减率s：X线胶片的感光度Z：靶物质的原子序数r：摄影距离B：曝光量倍数D：射野的面积d：被检部位的厚度u：被检组织的X线吸收系数e：自然对数底K：常数密度与感光效应的关系毫安秒管电压摄影距离屏-片组合滤过焦点X线限束解剖部位及病理情况滤线栅暗室处理2023/1/3120影响照片密度的因素2.对比度定义

照片上相邻组织影像的密度差2023/1/3121X线对比度（射线对比度）（Kx）胶片对比度（胶片对比度系数）（）X线照片对比度（光学对比度）（K）

物体对比度（对比度指数）（△µ）人工对比度2023/1/31222.X线对比度（又称射线对比度）（Kx）1.肢体对比度（又称对比度指数）（△µ）△µ=µ2-µ12023/1/31234.X线照片对比度（又称光学对比度）（K）

3.胶片对比度（又称胶片对比度系数）（）K=D2-D12023/1/3124四者的关系：2023/1/3125影响照片对比度的因素2.射线因素1.被照体因素发射源被照体接收器冲洗加工观片灯3.接收器（屏-片系统）因素4.照片冲洗处理的因素5.照片观察的因素2023/1/31261.受检体因素组织的原子序数（Z）：临床上用钡、碘组织的密度（）：组织厚度（d）：

2023/1/31272.射线因素X线质：X线的穿透力X线量：与对比度无直接关系，使ROI好转散射线：康普顿效应产生2023/1/3128（1）X线质——Kv，代表X线的穿透力软X线摄影（软组织摄影）：25~40Kv普通摄影：40~100Kv高千伏摄影（高电压摄影）：100~150Kv特点：照片对比度加大特点：照片层次丰富2023/1/3129X线质对照片对比度的影响高Kv低Kv2023/1/3130（2）X线量：X线量：使低密度区的影像对比明显好转2023/1/31315.照片冲洗3.散射线4.屏-片组合6.观片灯第四节X线影像清晰度决定因素分辨力影响X线成像系统分辨力最大的是焦点焦点的测试矩形波测试卡

星卡模糊度散射线噪声2023/1/31322023/1/3133

（1）焦点的大小

焦点是一个有一定面积的发光源。由于X线影像是由物体吸收X线后产生的本影和几何原因形成的半影共同组成的。焦点尺寸越大则半影越大，影像表现越模糊。焦点主要成像性能参量2023/1/3134（2）焦点的极限分辨力：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，以每毫米中能够分辨出的线对数（LP/mm）来表示X线管焦点小、焦点面上的线量分布为单峰时，R值大；反之，在X线管焦点大、焦点面上的线量分布为多峰时，R值就小；R值大时成像性能好焦点极限分辨力的测量2023/1/31352023/1/3136

（3）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。当管电压一定，随管电流增大，焦点的尺寸变大。当管电流不变时，焦点增涨随管电压的上升而减小。2023/1/3137

（4）焦点的调制传递函数：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。MTF域值范围：MTF的最大值为1，最小值为0，即0≤MTF≤1。模糊度背景模糊影像失锐2023/1/3138焦点几何学模糊屏-片系统产生的模糊运动模糊2023/1/31391.几何学模糊：（1）定义：

几何学模糊：X线管焦点是一面光源。摄影时，由于几何学原因而形成半影（H）。2023/1/31401）焦点的大小：

（2）影响半影大小的因素焦点越大，几何模糊度即半影越明显。

2023/1/31412）放大率：

3）焦点的允许放大率：

（人眼的模糊阈值）2023/1/31422.运动模糊：（1）定义：

成像三要素（球管、被照体、胶片）之一在摄过程中发生移动，所摄影像必然出现模糊，称为运动模糊2023/1/3143（2）产生运动模糊的因素：X线管、胶片的运动及被检体的运动。Hm=m（1+）ba运动性模糊的程度：2023/1/3144（3）减少运动模糊的方法：

①保证X线管、诊断床以及活动滤线器托盘的机械稳定性。②在摄影时，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为了减少曝光时间，可配用高感光度的胶片，高增感率的增感屏，强力显影液等。2023/1/31453.屏-片系统产生的模糊

（1）定义：屏-片组合系统对照片影像产生一定程度模糊。（2）产生屏-片系统模糊的因素：

增感屏性模糊屏-片接触模糊中心线斜射导致的模糊包括2023/1/31461）增感屏性模糊

增感屏产生的模糊，是因光的扩散现象造成的。2023/1/31472）屏-片接触模糊

屏-片组合使用时两者接触不良，则继发产生屏-片接触性模糊。

2023/1/3148斜射效应：X线对双增感屏-双乳剂胶片形成了倾斜照射。胶片前后乳剂层形成的错开影像，造成模糊。3）中心线斜射导致的模糊：

影像噪声量子噪声增感屏噪声X线胶片噪声2023/1/31492023/1/3150（一）概念照片影像较原物体大小及形状的改变称为失真。其变化的程度称为照片影像失真度。（二）照片失真的种类及措施放大失真

歪斜失真

重叠失真

根据失真原因分为：

影像失真形状失真

2023/1/31511.放大失真：

X线摄影的照片均有放大，由于被照物体各部与胶片距离不同，导致被照体各部位放大率不一致，称影像的放大失真。2023/1/3152纠正的方法：使被照体或被摄病灶，尽量与胶片平行且靠近，减少放大失真。

A点在胶片上的放大率为：

B点的放大率为：2023/1/3153摄影时X线中心线与被照物的投影关系不合理，被照体不在焦点的正下方可引起歪斜失真（又称为形状变形）。2.歪斜失真2023/1/3154歪斜失真包括被照体的影像被拉长和缩短。①将焦点置于被照物体中心的正上方；②尽量使被照体与胶片平面平行。纠正的方法：2023/1/31553.重叠失真：

由于被照体组织结构相互重叠，在影像上形成的光学密度减低。对比下降，乃至影像消失的现象叫重叠失真。2023/1/3156①大物体密度小于小物体，而且相差很大，其重叠的影像中对比度较好，可以看到小物体的影像。②大小物体组织密度相等，并且密度较高时，重叠后的影像中小物体的阴影隐约可见，对比度差。③大小物体组织密度相差很大，而且大物体密度大于小物体的密度，重叠后的影像中小物体的阴影由于对X线吸收很少，而不能显示。重叠有三种情况：2023/1/3157合理利用各种角度摄影，旋转体位，倾斜射线、体层等方法是减少影像重叠的主要措施。纠正的方法：2023/1/3158X线管发射出的原发射线穿过人体及其他物体时，产生光电效应和康普顿散射，而产生方向不定、能量较低的二次射线

散射线不能用于成像只能使照片发生灰雾照片对比度下降

2023/1/3159散射线含有率：散射线占胶片全部射线的比率散射线含有率=散射线全部射线评价散射线的指标2023/1/3160散射线含有率的影响因素：管电压：管电压增加，散射线增加照射野：照射野面积增加，散射线增加受检体的厚度当管电压在80~90Kv以上，散射线含有率趋于平稳当d<15cm，散射线含有率随厚度增加当d>15cm，散射线含有率不再增加当照射野达30cm×30cm时，散射线含有率达饱和2023/1/3161散射线的抑制散射线的消除遮线器

滤过板

空气间隙法滤线栅抑制和消除散射线的方法2023/1/3162①遮线器：调节照射野散射线的抑制：②滤过板：吸收原发射线中波长较长的无用射线2023/1/3163散射线的消除：①空气间隙法：利用空气可吸收能量较低的X线及X线衰减与距离的平方成反比的规律。②滤线栅法：直接吸收散射线最有效的设备。2023/1/3164空气间隙法：

特点：“平方反比”定律不足：原发射线能量也减少，需使用增感屏和胶片补偿2023/1/3165滤线栅法：滤线栅应用原理示意图2023/1/31661）滤线栅的构造：

2023/1/31672）滤线栅的分类：根据构造特点分类静止式（固定式）运动式交叉式按运动机能分类聚焦式平行式2023/1/31683）滤线栅工作原理：

2023/1/31694）滤线栅特性：栅比（R）：栅密度（n）：

2023/1/3170铅容积（P）：

P=n·d·h

滤线栅的焦距（f0）：指聚焦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。2023/1/3171焦栅距离界限（f1～f2）：

原射线透射值在聚焦距离上的透射值的60%时允