X线摄影检查技术X线摄影原理的认知讲解

X线摄影检查技术X线摄影原理的认知永州职业技术学院〖教学目标〗1.掌握X线焦点的概念及相关知识。2.掌握X线影像的形成及影响因素。X线束与X线管焦点一、X线束1.X线束的形状由于阳极结构的自身吸收以及X线管套和窗口的限制，X线管发出的X线是以阳极靶面的实际焦点为锥尖的锥形射线束。一般中心线应通过被检部位的中心并与胶片垂直。X线束中除中心线外的射线称为斜射线。2.X线束的量与质（1）X线的量∶管电流量决定X线的量，即曝光所用的管电流值与曝光时间的乘积，记做mAs。（2）X线的质∶是用来描述单个X线光子能量大小的。X线的质是由管电压所决定的。临床上常用"X线的硬度"来描述X线的质。射线束中单个光子的最大能量从理论上应等于所用管电压值的电子伏特数kV。（3）X线束的能量分布：X线束在照射野内的线量分布是不均匀的。二、X线管焦点1.X线管焦点的概念（1）实际焦点：是指灯丝发射的电子经聚焦后在X线管阳极靶面上的撞击面积。（2）有效焦点和有效焦点标称值1）有效焦点∶阳极靶面与X线管长轴的垂直面构成的夹角称为阳极倾角用α表示，为17～20°角。实际焦点在像面不同方位上的投影,统称为X线管的有效焦点。2）有效焦点标称值∶通常我们把实际焦点在X线管长轴垂直方向上的投影称为X线管标称的有效焦点（等效焦点）。1982年国际电工委员会（IEC）336号出版物上阐述了用无量纲的数字（如1.0、0.3、0.1等）来表示有效焦点的大小，此数字称为有效焦点标称值。（3）主焦点与副焦点∶1）从灯丝正面发射出的电子撞击阳极靶面形成主焦点；2）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。理想的副焦点是处于主焦点内侧，此时热量容易被分散，焦点大小变化不大。2.X线管焦点的特性（1）焦点的方位特性：在平行于X线管长轴方向的照射野内，近阳极侧有效焦点小，近阴极侧有效焦点大，这一现象被称为焦点的方位特性。在短轴方向上观察，有效焦点的大小对称相等。（2）焦点的阳极效应：当阳极倾角约为20°时，进行X线量的测定，其结果是在平行于X线管的长轴方向上，近阳极端X线量少，近阴极端的X线量多，最大值在110°处，分布是非对称性的。这种现象被称为X线管的阳极效应。在X线管的短轴方向上，X线量的分布大致上对称相等。（3）焦点面上的线量分布：焦点宽方向上的线量分布是中间密度少、两边高的双峰形分布曲线。（X线管短轴方向）焦点长方向上的线量分布是两边密度低、中间高的单峰形分布曲线。（X线管长轴方向）3.焦点的测试（1）针孔照相设备成像法∶是国际放射委员会及测定委员会（ICRU）于1962年规定的方法，适用于尺寸在0.3以上的焦点测试（2）狭缝照相设备成像法∶是根据国际电工委员会（IEC）336号出版物要求所规定的测试焦点大小的方法。4.焦点主要成像性能参量

（1）焦点的大小：焦点是一个具有一定面积的发光源，X线影像是物体吸收了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，半影越大，影像越模糊。（2）焦点的极限分辨力：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。（3）X线管焦点的散焦值：是描述X线管焦点的极限分辨力随着负荷条件的改变而相对变化的量，又称增涨值或晕值。1)焦点增涨的原因分析：管电流增高时，灯丝附近的电子密度较大，由于电子间的库仑斥力的作用，造成有效焦点增大的倾向，当管电流低时此倾向变小。管电压升高时，电子束向阳极靶面撞击的速度加快，该方向矢量增大，电子束向外扩散的时间较短，因此扩散的程度也较小；反之，则有足够的扩散时间，因而引起较大的焦点增涨。2)焦点增涨的观察：当管电流不变时，管电压增加，焦点的尺寸变小；当管电压不变时，管电流增加，焦点的尺寸变大。3)计算：X线焦点的增涨值B≥1，焦点的增涨值B接近1时，成像性能受负荷条件的影响小。X线影像的形成及影响因素优质X线照片影像必须具备的基本条件是∶①适当的影像密度;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一、照片影像密度1.概念（1）照片密度∶又称光学密度或黑化度，是指X线胶片经过感光后通过显影等处理在照片上形成的黑化程度，用D（density）表示。（2）光学密度的求值∶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与透过光线强度的比值。1）透光率：照片上某处的透光程度，透过光线强度与入射光线强度之比。2）阻光率：指照片上阻挡光线能力的大小。在数值上等于透光率的倒数。3）光学密度值：照片阻光率的对数值。密度为零的照片并不存在，因此片基的密度值为0.2，色泽为淡兰色，目的是降低观片灯的光强，减少视觉的疲劳。照片密度密度值在0.25—2.0之间，标准值为1.0，另外照片的密度值是胶片两侧的密度之和。肉眼阅片识别能力与观片灯光的亮度有很大关系，所以只要灯光不刺眼，光强时观看较清楚。空气3.0肺1.2～1.6肋骨0.5～0.7心脏0.2～0.3腹部软组织0.7～1.2骨骼0.5～0.62.影响照片密度的因素（1）照射量（mAs）∶当管电压一定时，决定X线照片影像密度的因素是照射量。在正确的曝光范围内，照射量与照片密度成正比。（2）管电压（kV）∶管电压决定X线的硬度。管电压增加，使X线穿透物体到达胶片的量增多，照片密度增加。照片密度的变化与管电压的n次方成正比例。摄影中应当利用照射量调节照片密度，利用管电压控制照片对比度。（3）摄影距离（FFD）∶X线强度的衰减与摄影距离的平方成反比。确定摄影距离的原则：1）考虑X线机容量允许的条件下，尽量增长摄影距离，确保影像的清晰;2）根据诊断的要求，选择合适的摄影距离。（4）增感屏∶增感率越高，所获得的照片密度越大。（5）胶片的感光度∶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的厚度和密度的增加而降低。（7）照片冲洗因素：冲洗环境的安全性、显影液特性、显影温度及时间。3.照片密度与感光效应的关系感光效应是X线对胶片的感光作用，而密度是胶片对感光效应的记录。感光效应公式可简写成：E=k·（Vn·I·t/r²）E:感光效应

V:管电压

n:管电压指数

I:管电流

t:曝光时间

r:摄影距离

k:其余相对固定不变的感光因素常数密度随着感光效应的增加而增加，但是超过一定限度，感光效应与密度之间不成线性关系，这是由于胶片特性所决定的。二、照片影像对比度1.概念（1）肢体对比度（△u）∶又称对比度指数，是肢体对X线吸收系数的差（

2-

1）。肢体对比度是受检体所固有的，是形成射线对比度的基础。（2）X线对比度（Kx）∶又称射线对比度。到达被照体之前，X线是强度分布均匀的一束射线。当X线透过被照体时，由于被照体对X线的吸收、散射而减弱，透过被照体的透射线形成了强度分布不均的对比度。（3）胶片对比度∶又称胶片对比度系数，是X线胶片对射线对比度的放大能力。通常采用胶片的最大斜率（y值）或平均斜率（G）来表示。（4）X线照片对比度∶又称为光学对比度（K），是X线照片上相邻组织影像的密度差。2.影响照片对比度的因素（1）被照体因素：1）组织的原子序数：X线诊断领域内，人体吸收X线的形式，主要是光电吸收和康普顿散射效应。原子序数越高，光电吸收越多，X线减弱系数越大，X线对比度增高。2）组织的密度与厚度：被照体组织的密度与X线的吸收成正比。组织的密度愈大，X线吸收愈多。当被照体的密度、原子序数相同时，照片的对比度由体厚所决定，肢体厚度越大，吸收的X线越多，产生的照片密度越小。体厚接近，原子序数有差别原子序数相同，体厚不同（2）射线的因素1）X线的质∶管电压越高，X线波长越短，X线的穿透能力越强，被检组织对X线的衰减越少，对比度减小。乳房影（KV60～70）（KV25～35）2）X线的量∶一般认为X线量对X线对比度没有直接影响，随X线量增加到照片密度值增多时，低密度部分的影象对比度有好转。因此X线量主要影响的是密度。3）散射线∶原发射线穿过人体，发生光电效应和康普顿散射，产生方向不定、能量较低的二次射线。使照片发生灰雾，照片对比度下降，同时对工作人员和被检者都产生辐射。散射线含有率是作用于胶片上的散射线与全部射线的比率。散射线含有率与原发射线和受检体有关。①管电压∶散射线含有率随着管电压的升高而加大。当管电压超过80~90kV，散射线含有率趋于平稳。②受检体的厚度∶当被检体厚度超过15cm时，散射线含有率不再增加。③照射野∶照射野增加时，散射线含有率大幅上升。散射线含有率的增加在30cmx30cm的照射野时达到了饱和，照射野小于2cmx2cm时，散射线很少。抑制散射线的方法：①遮线器∶主要是通过控制照射野的大小来减少散射线。通常以铅板的机械装置组成，使相互垂直的两对铅板并拢或张开，以控制照射野大小。②滤过板∶通过使用适当厚度的金属薄板，置于X线管窗口处，吸收原发射线中波长较长的无用射线，减少低能射线对被检者的辐射。消除散射线的方法：①空气间隙法∶是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，增加肢-片距，使部分与原发射线成角较大的散射线射出胶片以外。②滤线栅∶直接吸收散射线最有效的设备。滤线栅的分类静止式（固定）滤线栅：1、平行式滤线栅2、聚焦式滤线栅3、交叉式滤线栅运动式（活动）滤线栅：1、2滤线栅运动使铅条阴影产生运动模糊，避免铅条阴影对被检体影像的干扰。滤线栅的特性：a.栅比（R）∶指铅条高度h与相邻两铅条间距D的比值，栅比值越高，其消除散射线作用越好。b.栅密度（n）：指的是1㎝宽度范围内，铅条与其间距形成的线对数，栅密度值越大，吸收散射线能力越强。c.铅容积（P）：指的是1㎝2栅表面上，所含铅的体积。栅比越高，栅密度越大；铅容积越大。铅容积越大，吸收散射线能力越强。d.滤线栅的焦距和焦栅距：聚焦式滤线栅是一定斜率排列的铅条，沿铅条方向倾斜延长线可聚在一条直线上。此直线上的任何一点到滤线栅的垂直距离都相等，这个距离称滤线栅的焦距。焦栅距离（f1～f2）是X线摄影时，焦点到滤线栅的距离。聚焦式滤线栅有效摄影距离（最低距离f1和最大距离f2），一般要求只要能达到原发射线有效透过值的60%，即可满足临床需要，常规情况下该距离为90～100cm。e.一次X线透过率∶是指使用滤线栅时原发X线强度与不使用滤线栅时原发X线强度之比。f.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，消除散射线效果越好。g.曝光倍数（B）∶又称滤线栅因子，是指不使用滤线栅时测得的全X线强度和使用滤线栅时测得的全X线强度的比值。B值越小，所需曝光量越小。其中，a、b、c、d项为滤线栅的几何特性；e、f、g项为滤线栅的物理特性使用滤线栅的注意事项：①使用聚焦式滤线栅时，注意不得将滤线栅倒置；②使用滤线栅时，焦栅距一般在允许的范围之内。③中心线对准滤线栅中线，左右不要偏移3cm。④倾斜球管时，倾斜方向只能与铅条排列方向平行。⑤使用运动式滤线栅时，运动时间比曝光时间长。⑥使用交叉式滤线栅时，X线不得做任何方向倾斜。（3）接收器（屏-片系统）的因素1）胶片对比度系数∶照片对比度是射线对比度通过胶片对比度放大而显示出来的。胶片对比度越高，对X线对比度的放大能力越大。医用胶片对X线对比度的放大能力在1.5～3.5之间。2）增感屏∶使胶片的感光能力增加20~100倍，可以明显提高照片对比度。同时增感屏的使用减少了X线的量，缩短了曝光时间。（4）照片冲洗处理的因素∶显影液的pH、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。（5）照片观察的因素∶感光不足的照片用低亮度黄色观片灯可提高生理对比度，感光过度的照片可借助强光灯来提高生理对比度。影响X线照片密度的因素有哪些。管电流量越大，照片密度

；管电压越大，照片密度

（不呈线性关系）；摄影距离越远，照片密度

；增感屏的感率越大，照片密度

；胶片的感光能力越大，照片密度

；被照体的厚度越大，照片密度

；被照体的物质密度越大，照片密度

；胶片冲洗的时间越长，照片密度

。越大越大越大越大越大越小越小越小影响X线照片对比度的因素有哪些。组织间的原子序数差

，对比度越大；组织间的物质密度差

，对比度越大；组织间的厚度差

，对比度越大；高千伏摄影中管电压

，对比度越小；管电流量

，对比度越大；胶片的放大能力

，对比度越大；增感屏的感率

，对比度越大；散射线

，对比度越大；观片灯亮度

，（一定范围）对比度越大；照片后处理。越大越大越大越大越大越大越大越少越大三、照片影像锐利度1.概念（1）锐利度（S）∶是指在照片上所形成的影像边缘的清楚程度。（2）模糊度（H）∶是锐利度的反义词。表示从一个组织的影像密度，过渡到相邻的另一组织影像密度的幅度。此移行幅度大小，称为模糊度。当移行幅度超过0.2mm时，人眼即可识别出影像的模糊。H值越大，表示两密度移行幅度越大，其边缘越模糊。2.照片锐利度与对比度、模糊度之间的关系（1）照片对比度：照片锐利度与照片对比度呈正比。模糊值一定时，随着照片对比度的增加，锐利度越来越好。（2）模糊值∶照片锐利度与模糊值成反比。照片对比度一定时，模糊值越大，锐利度越差。3.影响照片锐利度的因素（1）几何学模糊：在物-片距不等于零的情况下，一个理想的点光源发出的光束呈放射状，对物体的几何投影只有放大变化而不产生模糊。但X线管焦点是一个具有一定面积的发光源，因此，在X线摄影成像时，由于几何学原因而形成几何学模糊，即半影（H）影响半影大小的因素：1）焦点的大小：焦点越大，几何模糊度即半影越明显。在X线管负荷允许的情况下，应尽量采用小焦点摄影。2）放大率：将被检体G置于焦点与胶片之间时，被检体离开焦点一定的距离a（焦-肢距），胶片离开肢体一定距离b（肢-片距），肢体在X线胶片上的影像S比肢体G大，S与G之比即影像的放大率M。3）焦点的允许放大率：0.2mm的半影模糊值就是人眼的模糊阈值。4）减少几何学模糊的方法：①在X线管负荷允许的情况下，应尽量采用

焦点摄影；②使被照肢体尽量

胶片；③

焦点至胶片之间的距离；④

焦点至肢体之间的距离。小靠近增大增大（2）运动模糊：X线摄影过程中，X线管、被检体及胶片三者均应保持静止或相对静止，即三者之间的相互几何投影关系保持不变。如果其中一个因素在X线摄影过程中发生移动，所摄影像必然出现模糊，此为运动性模糊（Hm）产生运动模糊的原因：1）X线管及探测器的移动：多系机械装置固定不牢所致。2）被检体的移动①组织脏器的生理性运动，如心脏大血管的搏动，胃肠道的蠕动等；②病理性运动，如哮喘、震颤、胃肠道痉挛等；③被检者不合作，如婴幼儿哭闹以及人为的体位移动等。控制和降低运动模糊的方法：1）定期检测X线设备，发现故障应及时维修。2）屏气与固定肢体：说明并训练屏气；用沙袋压迫及固定。3）尽量缩小肢-片距：放大现象增加了运动性模糊。4）采用短时间曝光法：这对活动脏器和不合作者，是唯一有效的方法。（3）屏-片系统产生的模糊1）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。2）屏-片接触模糊∶若屏-片组合使用时两者接触不良，对影像质量的影响明显。3）中心线斜射导致的模糊∶中心线倾斜角度越大，影像也就越模糊。这种现象即为X线对屏-片体系的斜射效应。四、照片影像颗粒度1.概念：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