X線成像基本原理,1,一、概述,1895年11月8日，德國物理學(xué)家倫琴在進(jìn)行陰極管放電實(shí)驗(yàn)時偶爾發(fā)現(xiàn)了具有很高能量，肉眼看不見，但能穿透不同物質(zhì)，能使熒光物質(zhì)發(fā)光的射線。因?yàn)楫?dāng)時對這種射線的性質(zhì)不了解，因此稱之為X射線。為紀(jì)念發(fā)現(xiàn)者，后來也稱為倫琴射線，現(xiàn)簡稱X線。,2,倫琴世界上第一張X線片,3,二、X線的產(chǎn)生,1.產(chǎn)生條件電子源：X線管陰極燈絲通過電流加熱后釋放出電子。高速電子流：X線管陰極、陽極之間施加加速高電壓；X線管保持高真空。陽極靶面：高原子序數(shù)金屬物質(zhì)（鎢、鉬）。,4,X線管X線管套,5,X線陰極：燈絲、聚焦罩、陰極套等,6,X線管陽極：陽極頭、陽極帽、陽極靶面等,7,2.產(chǎn)生過程X線管燈絲通過電流加熱后，釋放出電子。施加在X線管陰極、陽極兩端的高電壓，對電子加速，形成高速電子流。然后撞擊到陽極靶面，釋放出X線。X線的產(chǎn)生是能量轉(zhuǎn)換的結(jié)果，99%的動能轉(zhuǎn)化為熱量，1%動能轉(zhuǎn)化為X線。,8,三、X線的性質(zhì),1.X線的本質(zhì)X線的本質(zhì)是一種波長很短的電磁波（近似于可見光），具有波粒二象性。X線與物質(zhì)作用時表現(xiàn)為粒子性。X線傳播過程中表現(xiàn)為波動性。X線波長：0.000650nm診斷用X線波長：0.0080.031nm,9,2.X線的性質(zhì)物理效應(yīng)：穿透作用、熒光作用、電離作用及干涉、衍射、反射與折射作用化學(xué)效應(yīng)：感光作用、著色作用生物效應(yīng),10,（1）穿透作用X線穿透一般可見光不能穿透的各種不同密度的物質(zhì)，并在穿透過程中受到一定程度的吸收即衰減。X線的穿透力與X線管電壓密切相關(guān)，電壓越高，所產(chǎn)生的X線的波長越短，穿透力也越強(qiáng)。另一方面，X線的穿透力還與被照體的密度和厚度相關(guān)。X線穿透性是X線成像的基礎(chǔ)。,11,（2）熒光作用X線能激發(fā)熒光物質(zhì)（如鉑氰化鋇、鎢酸鈣等），使產(chǎn)生肉眼可見的熒光，稱為熒光作用，是進(jìn)行透視檢查的基礎(chǔ)。,12,（3）感光作用涂有溴化銀的膠片，經(jīng)X線照射后，可以感光，產(chǎn)生潛影，經(jīng)顯影、定影處理，被感光溴化銀中的銀離子（Ag+）被還原成金屬銀（Ag），沉淀于膠片的片基上。金屬銀的微粒，在膠片上呈黑色。而未感光的溴化銀，在定影及沖洗過程中，從X線膠片上被洗掉，在膠片上呈白色。根據(jù)金屬銀沉淀的多少，便產(chǎn)生黑白影像。是X線攝影圖像獲取與保存的基礎(chǔ)。,13,（4）電離作用X線穿過機(jī)體被吸收時，將產(chǎn)生電離作用，使組成物質(zhì)的分子分解成正、負(fù)離子。測量被照組織的電離過程可計(jì)算X線的照射量，通常以此作為放射劑量學(xué)的基礎(chǔ)。,14,（5）生物效應(yīng)X線穿透機(jī)體被吸收時，可使組織細(xì)胞產(chǎn)生抑制、損害甚至壞死，稱為X線的生物效應(yīng)。X線對機(jī)體的損害程度與吸收的X線的量的大小有關(guān)。X線的生物效應(yīng)是放射治療和放射防護(hù)的基礎(chǔ)。,15,四、X線的成像,當(dāng)X線穿透人體不同的組織結(jié)構(gòu)時，被吸收的程度就不同，所以到達(dá)熒屏或膠片的X線量有差異，從而在熒屏或膠片上形成明暗或黑白對比不同的影像。,X線,人體,轉(zhuǎn)換介質(zhì),X線影像,帶有人體信息的X線,16,1.形成X線影像的三個基本條件（1）X線具有一定的穿透力（2）被照體存在著密度和厚度的差異（3）通過顯像介質(zhì)獲得X線影像組織結(jié)構(gòu)和器官的密度及厚度的差異，是產(chǎn)生影像對比的基礎(chǔ)，是X線成像的基本條件。,17,18,19,負(fù)像,20,2.X線的采集和顯示,21,醫(yī)用X線膠片的分類：a.普通X線攝影膠片感藍(lán)膠片（盲色片）：吸收光譜峰值為420nm（包括：標(biāo)準(zhǔn)感度膠片、大寬容度膠片）感綠膠片（正色片）：吸收光譜峰值為550nm（包括：扁平顆粒膠片、乳腺攝影用正色膠片、高清晰度攝影用膠片）膠片結(jié)構(gòu)：保護(hù)層、感光乳劑層、底層和片基感光乳劑層主要有鹵化銀和明膠組成，常用鹵化銀為溴化銀、碘化銀。,22,b.激光打印膠片處理方式不同分為干式和濕式濕式：紅外線激光膠片：820nm；氦氖激光膠片：633nm干式：專機(jī)專用，尚不能通用包括含銀鹽和不含銀鹽的膠片，都是單面感光或單面影像記錄，對熱敏感，故統(tǒng)稱為熱敏膠片。,23,膠片的保存：標(biāo)準(zhǔn)存儲條件：溫度1015，濕度4060%；存放時要將膠片站立放置，嚴(yán)禁平放或重壓；防止輻射線的照射，避免膠片產(chǎn)生嚴(yán)重灰霧。特別強(qiáng)調(diào)，對于熱敏膠片的保存，除上述要求外，保存溫度嚴(yán)格控制在24以下。,24,25,26,五、X線圖像特點(diǎn),灰階圖像重疊、放大、失真放映人體組織結(jié)構(gòu)的解剖及病理狀態(tài),27,（1）密度a.透光率：透過光線強(qiáng)度/入射光線強(qiáng)度T=I/I0b.阻光率：透光率的倒數(shù)O=1/T=I0/Ic.密度:阻光率的對數(shù)值D=LgI0/I人眼正常能分辨的密度范圍：0.252.0X線診斷照片的密度范圍：0.71.5,28,（2）對比度：照片上相鄰組織影像的密度差K=D2-D1（3）模糊a.幾何模糊：X線束呈圓錐放射狀非點(diǎn)狀源射線，在物片距不為零時，存在幾何放大，從而引起半影模糊。,29,人眼的模糊閾值：當(dāng)半影模糊0.2mm時，沒有模糊之感。當(dāng)半影模糊=0.2mm時，開始產(chǎn)生模糊之感。,30,b.運(yùn)動模糊：X線攝影過程中，X線管、被檢者、膠片三者之間產(chǎn)生運(yùn)動，從而引起影像模糊。造成運(yùn)動模糊的原因：組織臟器的生理性運(yùn)動病理性運(yùn)動