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1、1 X线 -1985 年 11 月 8 日- 德国 - 伦琴， 1901 诺贝尔物理学奖。第一张 X线照片 -1895 年 11 月 22 日- 伦琴夫人 - 手。产生条件电子源高速电子的产生电子的骤然减速。原理高速电子和阳极靶物质相互作用中能量转换的结果。连续放射：高速电子与靶物质原子核作用的结果。当高速电子接近原子核时，受核电场(正电荷 )的吸引，偏离原有方向，失去能量而减速，此时电子所丢失的能量直接以光子的形式放射出来。其产生的X线是一种波长不等的混合线，管电压愈高，产生的X线波长愈短。特征放射：高速电子击脱靶物质原子的内层轨道电子产生的放射方式。其X线光子能量只服从于靶物质的原子特性。
2、同种靶物质的K系特性放射波长为一定。只要能造成空缺，则产生的特性X线都是一样的，但高速电子必须具有一个最低的界限电压。从 X线管发射出来的X线是一束由连续X线和特性X线组成的混合射线，特性X线是迭加在连续X线能谱内的。本质 - 电磁波中的电离辐射, 具有波动和微粒的二重性。特性- 物理效应 ( 穿透、荧光、电离、干涉. 衍射 . 反射与折射作用)化学效应( 感光、着色作用) 生物效应( 对生物细胞, 特别是增值性强的细胞有抑制/ 损伤 , 甚至使其坏死的作用）(%)kVZX线 发 生效 率Z 靶物质原子序数,k 系数X 线强度 ：垂直于X 线束的单位面积上, 在单位时间内通过的光子束和能量的总
3、和; 受管电压、管电流、靶物质及高压波形的影响 (kVp 、mA一定，放射量的多少决定于靶物质，靶物质的原子序数越高，产生的X线效率越高； kVp 决定产生X线最大能量的性质，X线强度的增加与V的平方成正比；kVp 一定， X线强度决定于mA ； X线高压发生器产生的电压都是脉动式，当整流后的脉动电压越接近峰值，其X线强度越大 ) 半值层 HVL -X 线强度衰减到初始值一半时，所需的标准吸收物质的厚度。反映了 X线束的穿透力，表征X线质的软硬程度。管电压- 电子的加速电压。软射线- 低能 X线；硬射线 - 高能 X线。X线波普分布 -X 线的波长分布或能量分布，根据 X线管固有滤过、附加滤过
4、、kVp、mA 、整流方式等因素而变化。相干散射 -X 线与物质相互作用能发生干涉的散射过程，不产生电离过程。在摄影用 X线能量范围内是和物质相互作用的主要形式：光电效应 (X 线与物质相互作用时X线光子能量全部给予物质原子的壳层电子，获得能量的电子摆脱原子核束缚成为自由电子 光电子 ，而 X线光子本身被物质的原子吸收。产生 : 特性放射、光电子 负离子 、正离子 缺少电子的原子; 条件 - 光子能量与电子结合能必须“接近相等” 光电效应约和能量的三次方成反比 、轨道电子结合的越紧越容易产生; 实际意义不产生有效的散射, 对胶片不产生灰雾增加射线对比度,调整 kVp 值可达到调制影像的目的光子
5、能量全部被吸收使照射量比其它作用多,为减少照射 , 可根据不同密度的物质选择适当射线能量) 、康普顿效应 ( 散射效应；一个光子击脱原子外层轨道上的电子时，入射光子被偏转以新的方向散射出去成散射光子，被击脱的电子从原子中已于入射方向成角方向射出，成反冲电子，其间X线光子能量一部分作为反跳电子的动能，而绝大部分作为光子散射。光子能量越大，其偏转角度越小；低能光子向后散射的多) ；诊断 X线能量范围内：相干散射5% ，光电效应70% ，康普顿效应70% ，不会产生电子对效应与光核反应。X线形成基本因素，X线和物质的各种相互作用的结果都造成了X线强度的衰减。X 线影像的对比度-人体各组织对X 线的衰
6、减按骨、肌肉、脂肪、空气的顺序由大变小的差别, 可借助造影剂扩大X 线诊断范围。对密度差别很小的软组织摄影, 必须采用低电压技术, 以扩大光电作用所产生的的对比度。影响 X线影像质量因素：对比度( 形成 X线照片基础；射线对比度X 线透过被照体时, 由于被照体对X 线的吸收 / 散射而衰减 , 透射线则形成了强度的不均分布 胶片对比度 X 线胶片对射线对比度的放大能力X 线照片对比度 X 线照片上相邻组织影响的密度差) 、清晰度 ( 影响因素 : 摄影条件及被照体清晰度/ 增感屏清晰度/ 胶片清晰度 对比度 / 观察条件清晰度) 、颗粒度 ( 影响因素 :X 线量子斑点 噪声 / 胶片卤化银颗
7、粒的尺寸和分布/ 胶片对比度 / 增感屏荧光体尺寸和分布) 。X线照片影像形成物理因素：密度、对比度、锐利度、颗粒度；几何因素：失真度( 影像的放大与变形) 分辨力 ( 解像力 ) 表示某一介质还原被照体细部的能力；分辨力主在高频部分与清晰度有相应关系，在低频部分与清晰度不一定统一。提高屏/ 片系统信息传递功能的关键：增感屏MTF的提高。影像清晰度会因影像颗粒性的提高而提高; 同种增感屏 ,胶片对比度提高, 其清晰度提高 ; 影响对比度提高, 颗粒度下降。放射诊断影像综合评价：以诊断要求为依据，以物理参数为客观评价手段，以满足诊断要求所需摄影技术条件为保证，同时充分考虑减少辐射剂量。数字 X线
8、摄影 DR - 电荷耦合器 (CCD)，非晶硅平板探测器，非晶硒平板探测器。临床应用-计算机辅助诊断CAD 、远程放射学、体层合成、双能减影- 单/ 双曝光能量减影、数位减影血管造影DSA 、低剂量透视摆位、立体/ 计算机辅助定位、多模式立体成像、时间减影、时间无缝衔接、骨密度测量BMD 激光打印优点：影像质量好，多接口，连续打印，高效( 自动化 ) ，具有质量控制系统，文字注释，网络化。激光打印机分类：氦氖激光打印机、半导体激光打印机。胶片分类：氦氖激光打印胶片、半导体红激光打印胶片、半导体红外激光打印胶片。要注意胶片光谱特性与激光打印机光谱的匹配。构成- 保护层、感光乳剂层、片基、防光晕层
9、特性 - 高对比度、高清晰度对激光感光( 对比度高、灰雾低、色污染低、高密度高、防光晕效果好、影像清晰) 因胶片大多是感红或感红外的，故不能使用红灯作为安全灯2 电离辐射生物效应：随机效应 ( 辐射致癌反应、辐射遗传效应 对生殖细胞遗传物质的损害使照射着后代发生的遗传性异常, 无阈值剂量 ,发生率与剂量成正比) 、组织反应 (确定性效应 ; 均为躯体效应, 大剂量照射引起, 存在阈值量 ) 、非癌症疾病、出生前照射的效应。机体对辐射的反应是群体现象。影像电离辐射生物效应的因素：与电离辐射有关的因素( 辐射种类， 吸收剂量， 剂量率， 分次照射， 照射部位， 照射面积，照射方式 ) 、与受照肌体
10、有关的因素( 种系，个体及个体发育过程，不同组织和细胞的辐射敏感性) 。放射工作人员防止确定性效应的剂量限值：眼晶体150mSv/年(15rem/ 年 )，其它组织500 mSv/ 年(50 rem/年) ；防止确定性效应的剂量限值：全身均匀照射时为50 mSv/ 年(5 rem/ 年) ，连续三个月总剂量25 mSv。放射工作条件分类：甲种15mSv ；15mSv 乙种 5mSv ；丙种 5mSv ；年龄 16 周岁；特殊照射- 有效剂量在一次事件中 100mSv ，一生中 250mSv 公众个人年受辐射剂量：全身5mSv(0.5rem) ，单个组织或器官50mSv(5 rem) CT-19
11、71 年 9 月- 亨斯菲尔德 - 第一台 CT-1979 年诺贝尔医学生理学奖1972 年 4 月 - 亨斯菲尔德、安普鲁斯- 英国放射学研究年会-CT 论文CT 优点真正断面图像密度分辨力高( 经过严格准直, 散射线少 ; 高灵敏度高效率接受介质; 随意调节观察范围) 作定量分析 ( 准确测量各组织对X 线吸收衰减值 ), 图像后处理。缺点极限空间分辨力低于普通X 线摄影对体内小于1cm的病灶容易漏诊, 定性上受诸多因素影响只反映了解剖学方面的情况, 较少有脏器功能和生化方面的数据。第一代1971 第二代1972 第三代1976 第四代1978 第五代 1983 电子束 ct（EBCT ）
12、螺旋 CT 1989 扫描方式旋转 - 平移旋转 - 平移旋转 - 旋转旋转静止连续旋转射线束单束扫描小扇束大扇束反扇束动态空间重建大扇束 / 孔束扫描时间5 分钟20-90 秒2-9 秒1-5 秒30-100 毫秒0.33-1秒探测器数量2-3 个3-30 个300-800 个600-1500 个864 个单： 800 个左右多： 5376-30464 个射线束角度15-20 30-45 50-90 30-45 30-45 扫描层 / 次1 2 1 1 8 1-256 应用范围头部头部全身全身心脏等动态器官单：全身；多：全身及动态器官1985- 滑环技术； 1989- 螺旋扫描； 1992-
13、 双层螺旋CT；1998-4 层螺旋 CT；2001-16 层螺旋 CT ：2003-64 层螺旋 CT；2005- 双源 CT；2007-320 、256 和 125 层多层螺旋CT CT发展：球管探测器扫描方式计算机软件的开发代谢、功能双源 CT：2005 年西门子，两套X射线的发生装置和两套探测器系统呈一定角度安装在同一平面，进行同步扫描。两套X射线球管既可发射同样电压的射线也可以发射不同射线的射线，从而实现数据的整合或分离。不同的两组数据对同一器官组织的分辨能力是不一样的，通过两组不同能量的数据从而可以分离普通CT所不能分离或显示的组织结构。临床意义- 对血管骨骼进行直接减影对某些组织
14、，进行特征性识别对人体的体液成分进行识别。CT 机的基本结构：X 线球管围绕人体选定部位的层面作360匀速转动，用高度准直的X 线束进行扫描，穿过人体的X线由探测器接收；被接收到的X 线信息由光电转换器转变为电信号，经模/ 数转换器（ A/D）将其变成数字信号，输入计算机，计算出该断面中多个单位体积的X 线吸收值，并排列成数字矩阵，数字矩阵经数/ 模转换器（ D/A）用黑白不同的灰度等级在显示器荧屏上显示，从而获得该部位横断面结构的图像，即CT图像。滤过器 ：作用吸收软射线；使射线束变为能量分布均匀的硬射线。从球管发出X线必须进行过滤准直器 ： X 线管端的准直器（患者前准直器）控制放射源，患
15、者的辐射剂量探测器端的准直器（患者后准直器）控制扫描准直层厚；作用- 抑制散射线减少患者辐射提高图像质量调节CT扫描的层厚。CT与 X线摄影对比：相同- 利用 X线穿透作用，成像介质胶片；X线缺点：影像重迭密度分辨力低无法区分总体质量相同数量有所不同的变化。CT 成像特点 -从不同方向检测射线通过被成像物体后的空间分布量从所采集的数据中计算无重迭的图像X射线源发出的射线均记录，并用于计算每一条射线的衰减值。阵列处理器AP ：与主计算机并行工作, 进行图像重建等处理, 本身不独立工作。CT图像的特点： CT图像是重建图像，是由一定数目像素按矩阵排列所构成。每一像素实际代表的是一定体素对X线的平均
16、衰减值。不同的CT 装置所得图像的像素大小及数目可以是不同的。像素越小、数目越多，构成图像越细致。CT 图像可用不同灰度来显示组织器官密度的高低，也可用组织器官对X线的吸收系数来说明其密度的高低，在实际应用中，不用吸收系数，而是换算成CT值来定量说明密度高低的程度。高密度白色；等密度灰色；低密度黑色3 信噪比 (SNR或 C/N)：噪声对信号影响的越小，信息传递质量越高灰阶 ：照片或显示器上, 所呈现的黑白图像上的各点表现出不同深度的灰色；灰度等级- 白色与黑色之间分成的若干级；人眼只能区分16个灰阶 ;灰阶的每一刻度内有4级连续变化的灰度, 有 64个连续的不同灰度的过渡等级, 当两个像素的灰度相差 60HU时, 人眼可识别 , 表现为全黑的CT值界限为-60HU。CT成像特点从不同方向检测射线通过被成像物体后的空间分布量从所采集的数据中计算无重叠的图像；利用了 X射线的衰减特性：在一均匀物质中，X线的
