放射成像的基础知识

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1、放射影像培训系列之 放射影像的基础知识放射影像的基础知识1、X线的发展历程 2、X线成像的基本原理 3、X线成像的特点 4、X线的质量和强度 5、放射产品分类X线的产生 ：1895年，德国科学家伦琴发现了具有 很高能量，肉眼看不见，但能穿透不同 物质，能使荧光物质发光的射线。因为 当时对这个射线的性质还不了解，因此 称之为X射线。为纪念发现者，后来也 称为伦琴射线，现简称X线(X-ray) 。 X线的发展历程X线的发展历程 20世纪初，医用X线机诞生 20世纪40年代，旋转阳极X线球管诞生 20世纪70年代，中频技术出现，CT诞生 20世纪80年代，X线电视系统用于临床检查， MR诞生X线的发

2、展历程 20世纪90年代，光学、电子、物理技术对 传统化学技术发起挑战，数字胃肠机，DSA 及CR依次粉墨登场。 90年代末，DR技术引发研发竞争，近几年 CR、DR、HIS、RIS、PACS 技术已逼近每一 家医院。X线的发展历程 1977年 数字减影血管造影 1980年 CR，荧光成像板 1987年 非晶硒成像板 1990年 线性CCD 1995年 非晶硅碘化铯闪烁体平板探测器的DR 1997年 硫氧化钆闪烁体平板探测器的DR 2001年 硫氧化钆闪烁体便携式平板探测器 2001年 数字透视和摄像的动态平板探测器放射成像的基础知识1、X线的发展历程 2、X线成像的基本原理 3、X线成像的特

3、点 4、X线的质量和强度 5、放射产品分类什么是x线X线是电磁波，波长：0.000650nm ；X线诊断常用波长：0.0080.031nmx线是怎么产生的x线是怎么产生的电子高速碰撞原子的结果x线是怎么产生的电子动能 约99%转化为热能 约1% 转化为电磁波辐射能x线是怎么产生的X线产生的基本原理X线产生的三个条件:要有一个电子源，能根据需要，随时提供足够数 量的电子高速电子流。两个方面，其一是高压电场，使电 子获得动能；其二是有高真空环境，使电子在运动中 不受气体分子的阻挡和电离放电而降低能量，同时也 能保护灯丝不致因氧化而被烧毁。 要有一个能经受高速电子撞击而产生线的靶X线成像的基本原理靶

4、靶高压电源低压电 源靶X X线产生原理线产生原理阴极发热阴极发热 产生电子产生电子电子猝然停止和外层电子电子猝然停止和外层电子 跃迁，部分能量以连续和跃迁，部分能量以连续和 特征特征X X射线的形式放出。射线的形式放出。电子加速，撞击和电子加速，撞击和 电离中的核外子。电离中的核外子。X射线X线装置构成 ：主要包括X线管、高压发生器和控制台 一般说，高速行进的电子流被物质阻 挡即可产生X线。具体说，X线是在真空管 内高速行进成束的电子流撞击钨(或钼)靶 时而产生的。 X线成像的基本原理X线管:为一高真空的 二极管，杯状的阴 极内装着灯丝；阳 极由呈斜面的钨靶 和附属散热装置组 成。 X线成像的

5、基本原理高压发生器:为提供X线管灯丝电 源和高电压而设置。一 般前者仅需12V以下，为 一降压变压器；后者需 40150kV(常用为45 90kV)为一升压变压器。 。 X线成像的基本原理控制台：主要为调节电压、电流和曝光时 间而设置，包括电压表、电流表、时 计、调节旋钮和开关等。现代数字X光 机还包括曝光控制系统和图像采集工 作站。X线成像的基本原理X线成像的基本原理X线成像的基本原理与X线成像相关的特性： 穿透性 荧光效应 感光效应 电离效应 X线的特性n穿透性：X线成像的基础X线成像的基本原理X线的特性n荧光作用 临床透视的应用基础X线成像的基本原理X线成像的基本原理感光效应：涂有溴化银

6、的胶片，经X线照射后，可以感光，产 生潜影，经显、定影处理，感光的溴化银中的银离子 (Ag+)被还原成金属银(Ag)，并沉淀于胶片的胶膜内 。此金属银的微粒，在胶片上呈黑色。而未感光的溴 化银，在定影及冲洗过程中，从X线胶片上被洗掉， 因而显出胶片片基的透明本色。依金属银沉淀的多少 ，便产生了黑和白的影像。所以，感光效应是X线胶 片成像的基础。X线的特性X线的特性n电离作用 利用电离效应原理可以检测x线剂量,它是放 射防护学和放射治疗学的基础。 X线成像的基本原理n可见光成像 被摄物体发射或反射的光线通过镜头在焦平 面上形成物像X线成像的基本原理n模拟成像X线成像的基本原理X线管数字显示器X线

7、产生穿透并衰减检测并A/D数字成像 图像信号输出X线成像的基本原理放射成像的基础知识1、X线的发展历程 2、X线成像的基本原理 3、X线成像的特点 4、X线的质量和强度 5、放射产品分类X线成像特点X线成像特点像物体X射线X线成像特点不能反映病灶的三维空间位置放射成像的基础知识1、X线的发展历程 2、X线成像的基本原理 3、X线成像的特点 4、X线的质量和强度 5、放射产品分类X线的质量和强度 nX线的质 X线穿透物体的能力，即光子能量的大小称为X线的 质，又称硬度，光子的能量越大穿透能力越强，越 不容易被物体吸收 X线的质是通过管电压(kV千伏值)的大小来反映的 ，管电压越高，质越硬nX线的

8、量 垂直于X线束的单位面积上，单位时间内通过的光 子数称为X线的量，在X线诊断中，X线的量是由毫 安秒(mAs)来表示nX线的强度 单位时间内垂直于X线束的单位面积上通过的光子 数和能量的总和叫做X线的强度。 主要由KV、mA 和时间决定n影响X线强度的主要因素 管电压(KV)：X线强度与kV的平方成正比。 毫安秒(mAs)：X线强度与mAs 成正比。 靶物质：靶的原子序数越高，产生X线的效率越高 ，X线的强度就越大。 距离：X线的强度与距离的平方成反比X线的质量和强度放射成像的基础知识1、X线的发展历程 2、X线成像的基本原理 3、X线成像的特点 4、X线的质量和强度 5、放射产品分类放射产

9、品分类主要放射产品分类（按临床应用）：1、普通诊断X线机普通摄影X线机、透视机、多功能X线机、手术用X线 机、床边X线机、乳腺X线机、牙科X线机2、数字减影血管造影 （Digital subtraction angiography,DSA）3、计算机X线体层摄影（Computed tomography,CT）4、磁共振成像（Magnetic resonance imaging,MRI）放射产品分类普通诊断X线机普通摄影X线机: 普通屏片X线机 计算机X线摄影 (Computed Radiography，CR) 数字X线摄影（Digital Radiography，DR ）放射产品分类普通诊断X

10、线 机 普通屏片X线机立柱平床配电柜球管放射产品分类普通诊断X线 机CR (Computed Radiography)IP板插槽触摸屏、图像预览KODAK 260 -smallKODAK CR-ITX 560放射产品分类普通诊断X线机DR（Digital Radiography）多功能U臂简易平床（MINDRAY DigiEye560T）放射产品分类普通诊断X线 机DR（Digital Radiography）悬吊球管立柱简易平床（GE Definuim 6000 ）放射产品分类普通诊断X线机DR（Digital Radiography）双立柱（PHILIPS Diagnost VR ）DR产

11、品分类普通诊断X线 机单板-悬吊（Philips Diagnost TH ）DR（Digital Radiography）放射产品分类普通诊断X线机DR（Digital Radiography）双板DR（Kodak DirectView DR7500）放射产品分类普通诊断X线机透视X线机放射产品分类普通诊断X线机多功能X线机Hitachi TU-51放射产品分类普通诊 断X线机床边X线机SHIVA XHX6-50手动SHIVA XHX6-200电动放射产品分类普通诊 断X线机床边X线机KODAK CR-ITX 560 CR型SIEMENS MOBILETT XP Digital DR型放射产品

12、分类普通 诊断X线机手术用X光机（小C臂）Shimadzu WHA-200 小C臂型放射产品分类普通诊断 X线机 乳腺X线机 使用钼靶（铑靶）X线机摄影 软射线：管电压在40KV以下（ 多用30KV左右），58MAS 常用焦点为：0.1/0.3mm 摄影技术：侧斜位、侧位、正 位放射产品分类普通 诊断X线机乳腺X线机PHILIPS 普通乳腺机SIEMENS NovationDR DR型放射产品分类DSA 最早出现于1980年3月（北美放射学会1980年 11月公布） 基本结构：X线发生装置、图像检测系统（光 栅、影像增强管、光学系统、电视摄像机） 分类：CCD影像增强器、全数字平板探测器数字减

13、影血管造影 （DSA）放射产品分类DSA数字减影血管造影 （DSA）Philips Integris CV CCD影像增强器放射产品分类DSA数字减影血管造影 （DSA）Hitachi SX-VA3000FP DR型Hitachi SX-VA2000FP DR型放射产品分类CT最早出现于1971年10月为此，英国科学家Hounsfied G.N获得1979年诺 贝尔医学奖CT值的单位即以其名字命名：HU（亨氏单位）计算机X线体层摄影（CT）放射产品分类CT 发展历程： 第一阶段：从CT的产生到20世纪70年代中期扇形束CT 第一代CT： Hounsfied实验机，线形束，探测器23个 第二代C

14、T：头颅专用CT，小扇形束，探测器几十个 第三代CT：扇形束全身CT，旋转旋转扫描方式 第四代CT：环形探测器CT，探测器数目5002000个 第二阶段：20世纪80年代中期“滑环技术”实现了螺旋扫描 第三阶段：多排探测器实现了快速容积扫描，即多层扫描 目前，已经有公司正在开发平板探测器（FPD）CT，一 次旋转即可完成一个器官的扫描，真正实现容积扫描第五代CT：电子束CT（EBCT），又称超高速CT（UFCT）以上摘自余建明主编医学影像技术学 放射产品分类CT基本构造：（一）扫描系统：扫描机架、检查床、X线高压发生器 、X线管、准直器、滤过器、探测器、模数转换器 （二）计算机系统：主控计算机

15、、陈列处理计算机 （三）其它设备：磁盘机和相关存储媒介、操作台、 其他附属设备放射产品分类CT扫描机架检查床控制台计算机系统放射产品分类MRI磁共振成像（MRI）：是利用生物体内磁性核（多为氢核）在磁场中特性的 表现而进行成像的技术。1946年发现核磁共振现象1952年哈佛大学Purcell和斯坦福大学Bloch获得诺贝 尔物理学奖1980年应用到临床1989年安科公司生产国产第一台永磁MRI放射产品分类MRI磁共振成像特点： 多参数成像：T1、T2、质子密度N（H）、相位对比、弥散对比、磁化 传递对比、流动静止对比、流速对比 多方位成像：可获得人体横断面、冠状面、矢状面及任何方位断面的 图像

16、 大视野成像： 组织特异性成像：如水成像技术用于显示静态液；黑水技术可区分结 合水和自由水等 人体能量代谢研究：如通过波谱分析可研究组织器官的能量代谢情况 无电离辐射：即无创检查 无骨伪影干扰放射产品分类MRI磁共振成像的局限性： 成像速度慢： 对钙化灶和骨皮质病灶不够灵敏： 图像易受多种伪影影响：主要来自设备、运动和金属异 物 禁忌症较多：如心脏起搏器、假肢、人工髋、宫内节育 环等 定量诊断困难放射产品分类MRI磁共振成像的物理学原理： 磁场对样体的磁化作用 磁共振现象 驰豫：纵向驰豫（T1驰豫），指纵向磁化矢量从最小值恢 复至平衡态的63所经历的驰豫时间横向驰豫（T2驰豫），指横向磁化矢量衰减至其