第一章 X线成像X线成像的基本原理-X线成像基础(一)X线的产生rkq影像园XCTMR.com 1895年,德国科学家伦琴发现了这种具有很高能量,肉眼看不见,但能穿透不同物质,能使荧光物质发光的射线X线是真空管内高速行进的电子流轰击钨靶时产生的X线发生装置主要包括X线管、变压器和操作台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降压变压器为向X线管灯丝提供电源操作台主要为调节电压、电流和曝光时间而设置的电压表、电流表、时计及其调节旋钮等rkq影像园XCTMR.comX线的发生过程是向X线管灯丝供电、加热,在阴极附近产生自由电子,当向X线管两极提供高压电时,阴极与阳极问的电势差陡增,电子以高速由阴极向阳极行进,轰击阳极钨靶而发生能量转换,其中1%以下的能量转换为X线,99%以上转换为热能X线主要由X线管窗口发射,热能由散热装置散发rkq影像园XCTMR.com(二)x线的特性rkq影像园XCTMR.com X线属于电磁波波长范围为0.0006~50nm用于X线成像的波长为0.008~0.031nm(相当于40~150kV时)在电磁辐射谱中,居7射线与紫外线之间,比可见光的波长短,肉眼看不见。
此外,X线还具有以下几方面与X线成像和X线检查相关的特性:rkq影像园XCTMR.com穿透性:X线波长短,具有强穿透力,能穿透可见光不能穿透的物体,在穿透过程中有一定程度的吸收即衰减X线的穿透力与X线管电压密切相关,电压愈高,所产生的X线波长愈短,穿透力也愈强;反之其穿透力也弱X线穿透物体的程度与物体的密度和厚度相关密度高,厚度大的物体吸收的多,通过的少X线穿透性是X线成像的基础rkq影像园XCTMR.com荧光效应:X线激发荧光物质,如硫化锌镉及钨酸钙等,使波长短的X线转换成波长长的可见荧光,这种转换叫做荧光效应荧光效应是透视检查的基础rkq影像园XCTMR.com感光效应:涂有溴化银的胶片,经X线照射后,感光而产生潜影,经显影、定影处理,感光的溴化银中的银离子(A矿)被还原成金属银(Ag),并沉积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积的多少,便产生了黑至白的影像所以,感光效应是X线摄影的基础rkq影像园XCTMR.com电离效应:X线通过任何物质都可产生电离效应空气的电离程度与空气所吸收X线的量成正比,因而通过测量空气电离的程度可测x线的量。
X线射人人体,也产生电离效应,可引起生物学方面的改变,即生物效应,是放射治疗的基础,也是进行X线检查时需要注意防护的原因 (三)x线成像基本原理rkq影像园XCTMR.comX线之所以能使人体组织在荧屏上或胶片上形成影像,一方面是基于X线的穿透性、荧光效应和感光效应;另一方面是基于人体组织之间有密度和厚度的差别当X线透过人体不同组织结构时,被吸收的程度不同,所以到达荧屏或胶片上的X线量即有差异这样,在荧屏或X线片上就形成明暗或黑白对比不同的影像rkq影像园XCTMR.com1.X线成像的基本条件 X线影像的形成,基于以下三个基本条件:首先,X线具有一定的穿透力,能穿透人体的组织结构;第二,由于被穿透的组织结构,存在着密度和厚度的差异,x线在穿透过程中被吸收的量不同,以致剩余下来的x线量有差别;第三,这个有差别的剩余X线,是不可见的,由于X线的荧光效应和感光效应,经过显像过程,就能在荧光板或胶片上获得具有黑白对比、层次差异的X线影像rkq影像园XCTMR.com2.不同组织结构的特点 人体组织结构是由不同元素所组成,依各种组织单位体积内各元素量总和的大小而有不同的密度这样不同的组织器官天然形成了不同的X线衰减的差别,这也是人体x线成像的基础。
rkq影像园XCTMR.com3.不同密度组织与x线成像的关系 人体组织结构在X线影像上的密度根据X线的吸收程度可归纳为三类:属于高密度的有骨组织和钙化灶等;中等密度的有软骨、肌肉、神经、实质器官、结缔组织以及体液等;低密度的有脂肪组织以及存在于呼吸道、胃肠道、鼻窦和乳突内的气体等当厚度差别不大时,不同组织间密度的差别在X线影像中构成了亮度的差别,可以被我们识别当强度均匀的X线穿透厚度相等、密度不同的组织结构时,由于吸收程度不同,在X线胶片上(或荧屏上)显出具有不同层次灰度(黑白)差异的X线影像胸部的肋骨密度高,对X线吸收多,照片上呈高亮度;肺组织主要为气体,密度低,X线吸收少,照片上呈低亮度rkq影像园XCTMR.com 密度不同的病变组织也可产生相应的病理X线影像例如,肺结核病变可在低密度的肺组织内产生中等密度的纤维性改变和高密度的钙化灶,在胸片上,于肺的低亮度的背景上出现代表病变的中等和高亮度改变rkq影像园XCTMR.com4.不同厚度组织与x线成像的关系 即使是同一种密度的组织结构,如果厚度有差别,吸收X线量也会产生差别较厚的部分,吸收X线总量多,透过的X线量少,较薄的部分则相反,于是在X线片和荧屏上也显示出灰度的差别。
所以,X线影像中密度的差别不仅取决于组织器官密度的差别,也与组织器官厚度有密切的关系较厚的组织亮度增加,较薄的组织则亮度减低在分析X线影像时要同时考虑到密度和厚度的影响 (四)x线图像特点rkq影像园XCTMR.com1.灰阶图像 X线图像是由从黑到白不同灰度的影像所组成这些不同灰度的影像是以密度来反映人体组织结构的解剖及病理状态rkq影像园XCTMR.com人体组织结构的密度与X线图像上影像的密度是两个不同的概念前者是指人体组织中单位体积内物质的质量,而后者则指X线图像上所示影像的灰度但是物质密度与其本身的比重成正比,物质的密度高,比重大,吸收的X线量多,在影像上呈高亮度反之,物质的密度低,比重小,吸收的X线量少,在影像上呈低亮度因此,图像上的亮度差别,虽然也与物体的厚度有关,但主要是反映物质密度的高低在工作中,通常用密度的高与低表达影像的灰度例如用高密度、中等密度和低密度分别表达高亮度、中等亮度和低亮度当组织密度发生改变时,则用密度增高或密度减低来表达影像的灰度改变rkq影像园XCTMR.com2.重叠图像 X线图像是X线束穿透某一部位的不同密度和厚度组织结构后的投影总和,是该穿透路径上各个结构影像相互叠加在一起的影像。
例如,正位X线投影中,既有前部,又有中部和后部的组织结构rkq影像园XCTMR.com3.锥形x线束对图像的影响 x线束是从x线管向人体作锥形投射的,因此,x线影像有一定程度的放大和使被照体原来的形状失真,并产生伴影伴影使x线影像的清晰度减低rkq影像园XCTMR.comX线检查技术-X线成像基础人体组织结构的密度不同,这种组织结构密度上的差别,是产生X线影像对比的基础,称之为自然对比对于缺乏自然对比的组织或器官,可人为地引入一定量的在密度上高于或低于它的物质,使之产生对比,称之为人工对比自然对比和人工对比是X线检查的基础KKb影像园XCTMR.com (一)普通检查 包括荧光透视和摄影荧光透视简称透视一般透视须在暗室内进行,透视前须对视力行暗适应采用影像增强电视系统,影像亮度明显增强,效果好透视可转动患者体位,改变方向进行观察;了解器官的动态变化,如心、大血管搏动、膈运动及胃肠蠕动等;操作方便;费用低;可立即得出结论但影像对比度及清晰度较差,难于观察密度与厚度差别小的器官以及密度与厚度较大的部位,例如头颅、脊柱、骨盆等缺乏客观记录也是一个缺点KKb影像园XCTMR.com X线摄影迄今为止,仍然是应用最广泛的影像检查方法。
空间分辨力和密度分辨力均明显优于荧光透视,而且胶片就是很好的客观记录不仅使密度、厚度差别较大的组织显影,也能使密度、厚度差别较小的病变显影为了立体定位和避免不同组织相互遮挡,常需从互相垂直的两个方位摄影,例如正位及侧位不能反映动态变化是其主要缺点所以,胃肠等需要动态观察的检查仍需要荧光透视,但是记录瞬间变化还要摄片保留KKb影像园XCTMR.com(二)特殊检查KKb影像园XCTMR.com1.体层摄影 普通X线片上,一部分影像因与其前、后影像重叠,而不能显示体层摄影则可获得某一选定层面上结构的影像,而选定层面以外的结构则在投影过程中被模糊掉体层摄影常用于明确平片难于显示、重叠较多和处于较深部位的病变,用于了解病变内部结构有无破坏、空洞或钙化、边缘是否锐利以及病变的确切部位和范围等该法已被CT取代KKb影像园XCTMR.com2.软线摄影 采用能发射软X线,即波长长的X线钼靶管球,用以检查软组织,特别是乳腺的检查KKb影像园XCTMR.com3.高电压摄影 即高千伏摄影,是采用120千伏以上的电压进行摄片,一般为120~200千伏X线机必须有小焦点的X线管、滤线器和特殊的计时器装置。
由于管电压提高到150~200千伏,必须有高比值隔板配合,才能满足高电压摄影要求由于穿透力强,主要用途是显示那些在常规摄影中被高密度组织或病变遮挡的正常组织或病理改变例如可将被骨骼、纵隔或者大量的胸腔积液遮盖的肺内病灶显示出来,同时还可显示体层摄片不能清晰显示的小病灶高千伏摄影可缩短曝光时间,减少X线管负荷和减少患者皮肤照射量KKb影像园XCTMR.com其他特殊检查方法还有放大摄影,采用微焦点和增大人体与照片距离以显示较细微的病变KKb影像园XCTMR.com(三)造影检查 目的是增加不同组织之间、正常组织与病理组织之间的密度差别主要用于更好地显示那些缺乏自然对比的不同组织结构或病理改变.可将密度高于或低于该组织的一种物质引入组织内或其周围间隙.使之产生密度差别以在影像上被识别,称为造影检查引入的物质称为对比剂(旧称造影剂)详见影像诊断常用对比剂章KKb影像园XCTMR.com(四)x线检查方法的选择 X线检查方法的选择.应该在了解各种X线检查方法的适应证、禁忌证和优缺点的基础上,根据临床初步诊断和诊断需要来决定一般应当选择安全、准确、简便而又经济的方法因此,应首先用普通检查再考虑造影检查。
但也非绝对.例如胃肠检查首先就要选用钡剂造影有时两三种检查方法都是必须的,例如对于某些先天性心脏病,准备手术治疗的患者,KKb影像园XCTMR.com不仅需要胸部平片,还需作心血管造影对于可能发生一定反应和有一定危险的检查方法,选择时更应严格掌握适应证,不可滥用,以免给患者带来损失KKb影像园XCTMR.comX线分析与诊断-X线成像基础X线诊断是重要的临床诊断方法之一诊断以X线图像为基础,因此需要对X线影像进行认真、细致的观察,分辨正常与异常并了解x线影像所反映的正常与病理的解剖特点综合X线各种病理表现,联系临床资料,包括病史、症状、体征及其他临床检查结果进行分析推理,才可能提出比较正确的X线诊断为了作出正确的x线诊断,在分析和诊断中应遵循一定的原则和步骤333影像园XCTMR.com观察分析X线图像时,首先应注意投照技术条件例如,摄影位置是否准确,摄影条件是否恰当,即照片质量是否满足X线诊断需要为了不致于遗漏重要X线征象.应按一定顺序,全面而系统地进行观察例如,分析胸片时,应注意胸廓、肺、纵隔、膈及胸膜,并应结合临床.着重对其中某一方面的观察在分析肺部时,应从肺尖到肺底,从肺门到肺周依次进行观察。
在分析骨关节时,应依次观察骨骼、关节及软组织在分析骨骼时,则应注意骨皮质、骨松质及骨髓腔等否则很易被引人注目的部分所吸引.忘记或忽略观察其他部分,而这部分恰好是更重要而必须观察的部分在观察分析时,应注意区分正常与异常为此,应熟悉正常解剖和变异的X线表现这是判断病。