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1、2017放射医学技术中职考试之专业知识专 业 知 识第十章各影像设备成像理论第 一 节X线成像基本原理1.X线影像信息的传递屏片系统的5个阶段：X线对被照体照射，形成其强度的不均匀分布将不均匀的X线强度分布通过增感屏转换为二维荧光强度分布，再于胶片形成潜影，经显影加工处理形成光学密度的分布。此阶段是将不可见X线信息影像转换成可见影像的中心环节观片灯形成视觉评价诊断。2.X线照片影像的5大要素：密度、对比度、锐利度、颗粒度和失真度。前四项为物理因素，后者为儿何因素。3.光学密度及其相关：透光率T指的是透过光强度与入射光强度之比，定义域0VTV I阻光率0指的是阻挡光线能力的大小，数值上等于透光率
2、的倒数光学密度D光学密度值是照片阻光率的对数值,D为一对数值，无量纲。4.影响X线照片密度值的因素：照射量管电压作用于X线胶片感光效应与管电压的n次方成正比,管电压变化为40-150kV时，n从4将 到2摄影距离FFD X线强度与距离平方成反比增感屏胶片系统增感屏可使相对感度提高，影像密度变大被照体厚度与密度照片冲洗因素人眼适宜观察的照片密度值范围在0.220 5.X线对比度照片对比度涉及四个基本概念，即肢体对比度、射线对比度、胶片对比度和X线照片对比度。肢体对比度 指的是肢体对X线的吸收系数差，受检体所固有,是形成射线对比度的基础。X线对比度X线穿过人体后形成强度的不均匀分布，这种X线强度的
3、差异称为射线对比度胶片对比度 指的是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X线照片对比度又称光学对比度K,指的是X线照片上相邻组织影像的密度差。在X线对比度一定时一，照片对比度决定于胶片的Y值，值越大，照片对比度越大。在两面药膜的医用X线胶片，其照片对比度是两个药膜各自产生照片对比度之和。影响X线对比度的因素有：X线吸收系数、人体组织密度、厚度、原子序数、X线波长。U'；3称为X线对比度系数。6.影响X线照片对比度的因素：胶片对比度Y直接影响照片对比度射线因素有X线质kV和量m A s的影响灰雾对照片对比度的影响灰雾产生的原因有胶片本底灰雾、散射线、
4、显影处理被照体本身的因素原子序数、厚度和密度，在诊断放射学中X线吸收主要是光电吸收，尤其是低k V时，光电吸收随原子序数增加而增加。胸部后前位片中，因后肋厚于前肋，故前后肋与肺组织的对比不同。7.X线照片锐利度锐利度S指的是照片上两部分影像密度的转变是逐渐的还是明确的程度。模糊度H是锐利度的反义词，若两部分密度移行幅度越大，则边缘越模糊。在分析影像锐利度时，是以模糊度的概念来分析的。照片锐利度与对比度成正比，与模糊度成反比。影响锐利度的因素：儿何学模糊主要指的是半影模糊，半影产生主要取决于焦点大小、焦片距、肢片距三大要素，X线摄影中由此三要素引起的模糊度，称为儿何模糊。避免儿何模糊给影像质量带
5、来的影响：小焦点、缩小肢片距、增加焦片距，其中小焦点是最为重要的。移动模糊分为生理性和意外性。减少运动模糊应注意：固定肢体、选择运动小的机会曝光、缩短曝光时间、缩小肢片距、增加焦肢距。增感屏增感屏导致的照片模糊原因有：荧光体的光扩散、X线斜射效应、屏片密着状态。照片影像总模糊度大于单一系统模糊度，但小于它们之和。8.X线照片颗粒度照片颗粒性的影响因素：X线量子斑点胶片对比度卤化银颗粒的尺寸和分布1增感屏荧光体的尺寸和分布X线照片斑点主要由量子斑点、X线胶片粒状性和增感屏结构斑点构成。其中量子斑点占X线照片斑点的92%。颗粒度的测量：目前常用的方法是RMS颗 粒 度RMS描述了随机分布的密度函数
6、的差异，是表征不同屏片组合系统斑点大小的重要物理参量。RMS值大，屏片组合斑点就多。维纳频谱W S在医学影像学中以空间频率为变量的函数称为维纳频谱WSo人眼所能分辨的空间频率为0.5-5LP/mmo 9.X线感光效应X线感光效应指的是X线通过被检体后使感光系统感光的效果。摄影条件的制定是以指数函数法则为基础理论。10.高千伏摄影是指用120kV以上管电压获得在较小密度范围内层次丰富的X线照片影像的一种摄影方法。高千伏摄影的技术条件：电压120-150kV、栅 比R12:l、当肢片距 为20cm时空气间隙可代替滤线栅作用、应选用高反差系数胶片以提高照片对比度、高千伏摄影时应注意更换滤过板，80-
7、120kV时选用3mm铝 及0.3mm铜。高千伏摄影的优缺点：层次丰富，但对比度低缩短曝光时间,减少肢体移动，提高照片清晰度高千伏，减少断电流，降低球管产热量，延长球管寿命高千伏摄影散射线较多，X线片质量较差高千伏摄影组织吸收剂量减少，利于病人防护高千伏损失了照片对比度，应选用适当的曝光条件。11.自动曝光控时自动曝光控时理论依据来源于“胶片感光效应E”，E值是人为设定的，当曝光剂量达到胶片所需的感光剂量（E值）时自动切断高压，自动曝光控时实质就是控制着m A S o自动曝光控时分为光电管自动曝光控时和电离室自动曝光控时一。光电管型利用可见光的光电效应达到控制目的，电离室型应用范围更广。12.
8、焦点、被照体、探测器之间的投影关系在X线投影过程中，只有儿何尺寸的变大称为影像放大；同时有形态上的变化称为变形；影像放大与变形的程度总称为失真度。影像变形分为放大变形、位置变形和形状变形。影像变形的控制原则：被照体平行于胶片，放大变形最小被照体靠近中心线并平尽量靠近胶片，位置变形最小X线中心线通过被检部位且垂直于胶片时.，影像的形状变形最小。13.放大率焦片距与肢片距是影响影像放大的两个主要因素。影像放大对质量的影响小于变形，但对某些需要测量的照片，影像放大则成为主要矛盾。眼球异物定位的摄影距离，一定要与制作的测量标尺的放大率一致。模糊度阈值为0.2mm焦点允许放大率M=l+0.2/F（F焦点
9、大小）14.照片影像产生不对称的原因是中心线的倾斜或被照体的旋转。15.散射线的产生于消除散射线的产生：在X线摄影能量范围内，穿过被照体后的射线,一部分能量穿透人体继续前进，一部分产生光电效应和康普顿效应,从而减弱原发射线的强度。经被照体后的射线有两部分，一是带有被照体信息被减弱了的原射线，一是散射吸收中产生的散射线。散射线含有率：散射线在作用于胶片上全部射线量中所占的比率称为散射线含有率。影响因素有：管电压随管电压升高而加大，原发射线能量越大，散射角越小，越靠近形成影像的原发射线，对照片对比度影响越大被照体厚度随厚度增加而加大，被照体厚度产生的散射线对照片质量的影响，要比管电压的影响大得多照
10、射野30X 30cm照射野时其散射线含有率达到饱和。减少或抑制散射线的方法：遮线器、滤线栅、金属后背盖暗盒、空气间隙法等，最有效方法是滤线栅。滤线栅分类：按结构特点分聚焦式、平行式和交叉式；按运动功能分为静止式和运动式。滤线栅的主要技术参数：栅比R指的是滤线栅铅条高度与间隙之比栅密度n指的是单位距离(1cm)内铅条形成的线对数，常2用线/cm来表示。栅比、栅密度越大，滤线栅消除散射线效果越好铅容积P指的是滤线栅表面上平均lcm 2中铅的体积(cm 3)栅焦距f。曝光量倍数B也称滤线栅因子。滤线栅的切割效应：反置作用中间密度高，两侧密度低侧向倾斜照片两侧密度不一上下偏离表现同，但较缓和双重偏离。
11、使用滤线栅注意事项：不能反置；X线中心对滤线栅中心；倾斜投照时倾斜方向只能与滤线栅铅条排列方向平行；焦点至滤线栅距离应在允许范围内；需要消除散射线率高时选用高栅比的滤线栅；斜射时不能用交叉式滤线栅。第 二 节 数 字X线摄影成像原理CR成 像 原 理L工作流程：信息 采 集 成 像 板IP板信息转换指的是将存储在IP板上的模拟信息转化为数字信息的过程。主要由激光阅读仪、光电倍增管和模数转换器组成信息处理CR常用处理技术包括谐调处理技术、空间频率处理技术和减影处理技术信息存储与输出。2.成像原理：IP板代替了常规X线摄影的胶片，成为影像记录的载体。曝光后IP板中的光激励荧光体PSP由于吸收X 线
12、发生电离形成潜影，放入读取装置后,经低能量高度聚焦的红色激光扫描，一种较高能量、低强度的蓝色光激励发光PSL信号被释放导入光电倍增管，光电倍增管将接受的光信号转为电信号，并经模数转换器转换成数字，通过采样和量化，以数字影像矩阵方式存储。最常用的激光是氢演激光（波长633nm）和二极管激光（波长680nm）。3.相关概念扫描方向又称激光扫描方向或快速扫描方向，指的是激光束偏转路径的方向慢扫描方向又称屏扫描方向或幅扫描方向，指的是 IP板的传送方向激励发光信号的衰减 激励发光信号衰减时间常数约0.8m s,这是限制读出时间的主要因素，也制约了激光束横越荧光体板的扫描速度模数转换速率在CR系统读取中
13、，模数转换器转换光电倍增管信号的速率远大于激光的快速扫描速率自发荧光消退曝光后IP板中形成的潜影即便未读取，信号也会呈指数规律逐渐消退，称自发荧光消退。曝光后10分钟到8小时内会损失25%存储信号，此后衰减变慢。4.四象限理论 CR系统通过曝光数据识别器EDR可对一定范围内的曝光过度或不足进行调节。高野正雄将CR系统影像处理的运行原理归纳为四象限理论，EDR的功能和CR系统工作原理可以用四象限理论进行描述。第一象限：IP的固有特征，即X 线辐射剂量与激光束激发IP的光激励发光PSL强度之间的关系，两者在1:104范围是线性的，该线性关系使CR具有高敏感性和宽动态范围。第二象限：影像阅读装置IR
14、D的光激励发光信号与数字输出信号之间的关系第三象限：影像处理装置IPC显示出影像第四象限：影像记录装置IR C第四象限决定了 C R系统中输出的X线照片的线性曲线和常规X线照片的特性曲线不同。上述四象限，第一象限不可调节，其余可调。5.曝光指示器曝光指数只是IP上照射量的估算值，而不是绝对值。曝光指示值不仅受kV影响，也受IP对X线衰减与吸收程度不同的影响。Fuji系统使用感度值来实现对入射照射量的评估，分自动模式、半自动模式和固定感度模式Kodak系统使用的曝光指数与IP板上平均入射照射量的指数值成正比AGFA系统使用IgM的曝光指示值Konica系统通过公式计算。生产商通常是以在IP板上产
15、生Im R的照射量为基础目标照射量。所有C R系统曝光指数的稳定性主要依赖于kV和滤过。DR成像原理1.1986年布鲁塞尔第15届国际放射学术会议上首次提出了数字化X线摄影D R的物理学概念。2.直接转换式平板探测器一是直接转换，即使用非晶硒光导半导材料，非晶硒俘获X线光子后，直接将接受的3X线光子转换为电信号；二是平板，即探测器单元阵列采用薄膜晶体管TFT技术，外形类似平板状。而多丝正比电离室探测器虽属直接探测器，但不属于平板探测器。3.间接转换式平板探测器间接转换型指的是在将X线影像信息转换为电子信号过程中，中间需要经过光电转换之后再转为电信号。属于此类的有：非晶硅平板探测器和闪烁体+CC
16、D阵列探测器，而后者因外形非平板状，不属于平板探测器。成像原理：在探测器顶层的碘化钠Csl闪烁晶体接受X线照射后，将入射的X线光子转换为可见光，再激发非晶硅二极管阵列，转换为电信号。4.非晶硒平板探测器评价：非晶硒FPD最大优点是直接转换，无中间环节，因此避免了信号的丢失和噪声的增加，提高空间分辨力非晶硒光导材料MTF和DQE高，空间分辨率可达3-6LP/mm,动态范围可达104-105,层次丰富，质量好非晶硒吸收效率高，1:104范围是线性的，曝光宽容度大非晶硒FPD环境要求高，需要较高的偏置电压，刷新速度慢，动态摄影受限大面积TFT生产工艺复杂。5.非晶硅FPD评价：与非晶硒FPD临床应用基本相同与非晶硒FPD相比，一定程度上降低了线感度和空间分辨率非晶硅抗辐射能力强，是理想的探测器材料，且在获取高质量动态影像方面具有优势。DR设备使用最多的是非晶硒和非晶硅FPDo 6.数字合成体层成像原理基本概念：曝光角指的是体层摄影X线曝光过程中，中心线以转动支点为顶点形成的夹角，或曝光期间连杆摆过的角度。体层厚度体层摄影照片上最后成像的是指定层附近一薄层组织的X线像，该薄层组织的厚度称为体层
