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1、放射影像学基础. .概论放射影像学是现代医学科学中的一个重要科目，特别是在放射影像学是现代医学科学中的一个重要科目，特别是在临床应用中，对很多疾病的诊断都起着决定性的作用。临床应用中，对很多疾病的诊断都起着决定性的作用。X X线检查方法在放射影像学中的一个极重要的环节。因此，线检查方法在放射影像学中的一个极重要的环节。因此，为了做好放射影像学和使它获得更大的发展，必须充分掌为了做好放射影像学和使它获得更大的发展，必须充分掌握有关握有关X X线的基础知识、检查方法和操作技术，才能得到线的基础知识、检查方法和操作技术，才能得到优良的检查效果，使其发挥最大的诊断作用。优良的检查效果，使其发挥最大的诊
2、断作用。X X线常规检查法包括线常规检查法包括透视和摄影透视和摄影两种。透视不仅为病变提两种。透视不仅为病变提供了很多诊断资料，而且所费不多，并可以进行动态观察。供了很多诊断资料，而且所费不多，并可以进行动态观察。摄影能发现更多的有诊断意义的征象，并留有长久记录。摄影能发现更多的有诊断意义的征象，并留有长久记录。在某些部位用常规检查法不能达到预期目的时，可运用一在某些部位用常规检查法不能达到预期目的时，可运用一些特殊方法检查，或利用某种造影剂作造影检查，而能获些特殊方法检查，或利用某种造影剂作造影检查，而能获得更优良的诊断效果。得更优良的诊断效果。X线的基础知识X X X X线的发现与历史线的
3、发现与历史线的发现与历史线的发现与历史 18951895年德国物理学家威年德国物理学家威康拉德康拉德伦琴伦琴（W.C.RontgenW.C.Rontgen）在做阴极射）在做阴极射线管实验时，观察到管外几线管实验时，观察到管外几十厘米远的荧光板有荧光现十厘米远的荧光板有荧光现象产生，照相底片也能感光，象产生，照相底片也能感光，当伦琴把手放在阴极射线管当伦琴把手放在阴极射线管与荧光屏之间时，在荧光屏与荧光屏之间时，在荧光屏上有模糊的手骨影像，手的上有模糊的手骨影像，手的轮廓也隐约可见。当时对这轮廓也隐约可见。当时对这种射线的性质一无所知，便种射线的性质一无所知，便借用数学上的未知数借用数学上的未知
4、数“ “X X” ”来来代表，给它起名代表，给它起名X X射线。后来射线。后来人们为了纪念伦琴的功绩，人们为了纪念伦琴的功绩，又称之为伦琴射线。又称之为伦琴射线。X线的基础知识X X线的发生及其产生的作用线的发生及其产生的作用 当高能量电子流突然受到阻碍时，如轰击某些特殊物质（重金属），就会产生X线，它能够对部分物体有穿透性，能够使某些材料发出可见光（荧光材料），使胶片感光，能够使物质原子产生电离和辐射，产生生物效应。而X光机设计思想就是综合运用了这些特点得到人体内部的信息。X线的基础知识X X线的波长及其应用线的波长及其应用 X X其实同可见光、红外线、紫外线、无线电波本质一样，都是电磁其实
5、同可见光、红外线、紫外线、无线电波本质一样，都是电磁波，只是波长不同，医疗诊断用波，只是波长不同，医疗诊断用X X线的波长大约在线的波长大约在0.010.010.50.5 （3.13.110108 81010 nmnm）相当管电压）相当管电压40-150kv40-150kv时产生的时产生的X X线，能线，能量很大，穿透性很强。量很大，穿透性很强。 当管电压较高时产生的当管电压较高时产生的X X线波长较短，能量较高（俗称硬线波长较短，能量较高（俗称硬X X射线）射线），形成的影像对比度较低，但层次丰富，适合胸腹部摄影。，形成的影像对比度较低，但层次丰富，适合胸腹部摄影。 当管电压较低时产生的当管
6、电压较低时产生的X X线波长较长，能量较低（俗称软线波长较长，能量较低（俗称软X X射线）射线），形成的影像对比度较高，适合于较薄的软组织，如乳腺检查。，形成的影像对比度较高，适合于较薄的软组织，如乳腺检查。名名称称声波部分声波部分50km50km无线电波无线电波1mm1mm1010mm 1 1mm 0.10.1mm0.010.01 红红外外线线可可见见光光紫紫外外线线X X线线 射射线线软软硬硬医用X线机基本原理医用医用X X线机线机X X光发生原理光发生原理 X X线管灯丝加热后，产生自由线管灯丝加热后，产生自由电子并云集在阴极附近。当升电子并云集在阴极附近。当升压变压器向压变压器向X X
7、线管两极提供高压线管两极提供高压电时，阴极与阳极间的电势差电时，阴极与阳极间的电势差陡增，处于活跃状态的自由电陡增，处于活跃状态的自由电子，受强有力的吸引，使成束子，受强有力的吸引，使成束的电子，以高速由阴极向阳极的电子，以高速由阴极向阳极行进，撞击阳极铼钨合金靶面，行进，撞击阳极铼钨合金靶面，此时，发生了能量转换，其中此时，发生了能量转换，其中约约1%1%以下的能量形成了以下的能量形成了X X线，其线，其余余99%99%以上则转换为热能。以上则转换为热能。 X X线线的能量（的能量（X X线的质）由加在灯丝线的质）由加在灯丝两端的电压所决定，即所谓的两端的电压所决定，即所谓的“ “管电压管电
8、压” ”（kVkV值）值），而一段，而一段时间内总的时间内总的X X线能量（即放射剂线能量（即放射剂量）由通过灯丝的电流（即量）由通过灯丝的电流（即管管电流，电流，mAmA值值）和）和X X线发生持续的线发生持续的时间二者乘积决定，即所谓时间二者乘积决定，即所谓mAsmAs值值球管球管灯丝灯丝靶靶高能电子流高能电子流X X线线医用X线机基本原理医用医用X X线机成像原理线机成像原理 当当X X光由靶面发出通光由靶面发出通过有铅叶组成的束光过有铅叶组成的束光器后投照到人体之上，器后投照到人体之上，被人体不均匀吸收后被人体不均匀吸收后在影像采集系统上形在影像采集系统上形成成强弱不一强弱不一的信号。
9、的信号。通过不同的方式形成通过不同的方式形成影像，应用于临床诊影像，应用于临床诊断断阳极阳极束光器束光器X X线线人体人体影像信号影像信号X线成像原理基础经过人体后，不均匀分经过人体后，不均匀分布的布的X X线强度，透过介质线强度，透过介质转换为二维分布的荧光转换为二维分布的荧光强度，这一介质最常用强度，这一介质最常用的即为增感屏的即为增感屏胶片胶片系统。系统。不均匀的不均匀的X X线照射在暗盒线照射在暗盒内在增感屏上，使之发内在增感屏上，使之发出强弱不等的荧光，照出强弱不等的荧光，照射胶片乳剂膜形成潜影射胶片乳剂膜形成潜影银颗粒的分布，经过显银颗粒的分布，经过显影、定影等化学处理后影、定影等
10、化学处理后成为透亮度不一的胶片。成为透亮度不一的胶片。强度不均的强度不均的X X光光可见光可见光增感屏增感屏增感屏增感屏透过胶片的透过胶片的X X线致使反面的增感屏线致使反面的增感屏产生的荧光效应所发出的可见光产生的荧光效应所发出的可见光暗盒暗盒X线成像原理基础在在透视透视的情况下，目前的情况下，目前普遍采用影像增强器和普遍采用影像增强器和CCDCCD系统系统不均匀的不均匀的X X线照射在影像线照射在影像增强器在输入屏上，使增强器在输入屏上，使之发出强弱不等的荧光，之发出强弱不等的荧光，通过增强器内的电子线通过增强器内的电子线圈和光学系统来增强和圈和光学系统来增强和聚焦，最终在输出屏上聚焦，最
11、终在输出屏上形成成比例的较强的可形成成比例的较强的可见光图像，再由见光图像，再由CCDCCD系统系统转换为电信号。转换为电信号。影像增强器CCDX线成像原理基础X X线穿透低密度组织（如含线穿透低密度组织（如含气体的肺组织）时，被吸气体的肺组织）时，被吸收少，剩余收少，剩余X X线多，摄影时线多，摄影时使使X X线胶片感光多，经光化线胶片感光多，经光化学反应还原的金属银也多，学反应还原的金属银也多，故故X X线胶片呈黑影；而透视线胶片呈黑影；而透视时使荧光屏所生荧光多，时使荧光屏所生荧光多，故荧光屏上也就明亮。高故荧光屏上也就明亮。高密度组织（如骨骼）则恰密度组织（如骨骼）则恰相反。相反。X线
12、成像原理基础病理变化也可使人体组织密度发生改变。例如，肺结核病变可在原属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，于肺影的背景上出现代表病变的白影。因此，不同组织密度的病理变化可产生相应的病理X线影像。X线成像原理基础人体组织结构和器官形态人体组织结构和器官形态不同，厚度也不一致。其不同，厚度也不一致。其厚与薄的部分，或分界明厚与薄的部分，或分界明确，或逐渐移行。厚的部确，或逐渐移行。厚的部分，吸收分，吸收X X线多，透过的线多，透过的X X线少，薄的部分则相反，线少，薄的部分则相反，因此，因此，X X线投影可有图所示线投影可有图所示不同表现。在不同表现。在X X线片
13、和荧屏线片和荧屏上显示出的黑白对比和明上显示出的黑白对比和明暗差别以及由黑到白和由暗差别以及由黑到白和由明到暗，其界线呈比较分明到暗，其界线呈比较分明或渐次移行，都是与它明或渐次移行，都是与它们厚度间的差异相关的。们厚度间的差异相关的。图中的几种情况，在正常图中的几种情况，在正常结构和病理改变中都有这结构和病理改变中都有这种例子。种例子。X线成像原理基础组织组织密度密度吸收的吸收的X X线量线量透过的透过的X X线量线量透视影透视影像像摄影影摄影影像像骨骼、骨骼、钙化灶钙化灶高高多多少少暗暗白白软组织、软组织、液体液体稍低稍低稍少稍少稍多稍多较暗较暗灰白灰白脂肪脂肪更低更低更少更少更多更多较亮
14、较亮灰黑灰黑气体气体最低最低最少最少最多最多亮亮黑黑X线影像学基础对比度对比度X X线照射物体时，如果透过物体两部分线照射物体时，如果透过物体两部分的线量强度不同，就产生了的线量强度不同，就产生了X X线对比度线对比度影响影像对比度的因素：影响影像对比度的因素：1.1.人体组织的原子序数人体组织的原子序数2.2.人体组织的密度人体组织的密度3.3.人体厚度人体厚度4.X4.X线的质（线的质（kVkV）另外造影术以及另外造影术以及X X线的散射效应都有一定影响线的散射效应都有一定影响X线影像学基础密度密度为可见光透过照片阴影的透明度，也即为可见光透过照片阴影的透明度，也即为为X X线照片的黑化度
15、线照片的黑化度影响影像密度的因素影响影像密度的因素1.X1.X线的量（线的量（mAsmAs）：正比）：正比2.X2.X线的质（线的质（kVkV）：平方正比）：平方正比3.3.焦片距：平方反比焦片距：平方反比4.4.定显影的条件定显影的条件其他如增感屏、胶片的种类和率线设备的运用等都其他如增感屏、胶片的种类和率线设备的运用等都有一定的影响有一定的影响X线影像学基础清晰度（锐利度）清晰度（锐利度）清晰度是阴影轮廓的鲜明清晰度是阴影轮廓的鲜明度和对比度，也就是不同组织边界的清晰程度。度和对比度，也就是不同组织边界的清晰程度。影响影像清晰度的因素影响影像清晰度的因素1.1.有效焦点的大小有效焦点的大小
16、2.2.焦焦- -片距片距3.3.被照部位与胶片的距离被照部位与胶片的距离4.4.储片夹的应用储片夹的应用5.5.增感屏的接触增感屏的接触6.6.曝光时间曝光时间其他如被照肢体的运动等因素也有一定影响其他如被照肢体的运动等因素也有一定影响X线影像学基础失真度影像对原物体原来的形态大小有所改变。绝对无失真的影像是不存在的。影响影像失真度的因素1.焦-片距2.肢体与胶片的距离3.焦点的大小4.中心线的角度X线影像学基础焦点大小的概念焦点大小的概念 X X线管阳极的焦点并线管阳极的焦点并非为一个点，而是一个很非为一个点，而是一个很小的面积，小的面积，X X线管焦点的实线管焦点的实际大小与投射在胶片上
17、的际大小与投射在胶片上的大小有所不同，大小有所不同，X X线管阳极线管阳极靶面接受电子撞击的面积靶面接受电子撞击的面积称实际焦点，投射在相面称实际焦点，投射在相面上不同方位观察到的焦点上不同方位观察到的焦点的投影面积称的投影面积称有效焦点有效焦点。一般所指的焦点的尺寸就一般所指的焦点的尺寸就是指是指X X线管靶面下垂直方向线管靶面下垂直方向上的有效焦点。上的有效焦点。电子束电子束X X线线X X线线阳阳极极实实际际焦焦点点有效焦点有效焦点X线影像学基础 有效焦点的大小，也可依照X线方位的不同而有所差异，近阳极端的有效焦点小，近阴极端的有效焦点大，X线量也是阴极端多于阳极端，此即称为X线管阳极端
18、效应。阳极侧阳极侧阴极侧阴极侧X线影像学基础 依照光学原理，有效依照光学原理，有效焦点越小，所得的影像越焦点越小，所得的影像越清晰，反之，如果有效焦清晰，反之，如果有效焦点越大，投影时所产生的点越大，投影时所产生的半影（晕影）也越大。因半影（晕影）也越大。因此影像的边缘就越模糊。此影像的边缘就越模糊。所以当实际应用时，在不所以当实际应用时，在不影响影响X X线负荷的原则下，应线负荷的原则下，应尽量采用小焦点投照尽量采用小焦点投照，藉，藉以提高照片的清晰度。以提高照片的清晰度。 焦点焦点物体物体本影本影本影本影半影半影半影半影半影半影大焦点大焦点小焦点小焦点X线影像学基础同大焦点形成半影的原理相
19、似，焦同大焦点形成半影的原理相似，焦片距及肢片距及肢片距对影像的清晰度和失真程度也有影响。所以片距对影像的清晰度和失真程度也有影响。所以在不影响摄影的前提下，应该在不影响摄影的前提下，应该尽量加大焦尽量加大焦片距，片距，缩小肢缩小肢片距片距。焦点焦点物体物体本影本影焦点焦点物体物体本影本影半影半影半影半影半影半影焦点焦点物体物体本影本影半影半影X线影像学基础散射线的产生散射线的产生 由于人体不同组织对由于人体不同组织对X X线的线的吸收方式不同，产生了部分反吸收方式不同，产生了部分反向前进和侧向前进的散射线，向前进和侧向前进的散射线，使使X X线强度减弱，线强度减弱，对比度受到损对比度受到损害
20、害。散射线的抑制散射线的抑制1.1.运用缩光器的吸收焦点外的运用缩光器的吸收焦点外的X X线。线。2.2.将照射野缩小到尽可能小的地步，将照射野缩小到尽可能小的地步，来减少产生来减少产生X X线的被照肢体。线的被照肢体。3.3.通过应用滤线栅的方法来进一步通过应用滤线栅的方法来进一步排除散射线。排除散射线。骨骨骨骨软软组组织织10010010010010105 5101010+510+5 5+55+5 10+510+5X X线线对对比比度度胶片胶片R=3R=3照照片片对对比比度度Kx=0.5Kx=0.5Kx=0.67Kx=0.67K=0.9K=0.9K=0.52K=0.52不不考考虑虑散散射射
21、因因素素考考虑虑散散射射因因素素K=RlgKxX线影像学基础滤线栅的构造与原理滤线栅的构造与原理 滤线栅用平行或按一定斜滤线栅用平行或按一定斜率排列的薄铅条夹持在一定间率排列的薄铅条夹持在一定间隔的铝或胶木板之间。隔的铝或胶木板之间。 根据薄铅条的斜率，聚焦根据薄铅条的斜率，聚焦式滤线栅都有各自的焦距，当式滤线栅都有各自的焦距，当X X线管的焦点位与滤线栅焦距的线管的焦点位与滤线栅焦距的允许范围之间时，除了碰到铅允许范围之间时，除了碰到铅条上的散射条上的散射X X线被吸收，其余线被吸收，其余X X线因于铅条倾角相平行而通过线因于铅条倾角相平行而通过到达胶片。到达胶片。 理想的滤线栅应该能全部理
22、想的滤线栅应该能全部吸收掉散射线，而原发吸收掉散射线，而原发X X线又能线又能全部通过，既不增加患者的曝全部通过，既不增加患者的曝光量，又使影像对比度得到改光量，又使影像对比度得到改善。善。原发射线原发射线散射线散射线铅条铅条胶片胶片X线影像学基础常规应用的滤线栅一般都常规应用的滤线栅一般都为为聚焦式聚焦式，滤线栅的铅条，滤线栅的铅条延长线聚焦与一直线延长线聚焦与一直线这一直线到滤线栅的垂直这一直线到滤线栅的垂直距离为滤线栅的焦距距离为滤线栅的焦距 f fX X线球管所在位置不一定线球管所在位置不一定要恰好在滤线栅的焦距上，要恰好在滤线栅的焦距上，只要在只要在ffff范围内原发范围内原发X X
23、线线损失在损失在40%40%以内，就可以以内，就可以在胶片上获得满足诊断所在胶片上获得满足诊断所需要的影像需要的影像fffX线影像学基础AECAEC（自动曝光控制）（自动曝光控制）通通过电离室来探测穿过人体之后过电离室来探测穿过人体之后到达成像系统的剂量大小来控到达成像系统的剂量大小来控制制摄影摄影的效果。（一点技术）的效果。（一点技术）电离室电离室是是AECAEC系统的重要系统的重要组成部分之一。组成部分之一。电离室分为气体和固体两种，电离室分为气体和固体两种，通常气体电离室运用于普通摄通常气体电离室运用于普通摄影，固体探测器（电离室）多影，固体探测器（电离室）多运用于高精度的特殊摄影（如运
24、用于高精度的特殊摄影（如乳腺摄影），并由此两个技术乳腺摄影），并由此两个技术衍生出线扫描衍生出线扫描DRDR和非晶硒和非晶硒DRDRX X线穿过人体和成像系统之后，线穿过人体和成像系统之后，到达电离室，电离室中的惰性到达电离室，电离室中的惰性气体发生电离，在探测回路形气体发生电离，在探测回路形成电势并被转换成电信号，通成电势并被转换成电信号，通过这个信号来控制高压发生器过这个信号来控制高压发生器的通断，由此控制整个系统的的通断，由此控制整个系统的成像剂量。成像剂量。电离室分布+-+X线影像学基础ABCABC（自动亮度控制）（自动亮度控制）通通过光电二极管或光电倍增管来过光电二极管或光电倍增管来
25、探测影像增强器输出光线的强探测影像增强器输出光线的强度来控制度来控制透视透视的效果。（零点的效果。（零点技术）技术）光电二极管或光电倍增管光电二极管或光电倍增管是是ABCABC系统的重要组成部分之系统的重要组成部分之一。一。X X线经过影像增强器之后，到达线经过影像增强器之后，到达光电二极管或光电倍增管，光光电二极管或光电倍增管，光电二极管或光电倍增管将光线电二极管或光电倍增管将光线强度转换成强弱不同的电信号，强度转换成强弱不同的电信号，通过这个电信号来控制高压发通过这个电信号来控制高压发生器的生器的KVKV和和MAMA，由此控制整个，由此控制整个系统的成像剂量。系统的成像剂量。 影像增强器输
26、出窗CCD光电二极管或光电倍增管光电二极管或光电倍增管X线影像学基础摄影效果与曝光条件的关系摄影效果与曝光条件的关系 根据实验，照片获得效果有以下相应公式：根据实验，照片获得效果有以下相应公式： E=KE=KV V Q Q 其中其中K K为常数，为常数，V V为管电压（为管电压（kVkV），），Q Q为管电流量为管电流量（mAsmAs），指数），指数a=m+m+ma=m+m+m m m代表由于被检体的吸收而引起的变化代表由于被检体的吸收而引起的变化 m m 代表由于荧光物质的吸收而引起的变化代表由于荧光物质的吸收而引起的变化 m m 代表由于荧光物质发光效率引起的变化代表由于荧光物质发光效率引
27、起的变化X线影像学基础主要曝光条件主要曝光条件1.1.焦焦片距（片距（FFDFFD）：一般胸部摄影用）：一般胸部摄影用180CM180CM以上的以上的FFDFFD，其他部位用，其他部位用100CM100CM左右的左右的FFDFFD。2.2.管电流（管电流（mAmA）3.3.曝光时间（曝光时间（s s）4.4.管电压（管电压（kVkV） 这三者参数的设定虽有一个科学的计算方法但这三者参数的设定虽有一个科学的计算方法但较为复杂，不同较为复杂，不同X X光机不同时期的参数变化较大，光机不同时期的参数变化较大，临床常应用随机附的曝光参数表，或者根据技师临床常应用随机附的曝光参数表，或者根据技师的经验和
28、习惯设定参数的经验和习惯设定参数X线机的分类医用医用X X光机安其使用光机安其使用目的，可分为诊断目的，可分为诊断和治疗两大类。和治疗两大类。（本次仅对诊断用（本次仅对诊断用X X光机进行讨论）光机进行讨论）1.按结构形式分类按结构形式分类携带式携带式移动式移动式固定式固定式 X线机的分类2.按输出功率分类小型：指管电流在50mA以下，最高管电压为90kV的X线机中型：指管电流在100400mA，最高管电压为100或125kV的X线机大型：指管电流在500mA以上，最高管电压为125或150kV的X线机X线机的分类3.3.按使用范围分类按使用范围分类综合性综合性X X线机：线机： 是指具有透视
29、和摄影等是指具有透视和摄影等多种功能，适合多种疾患的多种功能，适合多种疾患的检查的检查的X X光机，常用的光机，常用的X X光机光机多属此类。多属此类。专用专用X X光机：光机： 是指为了适应某些专科是指为了适应某些专科疾病的检查而设计的疾病的检查而设计的X X光机，光机，并配有专科疾患检查的各种并配有专科疾患检查的各种辅助装置。辅助装置。 如：齿科如：齿科X X线机线机 乳腺钼靶乳腺钼靶X X线机线机 胸部透视专用机胸部透视专用机 骨科专用骨科专用C C型臂型臂 心血管专用心血管专用C C型臂型臂 等等X线机的基本组成结构诊断用诊断用X X线设备是把不同的控制装置、高压发生装置、线设备是把不
30、同的控制装置、高压发生装置、X X线管装置及外线管装置及外围设备等，按照临床诊断的要求组合而成的整体设备。围设备等，按照临床诊断的要求组合而成的整体设备。虽说各种类型的虽说各种类型的X X光机有很大的差别，但基本组合都是由产生光机有很大的差别，但基本组合都是由产生X X线的线的X X线球管线球管，供给，供给X X线管灯丝电压和管电压的线管灯丝电压和管电压的高压发生高压发生装置，控制装置，控制X X线的线的“ “质质” ”、“ “量量” ”和曝光时间的和曝光时间的控制装置控制装置，对影像信息进行采集处理的，对影像信息进行采集处理的成成像装置像装置，以及为了满足诊断需要而装备的各种，以及为了满足诊
31、断需要而装备的各种机械装置机械装置和辅助装置构和辅助装置构成。成。控制装置高压发生装置X线管装置X X线线人体成像装置影像影像机械装置与辅助装置电源电源X线机的基本组成结构X线机电路原理简图X线机的基本组成结构医用诊断医用诊断X X线管线管 一般可分为：一般可分为： 1.1.固定阳极固定阳极X X线管线管 2.2.旋转阳极旋转阳极X X线管线管 3.3.特殊特殊X X管。管。其基本作用是其基本作用是将电能将电能转换为转换为X X线线。主要由阴极（灯丝）、主要由阴极（灯丝）、阳极（靶）和支持驱阳极（靶）和支持驱动装置构成。动装置构成。旋转阳极旋转阳极X X线球管线球管X线机的基本组成结构 基本工
32、作原理为灯丝通基本工作原理为灯丝通电加热后，达到一定的值电加热后，达到一定的值后开始发射电子，灯丝电后开始发射电子，灯丝电压越高，通过灯丝的电流压越高，通过灯丝的电流越大，灯丝温度越高电子越大，灯丝温度越高电子发射数量就越多，单位时发射数量就越多，单位时间内产生的间内产生的X X线的量也就越线的量也就越多，同时阴阳两极之间也多，同时阴阳两极之间也加了一个高电压（管电压）加了一个高电压（管电压），则发射的电子流因为高，则发射的电子流因为高压差的电场作用而轰击到压差的电场作用而轰击到靶面上，产生靶面上，产生X X线。线。管电压管电压越大，电子流速度越快，越大，电子流速度越快，产生的产生的X X线波
33、长也就越短，线波长也就越短，即即X X线的质越硬线的质越硬。X线机的基本组成结构高压发生装置高压发生装置 主要由高压变压器、主要由高压变压器、X X线管灯丝变压器、高压整线管灯丝变压器、高压整流器和高压交换闸等高压流器和高压交换闸等高压元器件构成。它将电源的元器件构成。它将电源的电压升高、变频、整流，电压升高、变频、整流，为为X X线管线管提供各种所需的高提供各种所需的高压电能压电能。它的工作原理同。它的工作原理同普通的变压器和整流稳压普通的变压器和整流稳压器没有区别，但是它所要器没有区别，但是它所要求的升压能力及绝缘性能求的升压能力及绝缘性能都很高。都很高。操作面板操作面板X线机的基本组成结
34、构X X线机控制装置线机控制装置 各种各种X X线机的控制线机的控制电路有很大的差别，电路有很大的差别，但是它的原理都是通但是它的原理都是通过过调节高压发生器加调节高压发生器加给灯丝、阴阳极的电给灯丝、阴阳极的电压来控制压来控制X X光的光的“ “质质” ”和和“ “量量” ”。并且都是。并且都是通过高压的通和断来通过高压的通和断来控制控制X X线的发生时间。线的发生时间。X线机的基本组成结构X X线机机械与辅助装置线机机械与辅助装置 X X线机的机械与辅线机的机械与辅助装置的功能直接关助装置的功能直接关系到该系到该X X线机所能够完线机所能够完成检查的种类。机械成检查的种类。机械与辅助装置的
35、品质很与辅助装置的品质很大程度上决定了整机大程度上决定了整机的质量。的质量。X线机的基本组成结构影像采集处理装置 根据不同的影像采集模式，一般有增感屏胶片系统、影像增强器电视摄像管系统、CR（IP板）系统、DR系统。这是诊断X光机技术发展最为迅速的部分。除了直接数字化成像系统外工作原理都是将X线转化为可见光，使感光装置发生反应，或直接形成影像，或形成数字信号。几个相关重要参数球管1.1.焦点尺寸焦点尺寸：影响成像图像的清晰度，越小成像效果：影响成像图像的清晰度，越小成像效果越好，但同时也受到功率制约，因此有大小双焦的运用。越好，但同时也受到功率制约，因此有大小双焦的运用。2.2.热容量热容量：
36、影响设备的连续工作时间，特别是针对需：影响设备的连续工作时间，特别是针对需要连续工作的胃肠机或其他大型要连续工作的胃肠机或其他大型X X线设备。同时也对球管线设备。同时也对球管寿命也有一定程度的影响。寿命也有一定程度的影响。3.3.转速转速：影响球管的热容量和球管的使用寿命，在长：影响球管的热容量和球管的使用寿命，在长期使用后低速球管常有线质不均的现象。期使用后低速球管常有线质不均的现象。几个相关重要参数高压发生器1.1.功率功率：在排除价格成本的影响后功率越大，设备工：在排除价格成本的影响后功率越大，设备工作的能力越强，往往可以适应更多复杂检查，但对于移动作的能力越强，往往可以适应更多复杂检
37、查，但对于移动或便携设备来说会带来体积重量过大的问题或便携设备来说会带来体积重量过大的问题2.2.频率频率：该参数对于高压发生器具有重要意义，频率：该参数对于高压发生器具有重要意义，频率越高，工作越稳定，纹波系数也就越小，越高，工作越稳定，纹波系数也就越小，x x线质越稳定。线质越稳定。它也是一个高压发生器的分类参数，过去它也是一个高压发生器的分类参数，过去50Hz50Hz的工频和的工频和10KHz10KHz以下的中频设备已经淘汰，现在的主流是以下的中频设备已经淘汰，现在的主流是30KHz30KHz、50KHz50KHz甚至甚至100KHz100KHz以上的高频、超高频设备。以上的高频、超高频
38、设备。3.3.千伏和毫安千伏和毫安：直接受功率的影响，并有相对应关系，：直接受功率的影响，并有相对应关系，不同的千伏和毫安用于不同的检查。不同的千伏和毫安用于不同的检查。几个相关重要参数控制系统1.1.控制模式控制模式：分模拟和数字，模拟控制现在已渐淘汰，：分模拟和数字，模拟控制现在已渐淘汰，数字控制成为主流，设备数字化控制程度越高，控制越精数字控制成为主流，设备数字化控制程度越高，控制越精确，工作越稳定，使用寿命越长。确，工作越稳定，使用寿命越长。2.2.AECAEC（自动曝光控制）、（自动曝光控制）、ABCABC（自动亮度控制）和（自动亮度控制）和APRAPR（器官程序摄影）：含（器官程序
39、摄影）：含AECAEC部件，可自动控制曝光剂部件，可自动控制曝光剂量，含量，含ABCABC部件可完全自动控制透视检，含部件可完全自动控制透视检，含APRAPR部件可通部件可通过对应程序控制不同部位曝光条件。过对应程序控制不同部位曝光条件。3.3.操作模式操作模式：按键、摇杆、触摸键、触摸屏：按键、摇杆、触摸键、触摸屏几个相关重要参数机械系统1.1.不同设备对机械系统的要求各不相同，比如对移动不同设备对机械系统的要求各不相同，比如对移动设备要求小巧轻便，对于设备要求小巧轻便，对于C C型臂要求大开口大纵深，对于型臂要求大开口大纵深，对于多功能多功能X X线机要求大运动范围和人性化设计，对于数字化
40、线机要求大运动范围和人性化设计，对于数字化设备往往要求更多的体位和高度自动化，不一而足。设备往往要求更多的体位和高度自动化，不一而足。几个相关重要参数成像系统1.1.普通屏片系统普通屏片系统2.2.影像增强器影像增强器+CCD+CCD：影像质量同像素总和、中心分：影像质量同像素总和、中心分辨率、对比度、光敏感度等有关。辨率、对比度、光敏感度等有关。3.CR3.CR和和DRDRX线机的基本组成结构增感屏增感屏胶片系统胶片系统 增感屏增感屏胶片系统是在胶片系统是在X X线机中最广泛应用线机中最广泛应用的图像采集模式，根据不同的图像采集模式，根据不同X X光机的机械性能不同，光机的机械性能不同，可以
41、完成不同的可以完成不同的X X线拍摄任务，并留下载有影像的线拍摄任务，并留下载有影像的可靠的胶片作为诊断依据。屏可靠的胶片作为诊断依据。屏片系统的技术较片系统的技术较成熟但发展比较缓慢，作为最常规的图像采集手成熟但发展比较缓慢，作为最常规的图像采集手段，它具有用途广泛，成本低廉等优势，同时因段，它具有用途广泛，成本低廉等优势，同时因需要烦琐的暗室及冲洗技术势必被数字化摄影所需要烦琐的暗室及冲洗技术势必被数字化摄影所替代。替代。X线机的基本组成结构影像增强器影像增强器电视摄像管系统电视摄像管系统 影像增强器影像增强器电视摄像管系统一般适用于透电视摄像管系统一般适用于透视用视用X X线设备，如胃肠
42、造影线设备，如胃肠造影X X线机和线机和C C型臂等。其工型臂等。其工作原理为影像增强器将透过人体的作原理为影像增强器将透过人体的X X线转换为电子线转换为电子影像，加速、聚焦后转换为可见光影像，由电视影像，加速、聚焦后转换为可见光影像，由电视摄像管采集可见光信号播放在监视器上配合诊断。摄像管采集可见光信号播放在监视器上配合诊断。该系统因其较低的该系统因其较低的X X线剂量以及所输出的是动态图线剂量以及所输出的是动态图像对于胃肠造影检查和像对于胃肠造影检查和X X光下手术有极大的意义。光下手术有极大的意义。随着成像技术的不断进步，影像质量有了极大的随着成像技术的不断进步，影像质量有了极大的飞跃
43、，在动态数字影像技术成熟之前，影像增强飞跃，在动态数字影像技术成熟之前，影像增强器器电视摄像管系统的应用不可替代。电视摄像管系统的应用不可替代。X线机的基本组成结构CRCR技术技术 CRCR技术（计算机技术（计算机X X线成像），是将线成像），是将X X线摄照的线摄照的影像信息记录在影像板（影像信息记录在影像板（image plateimage plate，IPIP板）上，板）上，经读取装置读取，由计算机计算出一个数字化图经读取装置读取，由计算机计算出一个数字化图像，复经数字像，复经数字/ /模拟转换器转换，于荧屏上显示出模拟转换器转换，于荧屏上显示出灰阶图像。灰阶图像。CRCR优于优于X X
44、线照片之处在于，线照片之处在于，X X线照片上线照片上的影像特性是不能改变的。而的影像特性是不能改变的。而CRCR技术可以在一定技术可以在一定范围内任意改变图像的特性。图像处理主要功能范围内任意改变图像的特性。图像处理主要功能有：灰阶处理、窗位处理、数字减影血管造影处有：灰阶处理、窗位处理、数字减影血管造影处理和理和X X线吸收率减影处理等线吸收率减影处理等 。CR成像技术工作模式CR技术CRCR图象采集系统图象采集系统作为数字摄影系统，作为数字摄影系统，CRCR的的图像质量与所含的影像信图像质量与所含的影像信息量可与传统的息量可与传统的X X线成像相线成像相媲美。图像处理系统可调媲美。图像处
45、理系统可调节对比。故能达到较好的节对比。故能达到较好的视觉效果；摄照条件的宽视觉效果；摄照条件的宽容范围较大；患者接受的容范围较大；患者接受的X X线量减少。图像信息可由线量减少。图像信息可由磁盘或光盘储存，并进行磁盘或光盘储存，并进行传输传输 CR技术但是它仍然没有改变X光摄影的传统工作流程，IP板的价格不绯、易损坏，寿命不长（万次以内），长期使用会出现潜影，影像质量往往不能尽如人意，数字图像处理功能较弱等缺点。作为一类数字成像技术，它有着投资小，改装灵活等优点，在传统X线摄影向数字化迈进的时候，它作为过渡产品将被功能更加强大的DR所替代。DR技术DR(Digital Radiography
46、)即直接数字化X射线摄影系统，是由电子暗盒、扫描控制器、系统控制器、影像监示器等组成，是直接将X线光子通过电子暗盒转换为数字化图像，是一种广义上的直接数字化X线摄影。而狭义上的直接数字化摄影即DDR（DirectDigit Radiography），通常指采用平板探测器的影像直接转换技术的数字放射摄影，是真正意义上的直接数字化X射线摄影系统。DR技术 DR DR直接将直接将X X线影像信息通过平板转化为数字影像信息，线影像信息通过平板转化为数字影像信息，其曝光宽容度相对于普通的增感屏其曝光宽容度相对于普通的增感屏- -胶片系统体现出极大胶片系统体现出极大的优势，动态范围广，都有很宽的曝光宽容度
47、，允许照相的优势，动态范围广，都有很宽的曝光宽容度，允许照相中的技术误差，即使在一些曝光条件难以掌握的部位，也中的技术误差，即使在一些曝光条件难以掌握的部位，也能获得很好的图像；影像的质量程度远优于能获得很好的图像；影像的质量程度远优于CRCR和胶片，可和胶片，可以根据临床需要进行各种丰富的图像后处理，如调谐、空以根据临床需要进行各种丰富的图像后处理，如调谐、空间频率的处理、图像滤波、窗宽窗位调节、放大漫游、图间频率的处理、图像滤波、窗宽窗位调节、放大漫游、图像拼接以及距离、面积、密度测量等的，并提供功能强大像拼接以及距离、面积、密度测量等的，并提供功能强大的成套后处理软件，为影像诊断中的细节
48、观察、前后对比、的成套后处理软件，为影像诊断中的细节观察、前后对比、定量分析提供技术支持。虽然其一次性投资较大，但整个定量分析提供技术支持。虽然其一次性投资较大，但整个系统的使用寿命长达十年以上，在技术突破的推动下，成系统的使用寿命长达十年以上，在技术突破的推动下，成本不断下降，从而性价比达到了很高的程度。本不断下降，从而性价比达到了很高的程度。DR技术DRDR技术的核心在于用技术的核心在于用于图像采集的平板系于图像采集的平板系统（非平板技术与此统（非平板技术与此不作讨论）。不作讨论）。因平板系统的技术原因平板系统的技术原理不同分为理不同分为: : DDR DDR（Direct DRDirec
49、t DR）直）直接数字接数字X X线摄影线摄影 IDR (Indirect DR) IDR (Indirect DR) 非直接数字线摄影非直接数字线摄影直直接接数数字字平平板板间间接接数数字字平平板板DR技术DDRDDR（Direct DRDirect DR）直）直接数字接数字X X线摄影线摄影直接平板探测器主要直接平板探测器主要由非晶硒层加薄膜半由非晶硒层加薄膜半导体列阵构成的平板导体列阵构成的平板探测器。探测器。由于非晶硒是一种光由于非晶硒是一种光导材料，因此经导材料，因此经X X射线射线曝光后由于电导率的曝光后由于电导率的改变就形成图像电信改变就形成图像电信号。号。DR技术IDR (In
50、direct DR) IDR (Indirect DR) 非直非直接数字线摄影接数字线摄影间接平板探测器主要由闪间接平板探测器主要由闪烁体或荧光体层加具有光烁体或荧光体层加具有光电二极管作用的非晶硅层电二极管作用的非晶硅层再加薄膜半导体阵列构成再加薄膜半导体阵列构成平板探测器。平板探测器。此类平板的碘化铯层面经此类平板的碘化铯层面经X X线曝光后，可将线曝光后，可将X X线光子转线光子转换为可见光，而后经非晶换为可见光，而后经非晶硅层变为图像电信号。硅层变为图像电信号。DR技术两种两种DRDR技术各有优势，可以通过技术各有优势，可以通过MTFMTF和和DQEDQE两个参数的比较两个参数的比较来
51、说明问题。来说明问题。MTFMTF调制传递函数调制传递函数 (Modulation Transfer Function)(Modulation Transfer Function)是是成像系统保持信号对比度的能力作为空间频率的函数的一成像系统保持信号对比度的能力作为空间频率的函数的一种度量，简单的理解就是记录（输出）信息量与有效（输种度量，简单的理解就是记录（输出）信息量与有效（输入）信息量之比。入）信息量之比。DQEDQE检测量子效率检测量子效率(Detective Quantum Efficiency)(Detective Quantum Efficiency)是是噪声性能的一种度量标准，
52、通过将某种检测器的影像噪声噪声性能的一种度量标准，通过将某种检测器的影像噪声与具有相同信号响应特性的与具有相同信号响应特性的“理想理想”检测器进行比较而获检测器进行比较而获得。得。将将X X线成像比做一个人向挂在墙上的箭靶射箭，那线成像比做一个人向挂在墙上的箭靶射箭，那DQEDQE就表就表示他有多少支箭射在墙上；而示他有多少支箭射在墙上；而MTFMTF就表示他有多少支箭射就表示他有多少支箭射中靶心。中靶心。DR技术通过通过MTFMTF的比较可知，在直的比较可知，在直接方式下像素的物理尺寸接方式下像素的物理尺寸和有效尺寸完全相同，但和有效尺寸完全相同，但由于直接转换在应用中需由于直接转换在应用中
53、需使用较高电压，从而引起使用较高电压，从而引起较大的噪声，影像质量受较大的噪声，影像质量受一定影响，一定影响，DQEDQE逊于间接方逊于间接方式。式。而间接方式由其良好的而间接方式由其良好的DQEDQE特性从而能够使较少的剂特性从而能够使较少的剂量而获得极为丰富的影像量而获得极为丰富的影像信息，但是经过信息，但是经过X X光光 可可见光见光 影像的转换，影像的转换，MTFMTF值较低于直接方式。值较低于直接方式。高电压高电压负责放大负责放大硒硒EX-线线直接转换直接转换间接转换间接转换信号存信号存储电容储电容DR技术DRDR技术现在由于其优秀的技术现在由于其优秀的影像表现，强大的后处理影像表现，强大的后处理功能，以及逐步降低的成功能，以及逐步降低的成本，已经被越来越多的用本，已经被越来越多的用户所认可和接受，在临床户所认可和接受，在临床运用中它的出色表现也受运用中它的出色表现也受到广大医师的称道。作为到广大医师的称道。作为数字成像技术的主流产品，数字成像技术的主流产品，DRDR已经逐步成为大中型医已经逐步成为大中型医院强大技术力量的标志。院强大技术力量的标志。谢谢观赏！
