1、1X線成像基本原理線成像基本原理2一、概述一、概述 1895年年11月月8日，德國物理學家倫琴在進日，德國物理學家倫琴在進行陰極管放電實驗時偶爾發現了具有很高能行陰極管放電實驗時偶爾發現了具有很高能量，肉眼看不見，但能穿透不同物質，能使量，肉眼看不見，但能穿透不同物質，能使熒光物質發光的射線。熒光物質發光的射線。 因為當時對這種射線的性質不了解，因因為當時對這種射線的性質不了解，因此稱之為此稱之為X射線。為紀念發現者，后來也稱射線。為紀念發現者，后來也稱為倫琴射線，現簡稱為倫琴射線，現簡稱X線。線。3 倫倫 琴琴 世界上第一張世界上第一張X線片線片4二、二、X線的產生線的產生1.產生條件產生條

2、件電子源：電子源：X線管陰極燈絲通過電流加熱后釋放線管陰極燈絲通過電流加熱后釋放 出電子。出電子。高速電子流：高速電子流：X線管陰極、陽極之間施加加速線管陰極、陽極之間施加加速高電壓；高電壓；X線管保持高真空。線管保持高真空。陽極靶面：高原子序數金屬物質（鎢、鉬）。陽極靶面：高原子序數金屬物質（鎢、鉬）。5 X 線線 管管 X 線線 管管 套套6X線陰極：燈絲、聚焦罩、陰極套等線陰極：燈絲、聚焦罩、陰極套等7X線管陽極：陽極頭、陽極帽、陽極靶面等線管陽極：陽極頭、陽極帽、陽極靶面等82.產生過程產生過程 X線管燈絲通過電流加熱后，釋放出電子。線管燈絲通過電流加熱后，釋放出電子。施加在施加在X線

3、管陰極、陽極兩端的高電壓，對電線管陰極、陽極兩端的高電壓，對電子加速，形成高速電子流。然后撞擊到陽極子加速，形成高速電子流。然后撞擊到陽極靶面，釋放出靶面，釋放出X線。線。 X線的產生是能量轉換的結果，線的產生是能量轉換的結果，99%的動的動能轉化為熱量，能轉化為熱量，1%動能轉化為動能轉化為X線。線。9三、三、X線的性質線的性質1.X線的本質線的本質 X線的本質是一種波長很短的電磁波（近線的本質是一種波長很短的電磁波（近似于可見光），具有波粒二象性。似于可見光），具有波粒二象性。 X線與物質作用時表現為粒子性。線與物質作用時表現為粒子性。 X線傳播過程中表現為波動性。線傳播過程中表現為波動性

4、。 X線波長：線波長：0.000650nm 診斷用診斷用X線波長：線波長：0.0080.031nm102.X線的性質線的性質 物理效應：穿透作用、熒光作用、電離作用物理效應：穿透作用、熒光作用、電離作用及干涉、衍射、反射與折射作用及干涉、衍射、反射與折射作用 化學效應：感光作用、著色作用化學效應：感光作用、著色作用 生物效應生物效應11（1）穿透作用）穿透作用 X線穿透一般可見光不能穿透的各種不線穿透一般可見光不能穿透的各種不同密度的物質，并在穿透過程中受到一定同密度的物質，并在穿透過程中受到一定程度的吸收即衰減。程度的吸收即衰減。X線的穿透力與線的穿透力與X線管線管電壓密切相關，電壓越高，所

5、產生的電壓密切相關，電壓越高，所產生的X線的線的波長越短，穿透力也越強。波長越短，穿透力也越強。另一方面，另一方面，X線線的穿透力還與被照體的密度和厚度相關。的穿透力還與被照體的密度和厚度相關。X線穿透性是線穿透性是X線成像的基礎。線成像的基礎。12（2）熒光作用）熒光作用 X線能激發熒光物質（如鉑氰化鋇、線能激發熒光物質（如鉑氰化鋇、鎢酸鈣等），使產生肉眼可見的熒光，稱鎢酸鈣等），使產生肉眼可見的熒光，稱為熒光作用，是進行透視檢查的基礎。為熒光作用，是進行透視檢查的基礎。13（3）感光作用）感光作用 涂有溴化銀的膠片，經涂有溴化銀的膠片，經X線照射后，可線照射后，可以感光，產生潛影，經顯影、

6、定影處理，以感光，產生潛影，經顯影、定影處理，被感光溴化銀中的銀離子（被感光溴化銀中的銀離子（Ag+）被還原成）被還原成金屬銀（金屬銀（Ag），沉淀于膠片的片基上。金），沉淀于膠片的片基上。金屬銀的微粒，在膠片上呈黑色。而未感光屬銀的微粒，在膠片上呈黑色。而未感光的溴化銀，在定影及沖洗過程中，從的溴化銀，在定影及沖洗過程中，從X線膠線膠片上被洗掉，在膠片上呈白色。根據金屬片上被洗掉，在膠片上呈白色。根據金屬銀沉淀的多少，便產生黑白影像。是銀沉淀的多少，便產生黑白影像。是X線攝線攝影圖像獲取與保存的基礎。影圖像獲取與保存的基礎。14（4）電離作用）電離作用 X線穿過機體被吸收時，將產生電離作線穿

7、過機體被吸收時，將產生電離作用，使組成物質的分子分解成正、負離子。用，使組成物質的分子分解成正、負離子。測量被照組織的電離過程可計算測量被照組織的電離過程可計算X線的照射線的照射量，通常以此作為放射劑量學的基礎。量，通常以此作為放射劑量學的基礎。15（5）生物效應）生物效應 X線穿透機體被吸收時，可使組織細線穿透機體被吸收時，可使組織細胞產生抑制、損害甚至壞死，稱為胞產生抑制、損害甚至壞死，稱為X線的生線的生物效應。物效應。X線對機體的損害程度與吸收的線對機體的損害程度與吸收的X線的量的大小有關。線的量的大小有關。X線的生物效應是放射線的生物效應是放射治療和放射防護的基礎。治療和放射防護的基礎

8、。16四、四、X線的成像線的成像 當當X線穿透人體不同的組織結構時，被吸線穿透人體不同的組織結構時，被吸收的程度就不同，所以到達熒屏或膠片的收的程度就不同，所以到達熒屏或膠片的X線量有差異，從而在熒屏或膠片上形成明暗線量有差異，從而在熒屏或膠片上形成明暗或黑白對比不同的影像。或黑白對比不同的影像。X線線人人體體轉轉換換介介質質X線線影影像像帶有人體信息的帶有人體信息的X線線171.形成形成X線影像的三個基本條件線影像的三個基本條件（1）X線具有一定的穿透力線具有一定的穿透力（2）被照體存在著密度和厚度的差異）被照體存在著密度和厚度的差異（3）通過顯像介質獲得）通過顯像介質獲得X線影像線影像 組

9、織結構和器官的密度及厚度的差組織結構和器官的密度及厚度的差 異，是異，是產生影像對比的基礎，是產生影像對比的基礎，是X線成像的基本條線成像的基本條件。件。181920負負 像像212.X線的采集和顯示線的采集和顯示22醫用醫用X線膠片的分類：線膠片的分類：a.普通普通X線攝影膠片線攝影膠片感藍膠片感藍膠片（盲色片）：吸收光譜峰值為盲色片）：吸收光譜峰值為420nm（包括：標準感度膠片、大寬容度膠片）（包括：標準感度膠片、大寬容度膠片）感綠膠片感綠膠片（正色片）：（正色片）： 吸收光譜峰值為吸收光譜峰值為550nm（包括：扁平顆粒膠片、乳腺攝影用正色膠片、（包括：扁平顆粒膠片、乳腺攝影用正色膠片

10、、高清晰度攝影用膠片）高清晰度攝影用膠片）膠片結構：保護層、膠片結構：保護層、感光乳劑層感光乳劑層、底層和片基、底層和片基感光乳劑層主要有鹵化銀和明膠組成，常用鹵感光乳劑層主要有鹵化銀和明膠組成，常用鹵化銀為化銀為溴化銀、碘化銀溴化銀、碘化銀。23b.激光打印膠片激光打印膠片處理方式不同分為干式和濕式處理方式不同分為干式和濕式濕式：紅外線激光膠片：濕式：紅外線激光膠片：820nm； 氦氖激光膠片：氦氖激光膠片：633nm干式：專機專用，尚不能通用干式：專機專用，尚不能通用 包括含銀鹽和不含銀鹽的膠片，都是單面包括含銀鹽和不含銀鹽的膠片，都是單面感光或單面影像記錄，對熱敏感，故統稱為感光或單面影

11、像記錄，對熱敏感，故統稱為熱敏膠片。熱敏膠片。24膠片的保存：膠片的保存：標準存儲條件：標準存儲條件： 溫度溫度1015，濕度，濕度4060%；存放時；存放時要將膠片站立放置，嚴禁平放或重壓；防止要將膠片站立放置，嚴禁平放或重壓；防止輻射線的照射，避免膠片產生嚴重灰霧。輻射線的照射，避免膠片產生嚴重灰霧。 特別強調，對于熱敏膠片的保存，除上述特別強調，對于熱敏膠片的保存，除上述要求外，保存溫度嚴格控制在要求外，保存溫度嚴格控制在24以下。以下。252627五、五、X線圖像特點線圖像特點v灰階圖像灰階圖像v重疊、放大、失真重疊、放大、失真v放映人體組織結構的解剖及病理狀態放映人體組織結構的解剖及

12、病理狀態28（1）密度）密度a.透光率：透過光線強度透光率：透過光線強度/入射光線強度入射光線強度 T=I/I0b.阻光率：透光率的倒數阻光率：透光率的倒數 O=1/T=I0/Ic.密密 度度: 阻光率的對數值阻光率的對數值 D=LgI0/I 人眼正常能分辨的密度范圍：人眼正常能分辨的密度范圍：0.252.0 X線診斷照片的密度范圍：線診斷照片的密度范圍：0.71.529（2）對比度：照片上相鄰組織影像的密度差）對比度：照片上相鄰組織影像的密度差 K = D2 - D1（3）模糊）模糊 a.幾何模糊：幾何模糊： X線束呈圓錐放射狀非點狀源射線，在線束呈圓錐放射狀非點狀源射線，在物物片距不為零時，存在幾何放大，從而引片距不為零時，存在幾何放大，從而引起半影模糊。起半影模糊。 30 人眼的模糊閾值：人眼的模糊閾值：當半影模糊當半影模糊0.2mm時，沒有模糊之感。當時，沒有模糊之感。當半影模糊半影模糊=0.2mm時，時，開始產生模糊之感。開始產生模糊之感。31b.運動模糊：運動模糊： X線攝影過程中，線攝影過程中，X線管、被檢者、膠片線管、被檢者、膠片三者之間產生運動，從而引起影像模糊。三者之間產生運動，從而引起影像模糊。 造成運動模糊的原因：造成運動模糊的原因： 組織臟器的生理性運動組織臟器的生理性運動 病理性運動病理性運