(影像技术)X线摄影理论课件.ppt
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- 影像技术 影像 技术 摄影 理论 课件
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1、X线摄影理论线摄影理论X线摄影学第一部分第一部分X线成像原理线成像原理X线的发现线的发现1895年年11月月德国物理学家伦琴德国物理学家伦琴X线最早的应用线最早的应用放射线的形成放射线的形成高速电子撞击金属原子内部,使原子核外高速电子撞击金属原子内部,使原子核外轨道电子发生跃迁,至能量较低的轨道轨道电子发生跃迁,至能量较低的轨道上,并发出光子(具有一定能量)。上,并发出光子(具有一定能量)。原子内层电子结合能越大原子内层电子结合能越大光子所具光子所具有的能量越大有的能量越大光子以光子以X线能的形式释线能的形式释放。放。X线产生的条件线产生的条件 当当X线管两极间有高压时,阴极钨丝放散的电子就获
2、得能量,以高速冲向阳线管两极间有高压时,阴极钨丝放散的电子就获得能量,以高速冲向阳极。由于阳极的阻止作用,使电子骤然减速而产生极。由于阳极的阻止作用,使电子骤然减速而产生X线线电子源电子源 钨丝通过电流加热后,即放射出电子,这些电子在灯丝周围形成空间电钨丝通过电流加热后,即放射出电子,这些电子在灯丝周围形成空间电 荷,也称电子云荷,也称电子云真空条件下的高速电子流真空条件下的高速电子流 灯丝发散出来的电子。能以高速冲击阳极,灯丝发散出来的电子。能以高速冲击阳极,还必须有两个条件:第一,必须在还必须有两个条件:第一,必须在X线管的阴极和阳极间加以高电压,两极间的电位差使电线管的阴极和阳极间加以高
3、电压,两极间的电位差使电子向阳极加速;第二,为防止电子与空气分子冲击而减速,子向阳极加速;第二,为防止电子与空气分子冲击而减速,X线管必须得保持高度真空线管必须得保持高度真空适当的障碍物(阳极靶面)适当的障碍物(阳极靶面)高速电子的骤然减速,是阳极阻止的结高速电子的骤然减速,是阳极阻止的结果。此时电子的一部分能量转换为果。此时电子的一部分能量转换为X线线 钨钨X线诊断和治疗线诊断和治疗 钼钼软软X线,用于软组织摄影如乳腺线,用于软组织摄影如乳腺X线产生的效率线产生的效率X线产生的效率:线产生的效率:是产生的是产生的X线能与高速电子流的能量之比线能与高速电子流的能量之比 X线能线能 1%电能电能
4、动能动能 热能热能 99%X线产生的效率很低线产生的效率很低 使用旋转阳极使用旋转阳极X线的效应线的效应1、物理效应、物理效应 穿透性:透视和摄影的基础穿透性:透视和摄影的基础 荧光作用:透视荧光屏、增感屏荧光作用:透视荧光屏、增感屏 电离作用:电离作用:X线损伤和线损伤和X线治疗的基础线治疗的基础 干涉、衍射、反射、折射作用干涉、衍射、反射、折射作用2、化学作用、化学作用 感光作用感光作用 着色作用着色作用3、生物效应、生物效应 使生物细胞产生抑制、损伤甚至死亡(放射治疗、照射损伤)使生物细胞产生抑制、损伤甚至死亡(放射治疗、照射损伤)X线的质和量线的质和量X线的质:线的质:X线的硬度,由线
5、的硬度,由X线的波长(或线的波长(或频率)决定。频率)决定。表示方法:管电压表示方法:管电压KV 半价层半价层X线的质和量线的质和量X线的量:线的量:X线光子的多少,习惯称线光子的多少,习惯称X线的线的多少。多少。表示方法:管电流表示方法:管电流照射时间(照射时间(mAs)X线的衰减线的衰减1、距离衰减、距离衰减 X线量与距离的平方成反比线量与距离的平方成反比2、物质吸收的衰减、物质吸收的衰减 光电效应光电效应 康普顿康普顿-吴有训效应吴有训效应光电效应:光电效应:光子将全部能量传递给电子。光子将全部能量传递给电子。康普顿康普顿-吴有训效应:吴有训效应:光子将一部分能量传递给电子,光子光子将一
6、部分能量传递给电子,光子自身波长变长,形成散射现象。自身波长变长,形成散射现象。两种效应在两种效应在X线照射时所占的比例:线照射时所占的比例:当当KV,光电效应,光电效应,康普顿,康普顿-吴有训效应吴有训效应人体对人体对X线的衰减线的衰减从强至弱:从强至弱:骨骼骨骼肌肉和软组织肌肉和软组织脂肪脂肪肺肺X线对比度的概念:线对比度的概念:X线照射物体时,如果被照射物体中某两线照射物体时,如果被照射物体中某两部分的通过部分的通过X线量强度不同,就产生线量强度不同,就产生X线线对比度。对比度。概括:概括:X线成像原理线成像原理 当当X线照射物体时,一部分被吸收,另一部分穿透了物体,此穿线照射物体时,一
7、部分被吸收,另一部分穿透了物体,此穿 透射线谓透射线谓“剩余射线剩余射线”或或“射线对比射线对比”,具有物体对,具有物体对X线吸收后的差异线吸收后的差异 透视透视 X线照射到荧光屏,激发荧光,显示内部结构。线照射到荧光屏,激发荧光,显示内部结构。(正象)(正象)亮的部分:密度低,对亮的部分:密度低,对X线吸收少,如空气、线吸收少,如空气、脂肪等脂肪等;黑影部分:密度高,对黑影部分:密度高,对X线吸收多,如金属、骨骼等。线吸收多,如金属、骨骼等。照片照片 X线使剩余射线照射胶片,因化学作用而产生线使剩余射线照射胶片,因化学作用而产生 (负象)(负象)感光效应,经暗室冲洗处理后显示结构。感光效应,
8、经暗室冲洗处理后显示结构。亮的部分:密度高,对亮的部分:密度高,对X线吸收多;线吸收多;黑影部分:密度低,对黑影部分:密度低,对X线吸收少。线吸收少。第二部分第二部分X线照片影像线照片影像X线影像的传递与照片影像的形成线影像的传递与照片影像的形成 X线影像,它经过传递和接受信息两线影像,它经过传递和接受信息两个重要过程,使被检体的信息以最大限个重要过程,使被检体的信息以最大限度真实地再现出来,成为可见的光密度度真实地再现出来,成为可见的光密度影像。影像。X线照片的密度线照片的密度密度又称黑化度,等于阻光率的对数值密度又称黑化度,等于阻光率的对数值 I0 D=lg I I0观片灯强度,观片灯强度
9、,I透过胶片后强度透过胶片后强度D=0 灯光全部透过胶片灯光全部透过胶片D0.2 没有曝光的没有曝光的X光片光片D2 密度过高,需用强光灯密度过高,需用强光灯D=3 直接接受直接接受X线,辨认铅号码线,辨认铅号码D=0.71.5 信息传递最丰富的范围信息传递最丰富的范围影响照片密度值的因素影响照片密度值的因素1、曝光量和密度值的关系、曝光量和密度值的关系 H-D曲线曲线2、密度值与、密度值与Vn成正比成正比3、其他因素、其他因素照片的对比度照片的对比度概念:相邻两处的密度差。概念:相邻两处的密度差。K=D1-D2 K值越大,对比度越高值越大,对比度越高影响照片对比度的因素影响照片对比度的因素胶
10、片胶片值的影响值的影响X线质的影响线质的影响 软组织摄影软组织摄影 2535KV 普通摄影普通摄影 40100KV 产生高对比度照片管电压产生高对比度照片管电压 4060KV 高于高于100KV 高仟伏摄影如胸部高仟伏摄影如胸部X线量的影响线量的影响 一般人为,一般人为,X线量对线量对X线照片对比度没有直接的影响,但实线照片对比度没有直接的影响,但实验发现,随着验发现,随着X线量增加和照片密度值增高时,照片上低密度部线量增加和照片密度值增高时,照片上低密度部分的影像对比度有明显好转分的影像对比度有明显好转灰雾的影响灰雾的影响 散射线散射线 胶片本身胶片本身第三部分第三部分 X线的几何投影线的几
11、何投影X线管的焦点线管的焦点实际焦点:阴极灯丝发射的电子,撞击实际焦点:阴极灯丝发射的电子,撞击 靶面的一定面积。靶面的一定面积。有效焦点:实际焦点的投影有效焦点:实际焦点的投影 实际焦点有效焦点实际焦点有效焦点X线焦点越小,成像越好线焦点越小,成像越好有效焦点的标称值有效焦点的标称值0.6、1.2等等照射野的照射野的X线量分布线量分布焦点的方位特性:焦点的方位特性:在照片的长轴上(平行在照片的长轴上(平行于于X线管长轴方向上),近阳极端有效焦线管长轴方向上),近阳极端有效焦点小,点小,X线量小;近阴极端有效焦点大,线量小;近阴极端有效焦点大,X线量多。线量多。在照片的短轴上,即在垂直在照片的
12、短轴上,即在垂直X线管长轴方线管长轴方向上,有效焦点的大小对称相等,向上,有效焦点的大小对称相等,X线量线量分布也相等。分布也相等。X线管焦点成像性能的主要参量线管焦点成像性能的主要参量焦点大小焦点大小焦点的极限分辨率焦点的极限分辨率 极限分辨大,成像好极限分辨大,成像好MTF MTF越大,成像越好越大,成像越好焦点的散焦值焦点的散焦值 B1焦点的大小焦点的大小半影与焦点半影与焦点半影又称模糊阴影,影像模糊产生的原因主要是半影半影又称模糊阴影,影像模糊产生的原因主要是半影 b H=F a F:焦点尺寸:焦点尺寸 a:焦点到肢体的距离:焦点到肢体的距离 b:肢体至胶片的距离:肢体至胶片的距离 减
13、少半影的方法:减少半影的方法:焦点的大小焦点的大小 X线影像是由物体线影像是由物体G吸收了焦点发出的吸收了焦点发出的X线后产生的本线后产生的本影(影(S)和几何原因形成的半影)和几何原因形成的半影(H)组成的)组成的 b HF a F代表焦点的尺寸,代表焦点的尺寸,b代表肢一片距,代表肢一片距,a代表焦一肢距代表焦一肢距 半影对照片的影响,如何获得好的影像半影对照片的影响,如何获得好的影像 abHFG焦点的大小焦点的大小半影对照片质量的影响半影对照片质量的影响 使清晰度下降,甚至影像消失使清晰度下降,甚至影像消失X线管焦点的极限分辨率:线管焦点的极限分辨率:RR值是在规定测量条件下不能成像的空
14、间值是在规定测量条件下不能成像的空间频率值频率值 极限分辨大,成像好极限分辨大,成像好X线管焦点的一维的调制传递函数线管焦点的一维的调制传递函数 主要是主要是X线管焦点这个面光源使肢体成线管焦点这个面光源使肢体成像时,肢体组织影像再现率的函数关系像时,肢体组织影像再现率的函数关系 MTF越大,成像越好越大,成像越好X线管焦点的散焦值线管焦点的散焦值:B 它是描述它是描述X线管焦点的极限分辨率线管焦点的极限分辨率R随着负荷条件而相对变化的量随着负荷条件而相对变化的量 X线束线束照射野照射野 应将应将X线照射野缩小到能容纳下肢体被检部位的最大程度线照射野缩小到能容纳下肢体被检部位的最大程度中心线中
15、心线 一般情况下应通过被摄部位的中心,并与胶片垂直一般情况下应通过被摄部位的中心,并与胶片垂直斜射线斜射线焦点、肢体、胶片三者投影关系焦点、肢体、胶片三者投影关系X线束是以焦点作为顶点的园锥形放射束,线束是以焦点作为顶点的园锥形放射束,所得影像很明显要比原物大所得影像很明显要比原物大肢体至胶片的距离肢体至胶片的距离 投照时要求被摄肢体或病灶一侧应投照时要求被摄肢体或病灶一侧应尽量靠近胶片尽量靠近胶片焦点至胶片的距离焦点至胶片的距离 增大焦点至胶片的距离可减少放大增大焦点至胶片的距离可减少放大影像的失真和重叠影像的失真和重叠减少失真的方法:减少失真的方法:将焦点置于物体中心的正上方将焦点置于物体
16、中心的正上方 缩短物体与胶片的距离缩短物体与胶片的距离 延长焦点至胶片间的距离延长焦点至胶片间的距离影像的失真和重叠影像的失真和重叠通过不同的投照方向解决影像的重叠。通过不同的投照方向解决影像的重叠。正侧位正侧位 倾斜摄影倾斜摄影切线投照切线投照中心中心X线从肢体被检部位的局部边缘垂直线从肢体被检部位的局部边缘垂直通过,主要用于显示某些边缘凸出的,通过,主要用于显示某些边缘凸出的,凹陷或表面的病灶,以避免病灶本身和凹陷或表面的病灶,以避免病灶本身和其他部分重叠。此法称作切线位摄影。其他部分重叠。此法称作切线位摄影。第四部分第四部分X线的散射线线的散射线散射线概念散射线概念杂乱无方向性,波长较长
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