X线成像基础理论课件.ppt

1、X线成像基础理论一线成像基础理论一l驻马店市卫生学校 l医学影像教研室 董战军11/24/20221第一节第一节 X X线焦点及线量分布线焦点及线量分布l一、X线焦点l二、线量分布l三、X线束11/24/20222一、一、X线管焦点线管焦点l 在X线成像系统中，对X线成像质量影响最大的是X线管焦点，焦点的大小除与X线机本身的设计有关外，还与焦点的的投影方位及使用的曝光条件有关。焦点的的大小是X线管成像性能的主要表征之一。11/24/20223（一）概念（一）概念l1、实际焦点及主副焦点l（1）实际焦点：X线管阳极靶面实际接受电子轰击的面积称之为实际焦点。实际焦点的面积与X线管的功率成正比，其大

2、小取决于聚焦槽的形状、宽度以及灯丝在聚焦槽的位置。11/24/20224（一）概念（一）概念l（2）主焦点与副焦点l主焦点：由灯丝较前面位置发射的电子形成的焦点，其电子密度较大。l副焦点：由灯丝侧面发射出的电子形成 的焦点，其电子密度较小。主副焦点形成电子轨迹11/24/20225X线辐射强度分布11/24/20226（一）概念（一）概念l2、有效焦点及标称值l（1）有效焦点：有效焦点的大小11/24/20227（一）概念（一）概念l阳极倾角用表示，有效焦点与实际焦点的关系是：有效焦点 absin 其中：a为焦点的宽，b为焦点的长l有效焦点：既旨实际焦点在像面上不同方位的投影。11/24/20

3、228（一）概念（一）概念l（2）有效焦点的标称值：1982年国际电工委员会（IEC）336号版物上阐述了用无量纲的数字来表示有效焦点的大小，如：2.0、1.0、0.6等，此数字称为有效焦点标称值。11/24/20229（二）焦点的测试（二）焦点的测试l1、针孔照相设备成像法 1962年国际放射委员会及测定委员会（ICRU）规定的方法。只适用于测试大于0.3mm焦点。l2、狭缝照相设备成像法 根据IEC-336呈出版物的要求，确定用狭缝照相成像方法测试焦点的大小。11/24/202210（二）焦点的测试（二）焦点的测试l（1）设备的要求 材料用钨、铼钨合金、铂铱合金或金铂合金等制成。狭缝尺寸的

4、基本要求如图：狭缝尺寸要求11/24/202211（二）焦点的测试（二）焦点的测试l（2）测试方法l1）狭缝照相设备的准直：必须使X线的中心狭缝入射面的中心，中心线与狭缝基准线的夹角小于或等于10-3弧度（rad）。对准直要求11/24/202212（二）焦点的测试（二）焦点的测试l2）狭缝照相设备的位置 焦点与狭缝入射面的距离要求必须大于10cm，影像放大率在规定放大倍数不超过5%。大于10cm设备位置11/24/202213（二）焦点的测试（二）焦点的测试l3）狭缝的方位 在测量焦点的长度时，狭缝的方向必须与X线管长轴方向垂直；测量焦点的宽度时，狭缝的方向必须与X线管的长轴方向平行。X线管

5、长轴球管短轴球管左右方向球管前后方向11/24/202214（二）焦点的测试（二）焦点的测试l4）胶片的位置 胶片必须与狭缝的平面平行，与X线的中心线相垂直。缝-片距与焦-缝距的比值，为焦点的放大率（M）。焦点的放大必须符合下表：焦点的标称值 放大率（M）F0.4 0.4F1.0 F1.1 M3 M2 M111/24/202215（二）焦点的测试（二）焦点的测试l（3）曝光条件 按下表中规定选取曝光条件，分别摄取焦点在长度方向和宽度方向的照片影像，规定照片的最大密度值在1.01.4之间。X线管标称电压（KV）曝光条件 管电压 管电流7575150150200 标称电压 标称电流的50%75KV

6、 曝光时间为0.1s 50%标称电压11/24/202216（二）焦点的测试（二）焦点的测试l（4）焦点的狭缝照片测量 测量出焦点像的长和宽，按下式计算出焦点的长和宽：像的宽焦点的宽放大率0.7像的长焦点的长放大率11/24/202217（三）（三）X线管焦点成像性能主要参量线管焦点成像性能主要参量 能够反应焦点成像性能的主要参量有：焦点的尺寸（F）、焦点的极限分辨率（）、焦点的调制传递函数（MTF）、和焦点的增涨值（B）。l1、焦点的尺寸 式中，F代表焦点尺寸，b代表物-片距，a代表焦-物距。HSHabbH Fa11/24/202218（三）（三）X线管焦点成像性能主要参量线管焦点成像性能主

7、要参量l2、焦点的极限分辨率（1）定义：在规定条件下，不能成像的最小空间频率。即在星形测试卡像面上出现第一个模糊带所对应的空间频率值：值大时成像性能好。12 d11/24/202219（三）（三）X线管焦点成像性能主要参量线管焦点成像性能主要参量l（2）测试方法l1）测试设备：主要是星形测试卡、摄影设备和胶片。l星形测试卡：厚度为0.03mm0.05mm，顶角必须0.035rad或10-3rad（约2）,直径至少为45mm。星形测试卡11/24/202220（三）（三）X线管焦点成像性能主要参量线管焦点成像性能主要参量l2）测试方法：拍摄星卡时，先做好准直，要求基准线与测试卡所成角度必须 10

8、-3rad。调节焦点至星卡（距离大于25cm）和星卡至胶片的距离,使星卡照片的两个方向上测得的最外模糊区尺寸ZW和ZL，应大于和接近影像直径1/3，但不得小于25mm.曝光负载应使显影最大密度值在1.01.4之间。11/24/202221对星卡实验要求星卡大于25cm星卡位置示意图11/24/202222（三）（三）X线管焦点成像性能主要参量线管焦点成像性能主要参量l3）计算方法：可采用下式：28.65FLZL（M-1）28.65FWZW（M-1）星卡模糊带测试示意图11/24/202223（三）（三）X线管焦点成像性能主要参量线管焦点成像性能主要参量l3、焦点的调制传递函数（MTF）l（1）

9、定义：是描述X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。l（2）MTF域值范围：MTF最大值为1，最小值为零，即：0MTF1MTF1，表示成像系统的输入对比度与输出对比度相等。MTF0，表示成像系统输出对比度为0，即影像消失。11/24/202224（三）（三）X线管焦点成像性能主要参量线管焦点成像性能主要参量l4、焦点的增涨值（B）l定义：B值是描述X线管焦点极限分辨率随负荷条件而相对变化 的量，又称散焦值或晕值。l（1）焦点增涨的观察 以管电压、管电流分别作为参量，观察焦点尺寸的变化。如下表：表2-311/24/202225焦点增涨的观察焦点增涨的观察11/24/2022

10、26（三）（三）X线管焦点成像性能主要参量线管焦点成像性能主要参量 管电流2001200mA管电压（KV）焦点增涨 40 70%80 30%120 15%管电压40KV120KV管电流（mA）焦点增涨 200 13%600 55%1200 67%某X线管1.0焦点随管电流、管电压的变化情况A随管电流情况B随管电压情况11/24/202227（三）（三）X线管焦点成像性能主要参量线管焦点成像性能主要参量l（2）焦点增涨的原因分析l电子间库仑斥力 方向矢量l（3）计算：IEC阐述了这一概念，并用下式表示与计算：B50/100l50表示用表2-6规定的负载因素所测得焦点的极限分辨力；100表示用表2

11、-7规定负载因素所测得的焦点的极限分辨力。11/24/202228表表2-650负载因素负载因素X线管标称电压（KV）曝光条件 管电压 管电流7575150150200 标称电压 50%的额定管电流 曝光时间0.1秒 75KV 同上 50%标称电压 同上11/24/202229表表2-7100负载因素负载因素X线管标称电压（KV）曝光条件 管电压 管电流KV7575KV150150KV200 标称电压 在规定管电压下，曝 光时间为0.1s的最大 管电流 75KV 同上 50%标称电压 同上一般X线焦点的增涨值B1，焦点的增涨值B接近1时，成像性能受负荷条件的影响小。11/24/202230焦点

12、增涨焦点增涨用针孔法摄取的焦点增涨像11/24/202231二、线量分布二、线量分布l（一）焦点面上的线量分布l焦点密度扫描图焦点像宽上的线量分布焦点像长上的线量分布11/24/202232二、线量分布二、线量分布l（二）照射野的线量分布l照射野是指通过X线窗口的X线束入射肢体曝光面的大小。l在照射野上的线量分布是不一样的，用一块厚为1mm的铅板，在上面加工几排平行的针孔，并将些铅板置于焦点和胶片正中。用适当的条件进行曝光，可得到一张多个焦点针孔的照片。如图：11/24/202233二、线量分布二、线量分布l（二）照射野的线量分布l1、焦点的方位性 在平行于X线管长轴方向上，近阳极端有效焦点小

13、，近阴极端有效焦点大。在短轴方向，有效焦点大小对称。焦点方位特性示意图11/24/202234二、线量分布二、线量分布l2、焦点的阳极效应l平行于X线管长轴方向上，近阳极端X线量少，近阴极端的X线量多，线量分布是非对称性的；在X线管短轴方向上，X线量的分布基本上对称相等。X线量空间分布（长轴）X线量空间分布（短轴）11/24/202235三、三、X线束线束l（一）X线束的形状l1、照射野：通过X线管窗口的X线束入射于肢体其曝光面的大小称照射野。l在摄影时将X线照射野调至与被检部位等大，一般情况下，选用的照射野边缘在暗盒边缘内1cm。活动遮线器示意图11/24/202236三、三、X线束线束l2、中心线、斜射线l中心线：X线束中心部分垂直于窗口的那一条射线称中心线，是摄影方向的代表。l斜射线：在X线束中，中心线以外的X线都称为斜射线。斜射线与中心线成角，离中心线越远成角越大。11/24/202237三、三、X线束线束l（二）X线束的能量谱lX线管产生的X线是由两部分组成：连续X线 标识X线X线束光子能量谱示意图11/24/202238三、三、X线束线束01.24KVmax01.5（二）X线束的能量谱 波长计算公式：m a0.5e n211/24/20223911/24/202240