X线成像基础理论ppt课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,X线成像基础理论一,驻马店市卫生学校,医学影像教研室 董战军,11/17/2024,1,X线成像基础理论一驻马店市卫生学校 10/6/20231,第一节 X线焦点及线量分布,一、X线焦点,二、线量分布,三、X线束,11/17/2024,2,第一节 X线焦点及线量分布一、X线焦点10/6/2023,一、X线管焦点,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,。,11/17/2024,3,一、X线管焦点 在X线成像系统中，对X线成像质量影响,（一）概念,1、实际焦点及主副焦点,（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，其大小取决于聚焦槽的形状、宽度以及灯丝在聚焦槽的位置,。,11/17/2024,4,（一）概念1、实际焦点及主副焦点10/6/20234,（一）概念,（2）主焦点与副焦点,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。,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,11/17/2024,5,（一）概念（2）主焦点与副焦点主副焦点形成电子轨迹10/6/,X线辐射强度分布,11/17/2024,6,X线辐射强度分布10/6/20236,（一）概念,2、有效焦点及标称值,（1）有效焦点：,有效焦点的大小,11/17/2024,7,（一）概念2、有效焦点及标称值有效焦点的大小10/6/202,（一）概念,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,有效焦点：既旨实际焦点在像面上不同方位的投影。,11/17/2024,8,（一）概念阳极倾角用表示，有效焦点与实际焦点的关系是：10,（一）概念,（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。,11/17/2024,9,（一）概念（2）有效焦点的标称值：10/6/20239,（二）焦点的测试,1、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。,2、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。,11/17/2024,10,（二）焦点的测试1、针孔照相设备成像法10/6/202310,（二）焦点的测试,（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。狭缝尺寸的基本要求如图：,狭缝尺寸要求,11/17/2024,11,（二）焦点的测试（1）设备的要求狭缝尺寸要求10/6/202,（二）焦点的测试,（2）测试方法,1）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,11/17/2024,12,（二）焦点的测试（2）测试方法对准直要求10/6/20231,（二）焦点的测试,2）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,11/17/2024,13,（二）焦点的测试2）狭缝照相设备的位置大于10cm设备位置1,（二）焦点的测试,3）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线管长轴,球管短轴,球管左右方向,球管前后方向,11/17/2024,14,（二）焦点的测试3）狭缝的方位X线管长轴球管短轴球管左右方向,（二）焦点的测试,4）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,M1,11/17/2024,15,（二）焦点的测试4）胶片的位置 焦点的标称值 放,（二）焦点的测试,（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,75,75150,150200,标称电压 标称电流的50%,75KV 曝光时间为0.1s,50%标称电压,11/17/2024,16,（二）焦点的测试（3）曝光条件X线管标称曝光条件,（二）焦点的测试,（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：,11/17/2024,17,（二）焦点的测试（4）焦点的狭缝照片测量10/6/20231,（三）X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）。,1、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。,H,S,H,a,b,11/17/2024,18,（三）X线管焦点成像性能主要参量 能够反应焦点成像性能的,（三）X线管焦点成像性能主要参量,2、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。,11/17/2024,19,（三）X线管焦点成像性能主要参量2、焦点的极限分辨率10/6,（三）X线管焦点成像性能主要参量,（2）测试方法,1）测试设备：主要是星形测试卡、摄影设备和胶片。,星形测试卡：厚度为0.03mm0.05mm，顶角必须0.035rad或10,-3,rad（约2）,直径至少为45mm。,星形测试卡,11/17/2024,20,（三）X线管焦点成像性能主要参量（2）测试方法星形测试卡10,（三）X线管焦点成像性能主要参量,2）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,-3,rad,。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。,11/17/2024,21,（三）X线管焦点成像性能主要参量2）测试方法：拍摄星卡时，先,对星卡实验要求,星卡,大于25cm,星卡位置示意图,11/17/2024,22,对星卡实验要求星卡大于25cm星卡位置示意图10/6/202,（三）X线管焦点成像性能主要参量,3）计算方法：,可采用下式：,星卡模糊带测试示意图,11/17/2024,23,（三）X线管焦点成像性能主要参量3）计算方法：星卡模糊带测试,（三）X线管焦点成像性能主要参量,3、焦点的调制传递函数（MTF）,（1）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。,（2）MTF域值范围：,MTF最大值为1，最小值为零，即：0MTF1,MTF1，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。,11/17/2024,24,（三）X线管焦点成像性能主要参量3、焦点的调制传递函数（MT,（三）X线管焦点成像性能主要参量,4、焦点的增涨值（B）,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。,（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2-3,11/17/2024,25,（三）X线管焦点成像性能主要参量4、焦点的增涨值（B）10/,焦点增涨的观察,11/17/2024,26,焦点增涨的观察10/6/202326,（三）X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,11/17/2024,27,（三）X线管焦点成像性能主要参量 管电流200120,（三）X线管焦点成像性能主要参量,（2）焦点增涨的原因分析,电子间库仑斥力 方向矢量,（3）计算：IEC阐述了这一概念，并用下式表示与计算：B,50/100,50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2-7规定负载因素所测得的焦点的极限分辨力。,11/17/2024,28,（三）X线管焦点成像性能主要参量（2）焦点增涨的原因分析10,表2-6,50负载因素,X线管标称,电压（KV）,曝光条件,管电压 管电流,75,75150,150200,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,11/17/2024,29,表2-650负载因素X线管标称曝光条件 管电压,表2-7,100负载因素,X线管标称,电压（KV）,曝光条件,管电压 管电流,KV75,75KV150,150KV200,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。,11/17/2024,30,表2-7100负载因素X线管标称曝光条件 管电压,焦点增涨,用针孔法摄取的焦点增涨像,11/17/2024,31,焦点增涨用针孔法摄取的焦点增涨像10/6/202331,二、线量分布,（一）焦点面上的线量分布,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,11/17/2024,32,二、线量分布（一）焦点面上的线量分布焦点像宽上的线量分布焦点,二、线量分布,（二）照射野的线量分布,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。,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：,11/17/2024,33,二、线量分布（二）照射野的线量分布10/6/202333,二、线量分布,（二）照射野的线量分布,1、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，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,11/17/2024,34,二、线量分布（二）照射野的线量分布焦点方位特性示意图10/6,二、线量分布,2、焦点的阳极效应,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）,11/17/2024,35,二、线量分布2、焦点的阳极效应X线量空间分布（长轴）X线量空,三、X线束,（一）X线束的形状,1、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。,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,11/17/2024,36,三、X线束（一）X线束的形状活动遮线器示意图10/6/202,三、X线束,2、中心线、斜射线,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。,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。,11/17/2024,37,三、X线束2、中心线、斜射线10/6/202337,三、X线束,（二）X线束的能量谱,X线管产生的X线是由两部分组成：,连续X线 标