第一章普通X线成像课件

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,*,第一章,X,线成像,伦琴因发现,X,射线获得,首届诺贝尔物理学奖。,1901,伦琴,(Roentgen),发现,X,射线,(1895),1914,劳厄（,Laue,）,晶体的,X,射线衍射,1915,布拉格父子,(Bragg),分析晶体结构,1917,巴克拉,(Barkla),发现元素的标识,X,射线,1924,塞格巴恩,(Siegbahn)X,射线光谱学,1927,康普顿,(Compton,等六人,),康普顿效应,1936,德拜,(Debye),化学,1946,马勒,(Muller),医学,1962,沃生,(,Wason,等三人,),医学,1964,霍奇金,(Hodgkin),化学,1979,柯马克和豪森菲尔德（,Cormack/Hounsfield,）,医学,1981,塞格巴恩,(Siegbahn),物理,同,X,射线有关的诺贝尔奖,内容,第一节 普通,X,线成像,第二节 数字化,X,线成像,第一节 普通,X,线成像,一、,X,线的产生和特性,二、,x,线成像的基本原理和设备,三、,X,线检查技术,四、,X,线防护,一、,X,线的产生和特性,（）,X,线的产生,线发生装置主要包括,线管、变压器和控制台,。,线管为热阴极真空管，由发射电子的阴极和产生,线的阳极组成；变压器提供阴极灯丝加热电压和阴、阳两极间高压电；控制台则用于控制和调节,X,线的发生,线产生的过程是：接通电源后，由降压变压器提供低压电，为,线管阴极灯丝加热，产生自由电子云；当升压变压器向,X,线管阴、阳两极间提供高电压时，自由电子高速飞向阳极并撞击靶面，从而发生能量转换，其中,1,以下的能量形成,X,线，,99,以上则转换为热能。,X,线机主要部件示意图,（二）,X,线的特性,X,线是一种电磁波。波长范围为,0.0006,50nm,，用于,线成像的波长为,0.031,0.008nm,（相当于,40,150kV,时产生的,X,线）。,线的电磁波谱在,射线与紫外线之间，并具有如下几方面与,线成像和,线检查相关的重要特性：,1,穿透效应,线波长短，能穿透可见光不能穿透的物体，并在穿透过程中有一定程度的吸收即衰减。,线的穿透性与其波长有关，即,线管电压愈高，产生的波长愈短，穿透力就愈强。另一方面，,X,线的穿透效应受所穿透物质的密度和厚度影响，一般物质的原子序数愈高，密度和厚度愈大，,X,线对其穿透力就愈弱；反之亦然。,线穿透性是,线成像的基础。,2,荧光效应,线能激发荧光物质如铂氰化钡和钨酸钙，使不可见的,线转换为波长较长的可见荧光，这种转换称为荧光效应，是,线透视检查的基础,。,3,感光效应,线照射涂有溴化银的胶片时，可使胶片感光而形成潜影，经显影、定影药液处理后，即可获得具有不同灰度的,线照片。所以，感光效应是,线摄影的基础。,4,电离效应,线照射任何物质时，均可产生电离作用。空气的电离程度与其吸收,X,线量成正比，因此通过测量空气的电离程度，可计算,x,线的照射量，此为放射计量学的基础。,5,生物效应,线射入生物体，基于电离效应而引起生物学改变，即生物效应。,X,线的生物效应是放射治疗学的基础，也是进行,X,线检查时应注意防护的原因。,二、,x,线成像的基本原理和设备,（）,X,线成像的基本原理,线检查能使,人体组织结构,成像的基本原理和过程是：,当具有一定穿透力的,X,线通过人体时,，由于各部组织结构的密度和厚度不同，而发生不等量的,X,线吸收，以致,透过人体的,X,线量存在差异,，这种,有差异的,线,即可,在荧光屏上成像,，,或在胶片上形成潜影,，再经显影、定影处理后,成像,。,由此可见，,线成像有两个基本要素：,一是基于,线的特性即穿透效应、荧光效应和感光效应，另一是人体组织结构之间存在着密度和厚度的差别。,决定,X,线图像中明暗的因素：,人体组织结构的,密度高、比重大,，吸收的,线量多，在,线片上,呈白影,，称之为高密度影；反之亦然。,与其厚度有关，即,厚度大,者，吸收的,X,线量多，,线片上趋向为,白影,，而厚度薄者与之相反，趋向为黑影。,在日常工作中，我们通常以,低密度、中等密度和高密度,来描述,线片上组织结构的黑白灰度。据此，可将人体组织和内部结构大致分为三类：,低密度结构，,包括脂肪组织以及存在于呼吸道、胃肠道、鼻窦和乳突内的气体；,中等密度结构，,包括软骨、肌肉、神经、实质器官、结缔组织和体内液体；,高密度结构，,包括骨组织和钙化灶。,当组织结构发生病变时，密度可发生改变，依其黑白灰度变化，称之为密度减低或密度增高。,（二）,X,线成像设备,目前，临床上应用的,线成像设各除了通用型,X,线机外，还有适用于心血管、胃肠道、乳腺、牙科和床旁检查以及手术室专用的,X,线机。,外围设各包括检查床、,X,线管支持装置、影像装置（影像增强电视系统、,X,线电影机、,X,线录像机、点片照相机、荧光屏等）和一些配套装置（激光照相机、,线胶片自动洗片机）等，作用是与主机相结合，共同完成,线成像检查。,三、,X,线检查技术,（）普通检查,1,透视,（,fluoroscopy,）目前透视检查多采用影像增强电视系统（,Image intensify television,，,IITY,），影像亮度强，效果好。,优点,：可转动患者体位，从不同方位进行观察；能了解器官的动态变化，如心脏和大血管搏动、膈肌运动和胃肠蠕动等；操作简单、方便；费用较低；可迅速获得结果。,缺点,：影像的清晰度较,线摄影差；难以分辨密度差别小的病变，亦不宜观察密度高和厚度大的部位；同时缺乏客观记录。目前，透视主要用于胃肠道钡剂造影检查。,2,线摄影,（,radiography,）是目前广泛应用的,X,线检查方法。,优点,：图像的分辨力高，清晰且对比度好；可留下客观记录，便于复查对照和会诊。,不足之处,：由于组织结构影像重叠，常需多体位投照；不能观察器官的运动功能；检查费用相对较高。,（二）特殊检查,特殊检查有软,X,线摄影（,soft ray radiography,）、体层摄影（,tomography,）和放大摄影（,magnification radiography,）等。,自,CT,检查广泛应用于临床后，这些特殊检查中，只有软,线摄影还在应用。其采用能产生软,X,线的小焦点钼靶,X,线管，常用电压为,22,35kV,。软,X,线摄影可获得对比度良好的软组织图像，主要用于乳腺检查。,（三）造影检查,X,线检查时，对于缺乏自然对比的组织结构或器官，可将密度高于或低于该组织结构或器官的,物质,通过不同路径,引入,该组织结构、器官内或周围间隙内，使之产生,对比图像,，此即造影检查。引入的物质称为对比剂（,contrast medium,）或造影剂。造影检查的应用扩大了,线检查的范围。,1,造影方法,分为以下两类：,直接引入法：包括：口服法，如食管和胃肠道钡餐检查；灌注法，如钡剂灌肠、逆行性尿路造影和子宫输卵管造影等；穿刺注入法，直接穿刺或经导管注入对比剂，如心血管造影、脊髓造影和关节腔造影等；,间接引入法：经静脉注入对比剂后，经生理排泄进入某一器官，间接使之显像，如静脉尿路造影和静脉胆系造影。,2,造影前准备,不同的造影检查均有相应的检查前准备和注意事项，必须认真执行，以确保患者的安全及获得满意的造影效果。,四、,X,线防护,线具有生物效应，可引起,辐射性损伤,，而,线检查应用又很广泛，故应重视,线检查中患者和工作人员的防护问题。,在,X,线检查中，要遵循,时间防护、距离防护和屏蔽防护,三项基本原则。,时间防护,就是患者和工作人员，尤其是介入医师，应在保证诊疗效果的同时，尽量减少接触,线的时间，以降低辐射量。,距离防护,是利用,线量与距离平方呈反比这一原理，增加,线源与人体间的距离，可减少辐射量，而适当扩大,线检查室空间，能增加散射线与人体间的距离，同样可减少辐射量，距离防护是最简单而有效的防护措施。,屏蔽防护,是使用原子序数较高的物质，通常为铅或含铅材料，作为屏蔽以吸收不必要的,线，如通常在,X,线管外壳、遮光筒和光圈、滤过板等部位采用铅板屏蔽，其他屏蔽和防护用品有铅玻璃、铅屏风、铅衣和铅橡皮手套等。,应当指出，要特别重视孕妇、小儿和长期接触射线的工作人员，尤其是介入医师的防护工作。对于放射工作人员，要定期监测接受的剂量并行外周血白细胞检查。,普通,线摄影有诸多,缺陷,：,摄片技术条件要求严格，曝光宽容度有限；胶片上图像灰度固定，不能调节；,密度分辨率较低，常难以同时清晰显示各种密度的组织结构；,在胶片的利用和管理上也有许多不便。,第二节 数字化,X,线成像,数字化,线成像技术根据成像原理和应用不同，可分为计算机,线成像（,computer radiography,，,CR,）、数字,线成像（,digital radiography,，,DR,）和数字减影血管造影（,digital,substraction,angiography,，,DSA,），其中,DR,又可分成间接数字,X,线成像（,indirect digital radiography,，,IDR,）和直接数字,线成像（,direct digital radiography,一、计算机,X,线成像（,CR,）,（）,CR,成像的基本原理和设备,CR,成像的基本原理：是将,线的影像信息记录在影像板（,image plate,，,IP,）上，经读取装置读取，数字化后由计算机处理，再经数模转换后获得模拟图像并显示在显示屏上。,CR,成像设备示意图,（二）,CR,临床应用,临床上，,CR,应用,领域同于普通,线摄影,，但其所具有的优势是,线摄影所无法媲美的。,CR,成像技术的,优势,是：,能够利用原有的,线机；,投照条件的宽容度大；,可最大限度降低,线辐射量；,通过图像处理系统，能使欲观察的组织结构达到最佳的显示效果，并具有面积、径线测量、局部放大、边缘增强、多幅显示和图像减影等多种功能；,图像数字化信息既可转换打印成胶片，也可存储在硬盘和光盘中，还能通过网络进行传输。,CR,成像的,不足之处,在于：成像速度仍较慢，无透视功能，图像质量还不十分满意因此进一步发展受到限制。,二、数字,X,线成像（,DR,）,（,）间接数字,X,线成像（,IDR,）,IDR,成像的基本原理和过程是：首先由,X,线影像增强电视系统,将,透过人体的,线转变为可见光,；然后用高分辨力摄像管或经电荷耦合器（,charge coupled device,，,CCD,）,转变为模拟信号,；再经,模数,转换,形成数字化图像信号,，并根据需要可对其进行各种处理；处理后的数字化图像,经数模转换,后，即可在显示器上,显示为灰阶图像,。,IDR,成像设备示意图,IDR,临床应用,IDR,的成像时间短，除摄片外，还具有透视功能，因此可用于心血管造影和胃肠道造影检查。,和,CR,技术相比，,IDR,的,优势,在于成像速度快，提高了工作效率，并可进行透视检查。其,不足之处,是在成像过程中，要进行光电转换，原影像信息有一定程度的丢失，且不能与普通,X,线机兼容。,（二）直接数字,线成像（,DDR,）,DDR,成像的基本原理是,采用平板探测器,（,flat panel detector,，,FPD,），直接,把,透过人体的,线信息转换为电信号,而进行数字化的成像方法。,临床上，,DDR,除用于,线摄影外，还能用于透视，可进行胃肠造影检查和心血管造影检查。,由于,DDR,成像过程中，,线的接受至数字信号的输出均在平板探测器内完成，从而减少了信息的丢失和噪声的干扰，提高了图像的信噪比。,与,CR,和,IDR,相比，,DDR,的,优点,为：兼有摄片和透视功能；图像的分辨力更高；且曝光的宽容度亦更大，从而减少了辐射量。,DDR,的,缺陷,是：不能与普通,线机兼容；目前设备昂贵而难以普及。然而，基于,DDR,的诸多优势，其必将成为今后发展的主流方向。,三、数字减影血管造影,数字减影血管造影（,DSA,