1、X线机的X射线的性质
⒈穿透作用 穿透作用是指X射线通过物质时不被吸收的能力。X射线能穿透一般可见光所不能透过的物质。可见光因其波长较长,光子其有的能量很小,当射到物体上时,一部分被反射,大部分为物质所吸收,不能透过物体;而X射线则不然,咽其波长短,能量大,照在物质上时,仅一部分被物质所吸收,大部分经由原子间隙而透过,表现出很强的穿透能力。X射线穿透物质的能力与X射线光子的能量有关,X射线的波长越短,光子的能量越大,穿透力越强。X射线的穿透力也与物质密度有关,密度大的物质,对X射线的吸收多,透过少;密度小者,吸收少,透过多。利用差别吸收这种性质可以把密度不同的骨骼、肌肉、脂肪等软组织区分开来。这正是X射线透视和摄影的物理基础。
⒉电离作用
物质受X射线照射时,使核外电子脱离原子轨道,这种作用叫电离作用。在光电效应和散射过程中,出现光电子和反冲电子脱离其原子的过程叫一次电离,这些光电子或反冲电子在行进中又和其它原子碰撞,使被击原子逸出电子叫二次电离。在固体和液体中。电离后的正、负离子将很快复合,不易收集。但在气体中的忘离电荷却很容易收集起来,利用电离电荷的多少可测定X射线的照射量:X射线测量仪器正是根据这个原理制成的。由于电离作用,使气体能够导电;某些物质可以发生化学反应;在有机体内可以诱发各种生物效应。电离作用是X射线损伤和治疗的基础。
⒊荧光作用
由于X射线波长很短,因此是不可见的。但它照射到某些化合物如磷、铂氰化钡、硫化锌镉、钨酸钙等时,由于电离或激发使原子处于激发状态,原子回到基态过程中,由于价电子的能级跃迁而辐射出可见光或紫外线,这就是荧光。X射线使物质发生荧光的作用叫荧光作用。荧光强弱与X射线量成正比。这种作用是X射线应用于透视的基础。在X射线诊断工作中利用这种荧光作用可制成荧光屏,增感屏,影像增强器中的输入屏等。荧光屏用作透视时观察X射线通过人体组织的影像,增感屏用作摄影时增强胶片的感光量。
⒋热作用
物质所吸收的X射线能,大部分被转变成热能,使物体温度升高,这就是热作用。
⒌干涉、衍射、反射、折射作用
这些作用与可见光一样。在X射线显微镜、波长测定和物质结构分析中都得到应用。 1.感光作用 同可见光一样,X射线能使胶片感光。当X射线照射到胶片上的溴化银时,能使银粒子.沉淀而使胶片产生“感光作用”。胶片感光的强弱与X射线量成正比。当X射线通过人体时,囡人体各组织的密度不同,对X射线量的吸收不同,致绽胶片上所获得的感光度不同,从而获得X射线的影像。这就是应用X射线作摄片检查的基础。
⒉着色作用 某些物质如铂氰化钡、铅玻璃、水晶等,经X射线长期照射后,其结晶体脱水而改变颜色,这就叫做着色作用。 随着电磁学、高真空技术及其他学科的发展,1910年美国物理学家W.D.Coolidge发表了钨灯丝X射线管制造成功的报告。1913年开始实际使用,它的最大特点是*钨灯丝加热到白炽状态以提供管电流所需的电子,所以调节灯丝的加热温度就可以控制管电流,从而使管电压和管电流可以分别独立调节,而这正是提高影像质量所需要的。
1913年滤线栅的发明,部分地消除了散射线,提高了影像的质量。1914年制成了钨酸镉荧光屏,开始了X射线透视的应用。1923年发明了双焦点X射线管,解决了X射线摄影的需要。X射线管的功率可达几千瓦,矩形焦点的边长仅为几毫米,X射线影像质量大大提高。同时,造影剂的逐渐应用,使X射线的诊断范围也不断扩大。它不再是一件单纯拍摄骨骼影像的简单工具,却已成为对人体组织器官中那些自然对比差(对X射线吸收差小)的胃肠道、支气管、血管、脑室、肾、膀胱等也能检查的重要的医学诊断设施了。与此同时,X射线在治疗方面也开始得到应用。
2、医学影像学里密度分辨力和空间分辨力的区别和联系
一、区别
1、分辨率不同
(1)密度分辨率表示的是影像中能显示的最小密度差别。
(2)CT的密度分辨率受噪声和显示物的大小所制约,噪声越小和显示物越大,密度分辨率越佳。CT图像的密度分辨率比X线照片高得多。
2、表示形式不同
密度分辨率能够区分开的密度差别程度以%表示。计算机体层摄影性能和说明图像质量的指标之一,如果计算机体层摄影的密度分辨率为0.5%,则表示两种物质的密度差别等于或大于0.5%时即可辨别出来,密度差别小于0.5%时,由于受噪声的干扰,就无法辨别。
二、联系
空间分辨力在CT设备中有时又称作几何分辨力或高对比度分辨力,它是指在高对比度的情况下鉴别细微结构的能力,也即显示最小体积病灶或结构的能力。在评价CT图像质量的时候,经常首先考虑空间分辨力。
CT图像由于检测器有一定大小,取样有一定距离,所以空间分辨力由X线管焦点的几何尺寸决定,而基本与X射线剂量大小无关。在X线剂量一定的情况下,空间分辨力与密度分辨力存在一定的制约关系,不可能同时改善空间分辨力与对比度分辨力。
扩展材料:
医学影像学:X线、CT、MRI 成象技术与临床应用
一、图像存档与传输系统(PACS)是保存和传输图像的设备与软件系统,优点为:
1、保存了图像信息,便于日后再处理;
2、远离放射科的医生可随时调阅图像读片与诊断,提高了工作效率;
3、便于图像传递和交流,可开展复合影像诊断、多学科会诊;
4、可避免胶片在传递过程中丢失和出错,成为医院现代化的管理手段;
5、节约胶片开支、管理费用,减少存放空间,从而进入无胶片时代。
二、数字减影血管造影(DSA)通过计算器处理数字影像信息,常用时间减影法,消除骨骼和软组织影像,使血管清晰显影的成象技术。
脑血管造影是将有机碘对比剂引入脑血管显示脑血管的方法,包括颈动脉造影和椎动脉造影。常用DSA技术,分别摄取脑动脉期、静脉期和静脉窦期图像。
X线成像–电磁波,波长0.0006~50nm
三、X线成象原理与穿透性、荧光效应和感光效应,及人体组织结构密度和厚度的差别有关,与成像有关的特性:
1、穿透性X线成象的基础。电压愈高,穿透力愈强;
2、荧光效应透视检查的基础。X线激发硫化锌镉、钨酸钙等发出荧光;
3、感光效应X线摄影的基础。溴化银中的银离子被还原成金属银,沉淀于胶片的胶膜内;
4、电离效应放射治疗的基础。X线射入人体,引起生物学方面的改变,即生物效应。
四、X线图像特点:
1、灰阶图像;
2、重叠图像;
3、放大图像;
4、可有失真。
五、灰阶影像是以光学密度反应人体组织结构的解剖及病理状态。图像上的白影与黑影除与厚度有关外,主要反映组织密度高低(密度高呈白影,密度低呈黑影)。
六、荧光透视
1、优点:可转动患者体位;了解器官动态变化;操作方面,费用低;
2、缺点:对比度和清晰度差;缺乏客观纪录。
七、X线摄影
1、优点:对比度和清晰度佳;
2、缺点:无立体概念;无法观察功能。 五造影检查将对比剂引入体内产生人工对比,常用对比剂:
八、高密度对比剂
1、钡剂:医用硫酸钡;
2、碘剂:无机(碘化油、碘苯酯)、有机(离子型如泛影葡胺;非离子型如碘必乐、优维显)。
离子型对比剂具高渗性,毒副作用大;非离子型低渗性、低年度、低毒性。
九、低密度对比剂空气、O2、CO2
十、造影方式
1、间接引入:IVP;
2、直接引入:口服、灌注、穿刺注入。 五临床应用胃肠道、骨骼系统和胸部多选用。
十一、CT成像–用X线束对人体某一层面照射,测定透过的X线量,数字化后经计算机得出该层面组织各个单位容积的吸收系数,再重建图像。
1、CT图像特点
(1)优点:密度分辨力高、量化的说明密度高低程度的量值(CT值)。
(2)空间分辨力不如X线图像。
(3)需要多个连续的层面图像。
2、人体组织CT值
(1)水:0 HU;
(2)空气:–1000 HU;
(3)脂肪:–90~–70 HU;
(4)软组织;20~50 HU;
(5)骨:+1000 HU。
3、临床应用
(1)中枢神经系统疾病:颅内肿瘤、脓肿与肉芽肿、寄生虫病、外伤性血肿与脑损伤、缺血性脑梗死与脑出血。
(2)框内占位性病变、鼻窦癌、鼻咽癌等。
(3)肺癌和纵隔肿瘤。
(4)肝、胆、胰、脾、腹腔及腹膜后间隙及肾上腺及泌尿生殖系统。
(5)胃肠病变向腔外侵犯或远处转移。
十二、MRI成像–磁共振信号有T-1、T2、和质子密度等参数,由这些参数构成MRI图像。
T-1-终止射频脉冲,则纵向磁化逐渐恢复到原状,此过程为纵向弛豫,恢复所需时间为纵向弛豫时间,简称T-1。以T1参数构成的图像为T1加权像(T-1-WI)。
T2横向磁化也很快消失,此过程为横向弛豫,所需时间为横向弛豫时间,简称T-2。以T2参数构成的图像为T2加权像(T2-WI)。
1、MR信号的产生在弛豫过程中,质子吸收RF脉冲组合的能量释放产生MR信号。通过调节成象参数TR和TE,及可分别获取主要反映T1、T2及PDWI对比的MR信号,由此产生T-1-WI、T2-WI或PDWI图像。
(1)T-1-WI上呈高信号亚急性血肿、脂肪、蛋白含量高、黑色素;
(2)T-2WI上呈低信号钙质、空气、流空、脂肪及蛋白质含量少的。
2、MRI图像特点
(1)多参数灰阶图像;
(2)多方位断层图象;
(3)流空效应:流动的液体,在成象过程中采集不到信号而呈无信号黑影;
(4)MRI对比增强效应:顺磁性物质作为对比剂可缩短周围质子的弛豫时间,称质子弛豫增强效应;
(5)伪色彩的功能图像。
3、MRI检查技术
(1)序列技术;
(2)自回旋波(SE)序列;
(3)梯度回波(GRE)序列;
(4)反转恢复(IR)序列;
(5)平面回波成象(EPI)。
4、MR水成象技术用很长TR和很长TE可获得重T2-WI,使静态或缓慢流动液体呈高信号,背景的其它组织呈低信号而形成良好对比。
经重组可使含液体器官或间隙呈高信号,获得犹如造影效果的图像,即MR水成象,包括MRCP、MRU、MRM等。
5、临床应用
(1)脑与脊髓疾病;
(2)肺门与纵隔淋巴结;
(3)心脏大血管内腔;
(4)诊断乳腺癌;
(5)清晰显示软骨、关节囊等结构。
6、各系统检查首选仪器
(1)骨骼平片首选,进一步CT;
(2)关节MRI;
(3)呼吸系统平片首选,进一步CT;
(4)急腹症平片首选,进一步CT;
(5)腹部闭合性损伤超声、CT;
(6)食管病变钡餐造影;
(7)胃、十二指肠超声、气钡双重对比造影;
(8)肝超声和C T首选,进一步MRI,也可做肝动脉造影;
(9)胰腺超声、CT。
3、x光机的X光机的原理及构造
X射线机原理及构造 1895年德国物理学家伦琴(W.C.RÖntgen)在研究阴极射线管中气体放电现象时,用一只嵌有两个金属电极(一个叫做阳极,一个叫做阴极)的密封玻璃管,在电极两端加上几万伏的高压电,用抽气机从玻璃管内抽出空气。为了遮住高压放电时的光线(一种弧光)外泄,在玻璃管外面套上一层黑色纸板。他在暗室中进行这项实验时,偶然发现距离玻璃管两米远的地方,一块用铂氰化钡溶液浸洗过的纸板发出明亮的荧光。再进一步试验,用纸板、木板、衣服及厚约两千页的书,都遮挡不住这种荧光。更令人惊奇的是,当用手去拿这块发荧光的纸板时,竟在纸板上看到了手骨的影像。
当时伦琴认定:这是一种人眼看不见、但能穿透物体的射线。因无法解释它的原理,不明它的性质,故借用了数学中代表未知数的“X”作为代号,称为“X”射线(或称X射线或简称X线)。这就是X射线的发现与名称的由来。此名一直延用至今。后人为纪念伦琴的这一伟大发现,又把它命名为伦琴射线。
X射线的发现在人类历史上具有极其重要的意义,它为自然科学和医学开辟了一条崭新的道路,为此1901年伦琴荣获物理学第一个诺贝尔奖金。
科学总是在不断发展的,经伦琴及各国科学家的反复实践和研究,逐渐揭示了X射线的本质,证实它是一种波长极短,能量很大的电磁波。它的波长比可见光的波长更短(约在0.001~100nm,医学上应用的X射线波长约在0.001。~0.1nm之间),它的光子能量比可见光的光子能量大几万至几十万倍。因此,X射线除具有可见光的一般性质外,还具有自身的特性。 (一)物理效应
1.穿透作用 穿透作用是指X射线通过物质时不被吸收的能力。X射线能穿透一般可见光所不能透过的物质。可见光因其波长较长,光子其有的能量很小,当射到物体上时,一部分被反射,大部分为物质所吸收,不能透过物体;而X射线则不然,因其波长短,能量大,照在物质上时,仅一部分被物质所吸收,大部分经由原子间隙而透过,表现出很强的穿透能力。X射线穿透物质的能力与X射线光子的能量有关,X射线的波长越短,光子的能量越大,穿透力越强。X射线的穿透力也与物质密度有关,密度大的物质,对X射线的吸收多,透过少;密度小者,吸收少,透过多。利用差别吸收这种性质可以把密度不同的骨骼、肌肉、脂肪等软组织区分开来。这正是X射线透视和摄影的物理基础。
2.电离作用 物质受X射线照射时,使核外电子脱离原子轨道,这种作用叫电离作用。在光电效应和散射过程中,出现光电子和反冲电子脱离其原子的过程叫一次电离,这些光电子或反冲电子在行进中又和其它原子碰撞,使被击原子逸出电子叫二次电离。在固体和液体中。电离后的正、负离子将很快复合,不易收集。但在气体中的忘离电荷却很容易收集起来,利用电离电荷的多少可测定X射线的照射量:X射线测量仪器正是根据这个原理制成的。由于电离作用,使气体能够导电;某些物质可以发生化学反应;在有机体内可以诱发各种生物效应。电离作用是X射线损伤和治疗的基础。
3.荧光作用 由于X射线波长很短,因此是不可见的。但它照射到某些化合物如磷、铂氰化钡、硫化锌镉、钨酸钙等时,由于电离或激发使原子处于激发状态,原子回到基态过程中,由于价电子的能级跃迁而辐射出可见光或紫外线,这就是荧光。X射线使物质发生荧光的作用叫荧光作用。荧光强弱与X射线量成正比。这种作用是X射线应用于透视的基础。在X射线诊断工作中利用这种荧光作用可制成荧光屏,增感屏,影像增强器中的输入屏等。荧光屏用作透视时观察X射线通过人体组织的影像,增感屏用作摄影时增强胶片的感光量。
4.热作用物质所吸收的X射线能,大部分被转变成热能,使物体温度升高,这就是热作用。
5.干涉、衍射、反射、折射作用这些作用与可见光一样。在X射线显微镜、波长测定和物质结构分析中都得到应用。
(二)化学效应
1.感光作用 同可见光一样,X射线能使胶片感光。当X射线照射到胶片上的溴化银时,能使银粒子.沉淀而使胶片产生“感光作用”。胶片感光的强弱与X射线量成正比。当X射线通过人体时,因人体各组织的密度不同,对X射线量的吸收不同,致绽胶片上所获得的感光度不同,从而获得X射线的影像。这就是应用X射线作摄片检查的基础。
2.着色作用 某些物质如铂氰化钡、铅玻璃、水晶等,经X射线长期照射后,其结晶体脱水而改变颜色,这就叫做着色作用。
(三)生物效应’
当X射线照射到生物机体时,生物细胞受到抑制、破坏甚至坏死,致使机体发生不同程度的生理、病理和生化等方面的改变,称为X射线的生物效应。不同的生物细胞,对X射线有不同的敏感度。枫X射线可以治疗人体的某些疾病,如肿瘤等。另一方面,它对正常机体也有伤害,因此要做好对人体的防护。X射线的生物效应归根结底是由X射线的电离作用造成的。 由于X射线具有如上种种效应!因而在工业、农业、科学研究等领域,获得了广泛 的应用,如工业探伤,晶体分析等。在医学上,X射线技术已成为对疾病进行诊断和治疗的专门学科,在医疗卫生事业中占有重要地位。 (一)X射线诊断
X射线应用于医学诊断,主要依据X射线的穿透作用、差别吸收、感光作用和荧光作用。由于X射线穿过人体时,受到不同程度的吸收,如骨骼吸收的X射线量比肌肉吸收的量要多,那么通过人体后的X射线量就不一样,这样便携带了人体各部密度分布的信息,在荧光屏上或摄影胶片上引起的荧光作用或感光作用的强弱就有较大差别,因而在荧光屏上或摄影胶片上(经过显影、定影)将显示出不同密度的阴影。根据阴影浓淡的对比,结合临床 表现、化验结果和病理诊断,即可判断人体某一部分是否正常。于是,X射线诊断技术便成了世界上最早应用的非刨伤性的内脏检查技术。
(二)X射线治疗
X射线应用于治疗,主要依据其生物效应,应用不同能量的X射线对人体病灶部分的细胞组织进行照射时,即可使被照射的细胞组织受到破坏或抑制,从而达到对某些疾病,特别是肿瘤的治疗目的。
(三)X射线防护
在利用X射线的同时,人们发现了导致病人脱发、皮肤烧伤、工作人员视力障碍,白血病等射线伤害的问题,为防止X射线对人体的伤害,必须采取相应的防护措施。以上构成了X射线应用于医学方面的三大环节——诊断、治疗和防护。 自1895年以来,X射线诊断与治疗技术有了飞速的发展,主要进展可分为以下几个阶段:
(一)离子X射线管阶段(1895~1912)
这是X射线设备的早期阶段。当时X射线机的结构非常简单,使用效率很低的含气式冷阴极离子X射线管,运用笨重的感应线圈发生高压,裸露式的高压机件,更没有精确的控制装置。X射线机装置容量小、效率低、穿透力弱、影像清晰度不高、缺乏防护0据资料记载,当时拍摄一张X射线骨盆像,需长达40~60min的曝光时间,结果照片拍成之后,受检者的皮肤却被X射线烧伤。
(二)电子X射线管阶段(1913~1928)
随着电磁学、高真空技术及其他学科的发展,1910年美国物理学家W.D.Coolidge发表了钨灯丝X射线管制造成功的报告。1913年开始实际使用,它的最大特点是*钨灯丝加热到白炽状态以提供管电流所需的电子,所以调节灯丝的加热温度就可以控制管电流,从而使管电压和管电流可以分别独立调节,而这正是提高影像质量所需要的。
1913年滤线栅的发明,部分地消除了散射线,提高了影像的质量。1914年制成了钨酸镉荧光屏,开始了X射线透视的应用。1923年发明了双焦点X射线管,解决了X射线摄影的需要。X射线管的功率可达几千瓦,矩形焦点的边长仅为几毫米,X射线影像质量大大提高。同时,造影剂的逐渐应用,使X射线的诊断范围也不断扩大。它不再是一件单纯拍摄骨骼影像的简单工具,却已成为对人体组织器官中那些自然对比差(对X射线吸收差小)的胃肠道、支气管、血管、脑室、肾、膀胱等也能检查的重要的医学诊断设施了。与此同时,X射线在治疗方面也开始得到应用。
X光的产生方式
三种方式可产生X光:轫致辐射(Bremsstrahlung)、电子俘获、内转换,x光机产生X光的机理属于轫致辐射。
电子俘获:
β衰变包括3种方式:β-衰变、β+衰变和电子俘获(EC).其中电子俘获(EC)这种衰变可以表示为即母核俘获1个核外轨道电子使核内1个质子转变为中子,并放出1个中微子,所以子核的电荷数变为Z-1,而质量数保持不变.在一般情况下,K层上的电子被原子核俘获的居多,因为K层最靠近原子核,被俘获的概率最大,但是L层上的电子被俘获的概率也是存在的.原子核在俘获了电子之后,子核原子的K层或L层上将出现一个电子空位,当某一外层电子来填补这个空位时,可能会出现下面两种情况之一:要么以标识X射线的形式将多余的能量释放,要么将多余的能量交给另一层上的其他电子,此电子获得能量而脱离原子,成为俄歇电子.伴有X射线或俄歇电子的发射是K俘获过程的标志.
内转换:
原子核可以通过某种方式(譬如β衰变)达到激发态,处于激发态的原子核可以通过发射γ射线跃迁到低激发态或基态,这种现象称为γ衰变或称γ跃迁.核能级跃迁所发出的光子与原子能级跃迁所发出的光子没本质的差别,不同的是原子能级跃迁发射的光子能量只有eV~keV数量级,而核能级跃迁发射的光子能量却有MeV数量级.在不考虑核的反冲时,光子能量Eg可以表示为下面的形式Eg=Es-Ex.有时原子核从激发态到较低能态的跃迁并不放出光子,而是把能量直接交给核外电子,使电子脱离原子,这种现象称为内转换(IC),脱离原子的电子称为内转换电子.处于激发态的原子核可以通过放射γ光子回到基态,也可以通过产生内转换电子回到基态,究竟发生的是哪种过程,完全决定于核的能级特性.内转换电子的动能与壳层电子的电离能之和应是原子核的两能级间的能量差.也就是等于在两原子核能级间跃迁所辐射出的γ光子的能量.对于内转换的研究是获得有关核能级知识的重要手段.当然通过内转换方式还可以产生原子的特征X射线.
x光机基本原理
X-ray 是由德国仑琴教授在1895年所发现。这种由真空管发出能穿透物体的辐射线,在电磁光谱上能量较可见光强,波长较短,频率较高,相类似之辐射线有宇宙射线,X-ray等。
产生X-Ray必须要有X光球管,而X光球管基本构造必须拥有:
阴极灯丝 (Cathod)
阳极靶 (Anode)
真空玻璃管 (Evacuated glass envelope)
当然还要有电源能量供应
X射线特性
能穿透物体 为不可见光 於电磁波光谱内 波长范围广 直线散射 光速进行 能使萤光物质发光 能使底片感光 会造成散射线
当X-ray进入物体时,会有三种情形发生:
被物体吸收 (Absorption)
产生散射现(Scatter)
穿透(Penetration)
影响图像效果之四要素:
Density (黑化度)- mAs
Contrast(对比度)- kVp
Sharpness(清晰度)- motion, 几何参数
Distortion(失真度)- 位置,角度
X射线波长与影片上对比度之关系
在X-ray穿透过病人,其穿透率主要和病人组织结构及X射线波长有关。
短波长X-ray (high kV)
能量较高,穿透性好,造成在影片上较低之对比度(low contrast)。
长波长X-ray (low kV)
能量较低,较易被人体所吸收,穿透性较差,而在影片上对比度较高(High contrast)。
应用
X光机广泛应用于医疗卫生,科学教育,工业各个领域,例如X光机可用于医院协助医生诊断疾病,用于工业的无损探伤,火车站和机场的安全检查等等。
4、x线对脂肪和肺的穿透能力哪一个强
肌肉的密度比脂肪高,所以肌肉吸收X线比脂肪多。在软组织X线片里可以看到比较黑的部分是脂肪组织,因为脂肪吸收X线少的缘故。CT片里的CT值(也称H值),脂肪的CT值是-20~-80H,肌肉的CT值是40~80H,说明肌肉吸收X线高于脂肪组织。
5、影像学的X线检查
X线图像是由从黑到白不同灰度的影像所组成。这些不同灰度的影像反映了人体组织结构的解剖及病理状态。这就是赖以进行X线检查的自然对比。对于缺乏自然对比的组织或器官,可人为地引入一定量的在密度上高于或低于它的物质,便产生人工对比。因此,自然对比和人工对比是X线检查的基础。 包括荧光透视和摄影。
荧光透视(fluoroscopy):简称透视。为常用X线检查方法。由于荧光亮度较低,因此透视一般须在暗室内进行。透视前须对视力行暗适应。采用影像增强电视系统,影像亮度明显增强,效果更好。透视的主要优点是可转动患者体位,改变方向进行观察;了解器官的动态变化,如心、大血管搏动、膈运动及胃肠蠕动等;透视的设备简单,操作方便,费用较低,可立即得出结论等。主要缺点是荧屏亮度较低,影像对比度及清晰度较差,难于观察密度与厚度差别较少的器官以及密度与厚度较大的部位。例如头颅、腹部、脊柱、骨盆等部位均不适宜透视。另外,缺乏客观记录也是一个重要缺点。
X线摄影(radiography):所得照片常称平片(plainfilm)。这是应用最广泛的检查方法。优点是成像清晰,对比度及清晰度均较好;不难使密度、厚度较大或密度、厚度差异较小部位的病变显影;可作为客观记录,便于复查时对照和会诊。缺点是每一照片仅是一个方位和一瞬间的X线影像,为建立立体概念,常需作互相垂直的两个方位摄影,例如正位及侧位;对功能方面的观察,不及透视方便和直接;费用比透视稍高。
这两种方法各具优缺点,互相配合,取长补短,可提高诊断的正确性。 体层摄影(tomography):普通X线片是X线投照路径上所有影像重叠在一起的总和投影。一部分影像因与其前、后影像重叠,而不能显示。体层摄影则可通过特殊的装置和操作获得某一选定层面上组织结构的影像,而不属于选定层面的结构则在投影过程中被模糊掉。其原理如图1-1-6所示。体层摄影常用以明确平片难于显示、重叠较多和处于较深部位的病变。多用于了解病变内部结构有无破坏、空洞或钙化,边缘是否锐利以及病变的确切部位和范围;显示气管、支气管腔有无狭窄、堵塞或扩张;配合造影检查以观察选定层面的结构与病变。
软线摄影:采用能发射软X线的钼靶管球,用以检查软组织,特别是乳腺的检查。
其他:特殊检查方法尚有①放大摄影,采用微焦点和增大人体与照片距离以显示较细微的病变;②荧光摄影,荧光成像基础上进行缩微摄片,主要用于集体体检;③记波摄影,采用特殊装置以波形的方式记录心、大血管搏动,膈运动和胃肠蠕动等。
在曝光时,X线管与胶片作相反方向移动,而移动的轴心即在选定层面的平面上。结果,在被检查的部位内,只有选定的一层结构始终投影在胶片上的固定位置(A'),从而使该层面的结构清楚的显影,而其前后各层结构则因曝光时,在胶片上投影的位置不断移动而成模糊影像(B') 人体组织结构中,有相当一部分,只依靠它们本身的密度与厚度差异不能在普通检查中显示。此时,可以将高于或低于该组织结构的物质引入器官内或周围间隙,使之产生对比以显影,此即造影检查。引入的物质称为造影剂(contrastmedia)。造影检查的应用,显著扩大了X线检查的范围。
(一)造影剂 按密度高低分为高密度造影和低密度造影剂两类。
1.高密度造影剂 为原子序数高、比重大的物质。常用的有钡剂和碘剂。
钡剂为医用硫酸钡粉末,加水和胶配成。根据检查部位及目的,按粉末微粒大小、均匀性以及用水和胶的量配成不同类型的钡混悬液,通常以重量/体积比来表示浓度。硫酸钡混悬液主要用于食管及胃肠造影,并可采用钡气双重对比检查,以提高诊断质量。
碘剂种类繁多,应用很广,分有机碘和无机碘制剂两类。
有机碘水剂类造影剂注入血管内以显示器官和大血管,已有数十年历史,且成为常规方法。它主要经肝或肾从胆道或泌尿道排出,因而广泛用于胆管及胆囊、肾盂及尿路、动脉及静脉的造影以及作CT增强检查等。70年代以前均采用离子型造影剂。这类高渗性离子型造影剂,可引起血管内液体增多和血管扩张,肺静脉压升高,血管内皮损伤及神经毒性较大等缺点,使用中可出现毒副反应。70年代开发出非离子型造影剂,它具有相对低渗性、低粘度、低毒性等优点,大大降低了毒副反应,适用于血管、神经系统及造影增强CT扫描。惜费用较高,尚难于普遍使用。
上述水溶性碘造影剂有以下类型:①离子型,以泛影葡胺(urografin)为代表;②非离子型以碘苯六醇(iohexol)、碘普罗胺(iopromide)碘必乐(iopamidol)为代表;③非离子型二聚体,以碘曲仑(iotrolan)为代表。
无机制碘剂当中,布什化油(lipoidol)含碘40%,常用于支气管、瘘管子官输入卵管造影等。碘化油造影后吸收极慢,故造影完毕应尽可能吸出。
脂肪酸碘化物的碘苯酯(pantopaque),可注入椎管内作脊髓造影,但现已用非离子型二聚体碘水剂。
2.低密度造影剂 为原子序数低、比重小的物质。应用于临床的有二氧化碳、氧气、空气等。在人体内二氧化碳吸收最快,空气吸收最慢。空气与氧气均不能注入正在出血的器官,以免发生气栓。可用于蛛网膜下腔、关节囊、腹腔、胸腔及软组织间隙的造影。
(二)造影方式 有以下两种方式。
1.直接引入 包括以下几种方式;①口服法:食管及胃肠钡餐检查;②灌注法:钡剂灌肠,支气管造影,逆行胆道造影,逆行泌尿道造影,瘘管、脓腔造影及子宫输卵管造影等;③穿剌注入法:可直接或经导管注入器官或组织内,如心血管造影,关节造影和脊髓造影等。
2.间接引入 造影剂先被引入某一特定组织或器官内,后经吸收并聚集于欲造影的某一器官内,从而使之显影。包括吸收性与排泄性两类。吸收性如淋巴管造影。排泄性如静脉胆道造影或静脉肾盂造影和口服法胆襄造影等。前二者是经静脉注入造影剂后,造影剂聚集于肝、肾,再排泄入胆管或泌尿道内。后者是口服造影剂后,造影剂经肠道吸收进入血循环,再到肝胆并排入胆襄内,即在蓄积过程中摄影,现已少用。
(三)检查前准备造影反应的处理 各种造影检查都有相应的检查前准备和注意事项。必须严格执行,认真准备,以保证检查效果和患者的安全。应备好抢救药品和器械,以备急需。
在造影剂中,钡剂较安全,气体造影时应防止气栓的发生。静脉内气栓发生后应立即将患者置于左侧卧位,以免气体进入肺动脉。造影反应中,以碘造影剂过敏较常见并较严重。在选用碘造影剂行造影时,以下几点值得注意:①了解患者有无造影的禁忌证,如严重心、肾疾病和过敏体质等;②作好解释工作,争取患者合作;③造影剂过敏试验,一般用1ml30%的造影剂静脉注射,观察15分钟,如出现胸闷、咳嗽、气促、恶心、呕吐和荨麻疹等,则为阳性,不宜造影检查。但应指出,尽管无上述症状,造影中也可发生反应。因此,关键在于应有抢救过敏反应的准备与能力;④作好抢救准备,严重反应包括周围循环衰竭和心脏停搏、惊厥、喉水肿、肺水肿和哮喘发作等。遇此情况,应立即终止造影并进行抗休克、抗过敏和对症治疗。呼吸困难应给氧,周围循环衰竭应给去甲肾上腺素,心脏停搏则需立即进行心脏按摩。 CT图像是由一定数目由黑到白不同灰度的象素按矩阵排列所构成。这些象素反映的是相应体素的X线吸收系数。不同CT装置所得图像的象素大小及数目不同。大小可以是1.0×1.0mm,0.5×0.5mm不等;数目可以是256×256,即65536个,或512×512,即262144个不等。显然,象素越小,数目越多,构成图像越细致,即空间分辨力(spatialresolution)高。CT图像的空间分辨力不如X线图像高。
CT图像是以不同的灰度来表示,反映器官和组织对X线的吸收程度。因此,与X线图像所示的黑白影像一样,黑影表示低吸收区,即低密度区,如肺部;白影表示高吸收区,即高密度区,如骨骼。但是CT与X线图像相比,CT的密度分辨力高,即有高的密度分辨力(density resolutiln)。因此,人体软组织的密度差别虽小,吸收系数虽多接近于水,也能形成对比而成像。这是CT的突出优点。所以,CT可以更好地显示由软组织构成的器官,如脑、脊髓、纵隔、肺、肝、胆、胰以及盆部器官等,并在良好的解剖图像背景上显示出病变的影像。
x 线图像可反映正常与病变组织的密度,如高密度和低密度,但没有量的概念。CT图像不仅以不同灰度显示其密度的高低,还可用组织对X线的吸收系数说明其密度高低的程度,具有一个量的概念。实际工作中,不用吸收系数,而换算成CT值,用CT值说明密度。单位为Hu(Hounsfield unit)。
水的吸收系数为10,CT值定为0Hu,人体中密度最高的骨皮质吸收系数最高,CT值定为+1000Hu,而空气密度最低,定为-1000Hu。人体中密度不同和各种组织的CT值则居于-1000Hu到+1000Hu的2000个分度之间
由右上图可见人体软组织的CT值多与水相近,但由于CT有高的密度分辨力,所以密度差别虽小,也可形成对比而显影。
CT值的使用,使在描述某一组织影像的密度时,不仅可用高密度或低密度形容,且可用它们的CT值平说明密度高低的程度。
CT图像是层面图像,常用的是横断面。为了显示整个器官,需要多个连续的层面图像。通过CT设备上图像的重建程序的使用,还可重建冠状面和矢状面的层面图像。
6、简述X射线照射固体物质时,可能发生的各种相互作用。
一)物理效应 1.穿透作用 穿透作用是指X射线通过物质时不被吸收的能力。X射线能穿透一般可见光所不能透过的物质。可见光因其波长较长,光子其有的能量很小,当射到物体上时,一部分被反射,大部分为物质所吸收,不能透过物体;而X射线则不然,咽其波长短,能量大,照在物质上时,仅一部分被物质所吸收,大部分经由原子间隙而透过,表现出很强的穿透能力。X射线穿透物质的能力与X射线光子的能量有关,X射线的波长越短,光子的能量越大,穿透力越强。X射线的穿透力也与物质密度有关,密度大的物质,对X射线的吸收多,透过少;密度小者,吸收少,透过多。利用差别吸收这种性质可以把密度不同的骨骼、肌肉、脂肪等软组织区分开来。这正是X射线透视和摄影的物理基础。 2.电离作用 物质受X射线照射时,使核外电子脱离原子轨道,这种作用叫电离作用。在光电效应和散射过程中,出现光电子和反冲电子脱离其原子的过程叫一次电离,这些光电子或反冲电子在行进中又和其它原子碰撞,使被击原子逸出电子叫二次电离。在固体和液体中。电离后的正、负离子将很快复合,不易收集。但在气体中的忘离电荷却很容易收集起来,利用电离电荷的多少可测定X射线的照射量:X射线测量仪器正是根据这个原理制成的。由于电离作用,使气体能够导电;某些物质可以发生化学反应;在有机体内可以诱发各种生物效应。电离作用是X射线损伤和治疗的基础。 3.荧光作用 由于X射线波长很短,因此是不可见的。但它照射到某些化合物如磷、铂氰化钡、硫化锌镉、钨酸钙等时,由于电离或激发使原子处于激发状态,原子回到基态过程中,由于价电子的能级跃迁而辐射出可见光或紫外线,这就是荧光。X射线使物质发生荧光的作用叫荧光作用。荧光强弱与X射线量成正比。这种作用是X射线应用于透视的基础。在X射线诊断工作中利用这种荧光作用可制成荧光屏,增感屏,影像增强器中的输入屏等。荧光屏用作透视时观察X射线通过人体组织的影像,增感屏用作摄影时增强胶片的感光量。 4.热作用物质所吸收的X射线能,大部分被转变成热能,使物体温度升高,这就是热作用。 5.干涉、衍射、反射、折射作用这些作用与可见光一样。在X射线显微镜、波长测定和物质结构分析中都得到应用。 二)化学效应 1.感光作用 同可见光一样,X射线能使胶片感光。当X射线照射到胶片上的溴化银时,能使银粒子.沉淀而使胶片产生“感光作用”。胶片感光的强弱与X射线量成正比。当X射线通过人体时,囡人体各组织的密度不同,对X射线量的吸收不同,致绽胶片上所获得的感光度不同,从而获得X射线的影像。这就是应用X射线作摄片检查的基础。 2.着色作用 某些物质如铂氰化钡、铅玻璃、水晶等,经X射线长期照射后,其结晶体脱水而改变颜色,这就叫做着色作用。 (三)生物效应’ 当X射线照射到生物机体时,生物细胞受到抑制、破坏甚至坏死,致使机体发生不同程度的生理、病理和生化等方面的改变,称为X射线的生物效应。不同的生物细胞,对X射线有不同的敏感度。枫X射线可以治疗人体的某些疾病,如肿瘤等。另一方面,它对正常机体也有伤害,因此要嘞人体的防护。X射线的生物效应『臼根结底是由X射线的电离作用造成的。 由于X射线具有如上种饿!因而在工业、农业、科学研究等客_爪领域,获得了广泛 的应用,如工业探伤,晶体分析等。在医学上,X射线技术已成为对疾病进行诊断和治疗的专门学科,在医疗卫生事业中占有重要地位。 (一)X射线诊断 X射线应用于医学诊断,主要依据X射线的穿透作用、差别吸收、感光作用和荧光作用。由于X射线穿过人体时,受到不同程度的吸收,如骨骼吸收的X射线量比肌肉吸收的量要多,那么通过人体后的X射线量就不一样,这样便携带了人体各部密度分布的信息,在荧光屏上或摄影胶片上引起的荧光作用或感光作用的强弱就有较大差别,因而在荧光屏上或摄影胶片上(经过显影、定影)将显示出不同密度的阴影。根据阴影浓淡的对比,结合临床 表现、化验结果和病理诊断,即可判断人体某一部分是否正常。于是,X射线诊断技术便成了世界上最早应用的非刨伤性的内脏检查技术。 (二)X射线治疗 X射线应用于治疗,主要依据其生物效应,应用不同能量的X射线对人体病灶部分的细胞组织进行照射时,即可使被照射的细胞组织受到破坏或抑制,从而达到对某些疾病,特别是肿瘤的治疗目的。 (三)X射线防护 在利用X射线的同时,人们发现了导致病人脱发、皮肤烧伤、工作人员视力障碍,白血病等射线伤害的问题,为防止X射线对人体的伤害,必须采取相应的防护措施。以上构成了X射线应用于医学方面的三大环节——诊断、治疗和防护。 参考资料: http://www.instrument.com.cn/bbs/shtml/20060624/466702/
7、肌肉和脂肪谁吸收x射线的能力强
肌肉的密度比脂肪高,所以肌肉吸收X线比脂肪多。在软组织X线片里可以看到比较黑的部分是脂肪组织,因为脂肪吸收X线少的缘故。CT片里的CT值(也称H值),脂肪的CT值是-20~-80H,肌肉的CT值是40~80H,说明肌肉吸收X线高于脂肪组织。
8、ct的高密度影低密度影
以正常组织的密度为标准,异常密度可分为以下几种:
1、高密度:病灶的密度高于正常组织的密度称高密度,常见于钙化、出血、实体肿块等;
2、低密度:病灶的密度低于正常组织的密度称低密度,常见于脑梗死、水肿、脂肪、液化、坏死等;
3、等密度:病灶的密度与正常组织密度相同或相似称等密度。常见于血肿吸收期、肿瘤、炎性肿块等;
4、混杂密度:病灶内并存高、低等多种密度病变称为混杂密度。常见于恶性肿瘤、脑出血吸收过程等。
(8)x线在脂肪和液体和软组织透过率扩展资料:
原理:
当强度均匀的X线穿透厚度相等的不同密度组织结构时,由于吸收程度不同,因此将出现。在X线片上或荧屏上显出具有黑白(或明暗)对比、层次差异的X线影像。
在人体结构中,胸部的肋骨密度高,对X线吸收多,照片上呈白影;肺部含气体密度低,X线吸收少,照片上呈黑影。就是低密度影。
X线穿透低密度组织时,被吸收少,剩余X线多,使X线胶片感光多,经光化学反应还原的金属银也多,故X线胶片呈黑影;使荧光屏所生荧光多,故荧光屏上也就明亮。高密度组织则恰相反
人体组织结构和器官形态不同,厚度也不一致。其厚与薄的部分,或分界明确,或逐渐移行。厚的部分,吸收X线多,透过的X线少,薄的部分则相反,因此,X线投影可有不同表现。