第二章X射线影像
2-第二章 X射线影像-课后习题答案
第二章X射线影像习题二解答2-1 X射线信息影像形成的阶段是（）A. X射线透过被照体之后B. X射线照片冲洗之后c. X射线到达被照体之前 D.在大脑判断之后答：X射线到达被照体之前,不具有物体信息。
X射线透射出被照体时,由于被照体对X射线的吸收衰减,使透射出的X射线强度产生不均匀分布,由此形成X射线信息影像。
正确答案:A2-2 X射线照片图像形成过程中,起作用的是（）A. X射线的穿透作用B. X射线的荧光作用c.被照体对X射线吸收衰减的差异 D. X射线的光化学作用答：由于X射线具有穿透作用,且不同的物体(组织)对X射线的吸收衰减不同,使透射出物体(组织)的X射线强度分布不均匀,携带了物体(组织)的信息,当其投照到胶片上后,x射线的光化学作用使胶片形成潜影。
但因X射线的光化学作用使胶片形成潜影的效率较低,利用X射线荧光作用的增感屏得到广泛使用。
在增感屏一胶片系统中,胶片潜影的形成,来自X射线光化学作用的贡献不足10% ,其余为X射线的荧光作用使增感屏发出的荧光的贡献。
正确答案:A、B、C、D 2-3关于X射线照片图像的形成,正确的说法是（）A. X射线透过被照体之后的透射线和散射线,照射到胶片上形成照片图像B. X射线照片图像是X射线被被照体吸收与散射后形成的C. X射线照片图像是利用了X射线的直进性D. X射线胶片接受到的散射线不形成图像答：由于被照体对X射线的吸收衰减,使透射出的X射线强度产生不均匀分布,由此形成X射线信息影像。
散射线对透射过被照体的X射线的强度分布规律没有影响,因此散射线不形成影像,只能给照片带来灰雾。
正确答案:B、C、D2-4关于光密度的定义,正确的说法是（）A.光密度为胶片乳剂膜在光的作用下致黑的程度B.光密度是由胶片乳剂曝光后,经冲洗还原出来的银颗粒沉积而形成的c.银颗粒沉积越多的地方,照片越黑,密度越高;反之亦然D.光密度值用照片阻光率的常用对数表示答：胶片感光层是感光灵敏的乳胶体薄层,在乳胶体中均匀地分布着卤化银微颗粒。
影像物理习题参考答案
影像物理习题参考答案第一章：普通X 射线影像1-1 产生X 射线需要哪些条件？答：1、高速运动的电子流；2、阻碍电子运动的靶。
1-2 X 射线管的一般构造包括哪几部分，各部分都有什么功能？答：一般应包括阴极、阴极体、阳极（含靶）、阳极体、真空管。
阴极发射热电子；阴极体有聚焦电子束和回收二次辐射的作用；阳极（含靶）加速电子并阻碍电子运动发射X 射线；阳极体起散热作用；真空管产生高真空环境。
1-3 什么是轫致辐射？为什么轫致辐射是产生连续X 射线的机制？答：高速电子进入到原子核附近的强电场区域，受到强电场的作用，而使电子的速度大小和方向发生变化，按电磁理论，电子将向外辐射电磁波（即光子）而损失能量E ∆，电磁波的频率由 νh E =∆决定。
电子的这种能量辐射叫轫致辐射。
1-4 为什么轫致辐射产生的连续X 射线谱中存在最短波长min λ？最短波长min λ受何种因素影响？答：当电子的最大动能全部损失转化为X 光子的能量后，X 光子不可能再获得更大的能量。
从而形成最短波长。
)()(4.12min nm KV U eU hc ==λ，可见，最短波长仅由管电压决定。
1-5 设X 射线管的管电压为100kV ，求其产生连续X 射线的最短波长和相应的X 光子能量的最大值。
解：)(124.01004.12min nm eU hc ===λ，对应的光子能量为：)(106.110100106.114319max J eU h --⨯=⨯⨯⨯==υ答：略。
1-7 什么是标识辐射？为什么标识辐射是产生标识X 射线的机制？影响标识辐射的因素有哪些？答：当电子的能量较高时，可将靶原子的内层电子（K ，L ，M 壳层）碰出原子核的束缚，成为自由电子，这样，在内层轨道上产生一空位，这一空位不能长期存在，外层电子会跃迁至空位填充内层轨道，并将多余的能量（二能级差）以X 光子的形式辐射出来，产生标识X 射线。
轫致辐射不可能产生不连续的标识X 射线。
第二章 x线计算机体层成像
2-2-1 CTa.b，同一例，a.常
（二）三维重建技术
三维重建技术包括最大密度投影（maximum intensity projection ，MIP）、最小密度投影（minimum intensity projection，mIP ）、表面遮盖显示（shaded surface display， SSD）和容积再现 技术（volume rendering technique，VRT）。
内容
• 第一节 CT成像的基本原理和设备 • 第二节 CT检查技术 • 第三节 CT临床应用
第一节 CT成像的基本原理和设备
• 一、CT成像的基本原理 • 二、CT成像设备成像
一、CT成像的基本原理
为了便于理解和掌握CT成像的基本原理，可将其分为如下三 个连续过程：
①获得扫描层面的数字化信息：用高度准直的Ⅹ线束环绕人体某部位一定厚度 的横断层面进行连续扫描，由探测器（detector）接受通过该层面的Ⅹ线，并 经光电转换为电信号．再经模／数转换为数字化信息；
• 2．最小密度投影 mIP与最大密度投影相反，是将感兴趣容积内具有 低于规定阈值的最小CT值的体素，投影在一个平面上，所得图像即 为最小密度投影。临床上用于气管、支气管的观察。
• 3．表面遮盖显示 SSD首先用CT阈值的方法提取出欲观察的器官 结构，然后应用软件以一虚拟光源投照在器官结构的表面，并 依与光源的距离，计算出表面上各点的明亮度，则图像上器官 结构的表面就出现明暗变化，达到三维立体显示的效果，犹如 人物肖像（图2-2-1f、g）。SSD主要用于明确复杂解剖结构及 其病变的空间结构关系，不足之处是不能同时显示其内部结构， 且重建过程中有一定信息量的丢失。
医学影像系统原理2 X射线
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X射线机基本构成
X线机(x-ray unit)因其使用目的不同，结 构有很大的差异，但基本结构都是由主机和 外围设备组成。主机包括X线管(x-ray tube)、X线发生器( x-ray generator)和控 制装置，主要作用是产生X线，控制X线的质 (quality,x-ray)、X线的量(quantity, xray)和曝光时间(exposure time)。X线机的 外围设备是根据诊断需要而装备的各种机械 装置和辅助装置。
丁明跃
华中科技大学生物医学工程系 “图像信息处理与智能控制”教育部重点实验室 2015-7-1
目录
一、X射线成像的基本原理 二、 X 射线机基本构成 三、常用X 射线影像设备 四、CR与DR 五、X 射线影像技术的临床应用
2
什么是X射线？
X射线是由于在真空条件下，高速运动的电子撞击 到金属原子内部，使原子核外层轨道电子发生跃迁 而放射的一种能。 X射线的产生，必须具备以下条件：①电子源；② 在真空条件下，高电压产生的强电场和高速运动的 电子流；③适当的障碍物（靶面）来接受高速运动 电子所带的能量，使高速电子所带的动能部分转变 为X射线能。 硬X射线(8-80pm,15-150Kev)、软X射线(80pm-8nm, 150ev-15Kev)
7
影响X射线产生效率的因素
管电压: 当管电流不变的情况下,管电压越大,X射线的 强度增强,效率也提高. 阳极靶面材料的影响: 在其它条件相同的情况下,原子序数越高,产 生的X射线的效率也就越高. 管电流的影响: 当管电压不变的情况下,管电流越大,X射线的 强度越大,效率也越高.
二、X线基本知识_医学影像检查技术学本科课件
（二）增感屏的种类 增感屏可分为钨酸钙和稀土两大类。 1.钨酸钙屏：这类增感屏使用已久，以增 感速度的不同又分为：①低速增感屏②中 速增感屏③高速增感屏④超高速增感屏、 高电压增感屏、一次多层摄影增感屏等。 钨酸钙屏是在X线激发下，转换成蓝色 谱段可见光，对感蓝胶片敏感，亦称蓝敏 胶片用增感屏。
（二）增感屏的种类
六、光学密度与感光效应
（一）光学密度 胶片中的感光乳剂（卤化银）在光（或 辐射线）作用下致黑的程度称为照片的密度， 又称光学密度或黑化度。 光学密度是由于胶片上乳剂感光后，光 量子被卤化银吸收，经过化学处理，使卤化 银还原，构成黑色金属银的影像。吸收光线 越多，卤化银沉积越多，照片就越黑；反之， 卤化银沉积越少，照片越透明。
2、增感速度 增感速度是各种增感屏之间增感率的 比较。影响增感速度的因素： ①荧光 颗粒的大小；②荧光体层厚度；③不 同类型的荧光物质；④温度对增感速 度的影响。
3、荧光体的光扩散 增感屏的结晶体颗粒在受到X线照射后， 每个晶体均成为一个发光光源向外散射 荧光，使影像清晰度降低，称为“荧光 的光扩散”。此现象与荧光结晶体颗粒 大小及涂布厚度有关，结晶颗粒越大， 涂布厚度越厚，则荧光的光扩散现象也 越显著。
4、余辉现象 当X线照射停止时，增感屏上仍然继续 有荧光作用存在，这种荧光的继续滞留 称为“余辉”。
5、分辨率 是表示增感屏能清晰反映影像细节的最大 能力的指标。由于增感屏的材料和荧光性 能的制约，增感屏分辨率远低于胶片分辨 率，故对X线照片影像质量影响较大。其次， 采用不同荧光颗粒的增感屏，其分辨率也 有差异，选用时应加以注意。
（二）化学效应
2.着色作用 某些物质如铂氰化钡、增感屏、铅玻 璃、水晶等，经X线长时间照射后，其结 晶体脱水渐渐改变颜色，发生脱水、着色， 称为着色作用（脱水作用）。
第二章第三节X线检查技术
间接型平板探测器（非晶硅平板探测器）
由碘化铯等闪烁晶体涂层与薄膜晶体管或电荷耦合器 件或互补型金属氧化物半导体构成它的工作过程一般 分为两步，首先闪烁晶体涂层将X线的能量转换成可 见光；其次或者，或将可见光转换成电信号。
（一）X线摄影条件的选择
（一）感光效应
（二）X线摄影条件的基本因素
（三）X线摄影条件的应用
1、感光效应
指X线通过人体被检部位后，使感光系 统感应有效X线，并由此产生诊断所需的 影像效果。即X线摄影后的影像效果均称 之为“感光效应”
或：X线对胶片的感光作用
影响感光效应的因素：
管电压、管电流、曝光时间、焦-片距等
（2）固定管电压法
在X线摄影中值是固定的，作为照片密度的补 偿，随着被摄体的厚度d和密度p而变化。
管电压值一般要高10～20，所用的值成倍下降
3、对数率法及X线摄影条件规范化
不论是改变的X线摄影方法，还是固定技术， 都未能完全解决如何获得一张优质X线照片的 摄影条件问题，因此有必要恰当地解决诸因素 （、 mＡs、几何条件、感光材料、滤线栅、 增感屏性能、电源整流方式、体厚等）的平衡 关系问题。
密度与灰度是组成医学影像的基本要素之一，
在影像上能够分辨出不同组织结构的原因是影 像具有足够的密度(灰度)和对比度。
医学影像的记录方式：干式打印 包括：激光打印和非激光打印
激光打印：①光一热式成像
②激光诱导成像
非激光打印：①直接热打印技术
②干式喷墨成像
医用X线照片：
• X线胶片的观察：
• 光线透光率的大小由照片的阻光能力决定。
缺点：在这过程中可见光会发生散射，对空间分辨率产 生一定的影响。
第二章模拟X线成像
（3）感光测定 1）定义：是一种表示感光材料所接受的曝光量，
同由此产生的密度之间关系的定量测定方法。 2）应用：胶片特性进行测定、显影液性能的测定
、冲洗机因素的测定、增感屏感度的测定、X线 物理特性对影像影响的测定等。
3）感光测定的方法：
时间阶段曝光法 铝梯定量测定法（自举法） 距离法
了解扁平颗粒技术；X线照片影像的对比度。
第一节 模拟X线影像的形成与传递
第二节 模拟X线成像方式
一、X线透视
➢ 原理：利用X线的穿透性和荧光效应，在荧光屏 上形成人体组织结构影像的检查方法。
➢ 优点：可多角度、实时动态观察组织器官的形 态和功能。
➢ 不足：动态的影像不能永久保留，影像的细节 不及摄影，且患者接受的辐射剂量较大。
X线成像
学习目标
掌握X线管焦点的概念和特性；医用x线胶片，增 感屏的基本结构及特性；X线照片密度，X线照 片对比度的概念；消除散射线的方法；照片的模 糊的概念及其分类。
熟悉X线摄影及X线透视的特点；X线成像性能的 主要参量；X线束的特点；影响照片密度及影响 照片对比度的因素；散射线对照片的影响；滤线 栅的主要性能参量；x线照片的层次及其影响因 素；锐利度及其影响因素；影响照片模糊的因素。
2.影像增强透视
接收器是X线电视系统。
特点：
影像亮度提高， 可在明室下操作， 方便准确。
二、X线摄影
➢ 原理：应用光或其它能量来表现被照体信息状态， 并以可见光学影像加以记录的一种技术
➢ 优点：影像的空间分辨力高、患者受照剂量小及影 像便于长期保存记录等
➢ 不足：照片影像是瞬间固定的，难于动态了解脏器 的变化
片）摄影或体检荧光缩影。
（二）医用X线胶片的结构
第二章 X射线影像_X射线计算机断层成像
1) 窗口技术 人体组织的CT值 人体组织的 值(-1000Hu ~ +1000Hu) (1) 如2000Hu分成 分成2000个灰度级，则相差60Hu人眼才可能 个灰度级，则相差 人眼才可能 分成 个灰度级 分辨。不利正确诊断。且计算机速度容量也不容许。 分辨。不利正确诊断。且计算机速度容量也不容许。 2000/60=33
(2) CT扫描用 射线束 扫描用X射线束 扫描用 射线。一般情况下， 有一定能谱宽度的连续 X 射线。一般情况下，可用有效能量 来表示CT扫描能量 扫描能量。 来表示 扫描能量。 (3) 窄束 射线的获取 窄束X射线的获取 射线通过准直器孔后被准直成扁形的窄束状线束， 射线通过准直器孔后被准直成扁形的窄束状线束 准直器 : X射线通过准直器孔后被准直成扁形的窄束状线束， 束宽决定于准直器孔径的宽度， 一般1~2mm， 束高 束宽决定于准直器孔径的宽度 ， 一般 ， 决定于准直孔径的高度，一般3~15mm。 决定于准直孔径的高度，一般 。 断层厚度与束高对应， 断层厚度与束高对应， 它也基本上决定了体素 的高度。 的高度。 国标定义层厚： 国标定义层厚 ：在扫描 野的中心处X射线扫描 野的中心处 射线扫描 层面的有效宽度。 层面的有效宽度。
体素 图2-20 脑断层体素
2. 扫描与投影
(1) 扫描与投影 扫描：用近于单能窄束的X射线束以不同的方式 射线束以不同的方式、 扫描 ： 用近于单能窄束的 射线束以不同的方式、 按一定的 顺序、 顺序、沿不同的方向对划分好体素编号的受检体体层进 行投照， 行投照，并用高灵敏度的探测器接收透射一系列体素后 出射X线束强度 这就是X-CT重建图像中采用的获取投 线束强度。 出射 线束强度。这就是 重建图像中采用的获取投 影数值的物理技术，即通常说的采集数据的扫描技术。 影数值的物理技术，即通常说的采集数据的扫描技术。 投影：投照受检体后出射X线束的强度 称为投影， 投影：投照受检体后出射 线束的强度 I 称为投影，投影的 数值称为投影值，投影值的分布，称为投影函数。 数值称为投影值，投影值的分布，称为投影函数。 扫描的方式有平移扫描，旋转扫描，平移加旋转扫描等。 扫描的方式有平移扫描，旋转扫描，平移加旋转扫描等。
《X射线影像》PPT课件
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X射线摄影对胶片的要求
X射线胶片的感光度较高，需要的X 射线剂量较X射线透视减少很多。胶片 的感光颗粒较小，能显示更细微的病 变。胶片可以长时间保存，并可走出 暗室，在日光下读片。
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X射线影像与传统X线透视的区别
主要不同在于X射线影 像不能在现场直接观察，需要在暗 室中对已曝光的X射线胶片进行显影， 定影处理后，才可获得人眼能观察 的影像。
4）如果照射时间不变，可降低毫安数， 减小X射线管的负荷，所以可以使用小 焦点X射线管摄影，提高影像细节的可 见程度。
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高千伏X射线摄影的优点
5）X射线的硬度提高，透过肢体的 X射线量适当，而组织吸收的X射 线量却大为减少，减低了被检者 所受的辐射量。
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高千伏X射线摄影的缺点
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胶片特性曲线
• 曝光量H与对应黑度D的 关系曲线
D:胶片变黑的程度 DloIg0 I H:用毫安秒(mAs)表示 • 反差系数（contrast
coefficient）γ :表示两曝 光点的黑度差别
(D 2 D 1 )/(H 2 l g lH g 1 )
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x射线摄片过程中的辅助装置
由于X射线能量较大，各组织对X射 线的吸收差异减小，散射线增多，这 不仅降低了影像的反差，而且增加了 照片的灰雾。
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解决措施
用高栅比的滤线器来除去散射线 的影响，摄片时还要注意优选投照 条件，使照片有较好的清晰度。
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3.X射线体层摄影（X－ray tomography） 体层摄影的目的：
医学X射线影像知识
二、特殊X射线摄影
1、软X射线摄影和高千伏X射线摄影
2、X射线造影及对比剂
软X射线摄影
(1) 软X射线产生方式
20-40kV管电压产生低能X射线(软X射线) (2) 基本原理 软X射线与物质作用, 衰减以光电效应为主。其发生概率与物质 有效原子序数4次方成正比，使密度相差无几的软组织对比度提高， 影像更清晰。
一、普通X射线摄影
2、采集、转换、显示系统 （1） X射线电视系统
正常胸部的透视录像
一、普通X射线摄影
2、采集、转换、显示系统 （2） X射线照片系统 医用胶片（或胶片-增感屏系统）和胶片处理系统
1）医用X射线胶片
功能:记录 显示 贮存
种类: 一般摄影X射线胶片 多幅相机胶片 激光相机胶片 影像增强器胶片 特种胶片 特性:感光
X射线信息“影像”
11 21 31 41
X射线影像
均匀X射线
12 22 32 42 13 23 33 43 14 24 34 44
非均匀 X射线
胶片
一、普通X射线摄影
1、投影X射线影像的形成 X射线摄影
暗盒 乳腺 X线机 普通普通 X线机控制台 X线机
2）增感屏(intensifying screen)
作用:增加胶片曝光，降低辐射
增感原理:
荧光物质
X射线激发
荧光
胶片感光增强
一、普通X射线摄影
2、采集、转换、显示系统 （2） X射线照片系统
2）增感屏(intensifying screen)
构造
片基
基 层 支持 反射层与吸收层 提高增感效率
一、普通X射线摄影
【复习题】影像物理复习题
【关键字】复习题第一章X射线物理第一节X射线的产生1.X射线产生条件：电子源、高速电子流、阳极靶2.靶去倾角越小，有效焦点的长度越小，即有效焦点的面积越小；实际焦点越大有效焦点的面积也增大，影像在胶片上所形成影像的清晰度；焦点上α射线增强度的差别主要是由灯丝，聚焦罩和加在聚焦罩上的电压来决定。
影像有效焦点大小的因素：灯丝大小、管电压和管电流、靶倾角3.电子与原子的外层电子作用而损失的能量统称为碰撞损失。
凡属电子与原子核或原子的内层电子作用而损失的能量统称为辐射损失。
100KV管电压下，电子撞击在钨靶上，99.1%的能量以碰撞损失，仅有0.9%的能量产生X射线。
4.连续X射线：韧致辐射是高速电子与靶原子核发生相互作用的结果，韧致辐射能谱连续。
短波极限（λmin），hνmax=eU，λmin=，λmin=(nm)。
连续X射线的短波极限只与管电压有关，而与其他因素无关。
5.特征X射线：如果高速电子没有与靶原子的外层电子作用，而是与内层电子发生作用，就会产生特征辐射，特征辐射的谱是线状的。
X射线的能量等于发生跃迁的来年各个轨道电子的结合能之差。
只有当入射电子的动能大于靶原子的某一壳层电子的结合能时，才能产生特征X射线。
而入射电子的动能完全由管电压决定。
因此，管电压U须满足eU≥Wi6.影响X射线能谱的大小和相对位置的因素①管电流：能谱的幅度②管电压：能谱的幅度和位置③附加滤过：能谱幅度，在低能时更加有效④靶材料：能谱的幅度和标识X射线谱的位置⑤管电压波形：能谱幅度，在高能时更加有效第二节X射线辐射场的空间分布1.X射线强度：X射线在空间某一点的强度是指单位时间内通过笔直于X射线传播方向上的单位面积上的光子数量与能量乘积的总和。
X射线强度是由光子数目和光子能量两个因素决定的I=N-hv2.X射线的量与质：X射线的量决定于X射线束中的光子数。
X射线的质只与光子的能量有关，而光子的能量又由管电压和滤过厚度有关。
(影像设备学)第二章普通X线成像设备与原理
消化道成像
通过对消化道的X线成像， 可以观察胃肠道的病变， 如溃疡、息肉等，并协助 制定治疗方案。
技术发展趋势
1 数字化和自动化
2 无创成像技术
普通X线成像设备将趋向数字化，并实 现自动化的操作患 者的创伤和不适感，提高医疗服务体验。
(影像设备学)第二章普通 X线成像设备与原理
普通X线成像设备与原理
设备分类
传统X线机
经典的X线成像设备，使 用传统的成像技术，适 用于各种医学应用。
全数码X线机
采用数字成像技术的X线 设备，能够提供更高的 图像质量和更准确的诊 断结果。
脉冲X线机
采用脉冲技术的X线设备， 能够减少辐射剂量，提 高成像效果。
成像参数与质量
影像质量受到多个参数的 影响，包括曝光时间、对 比度等，通过参数调节可 改善影像质量。
辐射安全性能
普通X线设备辐射剂量较低， 符合放射安全标准，但仍 需注意安全操作以保护患 者和医务人员。
临床应用
骨骼成像
普通X线成像设备可用于检 查骨骼结构，如骨折、骨 肿瘤等疾病的诊断与评估。
胸部成像
成像原理
X射线产生原理
X射线由高能电子与物质 相互作用而产生，进而 形成影像。
衰减与补偿原理
物质对X射线的吸收程度 不同，通过补偿技术使 得图像清晰，细节可见。
探测与成像原理
X射线被探测器捕捉，通 过处理和解析生成X线影 像。
设备特点
设备结构与功能
普通X线成像设备结构简单， 易于操作，具有多项功能， 如快速成像、调节辐射剂 量等。
3 功能性成像技术
4 瞬时成像技术
发展更多功能性成像技术，用于观察器 官和组织的功能状态，如脑部功能性成 像等。
《医疗器械概论》 第二篇第2章 医用放射设备
X线的检查方法
（1）普通检查 1）透视（Fluoroscopy）：使X线透过人体被检查部位并在荧光屏上形成影像。
优点：经济；操作简便；能看到心 脏、横膈及胃肠等活动情况；同时 还可转动患者体位，作多方面观察， 以显示病变及其特征，便于分析病 变的性质，多用于胸部及胃肠检查。
其穿透能力的强弱与X线的波长以及被穿透物质的密度与厚度有关。X线波 长愈短，穿透力就愈大；物质密度愈低，厚度愈薄，则X线愈易穿透。 ②荧光作用
X线波长很短，肉眼看不见，但照射在某些化合物（如钨酸钙等）被 其吸收后，就可发生波长较长且肉眼可见的荧光，荧光的强弱和所接受的 X线量多少成正比，与被穿透物体的密度及厚度成反比。
电子猝然停止和外层电子跃 迁，部分能量以连续和特征X 射线的形式放出。
电低 源压
靶
靶
X射线
高压电源
第二节 医用X射线诊断装置
1.X射线成像基础
X射线机产生定向的、实用的X射线条件 应用电子源（阴极）来发射电子； 应有一个受电子轰击而辐射X射线的物体（阳极靶）； 要有加速电子使其增加动能的电位差（管压差）； 要有一个高度真空的环境（玻璃外壳），使电子在运动过程中尽
程，例如用X射线胶片显示，获利具有黑白对比、层次差异的X射 线图像。
第二节 医用X射线诊断装置
1.X射线成像基础
（3）X射线的产生 X线是一种高能光子束，由
真空管内高速行进的电子流 轰击钨或钼靶时产生的。
第二节 医用X射线诊断装置
1.X射线成像基础
（3）X射线的产生
阴极发热 产生电子
电子加速，撞击和 电离中的核外子。
可能减少能量损耗，保护灯丝不被氧化。
第二节 医用X射线诊断装置
人卫4版医学影像物理学(附答案)
医学影像物理学第一章X射线物理一：名词解释1.实际焦点：灯丝发射的电子，经聚焦加速后撞击在阳极靶上的面积称为实际焦点。
2.有效焦点：X射线管实际焦点的投影称为有效焦点。
3.X射线强度：是指单位时间内通过垂直于X射线传播方向上的单位面积上的光子数量与能量乘积的总和。
4.足跟效应（阳极效应）：愈靠近阳极，X射线强度下降愈多的现象。
5.光电效应：X射线光子与物质原子的轨道电子发生相互作用，把全部能量传递给这个电子，电子挣脱原来束缚成为自由电子。
原子的电子轨道出现一个空位而处于激发态，它将通过发射特征X射线或俄歇电子的形式很快回到基态，这个过程称为光电效应。
6.康普顿效应：当入射X射线光子和原子内一个轨道电子发生相互作用时，光子损失一部分能量并改变运动方向，电子获得能量而挣脱原子，这个过程称为康普顿效应。
7.电子对效应：当X射线光子从原子核旁经过时，在原子核库仑场的作用下形成一对正负电子，这个过程称为电子对效应。
8.X射线的质（线质）：表示X射线的硬度，即穿透物质本领的大小。
二：简答1.产生X射线需要哪些条件？电子源、高速电子流、X射线靶。
2.影响X射线管有效焦点大小的因素有哪些？靶倾角θ、实际焦点长度A。
3.影响X射线能谱的因素：(1)从阴极向阳极加速的电子不是都具有峰值动能，这与整流和高压发生器的类型有关。
(2)诊断X射线管靶相对比较厚。
(3)低能的X射线更容易被靶自身吸收。
(4)外部滤过几乎总是加在X射线管组件上，这些附加滤过会选择性的从线束中滤掉低能X射线。
4.影响X射线强度的因素：（1）靶物质的原子序数（2）管电流（3）管电压（4）过滤物质5.X射线与物质相互作用的类型：主要类型：光电效应，康普顿效应，电子对效应。
次要类型：有相干散射，光核反应等。
6.产生硬X射线和软X射线需要哪些条件？硬X射线：管压U增大、靶原子序数增大、滤过物质增大。
软X射线：管压U减小、靶原子序数减小、X射线管壁薄。
三：计算题：1.X射性管，管电压10kV，求最短波长。
2-第二章X射线影像-课后习题答案
第二章X射线影像习题二解答2-1 X射线信息影像形成的阶段是（）A. X射线透过被照体之后B. X射线照片冲洗之后c. X射线到达被照体之前 D.在大脑判断之后答：X射线到达被照体之前,不具有物体信息。
X射线透射出被照体时,由于被照体对X射线的吸收衰减,使透射出的X射线强度产生不均匀分布,由此形成X射线信息影像。
正确答案:A 2-2 X射线照片图像形成过程中,起作用的是（）A. X射线的穿透作用B. X射线的荧光作用c.被照体对X射线吸收衰减的差异 D. X射线的光化学作用答：由于X射线具有穿透作用,且不同的物体(组织)对X射线的吸收衰减不同,使透射出物体(组织)的X射线强度分布不均匀,携带了物体(组织)的信息,当其投照到胶片上后,x射线的光化学作用使胶片形成潜影。
但因X射线的光化学作用使胶片形成潜影的效率较低,利用X射线荧光作用的增感屏得到广泛使用。
在增感屏一胶片系统中,胶片潜影的形成,来自X射线光化学作用的贡献不足10% ,其余为X射线的荧光作用使增感屏发出的荧光的贡献。
正确答案:A、B、C、D2-3关于X射线照片图像的形成,正确的说法是（）A. X射线透过被照体之后的透射线和散射线,照射到胶片上形成照片图像B. X射线照片图像是X射线被被照体吸收与散射后形成的C. X射线照片图像是利用了X射线的直进性D. X射线胶片接受到的散射线不形成图像答：由于被照体对X射线的吸收衰减,使透射出的X射线强度产生不均匀分布,由此形成X射线信息影像。
散射线对透射过被照体的X射线的强度分布规律没有影响,因此散射线不形成影像,只能给照片带来灰雾。
正确答案:B、C、D2-4关于光密度的定义,正确的说法是（）A.光密度为胶片乳剂膜在光的作用下致黑的程度B.光密度是由胶片乳剂曝光后,经冲洗还原出来的银颗粒沉积而形成的c.银颗粒沉积越多的地方,照片越黑,密度越高;反之亦然D.光密度值用照片阻光率的常用对数表示答：胶片感光层是感光灵敏的乳胶体薄层,在乳胶体中均匀地分布着卤化银微颗粒。
第二章 X射线影像_数字X射线影像
(2) 图像平滑技术 1) 邻域平均法 ： 用某个像素邻域内的各点灰度级的平均 邻域平均法： 值来取代该像素原来的灰度级，通常邻域取N×N方形 值来取代该像素原来的灰度级，通常邻域取 方形 窗口， 窗口沿水平和垂直两个方向逐点移动， 窗口 ， 窗口沿水平和垂直两个方向逐点移动 ， 从而平 滑整幅图像。 滑整幅图像。 2) 选择平均法： 以邻域平均法为基础 ， 它只对灰度值相 选择平均法：以邻域平均法为基础， 同或相近的像素进行平均， 同或相近的像素进行平均 ， 或者根据灰度特殊的程度 加权之后再求和，以免造成目标边缘的模糊。 加权之后再求和，以免造成目标边缘的模糊。 3) 中值滤波：位于窗口正中的像素灰度值，用窗口内各像 中值滤波：位于窗口正中的像素灰度值， 素灰度值的中值代替。 素灰度值的中值代替。 例如若窗口长度为5个像素，像素的灰度值分别为80、 例如若窗口长度为 个像素，像素的灰度值分别为 、 个像素 90、 200、110、120，中值 、 、 、 ， 中值110， 于是原来窗口正中的 ， 灰度值200就由 取代。 就由110取代 灰度值 就由 取代。
3) 反锐化掩模：这是一种边缘增强技术。原理如下： 反锐化掩模：这是一种边缘增强技术。原理如下： g(x,y)=f(x,y)+ｃ[f(x,y)－f (x, y)]
式中f(x,y)为原始图像，c是常数， f (x, y) 为 f(x,y)经低通滤波后所 为原始图像， 是常数 式中 为原始图像 是常数， 经低通滤波后所 得到的模糊像，其高频成份被大大削弱。 得到的模糊像，其高频成份被大大削弱。式中第二项相减结果使 f(x,y)低频成分损失，保留高频成份。相加之后得到 g(x,y) ，升高 低频成分损失， 低频成分损失 保留高频成份。 升高 了高频成份，低频成份不受影响。 了高频成份，低频成份不受影响。
《医学影像设备学》课件——第二章 X线发生装置
焦点小、功率大
与固定阳极X线管 相比的结构区别 金属陶瓷X线管、 软X线管 三极X线管
X线管的规格 与特性
组合机头
规格参数 特性曲线
构造参数、电参数
阳极特性曲线 灯丝加热特性曲线
第二章
第二节 X线管装置
一、固定阳极X线管
固定阳极 X 线管主要由阳极、阴极和玻璃壳三部分组成。
固定式X线机结构
第二章
第二章
X线发生装置
第二章
X线发生 装置
第二章 X线发生装置
概述 X线管装置
高压发生 装置
控制装置
固定阳极X线管 旋转阳极X线管
特殊X线管 X线管管套 X线管的规格与特性
供电与防电击保护 曝光控制原理
管电流与管电压的调节 X线管的规格与特性
高压变压器 灯丝变压器 高压整流器 高压交换闸 变压器油 高压传输部件
第二节 X线管装置
一、固定阳极X线管
(一)阳极 主要作用是：
①接受高速电子撞击而产生 X 线； ②将阳极热量辐射或传导出管外； ③吸收二次电子和散乱射线。 阳极结构：由阳极头、阳极柄、阳极罩三部分组成。
固定阳极 X 线管阳极结构
第二章
第二节 X线管装置
一、固定阳极X线管
1．阳极头 组成：钨靶和铜体 作用：承受电子撞击，产生X线。
的参数。 例如：阳极倾角、灯丝尺寸、焦点大小、外形尺寸、重量、管
壁的滤过当量、冷却和绝缘方式、旋转阳极 X 线管的阳极转速、最 大允许工作温度等。
第二章
第二节 X线管装置
五、X线管的规格与特性
三极 X 线管的控制原理
第二章
第二节 X线管装置
四、X线管管套
现代X线管管套均具有防电击、防散射、油浸式的特点
《X射线影像》课件
X射线影像能够监测和评估疾病的发展和治疗 效果，提供重要的临床参考。
X射线影像的安全性
X射线辐射对人体的危害 X射线影像的安全操作措施 X射线长期接触X射线辐射可能引发患者和医务人员的健康问题，应遵循辐射保护原则。
X射线影像的安全操作措施
合理设置辐射防护装置、控制剂量和频次，保障工作人员和患者的安全。
《X射线影像》PPT课件
X射线影像 PPT课件 一、介绍 - X射线影像的定义 - X射线影像的历史 - X射线影像的应用领域
X射线影像的原理
X射线的发现和性质 X射线的产生方式 X射线成像的过程 X射线影像的特点
传统X线影像
CT影像
常用的医学成像技术，适用于检 查骨骼、肺部以及胸腹部等部位。
通过多角度的X射线扫描产生高 分辨率的三维影像，用于检查内 脏器官和组织。
数字化X线影像
将X射线影像数字化并存储在电 子设备中，可方便地进行远程传 输和分享。
X射线影像的诊断意义
X射线影像在病理诊断中的重要性 X射线影像在鉴定死亡时间中的应用 X射线影像在医学美容和整形手术中的使用
1 常见疾病的X射线影像表现
2 X射线影像在不同阶段对病情的评估
通过分析X射线影像，可以识别和评估各种疾 病，如骨折、肿瘤等。
X射线影像的应急处理方法
在意外情况下，应迅速采取措施保护受到辐射的人员和其他人员的安全。
总结
X射线影像作为医疗影像的重要组成部分 X射线影像的发展方向和未来应用前景
参考资料
• Smith, J. (2018). Introduction to X-ray Imaging. Medical Imaging Journal, 23(2), 45-60. • Chen, L. & Wang, Y. (2019). Advances in Digital X-ray Imaging Technology. Medical
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经典断层成像－X射线体层摄影
4.X射线造影及造影剂 （st medium） 平片检查的适用性
①软组织密度差别小导致影像密度差 别小 。
②软组织内腔无法显影。
X射线造影的定义
将某种造影剂引入欲检查 的器官内或其周围，使其形成物质 密度差异，从而改变器官与周围组 织的X射线影像密度，显示出器官的 形态和功能的方法。
束光器
X X
的铅位范用
范对的围于
围球受，限
进管照减制
行 限 定 。
的
射 线 出 射 处
射 剂 量 。 利 用
少 病 人 其 它 部
射 线 照 射 野 的
增感屏的作用
1. 为了增加胶片的感光能力，缩短曝 光时间，在胶片前面放置增感屏。 2. 增感屏相当于移波剂，由于X光对胶 片的感光能力差，所以它将X光转化为 荧光，荧光的光谱正好与胶片的感光 光谱一致，从而使胶片感光效率提高。
。
肌肉和脂肪对软X射线吸收能力之间的关系：
(7.42)4 2.47 5.92
2 . 高千伏X射线摄影
高千伏X射线摄影原理：
指使用高于120kV的管电压所产生 的X射线进行的摄影检查，此时组 织吸收一般则以散射效应(康普顿散 射)为主，各部分结构影像密度的高 低受其组织原子序数和厚度的影响 减少。
1. 软X射线摄影
软X射线摄影应用价值
是利用人体各种组织对不同质的软X 射线的吸收有显著差别的原理，使密 度相差不大的脂肪、肌肉和腺体等软 组织在感光胶片上形成对比度高的影 像，以利于观察软组织特别是乳房的 形态变化以及癌肿等疾病。
1. 软X射线摄影
软X射线摄影原理：
软X射线通常是指管电压在40kV以 下的低能量X射线，它在体内主要是通 过光电效应的方式被吸收。光电吸收 与X射线能量的3次方成反比，与吸收 物质的原子序数的4次方成正比，从而 使密度相差无几的肌肉、脂肪等软组 织的对比度大大提高，从而使影像变 得更加清晰。
滤线器
散滤图散 射线像射 线器模线 的，糊使 影可，得 响减利胶 。小用片
材料：
薄铅条与可透X射线的物质 (树脂等)相互间隔粘合而成
分类：
线型栅和格型栅 平行栅和聚焦栅 静止栅和活动栅
栅比值（N）：
铅条高度与铅条间距之比值 一般为：4 ～16。
栅密度（R）：
一般为40LP/CM。即每厘 米有40条铅条。
造影剂的分类
• 阳性造影剂 • 阴性造影剂
第三节 X射线影像质量
• 1、评价医学影像质量的参数 • 2、影像X射线影像质量的因素
影像X射线影像质量的因素
• 影响X射线影像对比度的因素 • 模糊对X射线影像质量的影像
影响X射线影像对比度的因素
第二章X射线影像
第二章 X射线影像
内容梗概
• X射线摄影 • 特殊X射线摄影 • X射线摄影图像
质量评价 • 数字图像基础
• 数字减影血管造 影
• 数字X射线摄影
• 数字X射线影像 的主要技术优势
第一节 X射线摄影
X射线摄影基本原理
用胶片代替荧光屏，透过人体的X射 线作用在胶片上，由于X射线的光化学 作用，使胶片感光，因各组织器官的 密度、厚度不同，对X射线的衰减不同， 对胶片的感光程度也就不同，于是形 成X射线影像。
增感屏的材质
增感屏的材料是能在X射线照射下 发出荧光的物质，如钨酸钙、硫酸 钡等。
增感屏的分类
• 根据感应的速度增感屏可分为：低速 增感屏、中速增感屏和高速增感屏。
• 根据产生的荧光波长可分为：感绿增 感屏和感蓝增感屏。分别与感绿胶片 与感蓝胶片相匹配。
第二节 特殊X射线摄影
• 1、软X射线摄影 • 2、高千伏X射线摄影 • 3、体层摄影 • 4、X射线造影及造影剂
高千伏X射线摄影的优点
1）对于密度差别较大的组织，其影 像的对比度突出，层次丰富。
2）可以改善因肢体厚薄及组织不同 导致的影像密度差别过大的缺点。
高千伏X射线摄影的优点
3）如果不改变毫安数，可缩短照射时 间，这对活动器官的检查可减少因运 动造成的影像模糊，提高细节的可见 程度。
4）如果照射时间不变，可降低毫安数， 减小X射线管的负荷，所以可以使用小 焦点X射线管摄影，提高影像细节的可 见程度。
胶片特性曲线
• 曝光量H与对应黑度D的 关系曲线
D:胶片变黑的程度 DloIg 0 I H:用毫安秒(mAs)表示 • 反差系数（contrast
coefficient）γ :表示两曝 光点的黑度差别
( D 2 D 1 ) /( H 2 l lg H g 1 )
x射线摄片过程中的辅助装置
3.X射线体层摄影（X－ray tomography） 体层摄影的目的：
将位于身体内欲观察层面的病灶突出 地显示出来，而使其他深度平面组织影 像模糊不清。
体层摄影的基本原理：
在曝光过程中，使X射线 管焦点、肢体和胶片作协调匀速运动， 将支点定于某一选定层高度，通过连 接杆使X射线管与胶片呈反向移动， 选定层即可与胶片始终保持平行，并 以一定的放大比例固定在投影胶片上。
胶片
• 主要感光材料：溴化银
• 分辨率：分辨率的大小主要由溴化银 颗粒的大小所决定。 溴化银颗粒的大 小一般为1～2μm。
• 一般用多少线对每毫米来表示，国产 胶片的分辨率 为65～85线对/毫米。
• 胶片规格：5× 7，8× 10，10× 12， 11× 14，12× 15， 14× 14，14× 17。单位：英寸。
X射线摄影对胶片的要求
X射线胶片的感光度较高，需要的X 射线剂量较X射线透视减少很多。胶片 的感光颗粒较小，能显示更细微的病 变。胶片可以长时间保存，并可走出 暗室，在日光下读片。
X射线影像与传统X线透视的区别
主要不同在于X射线影 像不能在现场直接观察，需要在暗 室中对已曝光的X射线胶片进行显影， 定影处理后，才可获得人眼能观察 的影像。
高千伏X射线摄影的优点
5）X射线的硬度提高，透过肢体的 X射线量适当，而组织吸收的X射 线量却大为减少，减低了被检者 所受的辐射量。
高千伏X射线摄影的缺点
由于X射线能量较大，各组织对X射 线的吸收差异减小，散射线增多，这 不仅降低了影像的反差，而且增加了 照片的灰雾。
解决措施
用高栅比的滤线器来除去散射线 的影响，摄片时还要注意优选投照 条件，使照片有较好的清晰度。