第二章X射线影像

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2-第二章 X射线影像-课后习题答案

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

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

第二章 x线计算机体层成像
– 3.曲面重建 需要在轴位、多平面重建图像或三维图像上勾画出欲观 察曲面结构的中心线,应用相应的软件,即可生成曲面重建图像。如 此在单一二维层面图像上就能观察到不规则走行的结构,如血管、支 气管和牙列等(图2-2-1c、d)。
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

医学影像系统原理2 X射线
F代表有效焦点的大小,d代表肢-片距,H代表焦-片 距,H-d代表焦-肢距。
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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
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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)
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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、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

第二章第三节X线检查技术
• 优点:非晶硒不产生可见光,没有散射线的影 响,可以获得比较高的空间分辨率。
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

第二章模拟X线成像
X线胶片的宽容度
(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

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。
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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 。

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。
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