X線成像理論中級專業(yè)知識X線攝影條件

X 線成像理論中級專業(yè)知識 X 線攝影條件X 線成像理論中級專業(yè)知識 X 線攝影條件一、感光效應與攝影條件選擇一、感光效應與攝影條件選擇（一）概念（一）概念X 線感光效應指 X 線通過被檢體后使感光系統(tǒng)（屏片系統(tǒng)）感光的效果。X 線感光效應指 X 線通過被檢體后使感光系統(tǒng)（屏片系統(tǒng)）感光的效果。攝影條件的制定是以指數函數法則作為基礎理論，其具體內容是：若遠離焦點的 X 線為平行的，則 X 線通過肢體后給予膠片的 X 線能可近似用下式表示：攝影條件的制定是以指數函數法則作為基礎理論，其具體內容是：若遠離焦點的 X 線為平行的，則 X 線通過肢體后給予膠片的 X 線能可近似用下式表示：其中：V 代表管電壓，i 代表管電流，t 代表攝影時間，s 代表增感率，f 代表膠片的感度，z 代表焦點物質的原子序數，r 代表攝影距離，B 代表曝光量倍數，D 代表照射野的面積（cm其中：V 代表管電壓，i 代表管電流，t 代表攝影時間，s 代表增感率，f 代表膠片的感度，z 代表焦點物質的原子序數，r 代表攝影距離，B 代表曝光量倍數，D 代表照射野的面積（cm2 2），e是自然對數的底，代表減弱系數，d 代表被檢物體的厚度（cm）。），e是自然對數的底，代表減弱系數，d 代表被檢物體的厚度（cm）。以使照片獲得某一密度值的 X 線作為 E，以使照片獲得某一密度值的 X 線作為 E，E=kVE=kVn nQ Q其中 k 代表常數,V 代表管電壓,n 代表指數,Q 代表管電流量mAs。其中 k 代表常數,V 代表管電壓,n 代表指數,Q 代表管電流量mAs。（二）攝影條件選擇的基本因素（二）攝影條件選擇的基本因素1管電壓的選擇 管電壓是影響影像密度、對比度以及信息量的重要因素。在實際選擇管電壓時，必須考慮到管電壓與 X 線照片影像形成的如下關系：1管電壓的選擇 管電壓是影響影像密度、對比度以及信息量的重要因素。在實際選擇管電壓時，必須考慮到管電壓與 X 線照片影像形成的如下關系：（1）管電壓表示 X 線的穿透力；（1）管電壓表示 X 線的穿透力；（2）管電壓控制照片影像對比度；（2）管電壓控制照片影像對比度；（3）管電壓升高，攝影條件的寬容度增大；（3）管電壓升高，攝影條件的寬容度增大；（4）高電壓攝影，在有效消除散射線的情況下，信息量和影像細節(jié)可見度增大。（4）高電壓攝影，在有效消除散射線的情況下，信息量和影像細節(jié)可見度增大。2管電壓與管電流量的換算關系 根據感光效應公式，當其它因素固定不變時，管電壓與管電流量的關系可由下式表示：2管電壓與管電流量的換算關系 根據感光效應公式，當其它因素固定不變時，管電壓與管電流量的關系可由下式表示：EKVEKVn nQQ式中：E 為感光效應；K 為常數；V 為管電壓；Q 為管電流量；n 為管電壓的指數。式中：E 為感光效應；K 為常數；V 為管電壓；Q 為管電流量；n 為管電壓的指數。假設，攝取某一部位所需的管電壓為 V假設，攝取某一部位所需的管電壓為 V0 0，管電流量(mAs)為 Q，管電流量(mAs)為 Q0 0，現將管電壓改變?yōu)?V 時，新的管電流量(Q，現將管電壓改變?yōu)?V 時，新的管電流量(QN N)則為：)則為：Q QN N(V(Vn0n0VVnNnN)Q)Q0 0kVQkVQ0 0其中：kV 為管電壓系數，Q其中：kV 為管電壓系數，Q0 0為原管電流量，V為原管電流量，Vn0n0為原電壓，V為原電壓，VnNnN為新管電壓，Q為新管電壓，QN N為新管電流量。為新管電流量。求取新管電流量的關鍵在于 V求取新管電流量的關鍵在于 Vn0n0VVnNnN。高壓整流方式決定著 X 線產生的效率，即決定著單位時間內X 線強度的大小。為獲得同一密度的影像效果，若在單相全波整高壓整流方式決定著 X 線產生的效率，即決定著單位時間內X 線強度的大小。為獲得同一密度的影像效果，若在單相全波整流方式、逆頻式、三相 12 脈沖整流下，可分別減少 60%70%與50%60%。流方式、逆頻式、三相 12 脈沖整流下，可分別減少 60%70%與50%60%。3管電流與攝影時間 由于 X 線管容量的限制，管電流的選擇不能是任意的，必須從 X 線管規(guī)格表中找出對應于管電壓和攝影時間的最大管電流。具體選擇應在容許的最大管電流以下，根據攝影部位的需要選擇適當的攝影時間，再確定出對應于所需管電壓下的容許管電流。3管電流與攝影時間 由于 X 線管容量的限制，管電流的選擇不能是任意的，必須從 X 線管規(guī)格表中找出對應于管電壓和攝影時間的最大管電流。具體選擇應在容許的最大管電流以下，根據攝影部位的需要選擇適當的攝影時間，再確定出對應于所需管電壓下的容許管電流。4攝影距離的選擇 攝影距離必須確定在模糊值小于 0.2mm的范圍內。然而，在實際攝影中不可能經常根據被照體厚度來變換攝影距離，在無需做定位測量的部位攝影時，大體規(guī)定為骨骼攝影距離為 100120cm，胸部攝影距離為 150200cm。4攝影距離的選擇 攝影距離必須確定在模糊值小于 0.2mm的范圍內。然而，在實際攝影中不可能經常根據被照體厚度來變換攝影距離，在無需做定位測量的部位攝影時，大體規(guī)定為骨骼攝影距離為 100120cm，胸部攝影距離為 150200cm。攝影距離的變換與管電流量的關系，遵循反平方定律。設原攝影距離為 r攝影距離的變換與管電流量的關系，遵循反平方定律。設原攝影距離為 r0 0，其管電流量為 Q，其管電流量為 Q0 0，現改變距離為 r，現改變距離為 rN N，則新的管電流量為：，則新的管電流量為：Q QN N=（r=（r2N2Nrr2020)Q)Q0 0KKr rQQ0 0其中：K其中：Kr r為距離系數，可由 r為距離系數，可由 r2N2N與 r與 r2020的比值求出。的比值求出。5 增感屏膠片體系的變換增感率指在照片上獲得同一密度值 1.0 時不用增感屏和應用增感屏時的 X 線量之比，常用 S 來表示，即 S=R5 增感屏膠片體系的變換增感率指在照片上獲得同一密度值 1.0 時不用增感屏和應用增感屏時的 X 線量之比，常用 S 來表示，即 S=R0 0/R/R1 1，式中 R，式中 R0 0表示不用增感屏時的 X 線量，R表示不用增感屏時的 X 線量，R1 1表示應用增感屏時的 X 線量。表示應用增感屏時的 X 線量。屏/片和管電流量的關系為 Q屏/片和管電流量的關系為 Q2 2=（S=（S1 1/S/S2 2)Q)Q1 1KKs sQQ1 1其中：K其中：Ks s=S=S1 1/S/S2 2作為系數，S作為系數，S1 1為某種增感屏的增感率，S為某種增感屏的增感率，S2 2為另一種增感屏的增感率。為另一種增感屏的增感率。6濾線柵和管電流量 濾線柵能有效地吸收散射線，提高影像的對比度，但需增加管電流量。6濾線柵和管電流量 濾線柵能有效地吸收散射線，提高影像的對比度，但需增加管電流量。7.照射野和管電流量 X 線攝影時有效地縮小照射野，不僅減少了 X 線照射量，而且也提高了影像質量，但附加的散射線減少了，影像上的密度也相應地降低了。7.照射野和管電流量 X 線攝影時有效地縮小照射野，不僅減少了 X 線照射量，而且也提高了影像質量，但附加的散射線減少了，影像上的密度也相應地降低了。（三）攝影條件的可變因素（三）攝影條件的可變因素1被照體構成組織的比例因素：X 線影像形成的實質，在于被照體不同組織對 X 線吸收的差異，反映在照片上就產生了不同的密度與對比度，這就決定了 X 線照片的影像因被照體構成的比例不同而異。1被照體構成組織的比例因素：X 線影像形成的實質，在于被照體不同組織對 X 線吸收的差異，反映在照片上就產生了不同的密度與對比度，這就決定了 X 線照片的影像因被照體構成的比例不同而異。如以胸部為例，胸部的 X 線吸收差異隨其構成組織如皮膚、肌肉和肺組織的比例變化而變化。同等厚度，一個是體力勞動者，一個是體弱的病人，其攝影條件就不能一樣，否則就得不到理想的影像效果。又如青年與老年人的骨骼，即使厚度一致攝影條件也不能一樣，因為老年人的骨質稀疏，對 X 線的吸收程度小，兩者大約相差 20的照射量。如以胸部為例，胸部的 X 線吸收差異隨其構成組織如皮膚、肌肉和肺組織的比例變化而變化。同等厚度，一個是體力勞動者，一個是體弱的病人，其攝影條件就不能一樣，否則就得不到理想的影像效果。又如青年與老年人的骨骼，即使厚度一致攝影條件也不能一樣，因為老年人的骨質稀疏，對 X 線的吸收程度小，兩者大約相差 20的照射量。2移動因素：要獲得一張滿意的照片，除其他因素以外，還要考慮到盡量減少因移動半影所造成的影像模糊。2移動因素：要獲得一張滿意的照片，除其他因素以外，還要考慮到盡量減少因移動半影所造成的影像模糊。人體的移動有兩種，生理性移動及意外性移動。生理性移動又分不隨意運動和非協(xié)力運動。人體的移動有兩種，生理性移動及意外性移動。生理性移動又分不隨意運動和非協(xié)力運動。例如，胸部攝影時，要考慮的有呼吸、心搏動及意外移動等因素。這三項移動中，呼吸可以暫時得到人為的屏息控制，意外可以通過解除病人的緊張等辦法得到克服，只有心臟跳動是胸部移動因素中的主要矛盾。從舒張期移向收縮期時，休止期大體為0.05 秒。如果利用心電聯(lián)動裝置，抓住這個休止期曝光就可以得到一幅靜止運動的心肺照片。心臟的搏動可以傳導到肺，特別是從左肺門到下野。例如，胸部攝影時，要考慮的有呼吸、心搏動及意外移動等因素。這三項移動中，呼吸可以暫時得到人為的屏息控制，意外可以通過解除病人的緊張等辦法得到克服，只有心臟跳動是胸部移動因素中的主要矛盾。從舒張期移向收縮期時，休止期大體為0.05 秒。如果利用心電聯(lián)動裝置，抓住這個休止期曝光就可以得到一幅靜止運動的心肺照片。心臟的搏動可以傳導到肺，特別是從左肺門到下野。消化道的移動有兩種：一種是蠕動，一種是呼吸的牽動。其中蠕動是主要的，但蠕動較緩慢，其照射時間可控制在 0.1s 左右。消化道的移動有兩種：一種是蠕動，一種是呼吸的牽動。其中蠕動是主要的，但蠕動較緩慢，其照射時間可控制在 0.1s 左右。（四）高千伏攝影（四）高千伏攝影高千伏攝影是用 120kV 以上管電壓產生的能量較大的 X 線，獲得在較小密度值范圍內顯示層次豐富的 X 線照片影像的一種攝影方法。高千伏攝影是用 120kV 以上管電壓產生的能量較大的 X 線，獲得在較小密度值范圍內顯示層次豐富的 X 線照片影像的一種攝影方法。1原理 高能量 X 線通過肢體時，被吸收衰減的方式、吸收系數均與一般能量的 X 線不同，形成了與一般 X 線攝影影像不同的對比度變化，從而得到與一般 X 線攝影不同的效果。1原理 高能量 X 線通過肢體時，被吸收衰減的方式、吸收系數均與一般能量的 X 線不同，形成了與一般 X 線攝影影像不同的對比度變化，從而得到與一般 X 線攝影不同的效果。診斷用 X 線機產生的 X 線為連續(xù)光譜，在一定標稱的管電壓作用下，光電吸收和康普頓吸收各占一定的百分比。在 10100keV 光子能量范圍內，隨著光子能量的升高，肢體對 X 線的吸收為光電吸收遞減，康普頓吸收遞增。光子能量在 10keV 時，光電吸收為 95以上，康普頓吸收為 5。光子能量升高到 100keV時，康普頓吸收則為 95以上。此時，肢體對 X 線的吸收受組成診斷用 X 線機產生的 X 線為連續(xù)光譜，在一定標稱的管電壓作用下，光電吸收和康普頓吸收各占一定的百分比。在 10100keV 光子能量范圍內，隨著光子能量的升高，肢體對 X 線的吸收為光電吸收遞減，康普頓吸收遞增。光子能量在 10keV 時，光電吸收為 95以上，康普頓吸收為 5。光子能量升高到 100keV時，康普頓吸收則為 95以上。此時，肢體對 X 線的吸收受組成物質的原子序數影響不大，而與物質的每克電子數和光子能量有關。物質的原子序數影響不大，而與物質的每克電子數和光子能量有關?？傊?，隨著管電壓的升高，光電子的數量和能量的百分率相應減少，散射吸收相應增加，總的吸收系數減少，骨與肌肉的組織對比度降低，骨影像變淡。在達到一定高電壓后，與骨相重的軟組織或骨本身的細小結構及含氣的管腔等均可清晰顯示，因而在損失對比度的同時可獲得層次豐富的 X 線照片。總之，隨著管電壓的升高，光電子的數量和能量的百分率相應減少，散射吸收相應增加，總的吸收系數減少，骨與肌肉的組織對比度降低，骨影像變淡。在達到一定高電壓后，與骨相重的軟組織或骨本身的細小結構及含氣的管腔等均可清晰顯示，因而在損失對比度的同時可獲得層次豐富的 X 線照片。2高千伏攝影使用設備 X 線機在 120150kV 管電壓范圍內，可用做高千伏攝影。高千伏攝影產生較多的散射線，因而，選用高柵比濾線柵，以提高 X 線照片的對比度。常用的柵比為 121。當肢-片距為 20cm 時，空氣間隙效應可代替濾線柵的作用。膠片應選用高的反差系數，可以提高照片對比度。2高千伏攝影使用設備 X 線機在 120150kV 管電壓范圍內，可用做高千伏攝影。高千伏攝影產生較多的散射線，因而，選用高柵比濾線柵，以提高 X 線照片的對比度。常用的柵比為 121。當肢-片距為 20cm 時，空氣間隙效應可代替濾線柵的作用。膠片應選用高的反差系數，可以提高照片對比度。3高千伏攝影的優(yōu)、缺點3高千伏攝影的優(yōu)、缺點（1）可獲得低對比、層次豐富的 X 線照片；（1）可獲得低對比、層次豐富的 X 線照片；（2）增加管電壓值，縮短曝光時間，可減少肢體移動畸變，提高 X 線照片的清晰度；（2）增加管電壓值，縮短曝光時間，可減少肢體移動畸變，提高 X 線照片的清晰度；（3）選用高千伏，減少管電流，降低 X 線管產生的熱量，提供小焦點攝影條件，用以提高照片對比度和設備效益，延長 X 線管的壽命；（3）選用高千伏，減少管電流，降低 X 線管產生的熱量，提供小焦點攝影條件，用以提高照片對比度和設備效益，延長 X 線管的壽命；（4）高千伏攝影的散射線較多，X 線片質量較差，高千伏攝影可以改善因組織密度不同導致的光學密度分布的不均性；（4）高千伏攝影的散射線較多，X 線片質量較差，高千伏攝影可以改善因組織密度不同導致的光學密度分布的不均性；（5）高千伏攝影時 X 線量減少，組織吸收劑量減少，有利于病人的防護；（5）高千伏攝影時 X 線量減少，組織吸收劑量減少，有利于病人的防護；（6）高千伏攝影損失了照片對比度，應選用適當的曝光條件；（6）高千伏攝影損失了照片對比度，應選用適當的曝光條件；（7）高千伏攝影時注意更換濾過板，70kV 選用 1mm 鋁，80120kV 選用 3mm 鋁及 0.3mm 銅,用以提高對長波 X 線的吸收，加強對病人的防護。（7）高千伏攝影時注意更換濾過板，70kV 選用 1mm 鋁，80120kV 選用 3mm 鋁及 0.3mm 銅,用以提高對長波 X 線的吸收，加強對病人的防護。二、自動曝光控制二、自動曝光控制（一）自動曝光控制的理論依據及程序（一）自動曝光控制的理論依據及程序自動曝光控時的理論依據來源于“膠片感光效應（E）”。感光效應（E）值決定照片的黑化度（密度），自動曝光控時就是確保 E 值的準確實施，E 值是人為設定的。E 值的實施由曝光劑量控制。在實際應用中，選擇自動曝光控制器上的加減鈕或胖瘦鈕就等于改變了 E 值，改變了不同的曝光劑量。自動曝光控時的理論依據來源于“膠片感光效應（E）”。感光效應（E）值決定照片的黑化度（密度），自動曝光控時就是確保 E 值的準確實施，E 值是人為設定的。E 值的實施由曝光劑量控制。在實際應用中，選擇自動曝光控制器上的加減鈕或胖瘦鈕就等于改變了 E 值，改變了不同的曝光劑量。工作程序：X 線透過被照體后，先由探測器接收，當曝光劑量達到膠片所需的感光劑量（E 值）時來控制曝光時間，自動切斷高壓，所以自動曝光控時實質是控制著 mAs。工作程序：X 線透過被照體后，先由探測器接收，當曝光劑量達到膠片所需的感光劑量（E 值）時來控制曝光時間，自動切斷高壓，所以自動曝光控時實質是控制著 mAs。（二）自動曝光控時方式及工作原理（二）自動曝光控時方式及工作原理自動曝光控時分為光電管自動曝光控時和電離室自動曝光控時兩種方式。自動曝光控時分為光電管自動曝光控時和電離室自動曝光控時兩種方式。（1）光電管控時原理：它利用可見光的光電效應耒達到控制目的。它通過一個薄板狀的“光電拾光器”，將攝影時熒光板發(fā)出的熒光經反射沿有機玻璃板導入光電倍增管，將拾取的熒光轉（1）光電管控時原理：它利用可見光的光電效應耒達到控制目的。它通過一個薄板狀的“光電拾光器”，將攝影時熒光板發(fā)出的熒光經反射沿有機玻璃板導入光電倍增管，將拾取的熒光轉換為光電流，并給電容器充電。光電流的大小與穿過人體之后的 X線輻射強度成正比例。當照片感光量達到要求值時，恰恰等于積分電容器的兩端電壓足以推動控制系統(tǒng)，使曝光結束。換為光電流，并給電容器充電。光電流的大小與穿過人體之后的 X線輻射強度成正比例。當照片感光量達到要求值時，恰恰等于積分電容器的兩端電壓足以推動控制系統(tǒng)，使曝光結束。（2）電離室控時原理：電離室由兩個金屬板平行電極，中間為氣體構成。它利用氣體電離的物理效應，通過電離室電流給電容器充電，此電流作為輸入信號，待 X 線膠片達到理想密度時指令切斷曝光。X 線輻射強度大時，電離電流大，曝光時間短；反之，X 線輻射強度小，電離電流小，X 線曝光時間會自動延長。電離室比光電管自動曝光系統(tǒng)的應用范圍廣泛，在各種診斷 X 線機的攝影中幾乎都可采用。（2）電離室控時原理：電離室由兩個金屬板平行電極，中間為氣體構成。它利用氣體電離的物理效應，通過電離室電流給電容器充電，此電流作為輸入信號，待 X 線膠片達到理想密度時指令切斷曝光。X 線輻射強度大時，電離電流大，曝光時間短；反之，X 線輻射強度小，電離電流小，X 線曝光時間會自動延長。電離室比光電管自動曝光系統(tǒng)的應用范圍廣泛，在各種診斷 X 線機的攝影中幾乎都可采用。電離室的外形尺寸為 400mm400mm15mm。根據人體各種生理部位攝影的需要，在電離室某些有利區(qū)域安置“測量野”。一般每個電離室表面裝有兩個或三個面積為 50mm電離室的外形尺寸為 400mm400mm15mm。根據人體各種生理部位攝影的需要，在電離室某些有利區(qū)域安置“測量野”。一般每個電離室表面裝有兩個或三個面積為 50mm2 2的測量野，多采用“三野結構”。三個測量野多安置于電離室中心位置，以使膠片中心的被檢部位影像密度均勻的測量野，多采用“三野結構”。三個測量野多安置于電離室中心位置，以使膠片中心的被檢部位影像密度均勻三個測量野的分布呈倒品字形，可根據不同部位攝影的要求，選擇單獨使用或任意組合使用。三個測量野的分布呈倒品字形，可根據不同部位攝影的要求，選擇單獨使用或任意組合使用。