第二章X射线影像.

特征辐射
高速电子流轰击阳 极靶，将某些内层电子 击出，转移到外部壳层 或击出原子之外。
轨道电子从外层跃迁 到内层。放出特征X射 线光子。
1. 连续辐射(韧致辐射)：如果被靶阻挡的电子的能量，不越过一 定限度时，只发射连续光谱的辐射。这种辐射叫做轫致辐射。 连续光谱的性质和靶材料无关。
2. 特征辐射(标识辐射)：当电子的能量超过一定的限度时，可以 发射一种不连续的，它只有几条特殊的线状光谱，这种发射 线状光谱的辐射叫做特征辐射。 特征光谱和靶材料有关，不同的材料有不同的特征光谱这就是 为什么称之为“特征”的原因。
在压产生X射 线的时间
X射线的量：管电流×曝光时间（mA×s）
穿透物质 的能力
X射线的质：管电压（kV）
X射线的质/线质一般用于表示X射线的硬度(hardness of X-ray)
X射线的三个参量：
管电压(kVp) 管电流(mA) 曝光时间(s)
名称
极软X射线
X射线谱， 波长大致介于70～0.01 nm范围内的电磁
辐射，X射线谱由连续谱和标识谱两部分组成，标识谱重
叠在连续谱背景上。连续谱是由于高速电子受靶极阻挡而
产生的轫致辐射，其短波极限λ0由加速电压V决定：
0
=
hc eV
为普朗克常数，e为电子电量，c为真空中的光速。 标识谱是由一系列线状谱组成，它们是因靶元素内层
第二章 X线成像物理基础
章节目录
第1节 X线的本质 第2节 X射线的产生和影响因素 第3节 X线的各种作用 第4节 X射线与物体原子间相互作用 第5节 X线的量与质
我们视而不见的光亮，对于我们就是黑 暗。当我们清醒时，曙光才会破晓。来日方 长，太阳只是启明星。

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）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）。

• 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。