X线成像理论中级专业知识X线的几何投影doc.docx

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X线成像理论中级专业知识X线的几何投影

一、X线管焦点成像性能

（%1）概念

仁实际焦点灯丝发射电子经聚焦后，在X线管阳极靶面上的撞击面积称为实际焦点。

2.有效焦点和有效焦点标称值

（1）有效焦点：

在像面上不同方位实际焦点的投影称为X线管有效焦点。

（2）有效焦点的尺寸：

指在X线管靶面下垂直方向上水平投影的大小0有效焦点为长方形，其大小为aXbsina0

其中：

a为焦点的宽，b为焦点的长，a为靶面倾斜与垂直长轴面成的角。

（3）有效焦点标称值：

1982年国际电工委员会（IEC）336号出版物上阐述了用无量纲的数字如2.0、1.0.0・6等来表示有效焦点的大小，此数字称为有效焦点标称值,其值是指有效焦点或实际焦点的宽的尺寸。

3•主焦点与副焦点焦点聚焦槽与灯丝的位置，对阴极电子流的流动、焦点的形成会产生重要作用。

相对而言，从灯丝正面发射出的电子所形成的焦点称为主焦点，从灯丝侧方发射的电子所形成的焦点称为副焦点。

主焦点与副焦点共同形成实际焦点。

但是在聚焦槽中灯丝的深度与焦点幅度有关，即灯丝深度大，主焦点幅度小，副焦点幅度加大。

理想的是副焦点处于主焦点内侧时，热量易被分散，焦点幅度不被扩展。

4•照射野的X线量分布在一厚为1.0mn的铅板上加工上几

排平行的针孔，并将此铅板置于焦点和胶片正中。

用适当的条件进行曝光，便可得到一张多个焦点针孔像的照片。

从照片上可看到：

在照片的长轴上，近阳极端有效焦点小，X线量少；近阴极端有效焦点大，X线量多，这一现象被称为焦点的方位特性。

在

片的短轴上有效焦点的大小对称相等，X线量分布也对称相等。

（%1）焦点的极限分辨率（R）、调制传递函数（MTF）及散焦值

（B）

仁焦点的极限分辨率（R）

（1）定义：

焦点的极限分辨率R（Lp/rrm）,R值是在规定测量条件下不能成像的最小空间频率值。

R<=1/2d=1/Ze

Rf=R像X（M-1）=（M-1）/Z0

RFb=（M-1）/ZL0

2d是X射线管焦点的线扩散函数（LSF）的半值宽度，用星形测试卡RfQ二（M-1）/Zw6测试时，2d是测得的模糊区的一对楔条对应的弧长；

R像、Rf分别为焦点像面上、焦点面上的极限分辨率；

Rra、RFb分别为焦点宽方向上与焦点长方向上的极限分辨率;

Zw、Zl分别为星卡照片上垂直于X射线管长轴方向和平行于X射线管长轴方向上的模糊区直径；

M为星形测试卡照片放大率。

（2）测试方法：

星形测试卡。

（3）结果：

①X线管焦点小，其分辨率就大；反之，若X线管焦点大，其分辨率就小。

②焦点上的线量分布为单峰时，其分辨率就大；焦点上的线量分布为多峰时，其分辨率就小。

③R值大的焦点成像性能比R值小的好。

2.焦点的调制传递函数（MTF）

（1）定义:

MTF是描述X线管焦点这个面光源在照片影像上产生半影模糊而使像质受损的函数。

（2）域值范围：

其最大值为1,最小值为零，OWH（w）W1。

H（w）=1,表示影像的对比度与物体的对比度一致;

H（w）=0,表示影像的对比度二0,即影像消失。

（3）测试方法：

狭缝照相法。

（4）结果：

一般来说，在同一个空间频率值时，MTF值大的焦点成像性能好，MTF小的焦点成像性能差。

焦点尺寸小，MTF大，成像性能好。

3•焦点的散焦值（B）

（1）概念：

焦点的散焦值随着管电流的增大而变化，它是描

述X线管焦点的极限分辨率随着负荷条件而相对变化的量。

实验证明，有效焦点的尺寸是随着负荷条件而变化的，特别是在X线

管的管电压较低时，其大小随着选用的管电流的大小不同而有较大变化。

管电流增大，焦点的尺寸变大，焦点的极限分辨率下降。

（2）测试设备：

星形测试卡。

Rs。

表示用规定的负载因素所测得的焦点的极限分辨率;

Rwo表示用规定的负载因素所测得的焦点的极限分辨率，为

Rso管电流的2倍。

（4）一般焦点的散焦值BM仁当散焦值越接近1时，其成像性能受负荷影响越小。

（%1）几何学模糊

仁焦点的尺寸焦点尺寸在X线摄影中受投影学因素的支配

而形成半影，即模糊阴影。

焦点尺寸越大，半影越大，影像越模

糊。

2•半影又称模糊阴影，其大小可按下式计算：

H=FXb/ao

式中：

F代表焦点的尺寸,b代表肢-片距，a代表焦-肢距。

增大焦-肢距。

4•模糊阈值半影模糊H=0.2mm的模糊值是模糊阈值。

5•焦点的允许放大率因为H=FXb/a=FX（M-1）,所以

M=1+H/F=1+O.2/F

式中：

M为焦点的允许放大率；0.2为人眼的模糊阈值；F为

焦点的尺寸。

二、X线束

（一）概念

由X线管阳极靶面发出的X线可视为由无数微小面积组成，那么每个微小面积都发出一个光锥样X线束。

显然，整个阳极靶面可视为由许多小光锥样X线束组成的一个大X线束。

这一线束经过管壁玻璃、油层、管套窗口及滤过板的吸收,就成为X线摄影中具有一定穿透能力的X线束。

（二）照射野

通过X线管窗口的X线束入射于肢体的曝光面的大小，称为照射野。

摄影时，应将X线照射野缩小到能容下肢体被检部位的最大标度。

照射野的大小，多用遮线器来控制。

（三）中心线、斜射线

X线束中心部分的那一条X线被称为中心线。

中心线是投照方向的代表。

一般情况下，中心线应通过被摄部位的中心，并与胶片垂直。

在X线束中，中心线以外的X线都称为斜射线。

斜射线与中心线成角，离中心线越远，成角越大。

三、焦点、被照体、胶片间投影关系

（一）影像放大

在X线投影过程中，如果被照体的影像与实际物体具有同样的几何形态，只有几何尺寸的变大时，称为影像放大；若同时又有形态上的改变，称为变形。

影像放大与变形的程度，总称为失真度。

（-）影像的变形

影像与实物不相似称为影像失真。

照片影像的变形，是同一被照体的不同部位产生不等量放大的结果。

一般地说，对影像大小的判断是比较容易的，可通过放大率的计算得出结论。

然而，对影像形态的判断却比较困难，因为人体组织本身的形态就是各种各样，而且不断变化。

即便是同一组织，也可因中心射线、该组织以及胶片三者位置的变化而显示出不同的形态。

影像的变形可分为放大变形、位置变形、形状变形。

仁放大变形若物体与胶片不平行，则肢体各部位的放大率也不一致，近胶片侧放大率小，远离胶片侧放大率大，造成了影像失真。

2•位置变形由于体内二点离焦点的远近不同，使二点影像的放大率不同而引起影像失真；假设被照体有两个病灶A与B,它们距离胶片不等，在X线投影中其相对位置就有可能出现变形。

A病灶较B病灶接近中心射线，但A病灶距胶片比B病灶远。

摄影结果是A病灶影像落到了B病灶影像的外侧，这说明接近中心射线和尽量靠近胶片的物体的位置变形最小。

此外，当中心线改变时，也可造成位置变形。

3.形状变形被照组织不在焦点的正下方，而是处在焦点的斜下方，所以其影像与实际组织产生了差异，这种形状的变形叫歪斜失真。

如球形病灶在中心线垂直投影时，其影像是圆形。

若是在倾

斜中心线投影下成像，则为椭圆形。

X线中心线投射方向和角度的改变，对被照体的变形有很大影响。

在X线摄影学中，当确定某一摄影位置时，总要把中心线的投射方向和角度及入射点作为一个要领提出来，就是因为考虑了X线影像形成中的几何因素。

一般地说，要求中心线通过摄影位置中的目的部位，并垂直于胶片，其目的是为防止该部位影像的变形。

但是，在X线摄彫中为了避开非检部位的影像重叠，利用中心线倾斜投影也是必要的。

4.变形的控制影像的放大与变形受X线投影过程中几何条

件的控制，即取决于中心线（焦点）、被照体、胶片三者间位置的关系。

所以，为防止影像的严重变形，应遵循以下几个原则：

①被照体平行胶片时，放大变形最小；②被照体接近中心线并尽量靠近胶片时，影像的位置变形最小；③一般地说，中心线入射点应通过被检部位并垂直于胶片时，影像的形状变形最小。

（三）放大率

仁放大率的概念在X线摄影中，X线束是以焦点作为顶点

的圆锥形放射线束，将被照体G置于焦点与胶片之间时，因为几何投影关系，一般被照体离开焦点一定的距离a（焦-肢距），胶

片离开肢体一定的距离b（肢-片距）。

所以，肢体在X线胶片上的影像S要比肢体G大，是被放大了的影像，S与G之比即影像的放大率M,而且胶片离肢体越远，影像放得越大。

影像的放大率

M=S/G=（a+b）/a=1+b/a

焦-片距与肢-片距，是影响影像放大的两个主要因素。

当焦-

片距一定时，物体影像放大就决定于肢-片距。

肢-片距越远，影像放大就愈大；如果肢-片距保持不变，焦-片距越近，影像放大也就越大。

影像放大对影像质量的影响小于变形。

但是，对于需要测量部位的照片，如心脏测量、眼球异物定位等，影像放大则成为主要矛盾。

此时，焦点-胶片距离的确定很重要，心脏测量要在200cm,以缩小放大率。

眼球异物定位的摄影距离，一定要与制作的测量标尺的放大率一致。

<0.2rrm时,人眼观察影像毫无模糊之感；当半影模糊值=0・2血时,人眼观察影像开始有模糊之感。

故0.2mm的半影模糊值就是模糊

阈值。

影像放大率的确定就基于模糊阈值（0・2rm）,也就是说，无

糊值不应超过0.2mm。

3•焦点允许放大率半影H=FXb/a=FX[（a+b）/a-1]=F

X（M-1）将模糊阈值H=0・2mm代入上述公式，则

0.2=F（M-1）F=0.2/M-1,或M=1+0.2/F

如果已知焦点（F）的尺寸，即可求出该焦点所允许的最大放大率（M）。

（%1）X线照片影像的对称关系

X线照片影像的对称关系在摄影中对保持影像对称是很重要

的。

因为，在许多情况下需要用人体双侧对比的方法加以鉴别诊断。

例如脑血管造影中正位摄影，都要求被照体影像能对称显示。

否则，任何倾斜变形或局部影像产生位移都会造成诊断上的错误。

照片影像产生不对称的原因，是中心线束的倾斜或被照体的旋转。

（%1）影像重叠

肢体是分布于三维空间的立体物，而得到的X线影像是分布于二维空间的平面像，必然有组织影像重叠的现象。

所以要表现人体的结构，须采用前后和左右几个方向的摄影，以减少影像重叠和掩盖现象，使某些组织器官、病灶能清楚地显示。

X线照片影像的重叠有3种情况：

大物体密度小于小物体，而且相差很大时，其重叠的影像中对比度很高，可以明显看到小物体的影像。

如胸部照片肺野中的肋骨阴影很明显。

大、小物体组织密度相等，而且都比较高时，重叠后影像中小物体的阴影隐约可见，但对比度差。

如膝关节正位照片中骨的影像。

大、小物体组织密度相差很大，而且大物体密度大于小物体密度时，重叠后影像中小物体的阴影由于吸收很小而看不到。

如胸片中看不到胸骨的影像。

若想观察密度低的物体影像，常采用旋转体位或利用斜射线摄影，或利用体层摄影使密度高的物体影像产生均质化，可将低密度的物体影像衬托出来。

当然，还可采取造影检查和CT、MR检查等方法。

（六）切线投影

用X线摄影肢体时，被摄部位自身可能有重叠和掩盖现象，使得某些病灶不能清楚地显示。

为了使某些边缘凸出、凹陷或病灶显示清楚，可以将中心X线从肢体被检部位的局部边缘通过，以免病灶本身和其他部分重叠，此种摄影方法称作切线投影。

被照体局部边缘部位与X线束呈切线状态时，可造成该部与其他部分X线吸收的悬殊差异，其结果是影像呈现出一个锐利的边界。

通过这一部分的X线束俗称“切线”，其造成的影像效果称为“切线效果”。