【344放射中级职称考试笔记】 – X线成像基础

2024-04-25 0 912

X 线的产生

1895,德国科学家伦琴发现了这种具有很高能量,肉眼看不见,但能穿透不同物质,能使荧光物质发光的射线

X线是真空管内高速行进的电子流轰击钨靶时产生的。X 线发生装置主要包括X线管、变压器和操作台

X 线管为一高真空的二极管,杯状的阴极内装着灯丝,阳极由呈斜面的钨靶和附属散热装置组成高压发生器向X线管两端提供高压电。

降压变压器为向 X 线管灯丝提供电源。

操作台主要为调节电压、电流和曝光时间而设置的电压表、电流表、时计及其调节旋钮等。

X 线的发生过程是向 X 线管灯丝供电、加热,在阴极附近产生自由电子,当向 X 线管两极提供高压电时,阴极与阳极间的电势差陡增,电子以高速由阴极向阳极行进,轰击阳极钨靶而发生能量转换,其中1%以下的能量转换为 X 线,99%以上转换为热能X线主要由X线管窗口发射,热能由散热装置散发。

X线的特性

X 线属于电磁波。波长范围为0.000650nm。用于 X 线成像的波长为0.0080.031nm(相当于 40150kV )。在电磁辐射谱中,γ射线与紫外线之间,比可见光的波长短,肉眼看不见。此外, X 线还具有以下几方面与 X 线成像和 X 线检查相关的特性:

穿透性:X 线波长短,具有强穿透力,能穿透可见光不能穿透的物体不带电在穿透过程中有一定程度的吸收即衰减。X 线的穿透力与 X 线管电压密切相关,电压愈高,所产生的 X 线波长愈短,穿透力也愈强;反之其穿透力也弱X 线穿透物体的程度与物体的密度和厚度相关密度高,厚度大的物体吸收的多通过的少X 线穿透性是 X 线成像的基础

荧光效应X 线激发荧光物质,如硫化锌镉及钨酸钙等,使波长短 X 线转换成波长长的可见荧光,这种转换叫做荧光效应。荧光效应是透视检查的基础。

感光效应:涂有溴化银的胶片,经 X 线照射后,感光而产生潜影,经显影、定影处理,感光的溴化银中的银离子被还原成金属银(Ag),并沉积于胶片的胶膜内。此金属银的微粒,在胶片上呈黑色。而未感光的溴化银,在定影及冲洗过程中,从 X 线胶片上被洗掉,因而显出胶片片基的透明本色。依金属银沉积的多少,便产生了黑至白的影像。所以,感光效应是X 线摄影的基础

电离效应X 线通过任何物质都可产生电离效应。空气的电离程度与空气所吸收X 线的量成正比,因而通过测量空气电离的程度可测X线的量。X 线射入人体,也产生电离效应,可引起生物学方面的改变,即生物效应,是放射治疗的基础,也是进行 X 线检查时需要注意防护的原因

X 线成像基本原理

X 线之所以能使人体组织在荧屏上或胶片上形成影像,一方面是基于 X 线的穿透性、荧光效应和感光效应;另一方面是基于人体组织之间有密度和厚度的差别。当 X 线透过人体不同组织结构时,被吸收的程度不同,所以到达荧屏或胶片上的 X 线量即有差异。这样,在荧屏或 X 线片上就形成明暗或黑白对比不同的影像。

X线成像的基本条件X 线影像的形成,基于以下三个基本条件:首先,X 线具有一定的穿透力,能穿透人体的组织结构;第二,由于被穿透的组织结构,存在着密度和厚度的差异, X 线在穿透过程中被吸收的量不同,以致剩余下来的 X 线量有差别;第三,这个有差别的剩余 X 线,是不可见的,由于 X 线的荧光效应和感光效应,经过显像过程,就能在荧光板或胶片上获得具有黑白对比、层次差异的 X 线影像

不同组织结构的特点人体组织结构是由不同元素所组成,依各种组织单位体积内各元素量总和的大小而有不同的密度。这样不同的组织器官天然形成了不同的 X 线衰减的差别,这也是人体 X 线成像的基础。

不同密度组织与X线成像的关系人体组织结构在 X 线影像上的密度根据 X 线的吸收程度可归纳为三类:属于高密度的有骨组织和钙化灶等;中等密度的有软骨、肌肉、神经、实质器官、结缔组织以及体液等;低密度的有脂肪组织以及存在于呼吸道、胃肠道、鼻窦和乳突内的气体等。当厚度差别不大时,不同组织间密度的差别在 X 线影像中构成了亮度的差别,可以被我们识别。当强度均匀的 X 线穿透厚度相等、密度不同的组织结构时,由于吸收程度不同,在 X 线胶片上(或荧屏上)显出具有不同层次灰度(黑白)差异的 X 线影像。胸部的肋骨密度高,对 X 线吸收多,照片上呈高亮度;肺组织主要为气体,密度低,X 线吸收少,照片上呈低亮度。

密度不同的病变组织也可产生相应的病理 X 线影像。例如,肺结核病变可在低密度的肺组织内产生中等密度的纤维性改变和高密度的钙化灶,在胸片上,于肺的低亮度的背景上出现代表病变的中等和高亮度改变。

不同厚度组织与X线成像的关系即使是同一种密度的组织结构,如果厚度有差别,吸收 X 线量也会产生差别。较厚的部分,吸收X 线总量多,透过的 X 线量少,较薄的部分则相反,于是在 X 线片和荧屏上也显示出灰度的差别。所以,X 线影像中密度的差别不仅取决于组织器官密度的差别,也与组织器官厚度有密切的关系。较厚的组织亮度增加,较薄的组织则亮度减低。在分析 X 线影像时要同时考虑到密度和厚度的影响。

四、X 线图像特点

1灰阶图像X 线图像是由从黑到白不同灰度的影像所组成。这些不同灰度的影像是以密度来反映人体组织结构的解剖及病理状态。

人体组织结构的密度与 X 线图像上影像的密度是两个不同的概念。前者是指人体组织中单位体积内物质的质量,而后者则指 X 线图像上所示影像的灰度。但是物质密度与其本身的比重成正比,物质的密度高,比重大,吸收的 X 线量多,在影像上呈高亮度。反之,物质的密度低,比重小,吸收的X线量少,在影像上呈低亮度。因此,图像上的亮度差别,虽然也与物体的厚度有关,但主要是反映物质密度的高低。在工作中,通常用密度的高与低表达影像的灰度。例如用高密度、中等密度和低密度分别表达高亮度、中等亮度和低亮度。当组织密度发生改变时,则用密度增高或密度减低来表达影像的灰度改变。

2.重叠图像X 线图像是 X 线束穿透某一部位的不同密度和厚度组织结构后的投影总和,是该穿透路径上各个结构影像相互叠加在一起的影像。例如,正位 X 线投影中,既有前部,又有中部和后部的组织结构。

3.锥形 X 线束对图像的影响X 线束是从 X 线管向人体作锥形投射的,因此,X 线影像有一定程度的放大和使被照体原来的形状失真,并产生伴影。伴影使 X 线影像的清晰度减低

第二节、X线检查技术

人体组织结构的密度不同,这种组织结构密度上的差别,是产生 X 线影像对比的基础,称之为自然对比。对于缺乏自然对比的组织或器官,可人为地引入一定量的在密度上高于或低于它的物质,使之产生对比,称之为人工对比自然对比和人工对比是 X 线检查的基础

一、普通检查

普通检查包括荧光透视和摄影。

荧光透视简称透视一般透视须在暗室内进行,透视前须对视力行暗适应。采用影像增强电视系统,影像亮度明显增强,效果好。透视可转动患者体位,改变方向进行观察;了解器官的动态变化,如心、大血管搏动、膈运动及胃肠蠕动等;操作方便;费用低;可立即得出结论。但影像对比度及清晰度较差,难于观察密度与厚度差别小的器官以及密度与厚度较大的部位,例如头颅、脊柱、骨盆等。缺乏客观记录也是一个缺点

X线摄影迄今为止,仍然是应用最广泛的影像检查方法。空间分辨力和密度分辨力均明显优于荧光透视,而且胶片就是很好的客观记录。不仅使密度、厚度差别较大的组织显影,也能使密度、厚度差别较小的病变显影。为了立体定位和避免不同组织相互遮挡,常需从互相垂直的两个方位摄影,例如正位及侧位。不能反映动态变化是其主要缺点。所以,胃肠等需要动态观察的检查仍需要荧光透视,但是记录瞬间变化还要摄片保留。

特殊检查

体层摄影普通X线片上,一部分影像因与其前、后影像重叠,而不能显示。体层摄影则可获得某一选定层面上结构的影像,而选定层面以外的结构则在投影过程中被模糊掉。体层摄影常用于明确平片难于显示、重叠较多和处于较深部位的病变,用于了解病变内部结构有无破坏、空洞或钙化、边缘是否锐利以及病变的确切部位和范围等。

软线摄影 采用能发射软 X 线,即波长 X 线钼靶管球,用以检查软组织,特别是乳腺的检查。

高电压摄影即高千伏摄影,是采120千伏以上的电压进行摄片,一般为120200千伏X 线机必须有焦点的 X 线管、滤线器和特殊的计时器装置由于管电压提高到120200千伏,必须有高比值隔板配合,才能满足高电压摄影要求。由于穿透力强,主要用途是显示那些在常规摄影中被高密度组织或病变遮挡的正常组织或病理改变。例如可将被骨骼、纵隔或者大量的胸腔积液遮盖的肺内病灶显示出来,同时还可显示体层摄片不能清晰显示的小病灶。高千伏摄影可缩短曝光时间,减少 X 线管负荷和减少患者皮肤照射量。

其他特殊检查方法还有放大摄影,采用焦点和增大人体与照片距离以显示较细微的病变。

三、造影检查

目的是增加不同组织之间、正常组织与病理组织之间的密度差别。主要用于更好地显示那些缺乏自然对比的不同组织结构或病理改变.可将密度高于或低于该组织的一种物质引入组织内或其周围间隙.使之产生密度差别以在影像上被识别,称为造影检查。引入的物质称为对比剂(旧称造影剂)。详见影像诊断常用对比剂章。

四、X 线检查方法的选择

X线检查方法的选择.应该在了解各种X线检查方法的适应证、禁忌证和优缺点的基础上,根据临床初步诊断和诊断需要来决定。一般应当选择安全、准确、简便而又经济的方法。因此,应首先用普通检查。再考虑造影检查。但也非绝对.例如胃肠检查首先就要选用钡剂造影。有时两三种检查方法都是必须的,例如对于某些先天性心脏病,准备手术治疗的患者,不仅需要胸部平片,还需作心血管造影。对于可能发生一定反应和有一定危险的检查方法,选择时更应严格掌握适应证,不可滥用,以免给患者带来损失。

第三节 X线分析与诊断

X 线诊断是重要的临床诊断方法之一。诊断以 X 线图像为基础,因此需要对 X 线影像进行认真、细致的观察,分辨正常与异常。并了解 X 线影像所反映的正常与病理的解剖特点。综合 X 线各种病理表现,联系临床资料,包括病史、症状、体征及其他临床检查结果进行分析推理,才可能提出比较正确的 X 线诊断。

为了作出正确的 X 线诊断,在分析和诊断中应遵循一定的原则和步骤。

观察分析 X 线图像时,首先应注意投照技术条件。例如,摄影位置是否准确,摄影条件是否恰当,即照片质量是否满足 X 线诊断需要。

为了避免遗漏重要 X 线征象应按一定顺序,全面而系统地进行观察。例如,分析胸片时,应注意胸廓、肺、纵隔、膈及胸膜,并应结合临床.着重对其中某一方面的观察。在分析肺部时,应从肺尖到肺底,从肺门到肺周依次进行观察。在分析骨关节时,应依次观察骨骼、关节及软组织。在分析骨骼时,则应注意骨皮质、骨松质及骨髓腔等。否则很易被引人注目的部分所吸引.忘记或忽略观察其他部分,而这部分恰好是更重要而必须观察的部分。

在观察分析时,应注意区分正常与异常。为此,应熟悉正常解剖和变异的 X 线表现。这是判断病变 X 线表现的基础。

观察异常 X 线表现,应注意观察受检器官或结构的形态和密度变化。发现病变,应注意分析下列要点:病变的位置和分布;病变的数目;病变的形状;病变的边缘;病变的密度;邻近器官和组织的改变;器官功能的改变。在分析判断时需找出一个或一些有关键意义的 X 线表现,并提出一个或几个疾病来解释这些表现,也就是提出初步的 X 线诊断。

提出初步的 X 线诊断,还必须结合临床资料进行综合分析。因为病变具有特征性 X 线改变者不多,多数情况,X 线表现并无特征,同样的 X 线影像可以在不同的疾病中出现,即所谓异病同影,如在胸部照片上,肺炎和浸润性肺结核均为渗出性病变,呈密度高、边缘模糊的片状影,两者表现相同。另外,同一疾病也可因发展阶段不同或类型不同而出现不同的 X 线表现,即所谓同病异影,例如肺癌多呈肿块状影,但可因坏死而出现空洞,致表现不同。还应指出,X 线检查虽然是重要的临床诊断方法之一,但还有其他方面的限制,例如在疾病的早期,进行 X 线检查时,往往阳性发现不多或无阳性发现,如急性化脓性骨髓炎,在起病后10天以内,甚至两周.虽然临床症状已很明显,

X 线仍不能作出诊断。另一种情况是 X 线检查不能使病变显影,如支气管内膜结核.尽管痰菌阳性,但也不能从照片上作出诊断。因此,如不紧密结合临床,即容易贻误诊断。

X 线诊断与临床结合,除应了解病史、体征和治疗经过外,还应注意以下要点:年龄:年龄对疾病性质的判断有重要性,如肺门淋巴结增大是儿童原发性肺结核的典型表现,但在老年人,则常为肺癌的 X 线征象;性别:有些疾病的发生率常有性别上的差别,如胃癌的发生,男性多于女性;职业史和接触史:职业史与接触史是诊断职业病的主要依据,如矽肺、工业性氟骨症的诊断,均应具备特殊的职业史和接触史;生长和居住地区:这对诊断地方病时,有重要价值,如包虫病多发生于西北牧区;而血吸虫病则以华东和中南湖区一带较常见;结合其他重要检查:如生化检查、病理组织检查等.以达到正确的诊断。

X 线诊断结果基本上有三种情况:

肯定性诊断即经过 X 线检查可以确诊。

否定性诊断,即经过 X 线检查,排除了某些疾病。但应注意它有一定限度,因病变从发生到出现 X 线表现需要一定时间,在该时间内 X 线检查可以是阴性;病变与其所在器官组织间的自然对比也会影响 X 线征象的显示。因此,要正确评价否定性诊断的意义。

可能性诊断,即经过 X 线检查,发现了某些 X 线征象,但不能确定病变性质,因而列出几个可能性。遇到这种情况,根据需要可进行别的影像学检查;其他的临床实验室、内镜和活检等检查;随诊观察;试验性治疗,即经过治疗来观察疾病演变情况。

第四节X线检查中的防护

X 线防护的意义

X 线穿透人体将产生一定的生物效应。若接触的 X 线量超过容许辐射量,就可能产生放射反应,甚至放射损害。但是 X 线辐射量在容许范围内,一般则少有影响因此,不应对 X 线检查产生疑虑或恐惧,而应重视防护,如控制 X 线检查中的辐射量并采取有效的防护措施,合理使用 X 线检查。避免不必要的 X 线辐射,以保护患者和工作人员的健康。要特别重视孕妇、小儿患者的防护。

放射防护的方法和措施

放射防护的方法包括主动防护与被动防护。

主动防护的目的是尽量减少 X 线的发射剂量。措施包括选择恰当的 X 线摄影参数,应用影像增强技术、高速增感屏和快速 X 线感光胶片。限制每次检查的照射次数除诊治需要外不要在短期内作多次重复检查

被动防护的目的是使受检者尽可能的少接受射线剂量具体措施可以采取屏蔽防护和距离防护原则。前者使用原子序数较高的物质,常用或含铅的物质,作为屏障以阻挡不必要的 X 线,通常采用 X 线管壳、遮光筒和光圈、滤过板

患者方面,在投照时,应当限制照射范围。对照射野相邻的性腺,应用铅橡皮加以遮盖。

放射线工作者方面,注意利用荧屏后的铅玻璃、铅屏、铅橡皮围裙、铅橡皮手套作为防护。墙壁主要是防止 X 线对室外人的伤害等。

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