2016X光基础知识

18-Dec-15小动物临床X光应用技术-田超河南农业职业学院X光基础知识田超河南农业职业学院讲师豫医动物医院院长宠尚宠物医院院长河南外科小动物学会副秘书长中国兽医影像学会理事从事宠物临床诊疗11年，主持河南省科技厅项目一项（藏獒发情排卵的鉴定的研究），编写全国统编教材《小动物影像学》，《兽医临床诊疗技术》等8部全国统编教材，在核心期刊发表专业论文20多篇。在宠物外科、产科、影像、骨科、心脏病等方面有深入的研究。兽用超声方面：03年起、为国内200余家中大型畜牧兽医相关单位提供了兽用B超在猪、牛、羊等方面的技术培训。宠物外科、影像方面：从08年起在河南、山东、安徽、陕西、山西、甘肃、宁夏、广西、云南、上海、北京、江苏、浙江及河北等省市进行过80多场次的宠物外科、超声、X光、骨科的技术讲课交流及技术培训。实操培训班：从2010年开始主办（主讲）了40期外科、、骨科、影像技术实操培训班：来自全国18个省份800多个动物医院的医生参加了实操培训。1、X射线基础知识2、X射线成像知识3、摄影技术4、X光机的日常维护5、X光的防护主要内容X线的发现1895年，德国科学家伦琴发现X射线。1901年伦琴获得了第一个物理学诺贝尔奖。伦琴（1854～1923）1、X射线基础知识-X射线的发现高速行进的电子流被物质阻挡即可产生X线。X线发生装置主要包括：X线管、变压器、操作台X线管灯丝产生自由电子并云集在阴极附近。向X线管两极提供高压电,自由电子以高速由阴极向阳极行进，撞击阳极钨靶原子结构。约1%以下的能量形成了X线1、X射线基础知识-X射线的产生1、X射线技术知识-旋转阳极和固定阳极固定阳极旋转阳极主要特点小功率时采用固定阳极X射线管的射线机在散热性能，成像质量、可靠程度，连续工作时间，使用成本等方面大大优于旋转阳极X射线管的X射线机。临床常用于小型透视机。以摄影为主的大功率X射线机，因摄影时仪器单次工作时间很短，但拍片时瞬间功率较大，瞬间产生的热量较大，所以必须使用热熔量较大的旋转阳极X射线管。价格较低较高应用中、小型X光机（透视机）中大型X光机优点小功率时阳极热量能通过传导进行散热，可以长时间工作，性能稳定性好，在相同摄影条件、相同焦点尺寸时，成像质量好。大功率时阳极冷却效率高，可通过较大的管电流，曝光时间缩短，焦点小，清晰度高。1、X射线技术知识-焦点实际焦点是指灯丝发射的电子经聚焦后在靶面上的瞬间轰击面积。实际焦点越大/X线管的容量就越大，曝光时间就可以缩短。有效焦点亦称为作用焦点，是指实际焦点在X线投照方向上的投影。实际焦点在垂直于X线管长轴方向的投影，称为标称焦点。有效焦点的标注方法：1.0mm×1.0mm,0.3mm×0.3mm等。有效焦点尺寸越小，影像清晰度就越高。X线管参数表中标注的焦点为标称焦点。高频机是指高压发生器的工作频率大于20kHz的X线机。工频机是指高压发生器的工作频率小于400Hz的X线机。1、X射线基础知识-工频和高频高频工频外形尺寸小很大稳定性随调、稳定预调、不稳定有效成分高低成像质量高低皮肤剂量中大环境污染低高重复性0.020.05最短曝光时间0.001秒0.02秒价格昂贵低电离效应（生物效应）荧光效应（荧光作用）穿透性（穿透作用）10摄影效应（感光作用）2、X射线成像知识-特性X光影像形成：被拍摄物体的不同组分之间具有不同的X光衰减度。当X光穿过物体时有3种可能的情况：1.无任何反应：X光穿过物体并没有引起任何反应。这些区域在X光片上表现为黑色区。2.X光全部被阻止：这些区域在X光片上表现为灰色和白色部份。3.X光偏离它们原来的方向，形成X光散射。X光散射的2个不利之处是：有害和对影像对比度有影响。2、X射线成像知识-成像按照对X光的不透射性排列，顺序是：气体，脂肪，水（液体，软组织），骨骼和金属。当2个邻接的物体具有相同的不透明度时，它们是不能在X光片上被区分开来的（你只能看到2个物体在一起的轮廓，就像看到影子一样）。例如X光并不能将心肌同血液区分开来，这就是我们常常提到的“心脏轮廓”。2、X射线成像知识-成像金属骨骼水（软组织）脂肪气体X光同物体之间有2种基本的反应方式：光电效应和康普顿效应。光电效应：光电效应是X光的朋友。光电效应导致涉及到的X光完全被阻止。它在X光成像上的作用非常大，其产生了大部分的X光片对比度。光电效应更多发生在低能量X光（在50到70kVp范围内）和高原子序数的材料上。光电效应解释了为什么使用低能量（kVp）能获得更好的对比度，也解释了碘和钡（被用做对比造影剂）为什么同有机材料相比能阻止更多的X光。它还解释了为什么数毫米厚的铅围裙就能阻止大部分的X光束。2、X射线成像知识-光电效应康普顿效应康普顿效应是X光的敌人。康普顿效应使X光在失去能量的同时偏离原来的路线。它导致了X光散射的产生。康普顿效应的产生几率与介质的电子密度成正比，同X光的能量成反比。康普顿效应同原子序数之间没有关系。它仅仅取决于介质的密度。康普顿效应是在高能量X光（例如电压90kVp）在有机组织中发生的主要反应。在使用高能量（kVp）X光时，会产生比使用低能量时更多的X光散射，对比度也更低。X光散射是来源于被穿透组织的。X光散射量同X光的能量（kVp）和被照射到的体积成正比。X光散射有2个主要的缺点：（1）其降低了X光图像的对比度；（2）其向任何一处散射出X线，是大部分辐射防护规则所要防护的对象。2、X射线成像知识-康普顿效应峰值电压（kVp）对图像对比度的作用对有机物质而言，在低电压时（50－70kV）光电效应最常见，而高电压时（90kV）康普顿效应最常见。由光电效应而产生的对比度是相对比较好的，因为它是由于密度和原子序数两者的差异而产生。光电效应会“放大”原子序数的差异：当原子序数翻倍时，光电效应的衰减度要乘以8。与此相反，康普顿效应所产生的对比度较低，因为其仅仅取决于物体密度的差异，并且不受原子序数差异的影响。肌肉（密度＝1；Z＝7.64）和骨骼（密度＝1.85；Z＝13.8）在之间的衰减度差异在光电效应时是1/12，而在康普顿效应时则只有1/1.85。另外，还有大量的散射X光会到达胶片，增加一种会由于雾状表现而进一步降低图像分辨率。当管电压较低时（70kV），X光图像对比度比管电压高（100kV）时要好。2、X射线成像知识-峰值电压的作用X光图像是一个3维物体在一个平面上（X光胶片）的投影。在这个过程中，有关物体形状和位置的信息就发生了丢失。为了更好的理解物体的准确位置和形状，大部分的X光拍摄程序都包括了2个相互垂直的体位。2、X射线成像知识-几何学A.高密度的组织为白色，如骨、钙化灶B.中等密度的组织为灰色，如软骨、肌肉、内脏、液体等C.低密度的组织为黑色，如脂肪和存在于管道内的气体组织密度相同但厚度不一样的影象差异：*厚的组织影象发白*薄的组织影象趋黑2、X射线成像知识-组织结构分类2、X射线成像知识-增感屏增感屏使穿透机体的X线转变成使胶片感光的可见光。95％以上是由增感屏上的荧光物质将X线能转化为可见的荧光光能后对胶片感光所致，而仅有不足5％的光密度影像是由X线直接感光形成的。特点：①提高了X线胶片的感光效应②增加了X线片影像的对比度，特别是在低管电压投照时。③降低了X线片影像的清晰度，其原因在于荧光扩散效应、X线斜射效应、屏片密着不良和增感屏斑点（噪声）等方面。按荧光物质分钨酸钙增感屏受X线照射激发出可见的蓝紫色光线，具有发光效率稳定、照片斑点少等较好的成像性能，但增感效率和发光效率相对较低。稀土增感屏稀土增感屏对X线吸收率高、发光效率高和增感作用强，能有效降低X线的辐射剂量，但X线片的斑点（噪声）增多。感蓝感绿按增感效率分低速增感效率越低，影像清晰度越高。标准屏采用的是中速钨酸钙屏。中速高速按粘贴位置分前屏前屏荧光物质涂层薄（以便于X线到达胶片和后屏），粘贴于暗盒前面内侧，荧光体层朝向胶片。后屏后屏粘贴于暗盒后内侧，荧光体层厚，成像清晰度差，而且有些后屏背面衬有一层铅箔，用以吸收反向散射，提高清晰度。2、X射线成像知识-增感屏分类增感屏的余辉现象：增感屏的荧光物质受到X线照射会发出可见荧光，且在X线停止后仍可持续一段短暂的发光时间，称余辉现象。若在余辉时间内装入胶片，可使胶片重复感光，即在摄取的照片上残留下上次影像痕迹。随着增感屏的使用和老化，余辉时间会日益延长，当增感屏的余辉时间超过30s时应更换新屏。2、X射线成像知识-增感屏余辉现象双面涂布型的普通医用X线胶片是目前临床应用最广的胶片，能基本满足小动物四肢、头部、脊柱、胸部和腹部的摄影要求。X线胶片有多种规格尺寸，在其包装盒上还有明显的感光速度标记，标明Ⅰ型（较慢）或Ⅱ型（较快）胶片。随着自动洗片机的普及应用，普通X线胶片又分为高温快显型、普通型和通用型三种。高温快显型适用于高温下自动洗片机冲洗，普通型适用于常温下手工冲洗，通用型适用于上述两种冲洗加工方法。卤化银乳剂中不加入光学增感剂制成的胶片对蓝色光敏感，称感蓝片，适配钨酸钙增感屏；加入光学增感剂制成的胶片对黄色、绿色敏感，称感绿片，适配硫氧化钆增感屏。感蓝片和感绿片都可使用红色安全灯，但感绿片的感光度高，安全灯应暗一些。2、X射线成像知识-胶片片盒是装载X线胶片的器具，其大小与使用的胶片尺寸相匹配。片盒的前面用易被X线穿透的薄铝板或胶木等制成；后面用铁板或厚铝板制成，或衬有一层铅箔（防反向散射），内侧面垫有塑料泡沫类的弹性物质。两张增感屏分别裱贴于片盒的前、后面上。片盒的后面装有弹簧扣或弹性固定板，装片后压紧闭锁，可使增感屏与胶片紧密接触并保证盒内不透光。使用时，应轻拿轻放，切忌碰撞，防止损坏变形，影响使用效果。2、X射线成像知识-暗合常用虑线栅：焦距100cm、110cm、150cm、180cm。栅比（b/a）：5:1、8:1、10:1、12:1、14:1.栅密度：28L/cm、44L/cm2、X射线成像知识-虑线器2、X射线成像知识-虑线器注意事项：1、管电压补偿；2、毫安秒补偿；3、焦点偏离和焦距不符的影响。2、X射线成像知识-数字成像CR（ComputedRadiography）的工作原理：X线曝光使IP（imagingplate）影像板产生图像潜影；将IP板送入激光扫描器内进行扫描，在扫描器中IP板的潜影被激化后转变成可见光，读取后转变成电子信号，传输至计算机将数字图像显示出来，也可打印出符合诊断要求的激光相片，或存入磁带、磁盘和光盘内保存。DR(DigitalRadiography),数字化X线摄影，系统由数字影像采集板专用滤线器BUCKY数字图像获取控制X线摄影系统数字图像工作站构成。在非晶硅影像板中，X线经荧光屏转变为可见光，再经TFT薄膜晶体电路按矩阵像素转换成电子信号，传输至计算机，通过监视器将图像显示出来，也可传输进入PACS网络。CR软板软板可弯曲，适配的阅读器结构简单、扫描速度快；价格低硬板硬板不能弯曲、耐使用，其阅读器的传输结构和工作原理不同于软板，引起的伪影少。价格高DRCCD技术落后，影像质量差；无法与TFT板技术竞争。但价格较低。COMS技术非常落后，影像质量差；已经开始淘汰非晶硅氧化钆工艺成本较低，但综合技术水平比碘化铯板差碘化铯成像速度、影像质量、工作效率等综合水平教高。非晶硒工艺成本较低，对入射X线吸收不佳，温度适应性差、成像速度及稳定性等综合技术水平较非晶硅平板差。但对软组织成像分辨率较好。2、X射线成像知识-数字成像特点1.选择正确的投照体位2.测量被照部位的厚度3.根据投照部位选择合适的胶片4.标记、摆位：X线管、被照机体和片盒三者在一条线上5.选好曝光条件：kvp、mA、s、FFD6.动物安静时曝光3、摄影技术-摄影步骤3、摄影技术-暗室技术（手洗）1.暗室防光：安全灯（红灯）15w2.暗室布置：分为干区和湿区3.X线胶片冲洗过程：显影（18—20℃，5分钟），水