1、6/1/2022医学影像技术X线成像基础理论一线成像基础理论一驻马店市卫生学校 医学影像教研室 董战军6/1/2022医学影像技术第一节第一节 X X线焦点及线量分布线焦点及线量分布l一、X线焦点l二、线量分布l三、X线束6/1/2022医学影像技术一、一、X线管焦点线管焦点l 在X线成像系统中,对X线成像质量影响最大的是X线管焦点,焦点的大小除与X线机本身的设计有关外,还与焦点的的投影方位及使用的曝光条件有关。焦点的的大小是X线管成像性能的主要表征之一。6/1/2022医学影像技术(一)概念(一)概念l1、实际焦点及主副焦点l(1)实际焦点:X线管阳极靶面实际接受电子轰击的面积称之为实际焦点
2、。 实际焦点的面积与X线管的功率成正比,其大小取决于聚焦槽的形状、宽度以及灯丝在聚焦槽的位置。6/1/2022医学影像技术(一)概念(一)概念l(2)主焦点与副焦点l主焦点:由灯丝较前面位置发射的电子形成的焦点,其电子密度较大。l副焦点:由灯丝侧面发射出的电子形成 的焦点,其电子密度较小。主副焦点形成电子轨迹6/1/2022医学影像技术X线辐射强度分布6/1/2022医学影像技术(一)概念(一)概念l2、有效焦点及标称值l(1)有效焦点:有效焦点的大小6/1/2022医学影像技术(一)概念(一)概念l阳极倾角用表示,有效焦点与实际焦点的关系是: 有效焦点 absin 其中:a为焦点的宽,b为焦
3、点的长l有效焦点:既旨实际焦点在像面上不同方位的投影。6/1/2022医学影像技术(一)概念(一)概念l(2)有效焦点的标称值: 1982年国际电工委员会(IEC)336号版物上阐述了用无量纲的数字来表示有效焦点的大小,如:2.0、1.0、0.6等,此数字称为有效焦点标称值。6/1/2022医学影像技术(二)焦点的测试(二)焦点的测试l1、针孔照相设备成像法 1962年国际放射委员会及测定委员会(ICRU)规定的方法。只适用于测试大于0.3mm焦点。l2、狭缝照相设备成像法 根据IEC-336呈出版物的要求,确定用狭缝照相成像方法测试焦点的大小。6/1/2022医学影像技术(二)焦点的测试(二
4、)焦点的测试l(1)设备的要求 材料用钨、铼钨合金、铂铱合金或金铂合金等制成。狭缝尺寸的基本要求如图:狭缝尺寸要求6/1/2022医学影像技术(二)焦点的测试(二)焦点的测试l(2)测试方法l1)狭缝照相设备的准直:必须使X线的中心狭缝入射面的中心,中心线与狭缝基准线的夹角小于或等于10-3弧度(rad)。对准直要求6/1/2022医学影像技术(二)焦点的测试(二)焦点的测试l2)狭缝照相设备的位置 焦点与狭缝入射面的距离要求必须大于10cm,影像放大率在规定放大倍数不超过5%。大于10cm设备位置6/1/2022医学影像技术(二)焦点的测试(二)焦点的测试l3)狭缝的方位 在测量焦点的长度时
5、,狭缝的方向必须与X线管长轴方向垂直;测量焦点的宽度时,狭缝的方向必须与X线管的长轴方向平行。X线管长轴球管短轴球管左右方向球管前后方向6/1/2022医学影像技术(二)焦点的测试(二)焦点的测试l4)胶片的位置 胶片必须与狭缝的平面平行,与X线的中心线相垂直。缝-片距与焦-缝距的比值,为焦点的放大率(M)。焦点的放大必须符合下表: 焦点的标称值 放大率(M) F0.4 0.4F1.0 F1.1 M3 M2 M16/1/2022医学影像技术(二)焦点的测试(二)焦点的测试l(3)曝光条件 按下表中规定选取曝光条件,分别摄取焦点在长度方向和宽度方向的照片影像,规定照片的最大密度值在1.01.4之
6、间。 X线管标称电压(KV)曝光条件 管电压 管电流7575150150200 标称电压 标称电流的50% 75KV 曝光时间为0.1s 50%标称电压6/1/2022医学影像技术(二)焦点的测试(二)焦点的测试l(4)焦点的狭缝照片测量 测量出焦点像的长和宽,按下式计算出焦点的长和宽: 像的宽焦点的宽放大率0.7像的长焦点的长放大率6/1/2022医学影像技术(三)(三)X线管焦点成像性能主要参量线管焦点成像性能主要参量 能够反应焦点成像性能的主要参量有:焦点的尺寸(F)、焦点的极限分辨率()、焦点的调制传递函数(MTF)、和焦点的增涨值(B)。l1、焦点的尺寸 式中,F代表焦点尺寸,b代表
7、物-片距,a代表焦-物距。HSHabbH Fa6/1/2022医学影像技术(三)(三)X线管焦点成像性能主要参量线管焦点成像性能主要参量l2、焦点的极限分辨率(1)定义:在规定条件下,不能成像的最小空间频率。即在星形测试卡像面上出现第一个模糊带所对应的空间频率值: 值大时成像性能好。12 d6/1/2022医学影像技术(三)(三)X线管焦点成像性能主要参量线管焦点成像性能主要参量l(2)测试方法l1)测试设备:主要是星形测试卡、摄影设备和胶片。l星形测试卡:厚度为0.03mm0.05mm,顶角必须0.035rad或10-3rad(约2),直径至少为45mm。星形测试卡6/1/2022医学影像技
8、术(三)(三)X线管焦点成像性能主要参量线管焦点成像性能主要参量l2)测试方法:拍摄星卡时,先做好准直,要求基准线与测试卡所成角度必须 10-3rad。调节焦点至星卡(距离大于25cm)和星卡至胶片的距离,使星卡照片的两个方向上测得的最外模糊区尺寸ZW和ZL,应大于和接近影像直径1/3,但不得小于25mm.曝光负载应使显影最大密度值在1.01.4之间。6/1/2022医学影像技术对星卡实验要求星卡大于25cm星卡位置示意图6/1/2022医学影像技术(三)(三)X线管焦点成像性能主要参量线管焦点成像性能主要参量l3)计算方法: 可采用下式: 28.65FLZL(M-1)28.65FWZW(M-
9、1)星卡模糊带测试示意图6/1/2022医学影像技术(三)(三)X线管焦点成像性能主要参量线管焦点成像性能主要参量l3、焦点的调制传递函数(MTF)l(1)定义:是描述X线管焦点这个面光源使肢体成像时肢体组织影像再现率的函数关系。l(2)MTF域值范围: MTF最大值为1,最小值为零,即: 0MTF1MTF1,表示成像系统的输入对比度与输出对比度相等。MTF0,表示成像系统输出对比度为0,即影像消失。6/1/2022医学影像技术(三)(三)X线管焦点成像性能主要参量线管焦点成像性能主要参量l4、焦点的增涨值(B)l定义:B值是描述X线管焦点极限分辨率随负荷条件而相对变化 的量,又称散焦值或晕值
10、。l(1)焦点增涨的观察 以管电压、管电流分别作为参量,观察焦点尺寸的变化。如下表:表2-36/1/2022医学影像技术焦点增涨的观察焦点增涨的观察6/1/2022医学影像技术(三)(三)X线管焦点成像性能主要参量线管焦点成像性能主要参量 管电流2001200mA管电压(KV) 焦点增涨 40 70% 80 30% 120 15% 管电压40KV120KV管电流(mA) 焦点增涨 200 13% 600 55% 1200 67%某X线管1.0焦点随管电流、管电压的变化情况A随管电流情况B随管电压情况6/1/2022医学影像技术(三)(三)X线管焦点成像性能主要参量线管焦点成像性能主要参量l(2
11、)焦点增涨的原因分析l电子间库仑斥力 方向矢量l(3)计算:IEC阐述了这一概念,并用下式表示与计算:B50/100l50表示用表2-6规定的负载因素所测得焦点的极限分辨力;100表示用表2-7规定负载因素所测得的焦点的极限分辨力。6/1/2022医学影像技术表表2-650负载因素负载因素X线管标称电压(KV)曝光条件 管电压 管电流7575150150200 标称电压 50%的额定管电流 曝光时间0.1秒 75KV 同上 50%标称电压 同上6/1/2022医学影像技术表表2-7100负载因素负载因素X线管标称电压(KV)曝光条件 管电压 管电流KV7575KV150150KV200 标称电
12、压 在规定管电压下,曝 光时间为0.1s的最大 管电流 75KV 同上 50%标称电压 同上一般X线焦点的增涨值B1,焦点的增涨值B接近1时,成像性能受负荷条件的影响小。6/1/2022医学影像技术焦点增涨焦点增涨用针孔法摄取的焦点增涨像6/1/2022医学影像技术二、线量分布二、线量分布l(一)焦点面上的线量分布l焦点密度扫描图焦点像宽上的线量分布焦点像长上的线量分布6/1/2022医学影像技术二、线量分布二、线量分布l(二)照射野的线量分布l照射野是指通过X线窗口的X线束入射肢体曝光面的大小。l在照射野上的线量分布是不一样的,用一块厚为1mm的铅板,在上面加工几排平行的针孔,并将些铅板置于
13、焦点和胶片正中。用适当的条件进行曝光,可得到一张多个焦点针孔的照片。如图:6/1/2022医学影像技术二、线量分布二、线量分布l(二)照射野的线量分布l1、焦点的方位性 在平行于X线管长轴方向上,近阳极端有效焦点小,近阴极端有效焦点大。在短轴方向,有效焦点大小对称。焦点方位特性示意图6/1/2022医学影像技术二、线量分布二、线量分布l2、焦点的阳极效应l平行于X线管长轴方向上,近阳极端X线量少,近阴极端的X线量多,线量分布是非对称性的;在X线管短轴方向上,X线量的分布基本上对称相等。X线量空间分布(长轴)X线量空间分布(短轴)6/1/2022医学影像技术三、三、X线束线束l(一)X线束的形状
14、l1、照射野:通过X线管窗口的X线束入射于肢体其曝光面的大小称照射野。l在摄影时将X线照射野调至与被检部位等大,一般情况下,选用的照射野边缘在暗盒边缘内1cm。活动遮线器示意图6/1/2022医学影像技术三、三、X线束线束l2、中心线、斜射线l中心线:X线束中心部分垂直于窗口的那一条射线称中心线,是摄影方向的代表。l斜射线: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。6/1/2022医学影像技术三、三、X线束线束l(二)X线束的能量谱lX线管产生的X线是由两部分组成: 连续X线 标识X线X线束光子能量谱示意图6/1/2022医学影像技术三、三、X线束线束01.24KVmax01.5(二)X线束的能量谱 波长计算公式:m a0.5e n26/1/2022医学影像技术感谢亲观看此幻灯片,此课件部分内容来源于网络,感谢亲观看此幻灯片,此课件部分内容来源于网络,如有侵权请及时联系我们删除,谢谢配合!如有侵权请及时联系我们删除,谢谢配合!