X射线成像基本原理

X射线成像技术是目前临床应用中最传统、最广泛的医学影像技术之一。X射线之所以能使人体在荧屏上或胶片上形成影像，一方面是基于X射线的特性，即其穿透性、荧光效应和摄影效应；另一方面是基于人体组织有密度和厚度的差别。由于存在这种差别，当X射线透过人体各种不同组织结构时，它被吸收的程度不同，所以到达荧屏或胶片上的X射线量有差异。这样，在荧屏或胶片上就形成黑白对比不同的影像^［1］。

人体组织结构由不同元素所组成，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。人体组织结构的密度可归纳为三类：高密度组织，如骨组织和钙化灶等；中密度组织，如软骨、肌肉、神经、实质器官、结缔组织以及体内液体等；低密度组织，如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。当强度均匀的X射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，将出现如图2-1所示的情况。在X射线片上或荧屏上显出具有黑白（或明暗）对比、层次差异的X射线影像。X射线穿透低密度组织时，被吸收少，剩余X射线多，使X射线胶片感光多，经光化学反应还原的金属银也多，故X射线胶片呈黑影；使荧光屏所生荧光多，故荧光屏上也就明亮。高密度组织则恰恰相反。在人体结构中，胸部的肋骨密度高，对X射线吸收多，照片上呈白影；肺部含有气体，其密度较低，X射线吸收少，照片上呈黑影。

图2-1 不同密度组织（厚度相同）与X射线成像的关系

人体组织结构和器官形态不同，厚度也不一致。其厚与薄的部分，或分界明确，或逐渐过渡。厚的部分吸收X射线多，透过的X射线少，薄的部分则相反，在X射线片和荧屏上显示出的黑白对比和明暗差别以及由黑到白和由明到暗，其界线呈比较分明或渐次过渡，都是与它们厚度间的差异相关的。

由此可见，密度和厚度的差别是产生影像对比的基础，是X射线成像的基本条件。应当指出，密度与厚度在成像中所起的作用取决于哪一个占优势。例如，在胸部，肋骨密度高但厚度小，而心脏大血管密度虽低，但厚度大，因而心脏大血管的影像反而比肋骨影像白。同样，胸腔大量积液的密度为中等，但因厚度大，所以其影像也比肋骨影像白。(www.xing528.com)

传统X射线成像方法是将图像记录在胶片上，随着电子技术的发展，影像的数字化技术也已经比较成熟，目前常用的是影像增强管——电视系统，包含影像增强管、光学图像分配系统、一个包括摄像机及监视器的闭路视频系统和辅助电子设备。闭路视频系统采用导线或电缆传输图像，我们可以在正常光线下借助监视器进行观察，也可以用录像带作为X射线影像的永久记录。图2-2是一个比较有代表意义的数字X射线摄影系统。在该系统中，影像增强器输出图像由摄像机采集后送入对数放大器，之后经过模-数转换器，将模拟信号转换为数字信号，并送入图像存储器。所采集的数字图像经过各种处理后可以再经过数-模转换器送到监视器上显示，也可以用各种存储媒体将它们保存起来。整个系统在计算机的控制下协调工作。

图2-2 数字X射线摄影系统

临床采用的X射线检查方法分为普通检查和造影检查两种。普通检查中透视和摄影是最基本的方法，简单易行。造影检查是指用人工方法给某些组织或器官注入吸收系数比周围组织较大或较小的物质（造影剂）来增加它与周围组织的对比度，以提高影像分辨率的方法。