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医学影像成像理论 · 免费试读

备考精编（系统复习版）（节选）

第三章 模拟 X 线成像

第一节 X 线影像的形成

模拟 X 线成像是传统 X 线成像。是采用传统 X 线摄影、X 线造影、X 线透视、X 线电视等成像技术，将人体的形态学（人体组织器官形态，解剖结构特征等）和功能学（自主、不自主运动状态，生理功能等）等人体信息采集下来，经过模拟方式的 X 线能量传递，能量转换，影像信息保存等，最终以光学影像的形式将 X 线影像显示在照片或荧光屏上的一幅影像。

模拟 X 线成像的最大特点是模拟的 X 线信号量是连续变化的。模拟影像密度值的表现与人体组织密度、厚度和有效原子序数正相关。

模拟 X 线影像的形成可分 3 个阶段。

一、X 线影像信息的形成

模拟 X 线成像长期以来采用 X 线摄影和 X 线透视两种成像模式（图 3-1）。

图3-1 模拟X线成像两种类型

1.X 线影像信息的形成的先决条件 ①具有 X 线源，即由 X 线机产生适合人体 X 线检查的 X 线能量；②摄影参数的选择，每一次检查都必须根据人体的解剖学、生理学和病理学等因素，按照不同的摄影检查位置和技术特点，通过 X 线控制台选择适当的 X 线曝光量（kV、mA、s 等）。

2.X 线影像信息形成的基本原理 是 X 线管发射出来的一束强度大致均匀，具有一定穿透能力的 X 线束，当它射入人体时，与人体发生了吸收和散射过程，使透过人体的 X 线发生了不等量的衰减，形成了 X 线强度分布的不均匀性。

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X线强度在空间分布的不均匀性代表X线影像信息已经形成，即X线束在通过人体时的瞬间已经载有人体的信息成分，X线能量分布的差异记录下人体状态。

二、X线影像信息的采集、传递与转换

X线不能为人眼所识别，必须传递到某种能量转换器（如屏-片系统、荧光屏、影像增强器、X线探测器等信息接收器），由能量转换器中的X线接收介质对X线进行采集后，再转换为可见的二维光强度分布。

最常用的方式是屏-片系统，增感屏（screen）和胶片（film）在X线信息采集、传递过程中分别承担了不同的功能，增感屏接受X线能量并在瞬间将X线转换为荧光；X线胶片通过感光方式，接受增感屏发出的荧光（包括极少量的X线直接曝光），将X线信息以潜影（latent image）的形式保存下来。增感屏在X线摄影中起能量转换介质作用，X线胶片作为记录X线信息介质，具有一次性曝光和影像信息量不可改变的特性。

屏-片系统对X线信息的传递能力主要取决于增感屏对X线信息的采集能力，X线能量的转换能力以及屏-片系统感光匹配性。

三、X线影像的形成与显示

X线影像的形成与显示分成X线照片影像和X线电视图像两种基本模式。此阶段是把不可见的X线影像再现为人眼可见的光密度影像信息。

  1. X线胶片影像 由胶片自动冲洗机按预设的冲洗程序，将含有人体信息的X线胶片经过显影、定影等化学处理过程，将潜影转变成为可见的照片密度影像。

X线照片是一种黑白负片，必须借助X线观片灯，通过透射光将照片的光密度分布转换为光的空间强度分布，形成视觉可见影像。

  1. X线电视影像 是采用影像增强器的荧光输入屏将X线转换为可见荧光，荧光输入屏上的光强度信号由影像增强器放大为亮度很高的可见光图像，再通过摄像机摄取图像并进行光电信号转换，摄像管把光信号转换成视频信号，经过处理为全电视信号，最后在同步信号作用下输送到医用显示器上，还原为X线电视图像。

X线电视影像不仅能快速显示出人体组织结构情况，更重要的是能实时、动态观察人体组织结构的功能状态。X线电视所显示的X线影像，观察条件取

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决于监视器荧光屏亮度、影像对比度、影像清晰度等因素。

X 线电视影像主要缺点是实时观察视野不够大，图像转换过程有变形、失真。

模拟 X 线影像的形成必然经过 X 线产生，X 线摄影，X 线照片影像形成等多个环节，每一个技术环节都可能使最初的 X 线影像信息量发生变化（图 3-2）。在 X 线摄影过程中，必须掌握这些关键的技术环节，最大限度的获取并显示出人体的信息。

X线输出品质 X线对比度 照片对比度 光学对比度

X线源 被检体 屏一片系统 观片系统 影像分析

外电源 人体构成要素 屏一片组合模式 环境光线 知识 X线控制 摄影方式 胶片冲洗方法 人眼视力 经验 X线焦点 摄影条件 观片灯质量 表达 X线滤过 滤线栅 观片距离

图3-2 模拟X线照片影像的形成

第二节 X 线照片

一、医用 X 线胶片

考场背诵速记版（节选）

  1. 影像板：
    三、简答题（共 2 小题，每小题 10 分，共 20 分）

  2. 医学成像技术的分类？

  3. 影响照片密度的因素有哪些？
    医学影像成像原理参考答案

    一、单选 1-5. CBDAC  6-10. ABCDE  11-15. ACACA  16-20. BABCC

    二、名词解释

  4. 计算机 X 线摄影：CR
    是使用可记录并由激光读出 X 线影像信息的 IP 作为载体，经 X 线曝光及信息读出处理，形成数字式平片影像。

  5. 影像板：IP
    CR 成像中作为采集(记录)影像信息的载体。可以重复使用，但没有显示影像的功能。

    三、简答

  6. 半影：
    因为 X 线管焦点是一个面光源，因此在 X 线成像时，影像上会显示出本影之外的影像渐渐变淡的部分，该部分称半影（模糊直径）。

    半影是一个不完满的，环绕在投影四周的不锋利的暗影。

  7. 有效焦点：
    实质焦点在 X 线投射方向上的投影面积称为有效焦点

  8. 计算机 X 线拍照：CR
    是使用可记录并由激光读出 X 线影像信息的 IP 作为载体，经 X 线曝光及信息读出办理，形成数字式平片影像。

  9. 栅比：
    栅比 (R) 是铅条高度 (h) 与铅条间距 (D) 之比。

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    R=H(铅条高度)/D(铅条间距)

  10. 实质焦点：
    阴极灯丝射朝阳极的高速电子流，经聚焦后撞击在阳极靶面上的面积称为实质焦点。

  11. 数字 X 线拍照：DR
    是指计算机控制下，采纳一维或二维的 X 线探测器直接把 X 线影像信息转变为数字信号的技术。

  12. 像素：
    又称像元，指构成图像矩阵中的基本单元。

像素其实是体素在成像时的表现。像素的大小可由像素尺寸表示。

  1. 窗口技术：
    是显示数字图像的一种重要方法。即选择适合的窗宽和窗位来察看图像，使病变部位显然地显示出来。

  2. 窗位：WL
    又称窗水平，是图像显示过程中代表图像灰阶的中心地点。(放大的灰度范围的均匀值，所放大灰度范围的灰度中心值，即显示器所显示的中心 CT 值。)

  3. CT 值：
    CT 影像中每个像素所对应的物质对 X 线线性

均匀衰减量大小的表示。以水的衰减系数作为基准，CT 值定义为将人体被测组织的汲取系数与水的汲取系数的相对值

  1. 体素：
    代表必定厚度的三维空间的人体体积单元称为体素。体素是一个三维的概念。

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  1. 数字减影血管造影：DSA
    是鉴于次序图像的数字减影，其结果是在减影图像中除去了整个骨骼和软组织构造，使浓度很低的对照剂所充盈的血管在减影图中被显示出来，拥有很强的对照度

  2. 窗宽：
    表示数字图像所显示信号强度值的范围。

(图像显示过程中代表所显示信号强度值的范围。)

  1. T2WI：T2 加权像
    以横向驰豫 (自旋 - 自旋驰豫 ) 时间 T2 为权重的磁共振图像。(信号强度主要由 T2 决定的 MR 图像即为 T2WI。)

  2. T1WI：以纵向驰豫时间 T1 为权重的磁共振图像。(信号强度主要由 T1 决定的 MR 图像即为 T1WI)

  3. 回波时间：TE
    MRI 中激发脉冲与产生回波之间的间隔时间称为回波时间。(从 90° RF 脉冲开始至获取回波的时间间隔，即回波时间。)

  4. 医学影像储存与通信系统：
    以高速计算机为基础，以高速网络和通信方式联接各样影像设施，利用大容量储存技术，以数字的方法储存、管理、传递和显示医学影像与有关信息的系统。

三、简答题

  1. 医学成像技术的分类？
    答：现代医学成像按其信息载体能够分为以下几种基本种类：（1）X 线成像（2）磁共振成像（3）超声成像（4）核素成像（5）光学成像（6）红外、超声成像

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  1. 影响照片密度的要素有哪些？
    ① 管电流量 ② 管电压 ③ 拍照距离 ④ 增感屏 ⑤ 被照体厚度及密度

⑥ 胶片的感光度 ⑦ 照片冲刷要素

  1. 增感屏的作用？
    答： ① 可提升胶片的感光能力 ② 缩短暴光时间，减少被照体挪动时机 ③ 减少 X 线管耗费，延伸使用授命 ④ 可使用小焦点，使影象几何学的不锋利度降低 ⑤ 可提升小容量 X 线机的使用范围 ⑥ 增添影象对照度 ⑦ 减少对患者的照耀量

  2. 简述惯例 CT 扫描方式。
    答： (1)单束平移 -旋转方式：

题库训练版（节选）

1.

关于医学影像成像方法的三要素，下列错误的是: A.X 线接收器 B.被检体 C.信息源 D.信息处理器 E.信息载体 答案：D

2.

医学影像成像程序错误的是： A.能量 B.信息信号 C.图像读取 D.检测信号 E.图像形成 答案：C

3.

X 线成像过程中，人体组织结构信息的载体是: A.射频电磁波 B.X 线 C.超声波 D.FPD E.IP 答案：B

4.

下列不属于电磁波的是: A.射频电磁波 B.X 线 C.r 射线 E.超声波 D.紫外线 答案：E

5.

下列不能够影响 X 线穿透力的是： A.高压波形 B.靶面物质的原子序数 C.管电压 D.照射野 E.管电流量 答案：D

6.

X 线的波长、组织密度与穿透力的关系，错误说法是： A.X 线的波长越短，组织密度越高，X 线穿透力越强 B.光子能量越大，X 线的波长越短，穿透物质的能力越强 C.光子能量越小，X 线的波长越长，穿透物质的能力越弱 D.组织密度越低，X 线穿透力越强

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E.组织密度越高，X线穿透力越弱

答案：A

7.

磁共振成像中人体组织结构信息的载体是:

A.X线　　B.超声波　　C.射频电磁波　　D.静磁场　　E.梯度场

答案：C

8.

模拟X线摄影过程的信息接收器是:

A.影像增强器-X线电视　　B.屏-片系统　　C.成像板　　D.平板探测器　　E.探测器

答案：B

9.

CR系统的信息接收器是:

A.影像增强器-X线电视　　B.屏-片系统　　C.成像板　　D.平板探测器　　E.探测器

答案：C

10.

DR系统的信息接收器是:

A.影像增强器-X线电视　　B.屏-片系统　　C.成像板　　D.平板探测器　　E.探测器

答案：D

11.

关于模拟X线成像信息接收器，下列正确的是:

A.胶片　　B.增感屏　　C.IP　　D.FPD　　E.屏-片系统

答案：E

12.

下列关于模拟X线成像的叙述，错误的是：

A.信息载体是X线

B.信息源是人体组织结构

C.X线通过人体组织时是按照指数规律衰减的

D.X线图像像素间距是离散的

E.模拟图像无法直接用计算机加以处理和分析

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答案：D

13.

模拟图像与数字图像的区别，下列错误的是：

A.数字图像的每个图像元素的明暗强度是连续变化的

B.模拟图像是无法直接用计算机加以处理和分析的

C.数字图像中的图像元素称为像素

D.每个像素的明暗程度也并非连续可变

E.数字图像可以直接用计算机加以处理和分析

答案：A

14.

关于数字化描述，错误的是:

A.模拟值经过 A/D 转换器才能转换成数字量

B.把模拟量电压，电流等通过取样转换成数字量

C.把模拟量频率，脉宽等通过取样转换成数字量

D.把模拟量移位，转角等通过取样转换成数字量

E.把模拟量电源，时间等通过取样转换成数字量

答案：E

15.

关于模/数转换描述，错误的是:

A.完成模/数转换的元件是 A/D 转换器

B.把模拟信号转换为数字信号的量化过程

C.把连续的模拟信号赋予相应的数字量

D.模/数转换器可以用 D/A 表示

E.是把图像像素从黑到白的连续灰度分解为不连续的“灰阶”

答案：D

16.

关于数/模转换描述，错误的是:

A.将数字化处理的数字图像转换成模拟影像的过程

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B.把模拟信号转换为数字信号的量化过程 C.把高数的数字量 ( 数字脉冲信号)转换成模拟量 D.完成这种转换的元件是数/模转换器 E.数/模转换器可以用 D/A 表示 答案：B

17.

关于数字图像的优势描述，错误的是: A.数字图像密度分辨率高　　　　　　　B.数字图像可以进行多种后处理 C.数字图像空间分辨率高　　　　　　　D.数字图像可以存储，调阀，传输和拷贝　　　E.数字图像可建立 PACS，实现远程会诊 答案：C

18.

数字图像处理不包括： A.图像的采集、获取、存储和传输　　　B.图像的显影和定影　　　C.图像的变换和增强 D.图像的分类和识别　　　　　　　　　E.图像的恢复和重建 答案：B

19.

关于采样与量化的描述，错误的说法是: A.采样是将模拟图像空间中连续分布的图像元素转换成空间离散分布的像素 B.量化是用离散的数值来近似表示原来连续可变的像素明暗程度的过程 C.采样率越高，单位空间内的像素就越多，越能反映原图像中的细节 D.采样率越高，灰度级别越多，图像质量就越低 E.即量化级别数越多，就越能反映图像的明暗层次及其细微变化 答案：D

全题目阅读版（节选）

1.

下列常用的临床检查方法中无电离辐射的是（ ） A、CT和PET B、超声和CT C、超声和MRI D、CT和MRI E、PET和MRI

2.

X 线信息影像传递过程中，作为信息源的是（ ） A、X 线 B、被照体 C、增感屏 D、胶片 E、照片

3.

X 线胶片特性曲线组成，不包括（ ） A、趾部 B、直线部 C、肩部 D、顶部 E、反转部

4.

摄影时，可以人为控制的运动模糊是（ ） A、呼吸 B、痉挛 C、胃蠕动 D、肠蠕动 E、心脏搏动

5.

与散射线量产生无关的因素是（ ） A、被照体厚度 B、被照体密度 C、被照体姿势 D、照射野面积 E、被照体体积

6.

影响散射线因素的叙述，错误的是（ ） A、物体越厚，产生散射线越少 B、管电压越高，产生散射线越多 C、物体受照面越大，产生散射线越多 D、X 线波长越短，产生散射线越多

7.

X 线照片上相邻两点之间的密度差是（ ） A、密度 B、对比度 C、清晰度 D、锐利度 E、失真度

8.

减小运动模糊的叙述，错误的是（ ） A、需固定肢体 B、缩短曝光时间 C、尽量缩短焦-片距 D、将肢体尽量移近胶片 E、选择运动小的机会曝光

9.

使用增感屏摄影的论述，错误的是（ ） A、影像颗粒性变差 B、增加影像的清晰度 C、增加影像的对比度 D、减少 X 线照射量 E、降低影像的清晰度

10.

X 线影像的转换介质，不包括（ ） A、屏-片系统 B、影像增强器 C、成像板（IP） D、荧光屏 E、滤线栅

11.

构成照片影像的几何因素是（ ） A、失真度 B、对比度 C、颗粒度 D、锐利度 E、密度

12.

胶片密度与曝光量成正比关系的是（ ） A、足部 B、肩部 C、直线部 D、反转部 E、全部

13.

屏-片系统 X 线信息影像传递过程中，作为信息载体的是（ ） A、X 线 B、胶片 C、被照体 D、增感屏 E、显影液

14.

下到哪个不是影响 X 线照片对比度的因素（ ）

A、胶片 γ 值　　　　B、X 线质和量　　　　C、被照体形态 D、增感屏的使用　　　E、冲洗技术

15.

X 线检查程序可以简化为（ ） A、X 线→被照物→信号→检测→图像形成 B、被照物→X 线→信号→检测→图像形成 C、X 线→被照物→检测→图箱像成→信号 D、被照物→X 线→检测→信号→图像形成 E、X 线→被照物→检测→信号→图像形成

16.

增感屏的核心结构是（ ） A、基层　　　　B、荧光体　　　　C、保护层　　　　D、反射层　　　　E、吸收层

17.

DSA 的常用成像方式是（ ） A、时间减影　　　　B、能量减影　　　　C、混合减影　　　　D、体层减影　　　　E、K-缘减影

18.

不属于 X 线摄影条件选择参数的是（ ） A、kV 值　　　　B、被照体形态　　　　C、焦-片距　　　　D、曝光时间　　　　E、mA

19.

减小运动模糊的叙述，错误的是（ ） A、需固定肢体　　　　B、缩短曝光时间　　　　C、尽量缩短焦-片距 D、将肢体尽量移近胶片　　　　E、选择运动小的机会曝光

20.

消除散射线的最有效方法是（ ） A、增加肢-片距　　　　B、减少曝光条件　　　　C、使用滤线栅 D、缩小照射野　　　　E、固有滤过

二、名词解释（共 4 小题，每小题 5 分，共 20 分）

21.

以下常用的临床检查方法中无电离辐射的是 （c）

A、CT 和 PET

B、超声和 CT

C、超声和 MRI

D、CT 和 MRI

E、PET 和 MRI

22.

X 线信息影像传达过程中，作为信息源的是（ b）

A、X 线 B、被照体 C、增感屏 D、胶片 E、照片

23.

X 线胶片特征曲线构成，不包含（ d）

A、趾部 B、直线部 C、肩部 D、顶部 E、反转部

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