放射诊断/密度对比概念和影像形成原理

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X线影像形成的基本原理,是由于X线的特性和人体组织器官密度与厚度之差异所致,这种密度与厚度之差异称为密度对比(Contrast),可分为自然对比和人工对比。

(一)自然对比

人体各种组织、器官和密度不同;厚度也异,经X线照射,其吸收及透过X线量也不一样。因此,在透视荧光屏上有亮暗之分,在照片上有黑白之别。这是人体自然,亦是固有的密度差别,称为自然对比。

按照人体组织密度的高低,依次分为骨骼、软组织(包括皮肤肌肉内脏软骨)、液体(血液及体液,密度和软组织相似,X线不能区别),脂肪和存在人体内的气体。各个不同密度的组织相邻排列,吸收及透过X线量不同,才产生透视或照片上影像。在人体内,胸部和骨骼的自然密度对比最好,透视和普通照片上应用最多。凡是密度最大的部份(例如骨骼)吸收X线最多,通过X线量很少,故在照片上显出白色影像;反之,密度较小的部份(例如空气或软组织)在照片上出现黑色影像,此外,还应注意厚度,如心脏的投影,形成明显的白色。

总结自然对比和影像关系,列为下表

人体组织密度差异和X线影象关系表

组织 密度

吸收

X线量UXF医家

透过的UXF医家园
X线量
X线影象
透视 照片
骨、钙化灶
软组织、液体 稍低 稍少 稍多 较暗
脂肪 更低 更少 更多 较亮 深灰
气体 最低 最少 最多 最亮

同样,如器官和组织有病理变化,改变了原有的密度,出现新的密度差异,产生密度高低不等的影像,也属于自然对比的范畴。

密度分辨率(Density resolution):使用某种射线设备,能分辩人体同一部位的两种以上不同密度的结构,亦即显出密度差异,从而形成影像。这种能分辨最小的密度差异,称为某种设备的密度分辨率。如CT机就具有高分辨率,在头颅同一层扫描片中,有分辨出灰质与白质、脑室、脑池与脑沟等不同结构,而普通X线的密度分辨率则较低,约为5~10%。

(二)人工对比

人体有些部分,如腹部各脏器,密度大致相同,不具备自然对比的条件,可用对人体无害、密度大或密度小的物质,引入被检查的组织器官或其周围,造成密度差异,显出影像,称为人工对比。形成人工对比的方法称为造影检查,引用的物质叫做造影剂(Contrastmedium)。