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标题: X线影像诊断技术的发展（作者：沈国光） [打印本页]

作者: lintong110 时间: 2005-1-23 10:51
标题: X线影像诊断技术的发展（作者：沈国光）
1　概述
　　x射线(简称x线)具有穿透物体的能力，有感光、荧光和电离作用及热效应，还对生物细胞组织具有抑制、损伤甚至坏死的生物效应。1895年伦琴博士发现x线后，一个多世纪以来人们对x线的产生及其应用，从理论研究到工程开发都进行了大量的工作并且取得了巨大的进展，创造出许多诊断、治疗和科学研究用x线医学影像设备。

　　x线影像诊断技术的发展可分为两个阶段，在x线发现后的前半个多世纪为第一阶段，根据x线对不同物体的穿透能力的差异，人们提出了x线透视和摄影的理论，制造出x线管及其相应的探测器件，开发出第一种x线影像诊断设备——x线机，并不断加以完善，使x线摄影术成为医疗诊断最基本的手段之一。

　　70年代以后为第二阶段，由于物理学、电子学和计算机等学科的迅速发展，一方面x线机得到进一步发展，发明了抗散射格栅、造影剂和影像增强器等技术，另一方面许多新型的x线影像诊断新技术应运而生，如x线计算机辅助断层摄影(x线ct)、数字减影血管造影(dsa)、计算机放射摄影(cr)和数字放射摄影(dr)等。据估计，目前x线图像约占医院中全部图像的80%，显然x线影像诊断技术已成为影像诊断中最重要的组成部分。

　　2　传统x线影像诊断技术

　　传统x线影像诊断技术主要是指采用模拟技术的x线透视和摄影，它由x线机来完成，其基本部件为x线管、高压发生器和探测器件等。x线管按阳级结构分为固定阳极x线管和旋转阳极x线管两种，后者的热容量较大，探测器件则根据用途分为荧光屏和摄影胶片两类。

　　荧光屏可吸收穿透人体组织后的x线光子能量并将其转换为可见光，这种在荧光屏上直接观察被检组织器官图像的方法称为x线荧光透视术。由于荧光屏的转换效率低，故图像的空间分辨率和对比度均较差。

　　摄影胶片则是靠化学乳剂胶片对x线的感光作用来记录穿透人体组织后的x线的强弱分布的，这种方法称为x线摄影术，在单独使用摄影胶片作为探测器时获得的图像质量也很差。

　　为改善这两种探测器形成的图像，针对x线摄影术，人们在胶片的前后两侧各添加一块增感屏，增感屏受x线激发而发出荧光，使胶片的感光量提高一个数量级以上，大大提高了胶片的灵敏度，可获得很好的图像质量，且大幅度减少了摄影所需的x线剂量，延长了x线管的使用寿命，因此增感屏在目前仍然得到普遍的应用。增感屏主要有钨酸钙增感屏和稀土增感屏两类，根据使用的胶片对光谱峰值波长的要求来进行选择。

　　针对x线荧光透视术的缺点，人们发明了影像增强器。这是一种电真空器件，它的转换系数是荧光屏的5000～10000倍，可获得高亮度的输出图像，然后用小片摄影机、电影摄影机或电视摄像机来记录图像，分别组成点片、x线电影和x线电视系统。

　　为了减小x线穿过人体时产生的散射，人们发明了抗散射格栅，使散射x线被抗散射格栅挡住而只有直射x线才可以到达胶片形成影像。为了增强图像中某些组织器管与周围组织之间的对比度，人们发明了对不同组织其吸收系数不同的口服和注射用造影剂。造影剂分为高密度(阳性)造影剂和低密度(阴性)造影剂两种，根据被检器官选择单独使用一种或同时使用两种造影剂。这两种措施的采用使图像清晰度提高很多。

　　3　新型x线影像诊断技术

　　x线ct在1972年的问世标志着x线影像诊断技术的重大突破。x线ct获得的是受x线照射的平面内物体的断层图像，消除了x线机投影像中不可避免的组织器官相互重叠的现象，可以清晰地观察每一断层内组织器官的形态并得到与x线衰减系数相关的ct值。x线ct在医学上对于直观地诊断人体组织器官的病变有着极其重要的意义。

　　二十多年来，x线ct先后发展了五代。除了基本扫描方式上的进步，ct在整机结构、硬件和软件上也取得了长足的进展。首先是从第一代和第二代ct的用电缆供电和传输信息以及180°往复运动扫描发展到第三代和第四代ct用滑环供电和传输信息，实现了360°旋转扫描，提高了扫描速度。其图像质量明显优于前两代，且可用于全身检查，目前在医院中得到广泛的应用。

　　第五代ct彻底摆脱了x线管的机械扫描运动，采用电场偏转x线管中电子束的方向，使其产生的x线束绕人体旋转实现扫描。因此扫描速度极快，达到50m/s，可用于心脏和肺等动态功能检查。但由于价格昂贵和空间分辨率尚不理想等原因，目前还没有得到普及。

　　在探测器和检查床运动方面，人们也采用了一些新的措施。以往的ct都是单层面ct，采用单排探测器，每次扫描只能获得一个层面的图像，现在已有多排探测器的所谓多层面ct问世，一次扫描能同时获得多个层面的图像，多层面ct可选择快速完成扫描或选择更薄的层面以得到更高的分辨率。以往检查床在一次扫描的时间段内保持静止，使ct每次扫描只能获得一个或数个层面的图像，90年代已有检查床在扫描时匀速移动的所谓螺旋ct上市，一次扫描可获得一段距离内人体组织器官的全部信息。根据螺旋ct内探测器的排数，有单螺旋和多螺旋ct之分，由此带来的扫描速度的进一步提高，既可进行三维图像重建，减少器

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