放射诊断学第一章绪论——第一节X线检查的基本原理和方法 第一章　绪论临床放射学（Clinical Radiology）含X线诊断学及放射治疗学。X线诊断学（Diagnostic Roentgenology）是应用X线特性，通过人体后在透视荧光屏或照片上显示正常和异常的影像，结合基础医学和临床医学的知识，加以分析、归纳，作出诊断的一种科学。它不仅用以诊断疾病，还可以观察临床的治疗效果，亦可以用于预防医学，如体检、防痨、肿瘤、职业病和地方病等的普查防治。X线诊断学是本门课程的主要内容。放射治疗学（Radiotherapeutics）包括X射线、60钴及电子加速器等治疗机，应用其物理特性对身体各部位的肿瘤进行治疗的一种科学，将在本讲义第八章进行简要介绍。近十年来由于电子科学进展，显像手段多样化，临床放射学的诊断部分得到许多扩充，影像诊断不只限于X线诊断，还包括超声，γ闪烁摄影、CT、MRI等，综合称为影像诊断（Imagediagnosis），亦称医学影像学（Medical imagiology）。第一节　X线检查的基本原理和方法　　一、X线的特性X线是一种波长很短的电磁波，是一种光子，诊断上使用的X线波长为0.08－0.31埃（埃A=10-8cm），X线有下列持性（主要应用于医学方面）：　　（一）穿透性X线能穿透一般可见光所不能透过的物质，包括人体在内。其穿透能力的强X线的波长以及被穿透物质的密度与厚度有关。X线波长愈短，穿透力就愈大；特质密度愈低，厚度愈薄，则X线愈易穿透。在实际工作中，常以通过球管的电压伏值（Kilovolt，KV）的大小代表X线的穿透性（即X线的质），而以单位时间内通过X线的电流（milliampere，mA）与时间的乘积代表X线的量。　　（二）荧光作用X线波长很短，肉眼看不见，但照射在某些化合物（如钨酸钙，硫氧化钆等）被其吸收后，就可发生波长较长且肉眼可见的荧光，荧光的强弱和所接受的X线量多少成正比，与被穿透物体的密度及厚度成反比。根据X线的荧光作用，利用以上化合物制成透视荧光屏或照相暗匣里的增感纸，供透视或照片用。　　（三）感光作用X线和日光一样，对摄影胶片有感光作用。感光强弱和胱片接受的X线量成正比。胶片涂有溴化银乳剂，感光后放出银离子（Ag+），经暗室显影定影处理后，胶片感光部分因银离子沉着而显黑色，其余未感光部分的溴化银被清除而显出胶出本色，亦即白色。由于身体各部位组织密度不同，胶片出现黑—灰—白不同层次的图像，这就是X线照相的原理。　　（四）电离作用及生物效应X线或其它射线（例如γ线）通过物质被吸收时，可使组成物质的分子分解成为正负离子，称为电离作用，离子的多少和物质吸收的X线量成正比。通过空气或其它物质产生电离作用，利用仪表测量电离的程度就可以计算X线的量。同样，X线通过人体被吸收，也产生电离作用，并引起体液和细胞内一系列生物化学作用，使组织细胞的机能形态受到不同程度的影响，这种作用称为生物效应。X线对人体的生物效应是应用X线作放射治疗的基础。另外，在实施X线检查时，对检查者与被检查者进行防护措施亦基于此理。　　二、密度对比概念和影像形成原理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线量透过的X线量X线影象透视		照片	骨、钙化灶高多少暗白软组织、液体稍低稍少稍多较暗灰脂肪更低更少更多较亮深灰气体最低最少最多最亮黑同样，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）。三、X线检查方法　　（一）普通检查是应用身体的自然对比进行透视或照相。此法简单易行，应用最广，是X线诊断的基本方法。　　1.透视（Fluoroscopy）　使X线透过人体被检查部位并在荧光屏上形成影像，称为透视。透视一般在暗室内进行，检查前必须做好暗适应，带深色眼镜并有暗室内适应一段时间。透视的优点是经济，操作简便，能看到心脏、横膈及胃肠等活动情况，同时还可转动患者体位，作多方面观察，以显示病变及其特征，便于分析病变的性质，多用于胸部及胃肠检查。缺点是荧光影象较暗。细微病变（如粟粒型肺结核等）和密度、厚度较大的部位（如头颅、脊椎等）看不太清楚，而且，透视仅有书写记录，患者下次复查时不易做精确的比较。2.照相（Radio graphy）　亦称摄影。X线透过人体被检查的部位并在胶片上形成影像，称为X线照相，胶片曝光后须经显影、定影、水洗及晾干（或烤干）等步骤，操作复杂，费用较贵。照片所见影像比透视清楚，适用于头颅、脊椎及腹部等部位检查。照片还可留作永久记录，便于分析对比、集体讨论和复查比较。但照片不能显示脏器活动状态。一张照片只反映一个体位（体位即照相位置）的X线征象，根据病情和部位，有时需要选定多个投照体位。照相体位：X线检查时，患者位于胶片（或荧光板、影像增强器、下同）与球之间，身体位置与胶片、球管的关系，称为体位。　　体位的名称，通常按两种方法命名：（1）按X线进行的方向命名：X线玩管位于检查部位的后面，胶片位于其前面，X线由后向前投照，故称为后前位。反之，X线由前向后投照，则称为前后位。（2）按接近胶片的部位命名：某些部位检查时（例如心脏、脊椎等），须作斜位检查。以胸部为例，使旋转成右肩前方贴近胶片，则称为右前斜位；反之，如左肩前方贴近胶片，则称为左前斜位。侧位投照亦然，依被检部位的某一侧贴近胶片命名，例如左例位和右侧位等。　　（二）特殊缩影1.断层缩影（Photofluorography）是在暗箱装置内，用快速照相机把荧光屏上的影像摄成70mm或100mm的缩小照片。这种照片的工作效率比透视高、费用低，还可减少接受放射线的剂量。机器可装成流动式，直接到部队、工厂、学校、农村，为广大工农兵作胸部体检。2.断层缩影（Tomography）又称分层照相或体层照相。是应用一种特殊装置专照某一体层的影像，使该层影像显示清楚，而不在此层的影像模糊不清，这就可以避免普通照片上各层影像彼此重迭混淆的缺点。断层照相常用于检查肺内包块、空洞及大支气管情况；此外，还可用于其它部位的检查。根据照相时X线球管转动的形式（即轨迹），断层照相分为几种。最常用的是直线式断层照相，设备简单，装置容易。另一种是多轨迹断层照相，除直线外，还有大圆、小圆、椭圆和梅花及螺旋形等轨迹，其优点是避免直线断层照片上纵行线条状影，且显示细微结构较好，既能取得薄层又能取得厚层影像，其中薄层照相对复杂微细结构（如中耳、内耳），能获得清晰的影像。3. 钼靶软X线照相（Molybdenum target radiography）　X线束含有不同的波长，线束波在长短决定于X线球管阳极靶面金属材料的原子序数。绝大多数的X线球管都使用钨靶，钨的原子序数为74，能产生短波射线（硬线）多，穿透力强，适用于身体各部位的X线照相，但对于较薄的部位（如手指），特别是软组织，影像效果没有钼靶好。钼的原子序数为42，能产生长波射线（软线）多，穿透力强，适用于软组织X线照相，尤其多用于乳腺疾病的诊断。4. 放大照相（Magnification radiography）摄影时增加照相部位与胶片间的距离，使投照的影像放大，称为放大照相。为着使放大后的影像不致模糊失真，必须使用0.3mm以下的微焦点球管，使X线束窄小，从而获得病变放大后的清晰影像。此法可用于显示矽肺结节，对早期诊断有帮助，亦可用于显示骨骼的细微结构及早期破坏灶。5. 高电压照相　亦称高仟伏相，是指用120KV以上的电压拍照X线照片。1常用120～150KV.其优点是X线穿透力强，以胸部照片而论，如被锁骨、肋骨或纵膈遮蔽的病灶容易显见；胸水或胸膜增厚遮蔽的肺部病灶也能够看到。　　（三）造影检查前已述及人体内有些器官与组织缺乏自然对比，须引入造影剂形成密度差异以下扼要叙述常用的造影剂与检查方式。　　1.造影剂及其种类　高密度造影剂含钡剂、碘制剂等。　　钡剂（Barium）：使用医用硫酸钡，作钡餐与钡灌肠检查；或制成钡胶浆用于支气管造影检查。　　碘制剂及分油剂与水剂、片剂（丸剂）等。（1）油剂：A、碘化油（Oleum Iodinatum）是碘与植物油结合的机碘化物，无色或淡黄色，不溶于水，能与水分散乳化。浓度40%的碘化油，用于支气管造影、瘘道造影、脓腔造影及子宫输卵管造影。乳化之碘化油可用作肝癌之栓塞剂。碘化油如有游离磺分支，其色变为棕红色，则不可使用。B碘苯酯（Iophendylatum）无色或淡黄色油状液体，不溶于水，粘稠度比碘油低，适用于脊髓造影及脑室造影。　　（2）水剂：又分无机磺化物与有机碘化物（含离子型造影与非离子型造影剂）。A、无机碘化物：为磺化钠，有效浓度为12.5