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中生网 > 仪器设备 > 仪器介绍 > X线成像原理与设备特点

X线成像原理与设备特点

更新:2007年05月21日 阅读次数: 【字体:
三、X线成像设备
X线机包括X线管及支架、变压器、操作台以及检查床等基本部件。60年代以来,影像增强和电视系统技术的应用,使它们逐渐成为新型X线机的主要部件之一。为了保证X线摄影质量,新型X线机在摄影技术参数的选择、摄影位置的校正方面,都更加计算机化、数字化、自动化。为适应影像诊断学专业的发展,近30多年来,除通用型X线机以外,又开发了适用于心血管、胃肠道、泌尿系统、乳腺及介入放射、儿科、手术室等专用的X线机。
技术设备改进与检查方法的新进展简介
X线诊断学近30年来,由于物理学、药理学、医学生物工程及电子工业的发展,促进X线诊断机硬件的改善,从而获得新的影像,促进诊断学的发展。
1.大功率X线机、配备影像增强器及影像转化装置  X线机的基本结构为高压发生器、X线球管及控制台上三大部件。由于高压发生器及X线球管结构改进,使得球管能量(即功率)加大,可达100KV(Kilowatt),同时球管焦点微小(0.1—0.3mm,甚至0.05 mm),故摄取照片采用高mA短时间曝光,X线摄像对比好,清晰度强。现在常用1000、1250或2000mA大型X线机作特殊检查及造影检查。
近代X线机常配备影像增强器(Image intensifier,简称Ⅱ)及电视设备(Television,简称TV)。电视屏幕上影象亮度很大,能显示较小的病灶,比普通透视优越。操作可在比较明亮的机房或传送到其它房间内察看,后者称为隔室遥控检查,工作人员可避免射线的照射。有时还配备荧光缩影、磁带录象(Video-tape)及电影(Cine-radiography)装置,将影像记录留存,及时拍照脏器病变及功能变化,便于分析研究及会诊示教之用。上述荧光缩影、电视技术(包括录相)和电影照相等称为影像转换装置,多用于胃肠检查,观察心脏搏动,特别是在大功率X线机上配备影像转换装置,对于心脏造影及各种血管造影的诊断准确性有明显的提高。
影像增强器能减少X线用量。未配备Ⅱ的普通透视,X线球管需发射3~5mA才能达到诊断要求;而配备Ⅱ后,X线球管只须发射0.3 ~0.5mA,不仅合乎诊断要求,而且亮度比普通透视高。因此,Ⅱ既能减少球管损耗,又能降低患者及工作人员所接受的X线辐射剂量。
四、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(Radiography)  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:为碘化钠,有效浓度为12.5%,价格低,易配制,用于逆行肾盂造影、膀胱造影及手术后胆道造影。缺点为刺激性大,不宜多用。目前,几乎不用。
B、有机碘化物:种类多,用途广。由于其排泄径路不同,又分为两大类。其一,进入体内后经肝细胞分泌至胆管再进入胆囊,故用于胆囊造影或胆管造影。此类有两种造影剂:一是碘番酸(Acidum Iopanoicum)片剂;吡罗勃定(Biloptin)胶囊,用作口服法胆囊造影,另一是50%胆影葡胺(Meglumine iodipamide),用作静脉法胆管造影。其二,有机碘通过肾脏排泄,用于各部位血管造影、心脏造影及静肾盂造影。此类造影剂也有两种:一为离子型造影剂,国内普遍使用,产品为60—70%泛影葡胺(Meglumine diatrizoate)及异泛影葡胺(Meglumine iothalamate),后者又称康锐(Conray)。两者皆含有阳离子(葡甲胺离子或钠离子)与阴离子(有机碘酸离子)。另一为非离子型影剂,不含离子,不带电,其产品有碘笨六醇(Iohexol)、甲泛醣胺(Metrizamide)、以及优维显(Iopromide或Uitravist)。非离子型造影剂较离子型造影剂具有更多的优点,但由于经济价值高,尚不能普遍应用。
低密度造影剂含空气、氧气及二氧化碳等。多用于器官腔内或组织间隙内造影,如气腹造影、腹膜后充气造影及关节造影等。气脑造影及脑室造影由于CT检查的开展已很少采用。
2.引入途径  分直接引入法与生理积聚两种形式。
(1)直接引入法:又分为两种途径;其一是经自然通道口引入造影剂至相应的某器官,如从口腔或肛门引入钡剂行胃道钡餐或钡灌肠检查;经鼻腔(或口腔)插管至气管注射碘油行支气管造影;经尿道逆行插管注射碘水至尿道或/和膀胱是为尿道或/和膀胱造影,需要时可将导管再引入输尿管作逆行肾盂造影;经阴道插管至子宫腔内注射碘剂称为子宫输卵管造影;还有经病变或手术形砀瘘道引入造影剂,为瘘道造影或术后胆管造影等。其二是经皮肤穿刺,自针管或联结导管注射造影剂,引入与外界隔离的腔道或器官内,如各种血管造影、心脏造影、气脑造影及脑室造影等。
(2)生理积聚或生理排泄法:经口服或静脉注射造影剂,利用该造影剂具有选择性经某脏器生理聚积或排泄,暂时停留于管道或内腔使之显影,例如口服胆囊造影,静脉肾盂造影等。
3.造影前准备和造影反应的处理 
为使造影检查顺利进行并获得预期效果,造影前对病人的预先准备工作显得重要。各器官的造影前准备工作在相应地章节介绍,此处着重介绍有关碘制剂造影前应注射事项:(1)查询患者有无造影的禁忌证如碘过敏、心肾严重疾病。(2)向患者解释造影的程度以求得合作。(3)作碘过敏试验,将拟用的造影剂1.0ml经静脉注入,观察15min内有无不良反应—轻者,表现为周身灼热感、恶心、呕吐、荨麻疹等;重者,反应为心血管、中枢神经系统及呼吸功能障碍,如休史、惊厥、喉头水肿及呼吸循环衰竭等。严重反应致死者极其少见,如无上述反应,才能做造影。过敏试验虽有一定的参考意义,但实践中也有作试验时无症状,而在造影时却发生反应。因此,每次注射碘剂时应准备好急救药品以防不测。如果在造影过程中出现严重症状时,应立即终止造影并进行抗过敏、抗休史和其它对症治疗。若有心脏停搏则需立即进行心脏按摩术等。
关键词:X线
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