X線成像的基本原理

　　X線之所以能使人體在熒屏上或膠片上形成影像，一方面是基于X線的特性，即其穿透性、熒光效應(yīng)和攝影效應(yīng)；另一方面是基于人體組織有密度和厚度的差別。由于存在這種差別，當(dāng)X線透過人體各種不同組織結(jié)構(gòu)時(shí)，它被吸收的程度不同，所以到達(dá)熒屏或膠片上的X線量即有差異。這樣，在熒屏或X線上就形成黑白對(duì)比不同的影像。

　　因此，X線影像的形成，應(yīng)具備以下三個(gè)基本條件：首先，X線應(yīng)具有一定的穿透力，這樣才能穿透照射的組織結(jié)構(gòu)；第二，被穿透的組織結(jié)構(gòu)，必須存在著密度和厚度的差異，這樣，在穿透過程中被吸收后剩余下來的X線量，才會(huì)是有差別的；第三，這個(gè)有差別的剩余X線，仍是不可見的，還必須經(jīng)過顯像這一過程，例如經(jīng)X線片、熒屏或電視屏顯示才能獲得具有黑白對(duì)比、層次差異的X線影像。

　　人體組織結(jié)構(gòu)，是由不同元素所組成，依各種組織單位體積內(nèi)各元素量總和的大小而有不同的密度。人體組織結(jié)構(gòu)的密度可歸納為三類：屬于高密度的有骨組織和鈣化灶等；中等密度的有軟骨、肌肉、神經(jīng)、實(shí)質(zhì)器官、結(jié)締組織以及體內(nèi)液體等；低密度的有脂肪組織以及存在于呼吸道、胃腸道、鼻竇和乳突內(nèi)的氣體等。

　　當(dāng)強(qiáng)度均勻的X線穿透厚度相等的不同密度組織結(jié)構(gòu)時(shí)，由于吸收程度不同，在X線片上或熒屏上顯出具有黑白(或明暗)對(duì)比、層次差異的X線影像。

　　在人體結(jié)構(gòu)中，胸部的肋骨密度高，對(duì)X線吸收多，照片上呈白影；肺部含氣體密度低，X線吸收少，照片上呈黑影。

　　X線穿透低密度組織時(shí)，被吸收少，剩余X線多，使X線膠片感光多，經(jīng)光化學(xué)反應(yīng)還原的金屬銀也多，故X線膠片呈黑影；使熒光屏所生熒光多，故熒光屏上也就明亮。高密度組織則恰相反

　　病理變化也可使人體組織密度發(fā)生改變。例如，肺結(jié)核病變可在原屬低密度的肺組織內(nèi)產(chǎn)生中等密度的纖維性改變和高密度的鈣化灶。在胸片上，于肺影的背景上出現(xiàn)代表病變的白影。因此，不同組織密度的病理變化可產(chǎn)生相應(yīng)的病理X線影像。

　　人體組織結(jié)構(gòu)和器官形態(tài)不同，厚度也不一致。其厚與薄的部分，或分界明確，或逐漸移行。厚的部分，吸收X線多，透過的X線少，薄的部分則相反，因此，X線投影可有圖1-1-3所示不同表現(xiàn)。在X線片和熒屏上顯示出的黑白對(duì)比和明暗差別以及由黑到白和由明到暗，其界線呈比較分明或漸次移行，都是與它們厚度間的差異相關(guān)的。圖1-1-3中的幾種情況，在正常結(jié)構(gòu)和病理改變中都有這種例子。

　　由此可見，密度和厚度的差別是產(chǎn)生影像對(duì)比的基礎(chǔ)，是X線成像的基本條件。應(yīng)當(dāng)指出，密度與厚度在成像中所起的作用要看哪一個(gè)占優(yōu)勢(shì)。例如，在胸部，肋骨密度高但厚度小，而心臟大血管密度雖低，但厚度大，因而心臟大血管的影像反而比肋骨影像白。同樣，胸腔大量積液的密度為中等，但因厚度大，所以其影像也比肋骨影像為白。需要指出，人體組織結(jié)構(gòu)的密度與X線片上的影像密度是兩個(gè)不同的概念。前者是指人體組織中單位體積內(nèi)物質(zhì)的質(zhì)量，而后者則指X線片上所示影像的黑白。但是物質(zhì)密度與其本身的比重成正比，物質(zhì)的密度高，比重大，吸收的X線量多，影像在照片上呈白影。反之，物質(zhì)的密度低，比重小，吸收的X線量少，影像在照片上呈黑影。因此，照片上的白影與黑影，雖然也與物體的厚度有關(guān)，但卻可反映物質(zhì)密度的高低。在術(shù)語中，通常用密度的高與低表達(dá)影像的白與黑。例如用高密度、中等密度和低密度分別表達(dá)白影、灰影和黑影，并表示物質(zhì)密度。人體組織密度發(fā)生改變時(shí)，則用密度增高或密度減低來表達(dá)影像的白影與黑影。