X線檢查的基本原理和方法

1、X線檢查的基本原理和方法放射沙龍一一數(shù)萬放射科醫(yī)生都在關(guān)注的微信平臺，回復(fù)日期(工作日哦)如140411,即可收聽當(dāng)日的資訊，回復(fù)“會議”即可查詢7月份放射學(xué)術(shù)會議預(yù)告。回復(fù)“01”、“02”“03”即可查詢放射沙龍熱文榜單。臨床放射學(xué)(ClinicalRadiology)含X線診斷學(xué)及放射治療學(xué)。X線診斷學(xué)(DiagnosticRoentgenology)是應(yīng)用X線特性，通過人體后在透視熒光屏或照片上顯示正常和異常的影像，結(jié)合基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)的知識，加以分析、歸納，作出診斷的一種科學(xué)。它不僅用以診斷疾病，還可以觀察臨床的治療效果，亦可以用于預(yù)防醫(yī)學(xué)，如體檢、防跨、腫瘤、職業(yè)病和地方病等的普

2、查防治。X線診斷學(xué)是本門課程的主要內(nèi)容。放射治療學(xué)(Radiotherapeutics)包括X射線、60鉆及電子加速器等治療機(jī)，應(yīng)用其物理特性對身體各部位的腫瘤進(jìn)行治療的一種科學(xué)，將在本講義第八章進(jìn)行簡要介紹。近十年來由于電子科學(xué)進(jìn)展，顯像手段多樣化，臨床放射學(xué)的診斷部分得到許多擴(kuò)充，影像診斷不只限于X線診斷，還包括超聲，丫閃爍攝影、CTMRI等，綜合稱為影像診斷（Imagediagnosis）,亦稱醫(yī)學(xué)影像學(xué)（Medicalimagiology）。第一節(jié)X線檢查的基本原理和方法一、X線的特性X線是一種波長很短的電磁波，是一種光子，診斷上使用的X線波長為0.080.31埃（埃A=10-200p

3、x）,X線有下列持性（主要應(yīng)用于醫(yī)學(xué)方面）（一）穿透性X線能穿透一般可見光所不能透過的物質(zhì)，包括人體在內(nèi)。其穿透能力的強(qiáng)X線的波長以及被穿透物質(zhì)的密度與厚度有關(guān)。X線波長愈短，穿透力就愈大；特質(zhì)密度愈低，厚度愈薄，則X線愈易穿透。在實際工作中，常以通過球管的電壓伏值（Kilovolt,KV）的大小代表X線的穿透性（即X線的質(zhì)），而以單位時間內(nèi)通過X線的電流（milliampere,mA）與時間的乘積代表X線的量。（二）熒光作用X線波長很短，肉眼看不見，但照射在某些化合物（如鴇酸鈣，硫氧化軋等）被其吸收后，就可發(fā)生波長較長且肉眼可見的熒光，熒光的強(qiáng)弱和所接受的X線量多少成正比，與被穿透物體的密度

4、及厚度成反比。根據(jù)X線的熒光作用，利用以上化合物制成透視熒光屏或照相暗匣里的增感紙，供透視或照片用。（三）感光作用X線和日光一樣，對攝影膠片有感光作用。感光強(qiáng)弱和胱片接受的X線量成正比。膠片涂有澳化銀乳劑，感光后放出銀離子（Ag+）,經(jīng)暗室顯影定影處理后，膠片感光部分因銀離子沉著而顯黑色，其余未感光部分的澳化銀被清除而顯出膠出本色，亦即白色。由于身體各部位組織密度不同，膠片出現(xiàn)黑一灰一白不同層次的圖像，這就是X線照相的原理。（四）電離作用及生物效應(yīng)X線或其它射線（例如丫線）通過物質(zhì)被吸收時，可使組成物質(zhì)的分子分解成為正負(fù)離子，稱為電離作用，離子的多少和物質(zhì)吸收的X線量成正比。通過空氣或其它物質(zhì)

5、產(chǎn)生電離作用，利用儀表測量電離的程度就可以計算X線的量。同樣，X線通過人體被吸收，也產(chǎn)生電離作用，并引起體液和細(xì)胞內(nèi)一系列生物化學(xué)作用，使組織細(xì)胞的機(jī)能形態(tài)受到不同程度的影響，這種作用稱為生物效應(yīng)。X線對人體的生物效應(yīng)是應(yīng)用X線作放射治療的基礎(chǔ)。另外，在實施X線檢查時，對檢查者與被檢查者進(jìn)行防護(hù)措施亦基于此理。二、密度對比概念和影像形成原理X線影像形成的基本原理，是由于X線的特性和人體組織器官密度與厚度之差異所致，這種密度與厚度之差異稱為密度對比（Contrast）,可分為自然對比和人工對比。（一）自然對比人體各種組織、器官和密度不同；厚度也異，經(jīng)X線照射，其吸收及透過X線量也不一樣。因此，在

6、透視熒光屏上有亮暗之分，在照片上有黑白之別。這是人體自然，亦是固有的密度差別，稱為自然對比。按照人體組織密度的高低，依次分為骨骼、軟組織（包括皮膚、肌肉、內(nèi)臟、軟骨）、液體（血液及體液，密度和軟組織相似，X線不能區(qū)別），脂肪和存在人體內(nèi)的氣體。各個不同密度的組織相鄰排列，吸收及透過X線量不同，才產(chǎn)生透視或照片上影像。在人體內(nèi)，胸部和骨骼的自然密度對比最好，透視和普通照片上應(yīng)用最多。凡是密度最大的部份（例如骨骼）吸收X線最多，通過X線量很少，故在照片上顯出白色影像；反之，密度較小的部份（例如空氣或軟組織）在照片上出現(xiàn)黑色影像，止匕外，還應(yīng)注意厚度，如心臟的投影，形成明顯的白色。同樣，如器官和組織

7、有病理變化，改變了原有的密度，出現(xiàn)新的密度差異，產(chǎn)生密度高低不等的影像，也屬于自然對比的范疇。密度分辨率(Densityresolution):使用某種射線設(shè)備，能分辯人體同一部位的兩種以上不同密度的結(jié)構(gòu)，亦即顯出密度差異，從而形成影像。這種能分辨最小的密度差異，稱為某種設(shè)備的密度分辨率。如CT機(jī)就具有高分辨率，在頭顱同一層掃描片中，有分辨出灰質(zhì)與白質(zhì)、腦室、腦池與腦溝等不同結(jié)構(gòu)，而普通X線的密度分辨率則較低，約為510%(二)人工對比人體有些部分，如腹部各臟器，密度大致相同，不具備自然對比的條件，可用對人體無害、密度大或密度小的物質(zhì)，引入被檢查的組織器官或其周圍，造成密度差異，顯出影像，稱為

8、人工對比。形成人工對比的方法稱為造影檢查，引用的物質(zhì)叫做造影劑(Contrastmedium)。三、X線檢查方法(一)普通檢查是應(yīng)用身體的自然對比進(jìn)行透視或照相。此法簡單易行，應(yīng)用最廣，是X線診斷的基本方法。1 .透視(Fluoroscopy)使X線透過人體被檢查部位并在熒光屏上形成影像，稱為透視。透視一般在暗室內(nèi)進(jìn)行，檢查前必須做好暗適應(yīng)，帶深色眼鏡并有暗室內(nèi)適應(yīng)一段時間。透視的優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)，操作簡便，能看到心臟、橫膈及胃腸等活動情況，同時還可轉(zhuǎn)動患者體位，作多方面觀察，以顯示病變及其特征，便于分析病變的性質(zhì)，多用于胸部及胃腸檢查。缺點(diǎn)是熒光影象較暗。細(xì)微病變（如粟粒型肺結(jié)核等）和密度、厚度較

9、大的部位（如頭顱、脊椎等）看不太清楚，而且，透視僅有書寫記錄，患者下次復(fù)查時不易做精確的比較。2 .照相（Radiography）亦稱攝影。X線透過人體被檢查的部位并在膠片上形成影像，稱為X線照相，膠片曝光后須經(jīng)顯影、定影、水洗及晾干（或烤干）等步驟，操作復(fù)雜，費(fèi)用較貴。照片所見影像比透視清楚，適用于頭顱、脊椎及腹部等部位檢查。照片還可留作永久記錄，便于分析對比、集體討論和復(fù)查比較。但照片不能顯示臟器活動狀態(tài)。一張照片只反映一個體位（體位即照相位置）的X線征象，根據(jù)病情和部位，有時需要選定多個投照體位。照相體位：X線檢查時，患者位于膠片（或熒光板、影像增強(qiáng)器、下同）與球之間，身體位置與膠片、球

10、管的關(guān)系，稱為體位。體位的名稱，通常按兩種方法命名：（1）按X線進(jìn)行的方向命名：X線玩管位于檢查部位的后面，膠片位于其前面，X線由后向前投照，故稱為后前位。反之，X線由前向后投照，則稱為前后位。（2）按接近膠片的部位命名：某些部位檢查時（例如心臟、脊椎等），須作斜位檢查。以胸部為例，使旋轉(zhuǎn)成右肩前方貼近膠片，則稱為右前斜位；反之，如左肩前方貼近膠片，則稱為左前斜位。側(cè)位投照亦然，依被檢部位的某一側(cè)貼近膠片命名，例如左例位和右側(cè)位等。（二）特殊縮影1 .斷層縮影（Photofluorography）是在暗箱裝置內(nèi)）用快速照相機(jī)把熒光屏上的影像攝成70mm或100mm的縮小照片。這種照片的工作效率

11、比透視高、費(fèi)用低，還可減少接受放射線的劑量。機(jī)器可裝成流動式，直接到部隊、工廠、學(xué)校、農(nóng)村，為廣大工農(nóng)兵作胸部體檢。2 .斷層縮影（Tomograph/又稱分層照相或體層照相。是應(yīng)用一種特殊裝置專照某一體層的影像，使該層影像顯示清楚，而不在此層的影像模糊不清，這就可以避免普通照片上各層影像彼此重迭混淆的缺點(diǎn)。斷層照相常用于檢查肺內(nèi)包塊、空洞及大支氣管情況；此外，還可用于其它部位的檢查。根據(jù)照相時X線球管轉(zhuǎn)動的形式（即軌跡），斷層照相分為幾種。最常用的是直線式斷層照相，設(shè)備簡單，裝置容易。另一種是多軌跡斷層照相，除直線外，還有大圓、小圓、橢圓和梅花及螺旋形等軌跡，其優(yōu)點(diǎn)是避免直線斷層照片上縱行線

12、條狀影，且顯示細(xì)微結(jié)構(gòu)較好，既能取得薄層又能取得厚層影像，其中薄層照相對復(fù)雜微細(xì)結(jié)構(gòu)（如中耳、內(nèi)耳），能獲得清晰的影像。3 .鋁靶軟X線照相（Molybdenumtargetradiography）X線束含有不同的波長，線束波在長短決定于X線球管陽極靶面金屬材料的原子序數(shù)。絕大多數(shù)的X線球管都使用鴇靶，鴇的原子序數(shù)為74,能產(chǎn)生短波射線（硬線）多，穿透力強(qiáng)，適用于身體各部位的X線照相，但對于較薄的部位（如手指），特別是軟組織，影像效果沒有鋁靶好。鋁的原子序數(shù)為42,能產(chǎn)生長波射線（軟線）多，穿透力強(qiáng)，適用于軟組織X線照相，尤其多用于乳腺疾病的診斷。4 .放大照相（Magnificationra

13、diography）攝影時增加照相部位與膠片間的距離，使投照的影像放大，稱為放大照相。為著使放大后的影像不致模糊失真，必須使用0.3mm以下的微焦點(diǎn)球管，使X線束窄小，從而獲得病變放大后的清晰影像。此法可用于顯示矽肺結(jié)節(jié)，對早期診斷有幫助，亦可用于顯示骨骼的細(xì)微結(jié)構(gòu)及早期破壞灶。5 .高電壓照相亦稱高仟伏相，是指用120KV以上的電壓拍照X線照片。1常用120150KM其優(yōu)點(diǎn)是X線穿透力強(qiáng)，以胸部照片而論，如被鎖骨、肋骨或縱膈遮蔽的病灶容易顯見；胸水或胸膜增厚遮蔽的肺部病灶也能夠看到。(三)造影檢查前已述及人體內(nèi)有些器官與組織缺乏自然對比，須引入造影劑形成密度差異以下扼要敘述常用的造影劑與檢查

14、方式。1 .造影劑及其種類高密度造影劑含鋼劑、碘制劑等。鋼劑(Barium):使用醫(yī)用硫酸鋼，作領(lǐng)餐與領(lǐng)灌腸檢查；或制成鋼膠漿用于支氣管造影檢查。碘制劑及分油劑與水劑、片劑(丸劑)等。(1)油齊J:A、碘化油(Oleumlodinatum)是碘與植物油結(jié)合的機(jī)碘化物，無色或淡黃色，不溶于水，能與水分散乳化。濃度40%勺碘化油，用于支氣管造影、屢道造影、膿腔造影及子宮輸卵管造影。乳化之碘化油可用作肝癌之栓塞劑。碘化油如有游離磺分支，其色變?yōu)樽丶t色，則不可使用。B碘苯酯(Iophendylatum)無色或淡黃色油狀液體，不溶于水，粘稠度比碘油低，適用于脊髓造影及腦室造影。(2)水劑：又分無機(jī)磺化物

15、與有機(jī)碘化物(含離子型造影與非離子型造影劑)。A、無機(jī)碘化物：為磺化鈉，有效濃度為12.5%,價格低，易配制，用于逆行腎盂造影、膀胱造影及手術(shù)后膽道造影。缺點(diǎn)為刺激性大，不宜多用。目前，幾乎不用。R有機(jī)碘化物：種類多，用途廣。由于其排泄徑路不同，又分為兩大類。其一，進(jìn)入體內(nèi)后經(jīng)肝細(xì)胞分泌至膽管再進(jìn)入膽囊，故用于膽囊造影或膽管造影。此類有兩種造影劑：一是碘番酸(Acidumlopanoicum)片劑；毗羅勃定(Biloptin)膠囊，用作口服法膽囊造影，另一是50%巨影葡胺(Meglumineiodipamide),用作靜脈法膽管造影。其二，有機(jī)碘通過腎臟排泄，用于各部位血管造影、心臟造影及靜腎

16、盂造影。此類造影劑也有兩種：一為離子型造影劑，國內(nèi)普遍使用，產(chǎn)品為6070%影葡胺(Megluminediatrizoate)及異泛影葡胺(Meglumineiothalamate),后者又稱康銳(Conray)。兩者皆含有陽離子(葡甲胺離子或鈉離子)與陰離子(有機(jī)碘酸離子)。另一為非離子型影劑，不含離子，不帶電，其產(chǎn)品有碘笨六醇(Iohexol)、甲泛醮胺(Metrizamide)、以及優(yōu)維顯(Iopromide或Uitravist)。非離子型造影劑較離子型造影劑具有更多的缺點(diǎn)，但由于經(jīng)濟(jì)價值高，尚不能普遍應(yīng)用。低密度造影劑含空氣、氧氣及二氧化碳等。多用于器官腔內(nèi)或組織間隙內(nèi)造影，如氣腹造影

17、、腹膜后充氣造影及關(guān)節(jié)造影等。氣腦造影及腦室造影由于CT檢查的開展已很少采用。2 .引入途徑分直接引入法與生理積聚兩種形式。(1)直接引入法：又分為兩種途徑；其一是經(jīng)自然通道口引入造影劑至相應(yīng)的某器官，如從口腔或肛門引入鎖劑行胃道鋼餐或鎖灌腸檢查；經(jīng)鼻腔(或口腔)插管至氣管注射碘油行支氣管造影；經(jīng)尿道逆行插管注射碘水至尿道或/和膀胱是為尿道或/和膀胱造影，需要時可將導(dǎo)管再引入輸尿管作逆行腎盂造影；經(jīng)陰道插管至子宮腔內(nèi)注射碘劑稱為子宮輸卵管造影；還有經(jīng)病變或手術(shù)形碩屢道引入造影劑，為屢道造影或術(shù)后膽管造影等。其二是經(jīng)皮膚穿刺，自針管或聯(lián)結(jié)導(dǎo)管注射造影劑，引入與外界隔離的腔道或器官內(nèi)，如各種血管造

18、影、心臟造影、氣腦造影及腦室造影等。(2)生理積聚或生理排泄法：經(jīng)口服或靜脈注射造影劑，利用該造影劑具有選擇性經(jīng)某臟器生理聚積或排泄，暫時停留于管道或內(nèi)腔使之顯影，例如口服膽囊造影，靜脈腎盂造影等。3 .造影前準(zhǔn)備和造影反應(yīng)的處理為使造影檢查順利進(jìn)行并獲得預(yù)期效果，造影前對病人的預(yù)先準(zhǔn)備工作顯得重要。各器官的造影前準(zhǔn)備工作在相應(yīng)地章節(jié)介紹，此處著重介紹有關(guān)碘制劑造影前應(yīng)注射事項：（1）查詢患者有無造影的禁忌證如碘過敏、心腎嚴(yán)重疾病。（2）向患者解釋造影的程度以求得合作。（3）作碘過敏試驗，將擬用的造影劑1.0ml經(jīng)靜脈注入，觀察15min內(nèi)有無不良反應(yīng)一輕者,表現(xiàn)為周身灼熱感、惡心、嘔吐、尊麻

19、疹等；重者，反應(yīng)為心血管、中樞神經(jīng)系統(tǒng)及呼吸功能障礙，如休史、驚厥、喉頭水腫及呼吸循環(huán)衰竭等。嚴(yán)重反應(yīng)致死者極其少見，如無上述反應(yīng)，才能做造影。過敏試驗雖有一定的參考意義，但實踐中也有作試驗時無癥狀，而在造影時卻發(fā)生反應(yīng)。因此，每次注射碘劑時應(yīng)準(zhǔn)備好急救藥品以防不測。如果在造影過程中出現(xiàn)嚴(yán)重癥狀時，應(yīng)立即終止造影并進(jìn)行抗過敏、抗休史和其它對癥治療。若有心臟停搏則需立即進(jìn)行心臟按摩術(shù)等。（四）技術(shù)設(shè)備改進(jìn)與檢查方法的新進(jìn)展簡介X線診斷學(xué)近30年來，由于物理學(xué)、藥理學(xué)、醫(yī)學(xué)生物工程及電子工業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)X線診斷機(jī)硬件的改善，從而獲得新的影像，促進(jìn)診斷學(xué)的發(fā)展。1 .大功率X線機(jī)、配備影像增強(qiáng)器及影

20、像轉(zhuǎn)化裝置X線機(jī)的基本結(jié)構(gòu)為高壓發(fā)生器、X線球管及控制臺上三大部件。由于高壓發(fā)生器及X線球管結(jié)構(gòu)改進(jìn)，使得球管能量（即功率）加大，可達(dá)100KVKilowatt）,同時球管焦點(diǎn)微?。?.10.3mm,甚至0.05mrr）,故攝取照片采用高mA豆時間日t光，X線攝像對比好，清晰度強(qiáng)?，F(xiàn)在常用1000、1250或2000m秋型X線機(jī)作特殊檢查及造影檢查。近代X線機(jī)常配備影像增強(qiáng)器（Imageintensifier,簡稱n）及電視設(shè)備（Television,簡稱TV）。電視屏幕上影象亮度很大，能顯示較小的病灶，比普通透視優(yōu)越。操作可在比較明亮的機(jī)房或傳送到其它房間內(nèi)察看，后者稱為隔室遙控檢查，工作人

21、員可避免射線的照射。有時還配備熒光縮影、磁帶錄象（Video-tape）及電影（Cine-radiography）裝置，將影像記錄留存，及時拍照臟器病變及功能變化，便于分析研究及會診示教之用。上述熒光縮影、電視技術(shù)（包括錄相）和電影照相等稱為影像轉(zhuǎn)換裝置，多用于胃腸檢查，觀察心臟搏動，特別是在大功率X線機(jī)上配備影像轉(zhuǎn)換裝置，對于心臟造影及各種血管造影的診斷準(zhǔn)確性有明顯的提高。影像增強(qiáng)器能減少X線用量。未配備n的普通透視，X線球管需發(fā)射35mAt能達(dá)到診斷要求；而配備n后，X線球管只須發(fā)射0.30.5mA,不僅合乎診斷要求，而且亮度比普通透視高。因此，口既能減少球管損耗，又能降低患者及工作人員所

22、接受的X線輻射劑量。2 .選擇性心、血管造影（1）選擇性心臟造影（Selectivecardiography）：通過左心或右心導(dǎo)管將高濃度有機(jī)碘溶液注入某心腔內(nèi)，稱為選擇性心腔造影，由于心臟搏動快及血液稀釋作用，這種造影必須配備高壓快速注射和快速換片裝置。近年來，由于使用大功率雙向球管同時投照正側(cè)位照片，并結(jié)合電視、錄像及電影設(shè)備從從而提高影像質(zhì)量。（2）選擇性血管造影（Selectiveangiography）:采用頂端有不同彎度形狀的特異導(dǎo)管，經(jīng)皮穿刺（多穿刺股動脈），送入特定血管內(nèi)，注射有機(jī)碘溶液（多用泛影葡胺），稱為選擇性血管造影，這種造影應(yīng)該范圍極其廣泛，如冠狀動脈造影、經(jīng)頸動脈腦血

23、管造影、椎動脈造影以及腹主動脈各分支之造影（含腹腔動脈、腸系膜上動脈、腸系膜下動脈、腎動脈等），還有其它血管等。各種造影對診斷臟器腫瘤及血管性病變（如栓塞、出血）皆有明顯幫助，亦是開展介入放射學(xué)的基礎(chǔ)。3 .數(shù)字減影血管造影（Digitalsubtractionangiography,DSA)DSA雖化血管造影的分辨率，顯示細(xì)小血管，是促進(jìn)醫(yī)學(xué)影像學(xué)發(fā)展的手段之一。DSA分為兩種：(1)靜脈數(shù)字減影血管造影(IntravenousDSA,IV,DSA)DSA極大地強(qiáng)化動脈內(nèi)低濃度造影劑的影像，故靜脈注射造影劑能使周身大部分動脈較好地顯影。此法稱為IvDSAIVDSA勺優(yōu)點(diǎn)是比動脈插管創(chuàng)傷性大，

24、操作簡易。缺點(diǎn)是需要增加造影劑的用量，以增大血管內(nèi)碘濃度，致使其應(yīng)用仍有限制，不能取代動脈插管法。(2)動脈數(shù)字減影血管造影(IntraarterialDSA,IADSA；通過動脈插管將導(dǎo)管直接送至特定部位前的動脈(見下述優(yōu)點(diǎn))，注射造影劑照相。經(jīng)數(shù)字減影處理后，形成IADSA影像，其優(yōu)點(diǎn)是，較清晰地顯示動脈小分支。減少造影劑用量，比常規(guī)動脈造影少用50%t影劑。不需要將導(dǎo)管深入插至特定部位的動脈(如同選擇性或超選擇性造影那樣)，例如在鎖骨下動脈注射可顯出椎動脈，在腹主動脈下部注射可顯出腎動脈等等。數(shù)字信息可儲存并適時顯示，有利于介入放射學(xué)的檢查。DSA的限制：血管影象重迭，同一部位多血管相互

25、重迭，故需要多體位投照，例如正側(cè)位同時投照。需要病人密切合作，避免一切隨意的運(yùn)動。DSA有利于顯示小動脈支，但對0.2mm以下的微小血管尚不能顯示。非自主亦即不隨意的運(yùn)動，如吞咽、呼吸、及霓腸蠕動影響圖像清晰度。4 .電子計算機(jī)體層攝影(Computedtomography,簡稱CD是近十年來發(fā)展迅速的電子計算機(jī)和X線相結(jié)合的一項新穎的診斷新技術(shù)。其主要特點(diǎn)是具有高密度分辨率，比普通X線照片高1020倍。能準(zhǔn)確測出某一平面各種不同組織之間的放射衰減特性的微小差異，以圖像或數(shù)字將其顯示，極其精細(xì)地分辨出各種軟組織的不同密度，從而形成對比。如頭顱X線平片不能區(qū)分腦組織及腦脊液，而CT不僅能顯示出腦室系統(tǒng)、還能分辨出腦實質(zhì)的灰質(zhì)與白質(zhì)；如再引入造影劑以增強(qiáng)對比度，對其分辨率更為提高，故而加寬了疾病的診斷范疇，還提高了診斷正確率。但CT也有其限制，如對血管病變，消化道腔內(nèi)病變以及某些病變的定性等。(參考第七章CT檢查與診斷)。5 .磁共振(M