第二节　X线影像的形成

一、X线影像的形成

X线影像是以影像接收器为信息接收介质，形成的反映被照体信息的图案。当X线透过被照体时，由于被照体的吸收、散射而衰减，透过的X线仍按原方向行进（散射线不形成影像），并作用于影像接收器，经影像重建和照片打印形成密度不等的X线影像（图2-1）。

X线影像的形成，利用的是X线的穿透作用、荧光作用、感光作用等特性，以及被照体对X线的衰减特性。X线影像可以看作是X线对通过被照体内部所产生的吸收现象的记录。

X线影像是X线诊断的依据，通过影像观察，对构成影像的点、线等几何图案赋予一定内容，并理解其中的含义，据此做出诊断。重要的是，怎样的点和线可以在X线影像上显示出来，并能为人眼所识别。影像细节的微小变化常与疾病的早期诊断征象有关。因此，X线影像质量实质上就是微小细节的信息传递问题，即影像的清晰度。

影像细节的表现主要取决于构成影像的五大要素：密度（在显示器上表现为亮度）、对比度、锐利度、颗粒度及失真度。前四者为构成影像的物理因素，后者为构成影像的几何因素。

二、X线影像的光密度

用医用观片灯观察X线照片时可以看到黑白相间的影像，这种黑化程度定义为照片影像的光密度，又称为黑化度。若入射光强度为I0，透射光强度为I，则阻光率为I0/I，光密度（D）即是入射光强度与透射光强度之比值的常用对数值，亦即阻光率以10为底的对数值。

用医用观片灯观察X线照片时，观片灯的亮度即为入射光强度，透过X线照片的亮度为透射光强度。从光密度计算公式可知，透射光强度越小，则阻光率越大、光密度越高，在X线照片上表现为越黑，反之亦然。

符合诊断要求的照片应密度适当、影像层次丰富。一幅照片影像的最低密度部分不低于人眼能辨别的最低密度，而影像密度高的部分又能清晰地显示出细节来。人眼对影像密度的识别范围在0.25~2.0之间，此即诊断密度范围。

数字X线影像中的密度或亮度与数字矩阵中的像素值相关，两者的对应关系由对照表来决定。

三、X线影像的颗粒度

（一）颗粒性的定义

对数字X线系统而言，影像密度受后处理参数影响。即无论曝光量大小，影像密度都可以在一定范围内调节，曝光量的影响主要体现在噪声方面，在影像上表现为颗粒性。

所谓颗粒性，是指近距离观察影像时，可以发现整幅影像是由许许多多的小密度（或亮度）颗粒组成，这种粗糙或沙砾状效果称为颗粒性，其物理测定值为颗粒度。

（二）影响颗粒性的因素

影响数字X线影像颗粒性的因素中，最重要的是X线量子斑点。所谓X线量子斑点，是指X线量子的统计涨落在影像上的反映。X线量子冲击到某种影像接收器的受光面时，会像雨点一样激起一个随机的图案，没有任何力量可以使它们均匀地分布在这个表面上。假若X线量子数无限多，单位面积内的量子数就可以看成是处处相等的；若X线量子数很少，则单位面积内的量子数就会因位置的不同而不同，量子密集程度的波动（涨落）遵循统计学规律，故称为X线量子的“统计涨落”（图2-2）。

X线量子斑点导致的噪声称为量子噪声，以往认为占整个X线照片斑点的92%。与适宜照射量相比，低照射量时的X线量子数量相对少，X线量子的密集程度波动大，此时X线照射量是导致噪声的主要原因。

数字X线摄影装置中，影像接收器的光导材料或闪烁发光晶体材料对X线光子的吸收-转换效率以及系统感度对影像颗粒性也有影响。