X射線的醫(yī)學(xué)應(yīng)用，鉛眼鏡

1　常規(guī)透視和攝影

 

      由于人體不同組織或臟器對(duì)X射線的吸收效應(yīng)不同,，強(qiáng)度均勻的X射線透過(guò)人體不同部位后的強(qiáng)度是不同的,，透過(guò)人體后的X射線透射到熒光屏上，就可以顯示出明暗不同的熒光像,。這種方法稱為X射線透視術(shù),。如果讓透過(guò)人體的X射線投射到照相膠片上,，顯像后就可以在照片上觀察到組織或臟器的影像，該技術(shù)稱為X射線攝影,。X射線透視或攝影可以清楚地觀察到骨折的程度,、肺結(jié)核病灶、體內(nèi)腫瘤的位置和大小,、臟器形狀以及斷定體內(nèi)異物的位置等。X射線攝影的位置分辨能力和對(duì)比度分辨能力都比較好,，照片還可以永久保存,。X射線透視時(shí)，熒光屏上的影像也可以用膠片記錄下來(lái),，以保存和長(zhǎng)時(shí)間觀察,，但分辨力不及直接攝影，這種方法主要用于普查,。在X射線攝影時(shí),，由于X射線的貫穿本領(lǐng)大，致使膠片上乳膠吸收的射線量不足,。如果在膠片前后各放置一個(gè)緊貼著的熒光屏,，就可以使攝影膠片上的感光量增加許多倍，這個(gè)屏稱為增感屏,。使用增感屏攝影時(shí)可以降低X射線的強(qiáng)度或縮短攝影時(shí)間,，從而減少患者所接受的照射量。人體某些臟器或病灶對(duì)X射線的衰減程度與周圍組織相差很少,，在熒光屏或照片上就不能顯示出來(lái),。一種解決辦法就是給這些臟器或組織注入衰減系數(shù)較大或較小的物質(zhì)來(lái)增強(qiáng)它和周圍組織的對(duì)比，如“鋇餐”,。X射線圖像也可在存儲(chǔ)性磷光板鍍層上生成以取代屏幕-膠片組合,。存儲(chǔ)在磷光體鍍層上的潛在圖像可用激光掃描儀讀出。通過(guò)這種方法,，可獲得數(shù)字X線圖像,，這就是CR技術(shù)。如果X射線照射在由硒做成的檢測(cè)器上,，檢測(cè)器排成矩陣,，就可以直接生成數(shù)字圖像，這就是DR技術(shù),。

 

 

2　數(shù)字減影血管造影（DSA）

 

      通常血管吸收的射線和周圍的組織一樣多,，故難以在X線圖像中分辨出來(lái)。通過(guò)在血管中注入對(duì)比劑可看到這些血管,，因?yàn)閷?duì)比劑含有能吸收X線的碘,。但當(dāng)骨骼存在時(shí),，血管中對(duì)比劑引起的反差在骨骼存在的部位很難分清，因?yàn)槿庋鄄荒軝z測(cè)小于3%的反差,。故有必要利用一種過(guò)程增強(qiáng)反差,，這種過(guò)程稱血管數(shù)字減影（DSA）。

 

      在此過(guò)程中,，原來(lái)的X線陰影圖像仍在影像增強(qiáng)器的幫助下獲得,，然后把來(lái)自電視攝像機(jī)的信號(hào)數(shù)字化后存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中。接著將對(duì)比劑注入靜脈,，重復(fù)前法再一次獲得圖像并數(shù)字化后存儲(chǔ),。應(yīng)用對(duì)比劑以前的圖像稱為掩模，通過(guò)圖像處理器把對(duì)比劑注射后的圖像減去掩模,，則生成的圖像僅包含掩模中沒(méi)有的信息,，也即對(duì)比劑位置的信息。由于對(duì)比劑充滿血管,，所以最終的分布圖像中只顯示血管,；骨骼影像的干擾則在減影過(guò)程中被除去。

 

 

　　然而當(dāng)病人移動(dòng)時(shí),，DSA的圖像質(zhì)量會(huì)下降,。通過(guò)適當(dāng)?shù)能浖绦颍稍谀撤N程度上糾正此種偏移,。此種程序可以通過(guò)與相鄰圖像最大程度相關(guān)的方法移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)掩模,，從而消除由于運(yùn)動(dòng)引起的偽影。由于對(duì)比劑以小團(tuán)形式注入,，最初的減影圖像中通常先見(jiàn)到血管樹(shù)的近端部分,，在隨后的減影圖像中可看到更多的末梢部分。通過(guò)合適的軟件,，可創(chuàng)建整個(gè)血管樹(shù)的圖像,。

 

 

　　由于圖像以數(shù)字格式表示，故除了圖像可視化以外,，還可測(cè)量圖像,。如可測(cè)量某些細(xì)節(jié)的大小，獲得血管的狹窄程度或分析心肌的運(yùn)動(dòng)等,。

 

 

3　X—CT

 

 

　　X射線計(jì)算機(jī)輔助斷層掃描成像裝置,，簡(jiǎn)稱X—CT機(jī)。它通過(guò)X射線管環(huán)繞人體某一層面的掃描,，利用探測(cè)器得到從各個(gè)透過(guò)該層面后的射線強(qiáng)度值,，利用計(jì)算機(jī)及圖像重建原理，獲得該層面的圖像。當(dāng)穿透人體的X射線經(jīng)組織吸收后,，投射部分的強(qiáng)度可用探測(cè)器接收,，其信號(hào)強(qiáng)弱決定于人體組織的密度。不同的信號(hào)強(qiáng)度反映不同組織的特性,，也就是衰減系數(shù)不同,，于是把衰減系數(shù)值作為一種成像參數(shù)。所以,，一幅X—CT圖像實(shí)際上是反映層面X射線衰減系數(shù)的空間分布,。如何求得層面中每一個(gè)體素的衰減系數(shù)值，是X—CT基本原理的關(guān)鍵,。圖像重建的數(shù)學(xué)方法主要有：聯(lián)立方程法,，反投影法，濾波反投影法,，二維傅里葉變換法，卷積反投影法及迭代法等,。計(jì)算機(jī)按照一定的圖像重建方法,，經(jīng)快速運(yùn)算得到層面?zhèn)€體素的相對(duì)值，這些原始數(shù)據(jù)再由計(jì)算機(jī)按層面體素矩陣與CRT象素矩陣一一對(duì)應(yīng)進(jìn)行排列組合及數(shù)學(xué)處理,，得出可在熒光屏上顯示圖象的數(shù)據(jù),。

 

 

　　像素的CT值：一幅X—CT的圖像是由一定數(shù)量由黑到白的不同灰度小方塊，按矩陣排列方式組成,，這些小方塊稱為像素,，其灰度與觀測(cè)層面相對(duì)應(yīng)體素的衰減系數(shù)大小有關(guān)。單在圖像重建過(guò)程中,，并不直接運(yùn)用衰減系數(shù)來(lái)進(jìn)行處理,，而是應(yīng)與此有關(guān)且能表達(dá)組織密度的合適數(shù)值來(lái)反映，這一數(shù)值較像素的CT值,。實(shí)際上,，它是將待檢體的衰減系數(shù)與水的衰減系數(shù)作為比值計(jì)算，并以骨和空氣的衰減系數(shù)分別作為上下限進(jìn)行分度,。

 

 

　　窗口技術(shù)：人體組織的CT值范圍大致可分為2000個(gè)等級(jí),，但人眼無(wú)論如何已分辨不出如此微小的灰度差別。為了提高圖像的分辨率,，在CT成像中,，常把感興趣的部分的對(duì)比度增強(qiáng)，無(wú)關(guān)緊要部位的對(duì)比度壓縮,，使CT值差別小的組織能得到分辨,，這一工作稱為窗口技術(shù)。即把某一段CT值擴(kuò)大到整個(gè)CRT的灰度等級(jí)。常用窗寬表示CRT所顯示的CT值范圍,；用窗位表示CRT所顯示的中心CT值位置,。窗寬的上限和下限所包含的范圍叫窗口。

 

 

4　治療

 

 

　　X射線在臨床上的應(yīng)用除診斷之外,，還可用于治療,。特別是對(duì)惡性腫瘤的治療，其歷史較長(zhǎng),，效果也不錯(cuò),。其治療機(jī)制是，X射線通過(guò)人體組織能產(chǎn)生電離作用,、康普頓散射及生成電子對(duì),，由此可誘發(fā)出一系列生物效應(yīng)。研究表明,，X射線對(duì)生物組織有破壞作用,，尤其是對(duì)于分裂活動(dòng)旺盛或正在分裂的細(xì)胞，其破壞能力更強(qiáng),。用于治療的X射線設(shè)備有兩種,，即普通X射線治療機(jī)和“X-刀”。普通治療機(jī)與常規(guī)X射線機(jī)的結(jié)構(gòu)基本相同,，只是X射線管采取了大焦點(diǎn),，常用來(lái)治療皮膚腫瘤。“X-刀”是利用直線加速器產(chǎn)生的高能X射線和電子線作為放射源,，圍繞等中心作270—360度旋轉(zhuǎn),，依其垂直旋轉(zhuǎn)與操作臺(tái)180度范圍內(nèi)的水平旋轉(zhuǎn)，在靶區(qū)形成多個(gè)非共面的聚焦照射弧,，是照射先集中于某中心點(diǎn)上以獲得最大的輻射量,。“X-刀”可用于各器官、組織腫瘤的放射治療,。由于X射線能引起生物效應(yīng),，因此人體組織受過(guò)量的X射線照射后會(huì)引起某些疾病。


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