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數(shù)萬放射科醫(yī)生都在關(guān)注的微信平 臺，回復日期(工作日哦)如 140411，即可收聽當日 的資訊，回復“會議”即可查詢 7 月份放射學術(shù)會議 預告?；貜汀?01”、“ 02”“03”即可查詢放射沙龍 熱文榜單。臨床放射學( Clinical Radiology )含 X 線診斷 學 及 放 射 治 療 學 。 X 線 診 斷 學 ( Diagnostic Roentgenology )是應用 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)合基礎醫(yī) 學和臨床醫(yī)學的知識，加以分析、歸納，作出診斷的 一種科學。它不僅用以診斷疾病，還可以觀察臨床的

2、 治療效果，亦可以用于預防醫(yī)學，如體檢、防癆、腫 瘤、職業(yè)病和地方病等的普查防治。 X 線診斷學是本 門課程的主要內(nèi)容。 放射治療學(Radiotherapeutics ) 包括 X射線、 60 鈷及電子加速器等治療機，應用其物 理特性對身體各部位的腫瘤進行治療的一種科學，將 在本講義第八章進行簡要介紹。近十年來由于電子科學進展，顯像手段多樣化， 臨床放射學的診斷部分得到許多擴充，影像診斷不只 限于 X線診斷，還包括超聲， 閃爍攝影、 CT、MRI 等，綜合稱為影像診斷 （ Imagediagnosis ），亦稱醫(yī)學 影像學（ Medical imagiology ）。第一節(jié) X 線檢查的基本

3、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 0.08 0.31 埃 （ 埃 A=10-200px），X線有下列持性（主要應用于醫(yī)學方面）（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 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

4、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（如鎢酸鈣，硫氧化釓等）被其吸收后，就可發(fā)生 波長較長且肉眼可見的熒光，熒光的強弱和所接受的 X 線量多少成正比，與被穿透物體的密度及厚度成反 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 強弱和胱片接受的 X 線量成正比。膠片涂有溴化銀乳 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 光部分的溴化銀被清除而顯出膠出本色，亦即白色。 由

5、于身體各部位組織密度不同，膠片出現(xiàn)黑灰白 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X線或其它射線（例如 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)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，并引起體液和細胞內(nèi)一系列生物化 學作用，使組織細胞的機能形態(tài)受到不同程度的影響， 這種作用稱為生物效應。 X 線對人體的生物效應是應 用 X線作放射治療的基礎。 另外，在實施 X 線檢查時， 對檢查者與被檢查者進行防護措施亦基于

6、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 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

7、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，此外，還應注意厚度，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( Density resolution )：使用某種射 線設備，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，

8、從而形成影像。這種能分 辨最小的密度差異，稱為某種設備的密度分辨率。如 CT機就具有高分辨率，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 是應用身體的自然對比進行透視或照相。此法簡 單易行，應用最廣，是

9、 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)進行，檢查前必須做好暗適應，帶深色眼鏡 并有暗室內(nèi)適應一段時間。透視的優(yōu)點是經(jīng)濟，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。 缺點是熒光影象較暗。 細微病變（如粟粒型肺結(jié)核等） 和密度、厚度較大的部位（如頭顱、脊椎等）看不太 清楚，而且，透視僅有書寫記錄，患者下次復查時不 易做精確的比較。2照相（ Radiography ） 亦稱攝影。 X 線透過

10、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，操作復雜，費用較貴。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 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、影像增強器、 下同）與球之間，身體位置與膠片、 球管的關(guān)系，稱為體位。體位的名稱，通常按兩種方法命名：（1）按 X線進行的方向命名： X 線玩管位于檢查 部位的后面，

11、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比透視高、 費用低，還可減少接受放射線的劑量。機器可裝成流 動式，直接到部隊

12、、工廠、學校、農(nóng)村，為廣大工農(nóng) 兵作胸部體檢。2斷層縮影（ Tomography）又稱分層照相或體層 照相。是應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。 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)點是避免直線斷層照 片上縱行線條狀影，且顯示細微結(jié)構(gòu)較好，既能取得 薄

13、層又能取得厚層影像，其中薄層照相對復雜微細結(jié) 構(gòu)（如中耳、內(nèi)耳） ，能獲得清晰的影像。3. 鉬 靶 軟 X 線 照 相 （ Molybdenum target radiography ） 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 線球管都使用鎢靶，鎢的原子序數(shù)為 74， 能產(chǎn)生短波射線（硬線）多，穿透力強，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，影像效果沒有鉬靶好。鉬的原子序數(shù)為 42，能產(chǎn)生長波射線（軟線）多，穿透力強，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（ M

14、agnification radiography ）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 120150KV。其優(yōu) 點是 X 線穿透力強，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

15、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 劑與檢查方式。1造影劑及其種類 高密度造影劑含鋇劑、 碘制 劑等。鋇劑（Barium）：使用醫(yī)用硫酸鋇， 作鋇餐與鋇灌 腸檢查；或制成鋇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）油劑： A、碘化油（ OleumI odinatum ）是碘 與植物油結(jié)合的機碘化物， 無色或淡黃色，不溶于水， 能與水分散乳化。濃度 40%的碘化油，用于支氣管造 影、瘺道造影、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 為 棕 紅 色 ， 則 不 可 使 用 。 B

16、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：又分無機磺化物與有機碘化物(含離 子型造影與非離子型造影劑) 。A、無機碘化物：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。缺點為刺激性大，不宜多用。目前， 幾乎不用。B、有機碘化物：種類多，用途廣。由于其排泄徑 路不同，又分為兩大類。其一，進入體內(nèi)后經(jīng)肝細胞 分泌至膽管再進入膽囊， 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(Acidum Iopanoicum ) 片劑；吡羅勃定( Bil

17、optin )膠囊，用作口服法膽囊 造影，另一是 50%膽影葡胺(Meglumine iodipamide )， 用作靜脈法膽管造影。其二，有機碘通過腎臟排泄， 用于各部位血管造影、心臟造影及靜腎盂造影。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 60 70%泛影葡胺( Meglumine diatrizoate ) 及異泛影葡胺( Meglumine iothalamate )，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 )、 甲泛醣胺(

18、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，但由于經(jīng)濟價值高，尚不能普遍應用。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、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的某器官，如從口腔或肛 門引入鋇劑行胃道鋇餐或鋇灌腸檢查；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

19、是為尿道或 /和膀胱造影，需要時可將導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)形碭瘺道引入造影劑，為瘺道造影 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造影前準備和造影反應的處理 為使造影檢查順利進行并獲得預期效果，造影前 對病人的預先準備工作顯得重要。各器官的造影

20、前準 備工作在相應地章節(jié)介紹，此處著重介紹有關(guān)碘制劑 造影前應注射事項： （1）查詢患者有無造影的禁忌證 如碘過敏、心腎嚴重疾病。 （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)有無不良反應輕者， 表現(xiàn)為周身灼熱感、惡心、嘔吐、蕁麻疹等；重者， 反應為心血管、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。嚴重反應致 死者極其少見，如無上述反應，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。因此，每次注射碘劑時 應準備好急救藥品以防不測。如果在造影

21、過程中出現(xiàn) 嚴重癥狀時，應立即終止造影并進行抗過敏、抗休史 和其它對癥治療。若有心臟停搏則需立即進行心臟按 摩術(shù)等。（四）技術(shù)設備改進與檢查方法的新進展簡介 X線診斷學近 30 年來，由于物理學、藥理學、醫(yī) 學生物工程及電子工業(yè)的發(fā)展，促進 X 線診斷機硬件 的改善，從而獲得新的影像，促進診斷學的發(fā)展。1大功率 X 線機、配備影像增強器及影像轉(zhuǎn)化裝 置 X 線機的基本結(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， 使得球管能量（即功率）加大，可達 100K（V Kilowatt ）， 同時球管焦點微?。?0.1 0.3mm,甚至 0.05mm），故攝

22、取照片采用高 mA短時間曝光， X 線攝像對比好，清晰 度強?，F(xiàn)在常用 1000、1250或 2000mA大型 X線機作 特殊檢查及造影檢查。近 代 X 線 機 常 配 備 影 像 增 強 器 （ Image intensifier ，簡稱）及電視設備（ 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

23、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 造影的診斷準確性有明顯的提高。影像增強器能減少 X 線用量。未配備的普通透 視，X 線球管需發(fā)射 35mA才能達到診斷要求；而配 備后，X線球管只須發(fā)射 0.3 0.5mA,不僅合乎診斷 要求，而且亮度比普通透視高。因此，既能減少球 管損耗，又能降低患者及工作人員所接受的 X 線輻射 劑量。2選擇性心、血管造影（ 1）選擇性心臟造影 （ Selective cardiography ）：通過

24、左心或右心導管將 高濃度有機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、 錄像及電影設備從從而提高影像質(zhì)量。 （ 2）選擇性血 管造影（ Selective angiography ）：采用頂端有不同 彎度形狀的特異導管， 經(jīng)皮穿刺 （多穿刺股動脈），送 入特定血管內(nèi)， 注射有機碘溶液 （多用泛影葡胺），稱 為選擇性血管造影，這種造影應該范圍極其廣泛，如 冠狀動脈造影、經(jīng)頸動脈腦血管造影、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

25、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的基礎。3 數(shù)字減影血管造影（ Digital subtractionangiography,DSA ）DSA強化血管造影的分辨率，顯示 細小血管，是促進醫(yī)學影像學發(fā)展的手段之一。 DSA 分為兩種：（1）靜 脈數(shù)字減 影血管造影（ Intravenous DSA,IV,DSA）DSA極大地強化動脈內(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 Iv DSA。IV DSA的優(yōu)點是比動脈插管 創(chuàng)傷性大，操作簡易。缺點是需要增加造影劑的

26、用量， 以增大血管內(nèi)碘濃度，致使其應用仍有限制，不能取 代動脈插管法。（ 2 ）動脈數(shù)字減影血管造影（ Intraarterial DSA,IA DSA）；通過動脈插管將導管直接送至特定部位 前的動脈 （見下述優(yōu)點），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%造影劑。不需要將導管深入插至特定 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， 有利于介入放射學的檢查。DSA的限制：血管影象重迭，同一

27、部位多血管 相互重迭，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動，如吞咽、呼 吸、及胃腸蠕動影響圖像清晰度。4電子計算機體層攝影 (Computedt omography ， 簡稱 CT)是近十年來發(fā)展迅速的電子計算機和 X 線相 結(jié)合的一項新穎的診斷新技術(shù)。其主要特點是具有高 密度分辨率， 比普通 X線照片高 1020 倍。能準確測 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( Ma