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、熒光效應和攝影效應；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X線透過人體各種不同組織結構時，它被吸收的程度不同，所以到達熒屏或膠片上的X線量即有差異。這樣，在熒屏或X線上就形成黑白對比不同的影像。

　　因此，X線影像的形成，應具備以下三個基本條件：首先，X線應具有一定的穿透力，這樣才能穿透照射的組織結構；第二，被穿透的組織結構，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，才會是有差別的；第三，這個有差別的剩余X線，仍是不可見的，還必須經過顯像這一過程，例如經X線片、熒屏或電視屏顯示才能獲得具有黑白對比、層次差異的X線影像。

　　人體組織結構，是由不同元素所組成，依各種組織單位體積內各元素量總和的大小而有不同的密度。人體組織結構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、實質器官、結締組織以及體內液體等；低密度的有脂肪組織以及存在于呼吸道、胃腸道、鼻竇和乳突內的氣體等。

　　當強度均勻的X線穿透厚度相等的不同密度組織結構時，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)對比、層次差異的X線影像。

　　在人體結構中，胸部的肋骨密度高，對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，被吸收少，剩余X線多，使X線膠片感光多，經光化學反應還原的金屬銀也多，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生改變。例如，肺結核病變可在原屬低密度的肺組織內產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代表病變的白影。因此，不同組織密度的病理變化可產生相應的病理X線影像。

　　人體組織結構和器官形態不同，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。在X線片和熒屏上顯示出的黑白對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的。圖1-1-3中的幾種情況，在正常結構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生影像對比的基礎，是X線成像的基本條件。應當指出，密度與厚度在成像中所起的作用要看哪一個占優勢。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，人體組織結構的密度與X線片上的影像密度是兩個不同的概念。前者是指人體組織中單位體積內物質的質量，而后者則指X線片上所示影像的黑白。但是物質密度與其本身的比重成正比，物質的密度高，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，但卻可反映物質密度的高低。在術語中，通常用密度的高與低表達影像的白與黑。例如用高密度、中等密度和低密度分別表達白影、灰影和黑影，并表示物質密度。人體組織密度發生改變時，則用密度增高或密度減低來表達影像的白影與黑影。