第二章 模拟X线成像
第一节 模拟X线成像的基本条件（三）
3.医用X 线胶片的感光特性及测定
（1）感光材料的照相性能：
感光材料中决定、影响像质的因素称为照相性能；包括：
①感光性能：感光度、灰雾度、反差系数、平均斜率、最大密度、宽容度等参数，可通过感光测定获得；
②物理性能：感光材料的熔点、厚度、保存性、感色性、色温性等，可通过物理性测定方法获得；
③成像性能：感光材料的清晰度、分辨力、颗粒度、调制传递函数等参数，可通过成像质量测定方法获得。
（2）胶片特性曲线
光学密度：乳剂层在感光及显影作用下黑化程度的物理量；数值上等于阻光率的常用对数值。
1)胶片特性曲线定义：曝光量与密度之间关系的曲线；
组成：由足部、直线部、肩部和反转部组成。
①足部：密度上升与曝光量不成正比。
最小密度（Dmin即本底灰雾）：起始密度不为零；胶片虽未感光，显影后出现的密度值。
②直线部：曝光量的增加与密度成正比；曝光正确的部分，是X线摄影力求利用的部分。
③肩部：密度随曝光量的增加而增加，但不成正比，在照片影像上显示为曝光过度。
④反转部：随曝光量的增加，密度反而下降。产生原因：潜影溴化。
2）感光特性值：特性曲线提供感光材料的感光性能；
本底灰雾（Dmin）：未经曝光，显影后产生的密度；由片基灰雾和乳剂灰雾组合而成。
片基灰雾是指感光材料不经显影，直接定影，将AgX全部溶解后的密度。
乳剂灰雾：乳剂制作中产生感光中心，带有感光中心的AgX不经曝光在显影时也会还原成银。
感光度（S）：感光材料对光的敏感程度，即感光材料达到一定密度值所需曝光量的倒数。
医用X线胶片感光度的定义：产生密度1.0所需曝光量的倒数；即S=1/E。
反差系数（γ值）：特性曲线直线部的斜率；γ值越大，胶片对射线对比度的放大能力越大。
平均斜率：连接特性曲线上指定两点密度（Dmin＋0.25和Dmin＋2.00 ）的连线与横坐标夹角的正切值。
最大密度（Dmax）：密度上升到一定值，不再因曝光量的增加而上升。
宽容度（L）：特性曲线直线部在横坐标上的投影；是产生诊断密度（0.25～2.0）对应的曝光量范围。
反差系数与宽容度成反比！！反差系数γ越大，则宽容度L越小，影像锐利度越高；反差系数γ越小，则宽容度L越大，信息增多，影像层次丰富，摄影条件的通融性增大。
（3）感光测定简介
1）定义：感光材料所接受的曝光量与产生的密度之间关系的定量测定方法。
2）应用：用于测定感光材料的相关胶片特性、显影液性能、增感屏感度的测定、X线物理特性对影像影响等。
3）感光测定的方法：X线曝光测定法分为三种：时间阶段曝光法、铝梯定量测定法、 距离法。
（二）增感屏
利用X线的荧光作用；
增感屏：可增加胶片的感光效果，大大减少曝光量。
1.增感屏的种类
（1）钨酸钙屏：荧光体为钨酸钙（CaWO4），峰值在420nm，与感蓝片组合使用。
根据颗粒大小，分为低、中、高速三种。
缺点：光子的吸收效率和荧光转换效率较低。
（2）稀土增感屏：使用稀土元素组成“赋活型”荧光体。
分类：发光光谱在蓝紫色光区（峰值420nm）的，与感蓝片组合使用；
另一类发光光谱在黄绿色光区（峰值550nm）的，与感绿片匹配。
最常用的稀土屏：氟氯化钡/铕（蓝光）屏和硫氧化钆/铽（绿光）屏。
（3）特殊增感屏
1）超清晰型增感屏：用于远端四肢关节，观察骨纹理影像。
2）感度补偿型增感屏：由不同感度的荧光体组合成的屏。用于全身脊柱摄影、上下肢全长摄影、血管造影等。
3）乳腺摄影专用增感屏：减少照射剂量，以单层乳剂胶片与单张软X线屏组合使用。
4）高电压摄影用增感屏：用于120kV以上高电压摄影。为减少散射线，该屏加有一层很薄的铅合金箔。
5）同时多层增感屏：同一暗盒内，有三至七层增感屏，各层增感率不同；用于同时多层体层摄影。
6）连续摄影用增感屏：用于快速连续换片装置中的屏。
2.增感屏的结构
（1）保护层：保护荧光体、防止污染，便于清洁、减少静电等。
（2）荧光体层：主要是荧光体，悬浮于一种胶结剂（硝化纤维树酯）中。还含有一种能保证塑胶弯曲时不致断裂的物质。
荧光体分为单纯型（钨酸钙）和赋活型（稀土类）。
赋活型由荧光母体、赋活剂和融剂三种成分组成。
母体是荧光体的基本成分（CaS、BaS等）；
赋活剂（Tb、Eu等）包含在荧光体中形成发光中心并增强其活性；
融剂（KCl、NaCl、BaCl2等）促进母体结晶化，同时增加发光效率。
（3）基层：是荧光体的支持层。由树酯加工处理的硬纸板或聚酯塑料板制成。
（4）反射层或吸收层：用于高感度增感屏；涂一层明亮的无机物，反射荧光、提高发光效率。
高清晰型屏设有吸收层，加涂一层吸收物质（碳黑、颜料等），防止荧光反射，提高影像清晰度。
3.增感屏的性能
（1）荧光现象
某些物质在紫外线、X线等激发下，可将其吸收的能量以可见光形式释放出来。
受X线照射能发出荧光的物质叫荧光体。
荧光现象是在物质内部进行的能量转换，没有物质变化。
（2）增感率（增感倍数或增感因数）：产生密度1.0时，无屏与有屏所需照射量之比。
采用比较屏与屏之间增感率的方式，即增感速度（感度）。
一般以增感率为40的中速钨酸钙屏为100，其余各种屏均以产生相同密度1.0的感度与其比较。
如氟氯化钡稀土屏的感度为400～500，增感倍数为钨酸钨屏的4～5倍。
增感率的大小主要受荧光体发光效率和屏结构两因素影响。
1）荧光体发光效率（η）： η=ηa·ηc·ηt·ηf
ηa：X线吸收效率；ηc：荧光转换效率； ηt：荧光传递效率；ηf：屏-片匹配效率。
X线吸收效率：荧光体不同，吸收效率不同。CaWO4最低，稀土屏普遍较高（以硫氧化钆屏为最高）。X线的吸收率高，发光效率也高。
荧光转换效率：在X线激发下，将X线转换为可见光的能力。
荧光传递效率：增感屏发出的荧光到达胶片会因散射、吸收造成能量损失。
发光光谱与吸收光谱匹配：增感屏产生的荧光需与胶片的吸收光谱相匹配，胶片才能获得最大感光度。
2）结构及工艺因素：
①荧光体的颗粒大，增感率高；
②结合剂使用量大，对荧光吸收小，增感率高；
③支持体的荧光反射率高，增感率高；
④荧光体厚度增加，在适当数值下可提高增感率。
4.增感屏对影像效果的影响
（1）影像对比度增加：使用屏的照片对比度高于无屏的。
（2）影像清晰度降低：
原因：荧光体的光扩散、屏与片的密着状态、X线斜射效应等。
（3）影像颗粒性变差：人眼观察照片有颗粒聚集的区域称做斑点（噪声）。
斑点不是由单个银颗粒或增感屏荧光体颗粒组成，而是一定区域内大量的不规则颗粒。
照片斑点由量子斑点、屏斑点及胶片颗粒性构成。
（三）屏片系统
1．扁平颗粒胶片：将AgX晶体切成扁平状，与片基平行排列。
优势：有更大的表面积，光的采集容量高，可获得最大光吸收。
加入品红染料，包绕晶体，吸收可能产生交叠效应的荧光，增加影像清晰度。
2．LANEX稀土增感屏：其荧光体为发绿色荧光的硫氧化钆。具有高的吸收效率及荧光转换效率；可将较少的X线转换成大量荧光，使照射到单位面积的荧光光子数并未减少，但更加均匀，减少量子斑点。
