X线体层摄影的切线定律与密度差

http://www.100md.com 《铁道医学》 2000年第2期

     作者：孙瑞汾

    单位：孙瑞汾(南京铁道医学院附属医院放射科，江苏南京 210009)

    关键词：放射摄影术；体层摄影；切线定律；密度差

    铁道医学000221 [中图分类号]R814.3 [文献标识码]A [文章编号]1001-0912(2000)02-0083-01

    在普通X线平片的摄影中，影像的形成是依靠被照体和周围物质的密度差来显示的，没有密度差也就不成其为影像。当高密度的物体的边缘有低密度物体的衬托而被X线束切过时就形成了影像锐利的边缘。但是当物体的密度随厚度缓慢下降时其X线影像就逐渐失去锐利的边缘或者根本就没有能够分辨的边界。例如肺部中叶不张在正位X线胸片上，肺叶伸向其他肺叶中，厚度缓慢递减，就不易显示它的轮廓。但是当采用前弓位摄影时，X线束沿不张肺叶的边缘正切而去，则能够在胶片上清晰地显示出三角形的致密阴影。如果所求物体存在于密度相同或相近的物体的衬托中，即使X线束正切于被照体的边缘也不能形成影像锐利的边缘。普通平片如此，体层摄影也如此。

    1 实验与应用

    用一硬质的梯型木块，左面倾斜75°，与垂线夹角为15°；右面倾斜70°，与垂线的夹角为20°，另外两面垂直，用直线轨迹断其中间层。分别采用20°、30°、40°摆角投照。当用20°摄影时不能锐利地显示两侧的边缘，用30°摄影时只能显示左边的边缘，而采用40°摄影的两侧边缘均能较清晰地显示出来，另外垂直的两个面无论任何角度摄影都能够显示锐利的边缘。

    这就提出了一个问题，就是为什么在用小角度行上颌窦鼻颌位体层摄影时往往只能显示靠前层次的骨壁，而深层的骨壁则显示模糊，尽管上颌窦窦腔有近3cm的深度。这是因为除了上颌窦前后骨壁的密度有差别外，骨壁和X线束角度的关系起了决定的作用。于是在实际应用中，我们可以根据所需显示骨壁的不同分别采用不同的体位和摆角，如后前位、鼻窦位、左右斜位等体位以适应不同部位显示的要求。

    另外如病灶断层，在病灶和心影重叠时，或正位片上边缘模糊时，往往采用侧位断层或倾斜断层等方法。对于不规则的病灶或较小的病灶，采用大角度断层，以满足各层面的要求。

    2 结 果

    体层摄影的影像显示离不开密度差和X线的正切。由此得出的体层摄影的切线定律告诉我们：体层摄影，物体欲照层的边缘只有在能被X线束瞬间正切，并有骤然密度差时体层像才能显示其较锐利的边缘。

    在物体的边缘垂直于台面时，任何摆角的体层摄影都将瞬间正切于它的边缘。但是当物体的边缘与台面成角就不一定了。用三角函数的方法计算，从理论上说，当物体的边缘倾角的两倍大于X线球管的体层摆角时，任何层次的体层像都不能显示其边缘。也就是说，体层摄影的摆角必须大于或等于被照体的边缘的斜面和垂直面夹角的两倍时，体层的切面影像才能显示锐利的边缘。

    3 讨 论

    从理论上说，显示物体的边缘大摆角的体层摄影是否较小角度要优越呢？并不完全正确，因为当摆角过大时体层影像的模糊度就增大了，欲照层的厚度就变薄了，被照层与其周边的密度差就减小了。当层厚低于1mm时，人们的视觉就很难辨认它的差别，失去了增加摆角的意义。因此通常采用的方法不是无限制地增加断层的摆角，而是用各种不同的体位来适应切线定律对角度的要求。

    所以保证被照体欲照层边缘的锐利有两点是必须兼顾的：一是X线束能够瞬间地正切被照体的边缘；二是保证周边一定的密度差。以上原则在多轨迹体层摄影中同样适用。对诊断上测量病灶的大小、确定中心层、辨别伪影，技术上确定最佳摄影体位、选择体层角和轨迹都有重要的作用。

    [收稿日期]1999.09.09

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