全國衛(wèi)生專業(yè)技術(shù)資格考試指導(dǎo)醫(yī)學(xué)影像照片處理技術(shù)全國衛(wèi)生專業(yè)技術(shù)資格考試指導(dǎo)醫(yī)學(xué)影像照片處理技術(shù) X 線膠片的特性曲線X 線膠片的特性曲線（一）定義（一）定義X 線膠片特性曲線是描繪曝光量與所產(chǎn)生的密度之間關(guān)系的一條曲線，由于這條曲線可以表示出感光材料的感光特性，所以稱之為“特性曲線”。特性曲線的橫坐標(biāo)為曝光量，以對數(shù)值 logE表示；縱坐標(biāo)為密度，以 D 表示。曝光量所以取對數(shù)值的理由是：能在緊縮的圖紙內(nèi)表示出很大范圍的曝光量，便于分析特性曲線所反映的特性值。如相對曝光量對數(shù)值每增加 0.3，則曝光量相應(yīng)增加一倍。X 線膠片特性曲線是描繪曝光量與所產(chǎn)生的密度之間關(guān)系的一條曲線，由于這條曲線可以表示出感光材料的感光特性，所以稱之為“特性曲線”。特性曲線的橫坐標(biāo)為曝光量，以對數(shù)值 logE表示；縱坐標(biāo)為密度，以 D 表示。曝光量所以取對數(shù)值的理由是：能在緊縮的圖紙內(nèi)表示出很大范圍的曝光量，便于分析特性曲線所反映的特性值。如相對曝光量對數(shù)值每增加 0.3，則曝光量相應(yīng)增加一倍。密度實(shí)際上也是對數(shù)級表示的：密度實(shí)際上也是對數(shù)級表示的：1.以小的刻度表示一個大的級差，用對數(shù)方便，如從密度 1（透光率為 1/10）到密度 2（透光率為 1100），其光的透過率相比是 10 倍，而密度相比只是 1 倍。1.以小的刻度表示一個大的級差，用對數(shù)方便，如從密度 1（透光率為 1/10）到密度 2（透光率為 1100），其光的透過率相比是 10 倍，而密度相比只是 1 倍。2.人的眼睛對光強(qiáng)度差別的生理反應(yīng)也是對數(shù)級。2.人的眼睛對光強(qiáng)度差別的生理反應(yīng)也是對數(shù)級。3.密度相加或重合也遵循對數(shù)規(guī)律。在 X 線膠片的感光測定中，特性曲線的橫坐標(biāo)是以相對曝光量對數(shù)值表示。3.密度相加或重合也遵循對數(shù)規(guī)律。在 X 線膠片的感光測定中，特性曲線的橫坐標(biāo)是以相對曝光量對數(shù)值表示。（二）組成（二）組成特性曲線由足部、直線部、肩部和反轉(zhuǎn)部組成。特性曲線由足部、直線部、肩部和反轉(zhuǎn)部組成。1.足部：特性曲線開始部分走行與曝光量的進(jìn)展平行，達(dá)到一定曝光量后，曲線開始沿弧形緩慢上升，此即足部。1.足部：特性曲線開始部分走行與曝光量的進(jìn)展平行，達(dá)到一定曝光量后，曲線開始沿弧形緩慢上升，此即足部。足部密度的上升與曝光量不成正比，曝光量增加逐漸很多，密度只有較小的增加。照片影像呈現(xiàn)感光不足，分辨困難。感光材料對曝光量開始產(chǎn)生反應(yīng)的這一點(diǎn)，稱為初感點(diǎn)。膠片感光速度越快，曲線越靠近縱坐標(biāo)，初感點(diǎn)越低。足部密度的上升與曝光量不成正比，曝光量增加逐漸很多，密度只有較小的增加。照片影像呈現(xiàn)感光不足，分辨困難。感光材料對曝光量開始產(chǎn)生反應(yīng)的這一點(diǎn)，稱為初感點(diǎn)。膠片感光速度越快，曲線越靠近縱坐標(biāo)，初感點(diǎn)越低。特性曲線的起始密度并不是零，雖然它沒有感光，但經(jīng)顯影加工后也會呈現(xiàn)出一定的密度值，此即膠片的本底灰霧，也稱最小密度(D特性曲線的起始密度并不是零，雖然它沒有感光，但經(jīng)顯影加工后也會呈現(xiàn)出一定的密度值，此即膠片的本底灰霧，也稱最小密度(Dminmin)。)。2.直線部：密度與曝光量的增加成正比，密度差保持一定，此時曲線沿一定的斜率直線上升。它在整個特性曲線中是曝光正確的部分，也是 X 線攝影力求利用的部分。2.直線部：密度與曝光量的增加成正比，密度差保持一定，此時曲線沿一定的斜率直線上升。它在整個特性曲線中是曝光正確的部分，也是 X 線攝影力求利用的部分。3.肩部：密度隨曝光量的增加而增加，但不成正比，曝光量增加較多密度上升較少，此部在照片影像上顯示為曝光過度。3.肩部：密度隨曝光量的增加而增加，但不成正比，曝光量增加較多密度上升較少，此部在照片影像上顯示為曝光過度。4.反轉(zhuǎn)部：隨曝光量的增加密度反而下降，影像密度呈現(xiàn)逆轉(zhuǎn)。產(chǎn)生反轉(zhuǎn)現(xiàn)象的原因是潛影溴化的結(jié)果。當(dāng)曝光量超過一定數(shù)值之后，鹵化銀在光化反應(yīng)中產(chǎn)生的大量溴不能全部被明膠吸收，卻與潛影的組成物質(zhì)銀重新化合為鹵化銀。這些鹵化銀包圍了潛影，使之不能與顯影液接觸，于是就產(chǎn)生了反轉(zhuǎn)現(xiàn)象。4.反轉(zhuǎn)部：隨曝光量的增加密度反而下降，影像密度呈現(xiàn)逆轉(zhuǎn)。產(chǎn)生反轉(zhuǎn)現(xiàn)象的原因是潛影溴化的結(jié)果。當(dāng)曝光量超過一定數(shù)值之后，鹵化銀在光化反應(yīng)中產(chǎn)生的大量溴不能全部被明膠吸收，卻與潛影的組成物質(zhì)銀重新化合為鹵化銀。這些鹵化銀包圍了潛影，使之不能與顯影液接觸，于是就產(chǎn)生了反轉(zhuǎn)現(xiàn)象。（三）特性值（三）特性值特性曲線可提供感光材料的本底灰霧(D特性曲線可提供感光材料的本底灰霧(Dminmin)、感光度(S)、對比度(或)、最大密度(D)、感光度(S)、對比度(或)、最大密度(Dmaxmax)、寬容度(L)等參數(shù)，以表示感光材料的感光性能。1.本底灰霧(最小密度，D)、寬容度(L)等參數(shù)，以表示感光材料的感光性能。1.本底灰霧(最小密度，Dminmin)：感光材料未經(jīng)曝光，而在顯影加工后部分被還原的銀所產(chǎn)生的密度，稱為本底灰)：感光材料未經(jīng)曝光，而在顯影加工后部分被還原的銀所產(chǎn)生的密度，稱為本底灰霧或最小密度。它由乳劑灰霧和片基灰霧組合而成，可由密度計(jì)測量。在日常工作中，我們對照片質(zhì)量進(jìn)行評價時，經(jīng)常提及“灰霧”一詞。此時的“灰霧”概念與膠片本底灰霧一詞不能等同。照片灰霧是泛指，它包括“乳劑灰霧”和“沖洗灰霧”兩大類。霧或最小密度。它由乳劑灰霧和片基灰霧組合而成，可由密度計(jì)測量。在日常工作中，我們對照片質(zhì)量進(jìn)行評價時，經(jīng)常提及“灰霧”一詞。此時的“灰霧”概念與膠片本底灰霧一詞不能等同。照片灰霧是泛指，它包括“乳劑灰霧”和“沖洗灰霧”兩大類。（1）片基灰霧：是指感光材料不經(jīng)顯影，直接在定影中處理，將鹵化銀全部溶解之后的密度，可直接由密度計(jì)測量。片基灰霧以 B.D 表示（base density）。（1）片基灰霧：是指感光材料不經(jīng)顯影，直接在定影中處理，將鹵化銀全部溶解之后的密度，可直接由密度計(jì)測量。片基灰霧以 B.D 表示（base density）。（2）乳劑灰霧：是乳劑制作中為謀求一定的感度不可避免產(chǎn)生的副作用，使感光中心接近于顯影中心的程度。帶有這種感光中心的鹵化銀結(jié)晶，即使不經(jīng)曝光在顯影加工時也會還原成銀。這種較大的感光中心稱為灰霧中心，灰霧度的大小取決于乳劑中灰霧中心的密度。乳劑灰霧不能直接測量，但可通過本底灰霧減去片基灰霧得到，即 LogD=D（2）乳劑灰霧：是乳劑制作中為謀求一定的感度不可避免產(chǎn)生的副作用，使感光中心接近于顯影中心的程度。帶有這種感光中心的鹵化銀結(jié)晶，即使不經(jīng)曝光在顯影加工時也會還原成銀。這種較大的感光中心稱為灰霧中心，灰霧度的大小取決于乳劑中灰霧中心的密度。乳劑灰霧不能直接測量，但可通過本底灰霧減去片基灰霧得到，即 LogD=Dminmin-B.D。帶有這種感光中心的鹵化銀結(jié)晶，即使不經(jīng)曝光在顯影加工時也會還原成銀。-B.D。帶有這種感光中心的鹵化銀結(jié)晶，即使不經(jīng)曝光在顯影加工時也會還原成銀。2.感光度(S)：感光度是指感光材料對光作用的響應(yīng)程度，也即感光材料達(dá)到一定密度值所需曝光量的倒數(shù)。醫(yī)用 X 線膠片的感光度定義為，產(chǎn)生密度 1.0 所需曝光量的倒數(shù)。2.感光度(S)：感光度是指感光材料對光作用的響應(yīng)程度，也即感光材料達(dá)到一定密度值所需曝光量的倒數(shù)。醫(yī)用 X 線膠片的感光度定義為，產(chǎn)生密度 1.0 所需曝光量的倒數(shù)。S=1/H(DS=1/H(Dminmin+1.0)+1.0)通常 X 線膠片取相對感度，即與感度設(shè)定值為 100 的特定膠片相對比較。相對感度的概念更有利于 X 線攝影條件的正確選擇。通常 X 線膠片取相對感度，即與感度設(shè)定值為 100 的特定膠片相對比較。相對感度的概念更有利于 X 線攝影條件的正確選擇。X 線膠片相對感度的計(jì)算，最簡便的方法是產(chǎn)生密度1.0(DX 線膠片相對感度的計(jì)算，最簡便的方法是產(chǎn)生密度1.0(Dminmin+1.0)的膠片 A 的曝光量對數(shù)(logEA)與膠片 B 曝光量對+1.0)的膠片 A 的曝光量對數(shù)(logEA)與膠片 B 曝光量對數(shù)(logEB)之差的反對數(shù)值乘以 100。如四種膠片 A、B、C、D 產(chǎn)生密度 1.0 所需曝光量的對數(shù)值分別為 0.7、0.55、0.4、0.1。設(shè)膠片 A 的相對感度為 100，則膠片 B 對膠片 A、膠片 C 對膠片A、膠片 D 對膠片 A 的相對感度分別是：數(shù)(logEB)之差的反對數(shù)值乘以 100。如四種膠片 A、B、C、D 產(chǎn)生密度 1.0 所需曝光量的對數(shù)值分別為 0.7、0.55、0.4、0.1。設(shè)膠片 A 的相對感度為 100，則膠片 B 對膠片 A、膠片 C 對膠片A、膠片 D 對膠片 A 的相對感度分別是：S SBABA1010a-ba-b10100.7-0.550.7-0.55=10=100.150.15=1.4100=140（膠片 B 的相對感度）；=1.4100=140（膠片 B 的相對感度）；S SCACA=10=10a-ca-c=10=100.7-0.40.7-0.4=10=100.30.3=2100200（膠片 C 的相對感度）；=2100200（膠片 C 的相對感度）；S SDADA=10=10a-da-d=10=100.7-0.10.7-0.1=10=100.60.6=4100=400(膠片 D 的相對感度）。=4100=400(膠片 D 的相對感度）。3.反差系數(shù)：從 X 線攝影學(xué)的角度解釋，透過被照體不同組織的 X 線強(qiáng)度的差異，稱為射線對比度(logE3.反差系數(shù)：從 X 線攝影學(xué)的角度解釋，透過被照體不同組織的 X 線強(qiáng)度的差異，稱為射線對比度(logE2 2-logE-logE1 1)。照片上各組織間影像在密度上的差異(D)。照片上各組織間影像在密度上的差異(D2 2-D-D1 1)，稱為照片對比度。那么，照片影像的對比度與射線對比度之比即為反差系數(shù)()。)，稱為照片對比度。那么，照片影像的對比度與射線對比度之比即為反差系數(shù)()。=D=D2 2-D-D1 1/logE/logE2 2-logE-logE1 1X 線攝影的對象是人體組織，其組織之間對 X 線的吸收差異不大，為了獲得明顯的影像對比效果，需要 X 線膠片具有較大的反差性能，以此可以放大組織間的 X 線吸收差異，即 X 線膠片對射線對比度的放大能力，稱為膠片對比度。X 線攝影的對象是人體組織，其組織之間對 X 線的吸收差異不大，為了獲得明顯的影像對比效果，需要 X 線膠片具有較大的反差性能，以此可以放大組織間的 X 線吸收差異，即 X 線膠片對射線對比度的放大能力，稱為膠片對比度。4.平均斜率：反差系數(shù)反映的是直線部分的斜率，或稱曲線的最大斜率。但是，在 X 線攝影中，即使在同一張照片上被照體的組織密度和厚度差別也很大，其中對于組織密度高、厚度大的部分，它所呈現(xiàn)出來的光學(xué)密度就落在曲線足部。從診斷角度講，要求這部分的影像對比度高一些，為此引出了平均斜率的概念，4.平均斜率：反差系數(shù)反映的是直線部分的斜率，或稱曲線的最大斜率。但是，在 X 線攝影中，即使在同一張照片上被照體的組織密度和厚度差別也很大，其中對于組織密度高、厚度大的部分，它所呈現(xiàn)出來的光學(xué)密度就落在曲線足部。從診斷角度講，要求這部分的影像對比度高一些，為此引出了平均斜率的概念，即連接特性曲線上指定兩點(diǎn)密度(0.25 和 2.0)的直線與橫坐標(biāo)夾角的正切值。即連接特性曲線上指定兩點(diǎn)密度(0.25 和 2.0)的直線與橫坐標(biāo)夾角的正切值。=（D=（Dminmin+2.00)-(D+2.00)-(Dminmin+0.25）/logE+0.25）/logE2 2-logE-logE1 1=1.75/logE=1.75/logE2 2-logE-logE1 1=tan=tan 5.最大密度(D5.最大密度(Dmaxmax)：對某種感光材料來說，當(dāng)密度上升到一定程度時，不再因曝光量的增加而上升，即曲線中的肩部，此時的密度值稱為最大密度，以 D)：對某種感光材料來說，當(dāng)密度上升到一定程度時，不再因曝光量的增加而上升，即曲線中的肩部，此時的密度值稱為最大密度，以 Dmaxmax表示。表示。6.寬容度(L)：是指產(chǎn)生診斷密度(0.252.0)所對應(yīng)的曝光量范圍。反差系數(shù)越大，寬容度越小，而不同組織間的影像銳利度越高；反差越小，寬容度越大，信息增多，影像層次豐富，攝影條件的通融性也增大。6.寬容度(L)：是指產(chǎn)生診斷密度(0.252.0)所對應(yīng)的曝光量范圍。反差系數(shù)越大，寬容度越小，而不同組織間的影像銳利度越高；反差越小，寬容度越大，信息增多，影像層次豐富，攝影條件的通融性也增大。三、X 線膠片的感光測定方法三、X 線膠片的感光測定方法（一）感光儀測定法（一）感光儀測定法將測試膠片放在感光儀上，對其以一定比率進(jìn)行已知數(shù)值的曝光，再經(jīng)顯影加工處理、密度測量、繪制特性曲線，求取特性值。將測試膠片放在感光儀上，對其以一定比率進(jìn)行已知數(shù)值的曝光，再經(jīng)顯影加工處理、密度測量、繪制特性曲線，求取特性值。1.光源：感光儀的光源是可見光，對于 X 線膠片感光測定的光源，根據(jù)美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(ANSI)規(guī)定，應(yīng)模擬鎢酸鈣(CaWO1.光源：感光儀的光源是可見光，對于 X 線膠片感光測定的光源，根據(jù)美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(ANSI)規(guī)定，應(yīng)模擬鎢酸鈣(CaWO4 4藍(lán)紫色光)或硫化鎘鋅(ZnCdS:Ag 綠色)熒光體的波長，以使其測定盡可能符合或接近 X 線攝影的實(shí)際。藍(lán)紫色光)或硫化鎘鋅(ZnCdS:Ag 綠色)熒光體的波長，以使其測定盡可能符合或接近 X 線攝影的實(shí)際。2.曝光：感光儀的曝光時間，根據(jù) ANSI 建議，一般 X 線攝影用膠片的感光測定為 0.1 秒，熒光攝影用膠片的感光測定為 0.22.曝光：感光儀的曝光時間，根據(jù) ANSI 建議，一般 X 線攝影用膠片的感光測定為 0.1 秒，熒光攝影用膠片的感光測定為 0.2秒。感光儀曝光量的變化取決于所用標(biāo)準(zhǔn)光楔片的密度和級差。一般使用 15 級或 21 級標(biāo)準(zhǔn)光楔片。秒。感光儀曝光量的變化取決于所用標(biāo)準(zhǔn)光楔片的密度和級差。一般使用 15 級或 21 級標(biāo)準(zhǔn)光楔片。3.感光儀的應(yīng)用范圍與特點(diǎn)：3.感光儀的應(yīng)用范圍與特點(diǎn)：（1）應(yīng)用：膠片生產(chǎn)/質(zhì)量控制，自動洗片機(jī)質(zhì)量控制。（1）應(yīng)用：膠片生產(chǎn)/質(zhì)量控制，自動洗片機(jī)質(zhì)量控制。（2）特點(diǎn)：曝光量具有良好的再現(xiàn)性；不受 X 線設(shè)備及各種增感屏輸出參數(shù)的影響，曝光量可以測出來，并可取得感光度的絕對值。（2）特點(diǎn)：曝光量具有良好的再現(xiàn)性；不受 X 線設(shè)備及各種增感屏輸出參數(shù)的影響，曝光量可以測出來，并可取得感光度的絕對值。（3）缺點(diǎn)：不能再現(xiàn)稀土增感屏熒光體的發(fā)射光譜。（3）缺點(diǎn)：不能再現(xiàn)稀土增感屏熒光體的發(fā)射光譜。（二）X 線階段曝光測定法（二）X 線階段曝光測定法1.時間階段曝光法：這是一種膠片接受的 X 線質(zhì)(kVp)固定，而通過改變曝光時間來取得照射量的測定法。最簡單的是利用 X線機(jī)的限時器，以等比級數(shù)控制曝光時間。另外也可以利用特制的“X 線曝儀”，即膠片在等比級數(shù)變化長度的縫隙后面做等速運(yùn)動的一種曝光裝置，以一次曝光獲得階段曝光光楔的效果。依據(jù)上述方法曝光的膠片經(jīng)顯影加工處理，再用密度計(jì)測量光楔各級密度，便可繪制成特性曲線。1.時間階段曝光法：這是一種膠片接受的 X 線質(zhì)(kVp)固定，而通過改變曝光時間來取得照射量的測定法。最簡單的是利用 X線機(jī)的限時器，以等比級數(shù)控制曝光時間。另外也可以利用特制的“X 線曝儀”，即膠片在等比級數(shù)變化長度的縫隙后面做等速運(yùn)動的一種曝光裝置，以一次曝光獲得階段曝光光楔的效果。依據(jù)上述方法曝光的膠片經(jīng)顯影加工處理，再用密度計(jì)測量光楔各級密度，便可繪制成特性曲線。2.鋁梯定量測定法(也稱自舉法，Bootstrap)：這是在使用鋁梯厚度改變 X 線強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，根據(jù) log2=0.3 的數(shù)學(xué)關(guān)系加以定量測定的方法。為了解決鋁梯厚度與 X 線衰減的非線性關(guān)系，可在鋁梯上加一層 0.5mm 厚的銅片，以取得一個近似的線性關(guān)系。鋁梯定量測定法簡便易行，空間與時間需求有限，也可測定屏-片系統(tǒng)的感光性能。缺點(diǎn)是鋁梯厚度的改變與 X 線的衰減不成線性2.鋁梯定量測定法(也稱自舉法，Bootstrap)：這是在使用鋁梯厚度改變 X 線強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，根據(jù) log2=0.3 的數(shù)學(xué)關(guān)系加以定量測定的方法。為了解決鋁梯厚度與 X 線衰減的非線性關(guān)系，可在鋁梯上加一層 0.5mm 厚的銅片，以取得一個近似的線性關(guān)系。鋁梯定量測定法簡便易行，空間與時間需求有限，也可測定屏-片系統(tǒng)的感光性能。缺點(diǎn)是鋁梯厚度的改變與 X 線的衰減不成線性關(guān)系，鋁梯自身散射線的影響無法避免，兩次曝光時高壓輸出重復(fù)性能的影響，另外也存在間歇效應(yīng)的影響和作圖的誤差因素。關(guān)系，鋁梯自身散射線的影響無法避免，兩次曝光時高壓輸出重復(fù)性能的影響，另外也存在間歇效應(yīng)的影響和作圖的誤差因素。3.距離法：這是根據(jù) X 線強(qiáng)度與焦點(diǎn)-膠片距離成平方反比定律改變X 線強(qiáng)度，在膠片上取得不同密度的階段曝光法。距離測定法最大的優(yōu)點(diǎn)是最接近 X 線攝影實(shí)際，其測量參數(shù)也就更具指導(dǎo)意義。其次，與其他階段曝光方法相比重復(fù)性好，也可以根據(jù)特性曲線的使用目的選擇曝光點(diǎn)，自由度較大。缺點(diǎn)是需要足夠的測試空間和大容量的 X線管，操作時間長。3.距離法：這是根據(jù) X 線強(qiáng)度與焦點(diǎn)-膠片距離成平方反比定律改變X 線強(qiáng)度，在膠片上取得不同密度的階段曝光法。距離測定法最大的優(yōu)點(diǎn)是最接近 X 線攝影實(shí)際，其測量參數(shù)也就更具指導(dǎo)意義。其次，與其他階段曝光方法相比重復(fù)性好，也可以根據(jù)特性曲線的使用目的選擇曝光點(diǎn)，自由度較大。缺點(diǎn)是需要足夠的測試空間和大容量的 X線管，操作時間長。