全國衛(wèi)生專業(yè)技術資格考試指導醫(yī)學影像照片處理技術X線膠片的特性曲線

全國衛(wèi)生專業(yè)技術資格考試指導醫(yī)學影像照片處理技術全國衛(wèi)生專業(yè)技術資格考試指導醫(yī)學影像照片處理技術 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生的密度之間關系的一條曲線，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”特性曲線的橫坐標為曝光量，以對數(shù)值 logE表示；縱坐標為密度，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，則曝光量相應增加一倍X 線膠片特性曲線是描繪曝光量與所產生的密度之間關系的一條曲線，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”特性曲線的橫坐標為曝光量，以對數(shù)值 logE表示；縱坐標為密度，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，則曝光量相應增加一倍密度實際上也是對數(shù)級表示的：密度實際上也是對數(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.人的眼睛對光強度差別的生理反應也是對數(shù)級2.人的眼睛對光強度差別的生理反應也是對數(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、肩部和反轉部組成特性曲線由足部、直線部、肩部和反轉部組成1.足部：特性曲線開始部分走行與曝光量的進展平行，達到一定曝光量后，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展平行，達到一定曝光量后，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生反應的這一點，稱為初感點膠片感光速度越快，曲線越靠近縱坐標，初感點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生反應的這一點，稱為初感點膠片感光速度越快，曲線越靠近縱坐標，初感點越低特性曲線的起始密度并不是零，雖然它沒有感光，但經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.反轉部：隨曝光量的增加密度反而下降，影像密度呈現(xiàn)逆轉產生反轉現(xiàn)象的原因是潛影溴化的結果當曝光量超過一定數(shù)值之后，鹵化銀在光化反應中產生的大量溴不能全部被明膠吸收，卻與潛影的組成物質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，于是就產生了反轉現(xiàn)象4.反轉部：隨曝光量的增加密度反而下降，影像密度呈現(xiàn)逆轉產生反轉現(xiàn)象的原因是潛影溴化的結果當曝光量超過一定數(shù)值之后，鹵化銀在光化反應中產生的大量溴不能全部被明膠吸收，卻與潛影的組成物質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，于是就產生了反轉現(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)：感光材料未經曝光，而在顯影加工后部分被還原的銀所產生的密度，稱為本底灰)：感光材料未經曝光，而在顯影加工后部分被還原的銀所產生的密度，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，可由密度計測量在日常工作中，我們對照片質量進行評價時，經常提及“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，可由密度計測量在日常工作中，我們對照片質量進行評價時，經常提及“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晶，即使不經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晶，即使不經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晶，即使不經曝光在顯影加工時也會還原成銀帶有這種感光中心的鹵化銀結晶，即使不經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程度，也即感光材料達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程度，也即感光材料達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算，最簡便的方法是產生密度1.0(DX 線膠片相對感度的計算，最簡便的方法是產生密度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 線攝影學的角度解釋，透過被照體不同組織的 X 線強度的差異，稱為射線對比度(logE3.反差系數(shù)：從 X 線攝影學的角度解釋，透過被照體不同組織的 X 線強度的差異，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密度(0.25 和 2.0)的直線與橫坐標夾角的正切值即連接特性曲線上指定兩點密度(0.25 和 2.0)的直線與橫坐標夾角的正切值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)：是指產生診斷密度(0.252.0)所對應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)：是指產生診斷密度(0.252.0)所對應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，對其以一定比率進行已知數(shù)值的曝光，再經顯影加工處理、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，對其以一定比率進行已知數(shù)值的曝光，再經顯影加工處理、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)美國國家標準協(xié)會(ANSI)規(guī)定，應模擬鎢酸鈣(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)美國國家標準協(xié)會(ANSI)規(guī)定，應模擬鎢酸鈣(CaWO4 4藍紫色光)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 線攝影的實際。

藍紫色光)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準光楔片的密度和級差一般使用 15 級或 21 級標準光楔片感光儀曝光量的變化取決于所用標準光楔片的密度和級差一般使用 15 級或 21 級標準光楔片3.感光儀的應用范圍與特點：3.感光儀的應用范圍與特點：（1）應用：膠片生產/質量控制，自動洗片機質量控制1）應用：膠片生產/質量控制，自動洗片機質量控制2）特點：曝光量具有良好的再現(xiàn)性；不受 X 線設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：曝光量具有良好的再現(xiàn)性；不受 X 線設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：不能再現(xiàn)稀土增感屏熒光體的發(fā)射光譜3）缺點：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(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顯影加工處理，再用密度計測量光楔各級密度，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(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顯影加工處理，再用密度計測量光楔各級密度，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 線強度的基礎上，根據(jù) log2=0.3 的數(shù)學關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 線強度的基礎上，根據(jù) log2=0.3 的數(shù)學關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)的感光性能缺點是鋁梯厚度的改變與 X 線的衰減不成線性關系，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性能的影響，另外也存在間歇效應的影響和作圖的誤差因素關系，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性能的影響，另外也存在間歇效應的影響和作圖的誤差因素3.距離法：這是根據(jù) X 線強度與焦點-膠片距離成平方反比定律改變X 線強度，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)點是最接近 X 線攝影實際，其測量參數(shù)也就更具指導意義其次，與其他階段曝光方法相比重復性好，也可以根據(jù)特性曲線的使用目的選擇曝光點，自由度較大缺點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 線強度與焦點-膠片距離成平方反比定律改變X 線強度，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)點是最接近 X 線攝影實際，其測量參數(shù)也就更具指導意義其次，與其他階段曝光方法相比重復性好，也可以根據(jù)特性曲線的使用目的選擇曝光點，自由度較大缺點是需要足夠的測試空間和大容量的 X線管，操作時間長。