放射医学丨乳腺摄影成像原理

       为了帮助大家更好的备考，博傲教育小编今天整理了“乳腺摄影成像原理”的内容供大家复习巩固。

       一、模拟乳腺摄影原理

      （一）基本概念

      乳腺摄影是软组织摄影，需使用能量低、波长较长，穿透物质的能力较弱的软X线，即40kV以下管电压产生的X线。

      随着管电压kV值的降低，物质对X线的吸收变为康普顿吸收逐渐减少，光电吸收增加。在光电吸收作用中，光电吸收系数（μ）与原子序数（Z）的4次方成正比。

      （1）人体结构中，相邻两组织在物理特性（密度、厚度）或化学特性（原子序数）等方面存在一定的差异，是形成照片对比度的基础。

      （2）射线对比度的大小取决于线吸收系数（μ）之差，线吸收系数除与构成被照体物质的有效原子序数有关外，还与被照体物质的密度（ρ）及作用X线波长（λ）有关，其关系为：μ＝K볕Z⁴•ρ

      （3）管电压越低，透过肌肉与脂肪后的X线对比度越大，照片对比度越强，随着管电压的升高，X线对比度明显降低。

      （4）当X线的波长在0.062～0.093nm范围时，肌肉和脂肪之间获得的对比度（K_x）值最大。

     （二）乳腺摄影的原理和特性

       1.乳腺结构特点

      人体的组织结构可用四种主要物质来表示，即气体、脂肪、肌肉和骨。气体密度最低，骨密度最高，脂肪和肌肉介于之间，我们将脂肪、肌肉和皮肤等都称为软组织。

      乳腺的大体解剖包括乳头、乳晕、皮肤、脂肪、乳腺叶、输乳管及乳房悬韧带等，全部为软组织结构，彼此间密度十分近似，缺乏天然对比。为了增加其对X线的吸收差异，获得良好对比度的乳腺结构影像，必须选择软X线摄影技术。

       2.乳腺摄影原理

       乳腺X线摄影使用钼靶X线机，X线管阳极靶面为钼（Mo）制成，可产生软X射线。其机架结构按乳腺生理特征设计。

       乳腺摄影机的管电压调节范围为20～40kV。当管电压在35kV左右时，钼能产生K系特征辐射（标识辐射）。K系特征辐射的平均能量为20keV，20keV的电子能量跃迁时所释放的X线波长约0.063nm。恰好在软组织摄影所获得X线对比度最大的理想波长范围之内。

       K系特征辐射是钼靶产生全部辐射的最强部分，即钼靶X线管产生的X线能谱中的两个峰值部分，范围较窄，波长恒定，单色性强，适宜乳腺摄影。

       为了保证乳腺摄影的成像效果及质量，在成像系统结构中，还应具备以下特征：

      （1）X线管焦点应控制在0.5mm以下。

      （2）暗盒采用吸收系数较小的材料制成。

      （3）增感屏的荧光体能吸收软射线，晶体颗粒细微，且只使用单面后屏。

      （4）X线胶片选用与屏-胶系统匹配的单乳剂、r值大的专用乳腺胶片。

      （5）窗口滤过常用0.03mm钼/0.025mm铑，以适应不同密度乳腺摄影选择。

      （6）滤线栅常用80LP/cm超密纹栅或高穿透单元滤线栅（HTC）。

      （7）实施加压技术。

        二、数字乳腺摄影

       乳腺DR成像设备中目前使用最多的是非晶硅和非晶硒两种平板探测器。但因乳腺摄影的各项要求相对较高，应注意以下几点：

       1、对于数字乳腺摄影来说，较高的X线能量可以用较小的剂量产生较好的图像质量，尤其是致密型乳腺更是如此，双靶X线管就基于此目的，钼/钨、钼/铑双靶X线机较多见。

       2、乳腺摄影需要对极小物体进行探测和分类，特别是微钙化灶可以小到100～200μm，任何平板探测器都必须能够对这些感兴趣的极小微钙化灶进行成像。所以平板探测器的像素尺寸范围应在50～100μm之间。

       3、为满足由厚到薄的乳腺组织同时清晰的显示出来，在典型的乳腺图像上，可以分辨3100个灰度水平，为使系统不致图像信息损失，系统应提供14bit以上的动态范围。

       4、乳腺的组织结构与厚度各不相同，为减少重拍率、减少辐射剂量,更要提供优质的图像质量，应使用自动曝光控制（AEC）。

       5、直接转换探测器较间接转换探测器的DQE要高。

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