医用X线胶片.ppt

第二章医用X线胶片 医用感光材料的分类及结构一 医用感光材料分类按用途 普通胶片 口腔胶片 软组织胶片 CT胶片 荧光缩影胶片 X线复印制片 激光胶片 一 普通胶片应用最广泛的一种双面涂布乳剂的感光材料 能够满足人体四肢 头颅 脊柱 胸部 腹部等摄影要求 胃肠造影及高千伏摄影胶片 规格 英寸 5 7 8 10 10 12 11 14 12 15 14 1414 17 1英寸 2 54厘米1厘米 0 3937英寸 应用时可以根据自己的需要自行改裁或订购 二 口腔胶片双面涂布乳剂的小尺寸X线胶片 常用 30 40mm铅箔包裹 吸收散射线 三 软组织胶片适用于乳房 颈部软组织的摄影 单面涂布乳剂 背面有抗卷曲 防静电基防灰层 四 CT胶片单面涂布乳剂纪录阴极射线管上的影像的胶片 属于感绿片类型 五 荧光缩影片属于单面涂布乳剂的间接摄影用胶片 具有解像力高 宽容度大的特点 配用于各种荧光缩影摄像系统 国内产品主要属感绿片系统 六 X线复制片 七 激光胶片属于单面涂布乳剂型的胶片 分氦氖激光型和红外激光型两种 共同特点 是通过激光打印机纪录激光扫描的图像 具有极细微的乳剂颗粒 蓝色调或透明无色聚脂片基 背面涂有防光晕层 用于CT MR DSA ECT US等扫描图像的记录 感光胶片能清晰地记录细部的能力 称为解像率 又称为分辨力 单位为LP 线对 mm 即每mm内可以辨别多少对线 什么是解像率 力 CT胶片一面涂有乳剂 另一面涂有紫色的防光晕层 其作用是克服感光材料在曝光时产生的光晕和光渗现象 在片基背面涂上这种防光晕层后 可以最大限度地吸收透过乳剂层和片基的散射光和直射光 防止这些光的反射和折射到乳剂层造成光晕 影响胶片的解像力和清晰度 低银 薄层 聚酯片基 T颗粒技术等系列化片种的方向发展 同时随着网络的发展 计算机网络技术在医学领域的应用 胶片的使用将会越来越少 直至进入数字成像的无胶片时代 当前医用感光材料发展方向 医用X线胶片的管理 所有卤化银胶片在保存过程中感光性能都会发生变化 保存性是指感光材料的感光性能在一定保存期内的稳定程度 每种感光材料在出厂时都有一个保存期即有效期的规定 医用X射线胶片一般为18个月 在保存期间 各种感光性能变化较大 就称为保存性差 各种感光性能较变化不大 就称为保存性好 一般情况下 高感光度和高反差系数的感光材料保存性较差些 胶片保存性还与保存条件有关 医用X线胶片的管理 胶片原有感光性能的保持与其周围条件有很大关系 应将未感光胶片作为 生物制品 存放 1 标准储存条件 温度10 20 湿度30 50 X线胶片必须完全避开辐射线的照射 它们会引起胶片的严重灰雾 2 防止压力效应的产生 压力效应会产生人工伪影 也是胶片盒为什么直立放置的原因 医用X线胶片的管理 3 避免有害气体接触 胶片应避免有害气体 如福尔马林 发动机尾气 煤气等接触 否则 胶片产生灰雾 4 胶片的冷藏 经冷藏的胶片 要在使用前24 36小时取出 在室温下得到平衡 否则 将出现感光怠迟 特别不要在冷藏库内启封 5 有效期限 胶片外包装均注明有效期 这是指在标准储存条件下的有效期 如果储存条件恶化 即使在有效期内质量也会下降 有效期一般确定为出厂日期后18个月 二 医用感光材料的结构 按照乳剂涂布情况 大致可以分为两类 1 双面涂布型 包括 普通X线胶片 T颗粒胶片 口腔胶片 2 单面涂布型 软组织专用胶片 CT胶片 荧光缩影胶片 X线复制片 激光胶片 一 双面涂布型胶片的基本结构双面涂布型也称双药膜胶片 由片基层 结合膜层 防光晕层 乳剂层及和保护层组成 图2 1X线胶片结构示意图 一 片基层一层透明塑料薄膜 是X线胶片的支持体 它的表面涂有不感光的乳剂 可以使整个X光胶片具有适当的硬度和平挺度 便于拿取 冲洗加工 1 基本材料 1 纤维素酯 根据原料不同分为 硝酸纤维素酯 易燃 又称不安全片醋酸纤维素酯 不易燃 又称安全片2 20世纪开始 聚酯片基 分为 A 对苯二甲酸乙二醇 涤纶 不易燃 熔点高 热稳定性好 吸湿性好 收缩性低 机械强度高 耐拉 磨 B 聚碳酸酯 2 片基的基本性能a 厚度 片基的厚度影响片基的透光率 折光率及机械强度 按照片基的性能和不同的使用要求 175 200 m三醋酸纤维素酯片厚度127 m 聚酯片基厚度175 mb 透明度及色泽 要求透明度越高越好 醋酸纤维较聚酯好c 耐光性 耐受长时间光照而不影响透明度 醋酸纤维及涤纶片基较聚碳酸酯片基好 d 机械性能 有一定的机械强度和柔韧性 e 几何稳定性 几何尺寸严格1 吸潮膨胀系数 片基吸潮前后的水平膨胀比值 2 热膨胀系数 片基在不同温度下水平膨胀的比值 3 浸水吸收率及热变形温度 片基遇热变形的温度 f 导电性 片基为不良导体 易摩擦产生静电 电阻小 静电就小 g 化学稳定性 X线胶片要经过制造 冲洗 与许多化学药品反应 所以要求片基有一定的化学稳定性 二 感光乳剂层最重要的部分 涂布于片基上 吸收光线与化学药液作用 形成可见的影像 决定胶片的性能优劣 感光乳剂的厚度约在10 20 m 目前追求的是如何能把乳剂涂的更薄 而又达到较高的感光度 就要求更高的原材料及较高的加工工艺水平 卤化银卤化银 一种卤族元素与银形成的化合物 卤族元素 卤素的原子结构 卤族元素的原子的最外层电子数均为7 电子层数不同 它们的原子半径或离子半径都随电子层数的增多而增大 不同点 卤素的原子半径总比相应的卤素离子半径小 卤素单质的化学性质1 卤素都能跟金属起反应生成金属卤化物 2 卤素跟氢气的反应 卤素都能跟氢气起反应 生成卤化氢 3 卤素跟水的反应 氟遇水发生剧烈的反应 生成氟化氢和氧气 溴跟水的反应比氯气跟水的反应更弱一些 碘跟水只有很微弱的反应 4 卤素各单质的活动性比较 F2 Cl2 Br2 I2卤素单质化学性质的相似性和卤素单质化学性质的递变性是因为卤素元素原子结构具有相似性 最外层均具有7个电子 和差异性 原子半径从F I由小变大 卤素与银形成的化合物 除氟化银外均为沉淀 氯化银溴化银碘化银分别是白色淡黄色和黄色 氯化银性质分子式 AgCl简述 白色粉状晶体在光作用下颜色会变深 见光变紫色并逐渐变黑 摩尔质量 143 323g mol熔点 455 C沸点 1550 C溶解度 0 0019g l水易溶于 浓氨水 硫代硫酸钠溶液 定影剂 溴化银溴化银为淡黄色固体 不溶于酸 可见光分解 2AgBr 2Ag Br2 条件为光照 AgBr具有感光性印相纸上涂一簿层含有细小溴化银的明胶摄影时强弱不同的光线射到底片上时就引起底片上AgBr不同程度的分解分解产物溴与明胶化合银成为极细小的银核核析出底片上哪部分感光强AgBr分解就越多那部分就越黑 碘化银化学品名称 碘化银 AgI 化学品描述 化学式AgI 式量234 77 有 黄色六方和 橙色立方两种 前者密度5 683克 厘米3 于146 转 后者密度6 010克 厘米3 熔点558 沸点1506 放于光中变色 最后变黑 几乎不溶于水易和稀酸 微溶于氨水 溶于氰化钾溶液 制法 由硝酸银溶液逐渐加入碘化钾溶液后 过滤 再用热水洗净而制得 应在暗室或红光下进行 氟化银在常温下为白色晶体 熔点为 溶解度为1800g 14 17mol L 极易溶于水 其中Ag F键长 pm 小于其它卤化银 共价半径为246pm 与Ag F键长相同 应区别于其它卤化银 键型为离子键 也与其它卤化银相异 晶格类型类似于氯化钠 与氯化银 溴化银相同 其它卤化银均有共价键倾向 氯化银 溴化银的键型为过渡键 碘化银键型为共价键 卤化银的晶体颗粒尺寸与X线胶片的感光度 清晰度和分辨率都有密切的关系 一般卤化银晶体颗粒的直径在0 02 2 0 m之间 一般要求颗粒越小越好 可以获得较高的清晰度和分辨率 一般X线胶片的颗粒较照相用胶片颗粒大 因为X线胶片都与增感屏配合使用 而增感屏的颗粒远远大于晶体颗粒 所以X线胶片的颗粒大些不影响使用效果 卤化银晶体不同质的离子均按照一定的规律对称地排列着 两个相邻离子之间固定的距离 固定的角度 这种空间排列 在晶体化学中称为点阵结构 按照一定规律排列的称为理想晶体 在感光乳剂的制备中 由于配方 明胶类型和工艺条件等因素的影响 卤化银颗粒多为球形 马铃薯状 也有扁平的 三角形 六角形 梯形 方形的 圆形和针状 这些晶体不按照理想规则排列 称晶体的不完整性 晶体的不完整性 主要是晶体在形成时离子迅速聚集 受到外力的作用不均衡所致 晶体的不完整性分为 1 物理上的不完整 晶体的缺陷和偏离 点阵缺陷 点阵错位2 化学上的不纯洁 上述的不完整性破坏了理想晶体的固有平衡 造成晶体的薄弱点 使卤化银晶体具有感光性 理想晶体对光线不敏感 明胶的特性1 明胶的成分2 明胶的吸水性3 明胶的热熔冷凝性4 明胶的氨基酸两性5 明胶的极性6 明胶与金属的络和物7 明胶的坚膜作用 明胶明胶来源于动物的皮 筋 爪 骨等 除16 以下的水分和无机盐外 明胶中蛋白质的含量占82 以上 是一种理想的蛋白源 组成明胶的蛋白质中含有18种氨基酸 其中7种为人体所必需 明胶的成品为无色或淡黄色的透明薄片或微粒 明胶不溶于冷水 但可缓慢吸水膨胀软化 明胶可吸收相当于其重量5 10倍的水 明胶可溶于热水 形成热可逆性凝胶 它具有极其优良的物理性质 如胶冻力 亲和性 高度分散性 低粘度特性 分散稳定性 持水性 被覆性 韧性及可逆性等 因此明胶是一种重要的食品添加剂 如作为食品的胶冻剂 稳定剂 增稠剂 发泡剂 乳化剂 分散剂 澄清剂等 被广泛应用 明胶的吸水性我们利用明胶的吸水膨胀性 作为乳剂可以吸收水分 使显影 定影液进入 与卤化银起化学反应 在水洗的时候 又能将显影 定影时残留的化学物质洗净 明胶吸水后仍然附着于片基上 如果水温升高30 40 明胶开始融熔 与片基脱离 叫做脱膜现象 明胶的酸碱性 明胶有氨基 OH 羧基 COOH 具有酸碱两性 在碱性溶液中 明胶膨胀加快 吸收水的能力更强 当温度降低到22 25摄氏度时或浸入酸性溶液中 明胶脱水 成白色 稍有弹性半凝固状态 明胶的等电点1 明胶是两性物质 在电场中有极性反应 在酸性溶液中偏向阴极 在碱性溶液中偏向阳极 2 由于制造工艺不同 明胶的等电点不同 导致明胶的膨胀收缩作用不同 明胶与金属的络和物 Ag 银胶络和物银 硫化银银 硫化银做为卤化银的感光中心 起到增感的作用 提高乳剂的感光度 坚膜作用 明胶的氨基和羧基与铬盐 铝盐和醛酮化合物作用 产生稳定的分子键 从而提高明胶的熔点 增强乳剂膜的机械强度 叫做坚膜作用 采用酸性坚膜定影液 可使胶片的感光乳剂层进一步硬化 三 结合膜层在乳剂层与片基间起到加强黏附作用 片基属于疏水性物质 乳剂属亲水性物质根据相似相溶原理 两者不易结合 四 保护膜层感光乳剂表面的一层透明胶质或高分子物质 保护感光乳剂 防止摩擦 静电等 二 单面涂布型胶片结构 35mm单面涂布型胶片的结构示意图 100mm单面涂布型胶片的结构示意图 没有涂防光晕层的光线被反射 引起卤化银反复感光 产生光晕现象 涂防光晕层 光线被吸收 不再反射 影像清晰 T颗粒胶片一般胶片的颗粒是球形 马铃薯形 1963年出现扁平颗粒技术 70年代柯达公司推出一种新型T颗粒胶片 将卤化银颗粒切割成扁平状 以预期的系统地排列 并在乳剂中加入品红燃料 以增强影像地清晰度 扁平颗粒有两种类型 T mat型 ST构造型颗粒 扁平颗粒胶片优点 表面积大 平整 长而薄 体积小 颗粒细 扁平涂布的银量少 其表面吸附一层感光色素 多对绿色敏感 特点是清晰度高 但感光速度慢 第二节X线胶片的制造过程简介 1 制备卤化银AgNO3 KBrAgBr KNO3 Ag NH3 2 NO3 KBr 2H2OAgBr KNO3 2NH4OH 氨化硝酸银 2 卤化银表面处理 形成细小的银颗粒作为感光中心以增强卤化银感光效果 加入混和乳剂 乳剂冷却 再溶化 干燥 加入稳定剂 增感材料 坚膜剂 防静电 显影促进剂等 包装 出厂 练习题 医用X线胶片由外向内的组成是 X线胶片中的感光物质最常用的是 A 氟化银B 氯化银C 溴化银D 碘化银E 溴化银 微量碘化银 感光原理及潜影 光化学概念自然界中某些物质受到光线照射后发生化学变化的现象称光化学反应 H2 Cl2 2HCl2AgX 2Ag X2 光 h 光 h 潜影 感光过程X线摄影时 胶片乳剂中的卤化银在曝光过程中吸收光量子的能量后 光量子激发了卤离子 使卤离子最外层电子能量加大而脱离卤离子 成为光自由电子 AgX Ag X X hv X e此电子将银离子Ag 转化为银原子银原子是构成X线照片影像的最小单位 潜影的实质及作用 潜影胶片中的AgX乳剂在曝光过程中发生光化学反应 把这种肉眼看不见但又客观存在的光化学反应产物称为潜影 潜影的实质就是银集团Agn感光中心是乳剂制备过程中形成的微量银质点 只有当AgX晶体在乳剂制备过程中存在有感光中心时 曝光后才会引起光化学反应而形成潜影银 潜影的实质及作用 形成感光中心的原因 晶体结构中的物理不完整性 乳剂中含有杂质质点 自发还原感光中心的影响感光中心数量越多 胶片的感光速度越快 但同时也增加了照片的灰雾度 降低了照片的对比度和清晰度 严重影响了照片质量 潜影的实质及作用 显影中心 是AgX经曝光后 乳剂吸收了光量子所形成的影像银质点 潜影形成的过程 电子迁移过程离子迁移过程 潜影实质及作用 感光中心 显影中心和潜影的区别与联系区别 形成的阶段不同含有银原子的数量不同作用不同联系 构成本质都是银粒子 感光中心 显影中心 潜影的关系 潜影的实质和作用 潜影的稳定性理论上 潜影的保存会很长时间实际上 1 乳剂中未感光的AgX继续化学成熟 使胶片增加了本底灰度 2 片基本身存在促使潜影氧化的物质 潜影的实质和作用 潜影的稳定性理论上 潜影的保存会很长时间实际上 1 乳剂中未感光的AgX继续化学成熟 使胶片增加了本底灰度 2 片基本身存在促使潜影氧化的物质 感光测定及像质评价 感光测定 通过感光材料接受不同曝光量和所产生的对应密度值之间的定量分析来判定其各项照相性能的方法 用于 X线胶片或屏片体系的感光特性测定增感屏增感率的测定屏片体系调制传递函数的测定显影液特性的测定自动洗片机工作状态的测定X线摄影条件对影像效果影响的测定 感光测定及像质评价 曝光量光学密度人眼能识别的密度值在0 25 2 0之间 互易律及其失效曝光量 光照强度 照射时间通常条件下 照度和时间两个量可以互换 在数值上所产生的密度值相等 称互易律当用强光和弱光对胶片曝光时 照片上得到的曝光量本相同 但在照片上显出的密度值却并不相等 这种曝光量相同而产生的密度值不同的现象 称为互易律失效 胶片特性曲线 定义 为了表示密度值与曝光量之间的关系 在以密度值为纵轴 曝光量的对数值为横轴的坐标内 将不同曝光量与其对应的密度值的坐标点连接起来 就得到一条曲线 这条曲线称胶片特性曲线 意义 表示不同曝光量与产生的不同密度值之间的对应关系 表示感光材料的感光特性 胶片特性曲线 组成趾部 直线部 肩部 反转部 OE11 0E22 03 0 3 02 01 0 直线部 趾部 A B C D E 胶片特性曲线 胶片特性曲线各部意义趾部 趾部也称曝光不足部分 A点是起始点 不等于零 代表胶片的灰雾值 直线部 密度值与曝光值成正比关系 决定了胶片的感光特性 影像对比度高 层次丰富 肩部 密度值随着曝光量的增加而增加 但不成比例 为曝光过度部分 D点为肩顶 表示照片可能达到的最大密度值反转部 密度值随着曝光量增加而下降 感光测定 胶片的本底灰雾 胶片片基的密度值和胶片的显影灰雾值之和 胶片的 值 G值胶片的 值 指特性曲线直线部分斜率 值越大 照片对比度越大 值越小 照片对比度越小 感光测定 胶片的宽容度按比例记录被摄物体对比度的能力 称为胶片的宽容度 值大的胶片 宽容度小 值小的胶片 宽容度大感光度指感光材料对光的敏感程度 像质评价 感光特性 感光度 灰雾度 反差系数 平均斜率 最大密度和宽容度物理性能 感光材料的熔点 厚度 保存性 感色性和色温影像质量参数 感光材料的粒度 分辨率 清晰度和调制传递函数 像质评价 对比度 宽容度当照片对比度大时 组织影像之间的密度分辨就容易 宽容度小 边缘也会趋向锐利 当照片对比度小时 密度的层次就多 涵盖的信息量就越大 宽容度大 分辨率影响因素 乳剂的粒度 胶片的r值 曝光量 像质评价 清晰度主要与乳剂层有关 还有曝光时漫射光晕和反射光晕 乳剂层越薄 清晰度越好 胶片的调制传递功能主要与增感屏的MTF值有关 增感率越高 MTF值越接近1胶片的吸收光谱 只对蓝紫色光线敏感的胶片称 色盲片 或 感蓝片 色盲片仅感受390 500nm光谱范围的光线 而对于黄 绿 红 橙光不敏感 所以暗示操作时所用的安全灯为红色就是利用这个道理 早期普通片大多为感蓝片 对绿色光线敏感的X线胶片称 感绿片 摄影中需要与硫氧化钆 溴氧化镧等稀土增感屏配合使用才能达到减少曝光量的作用 胶片的感色性