第一章　X線成像

第一節　X線的發現、產生和特性

一、X線的發現

X線是德國物理學家倫琴（Wilhelm Conrad R?ntgen）在1895年11月8日發現的。當時，他在暗室內用高電壓電流通過低壓氣體克魯克斯管（Crookes tube）作陰極射線的研究，克魯克斯管附近的一塊表面涂有鉑氰化鋇結晶的紙板上發生熒光。進一步研究證明，熒光是由高電壓電流通過克魯克斯管時產生的一種看不見的新射線所引起。這種射線能穿透普通光線不能穿透的紙板，并能作用于熒光屏而產生熒光。進一步實驗發現這種射線也能透過木板，即使一本厚書，也能透過而使熒光屏發亮。對重金屬如銅、鐵、鉛等則不易透過。當倫琴將手放在管和熒光屏之間時，在熒屏上看到肌肉透亮，而骨骼則為黑影。他還發現這種新的射線具有攝影作用，可將手放在照相玻璃板上攝成照片。倫琴將他的發現于1896年1月23日正式公布于世，由于不明了這種射線的性質，所以倫琴把這種射線稱為X線，科學界又稱之為倫琴線。X線的偉大發現，無論是在近代科學理論上還是在應用技術上，特別是對醫學科學領域內的不斷創新和突破都有十分重大的意義。

二、X線的產生

X線是由高速運行的電子群撞擊物質突然被阻時產生的。因此，它的產生，必須具備以下3個條件：①自由活動的電子群；②電子群以高速運行；③電子群在高速運行時突然受阻。

X線機的類型雖不同，但基本構造則不外X線管、變壓器和控制器三部分。

1.X線管（X-nay tube）

近代X線管是熱陰極真空管。陰極多是鎢制燈絲，陽極為鎢靶。以低電壓電流（6～12V），通過陰極燈絲，燈絲發熱而產生電子群。陽極的鎢靶用以阻擋快速運行的電子群。在X線管的兩極加以高電壓（40～50kV，一般為40～90kV），則電子群以高速從陰極向陽極運行，撞擊鎢靶，突然受阻，而產生X線和大量的熱量。鎢原子序數和原子量高，具有高度放射X線性能，且可容大量的熱能（熔點為3 400℃）。鎢靶嵌在銅制陽極體上，使熱能更快散失，因為銅的熱傳導率很高。

2.變壓器（transformer）

變壓器主要由一個鐵心、一個初級線圈和一個次級線圈所構成。當交流電向初級圈輸入時，則次級線圈輸出的電壓可按照兩個線圈的比例升高或降低。在X線機中，以高壓變壓器供應高壓電于X線管兩極，并以降壓變壓器即燈絲變壓器，供應低壓電流于陰極燈絲。

3.控制器（console）

使用X線機時，必須有一定的控制裝置，有許多電鈕、電表、電阻和自偶變壓器（autotransformer），主要用以調節通過X線管兩極的電壓和通過陰極燈絲的電流，分別控制X線的質和量。控制器內還裝有調節曝光時間的計時器（timer）。

X線的質決定于電子運行的速度及其撞擊鎢靶后動能所耗損的程度。改變高壓變壓器的電壓，即可調節電子運行的速度。電壓越高，電子的運行速度越快，動能消耗越多，則由X線管發射的X線波長越短，穿透力也越強。通過X線管的電壓很高，以kV計。X線的量則取決于通過X線管的電流大小，亦即撞擊在鎢靶上的電子數量。改變燈絲的熱度，即可調節電子發生的數量（燈絲的熱能是由燈絲加熱變壓器的電流所供應）。電流越大，則燈絲越熱，電子越多，撞擊在鎢靶上的電子數量也越多。通過X線管的電流很小，以毫安（mA）計。

在X線管、變壓器和控制臺之間以電纜相連。X線機主要部件及線路見圖1-1-1。

X線的發生程序是接通電源，經降壓變壓器供X線管燈絲加熱，而產生自由電子并云集在陰極附近。當升壓變壓器向X線管兩極提供高電壓時，陰極與陽極間的電熱差陡增，處于活躍狀態的自由電子，受強有力的吸引，成束以高速由陰極向陽極行進，撞擊陽鎢靶原子結構。此時發生了能量轉換，其中約1%以下的能量形成了X線，其余99%以上則轉換為熱能。前者主要由X線管窗口發射，后者由散熱設施散發。

三、X線的特性

X線是波長很短的電磁波，以光的速度沿直線前進，其波長范圍為0.000 6～50nm。目前X線診斷常用的X線波長范圍為0.008～0.031nm（相當于40～150kV），在電磁輻射譜中，居γ射線與紫外線之間，比可見光的波長要短得多，肉眼看不見。

除上述一般物理性質外，X線還具有以下幾方面與X線成像相關的特性：

1.穿透性

X線波長很短，具有很強的穿透力，能穿透一般可見光不能穿透的各種不同密度的物質，并在穿透過程中受到一定程度的吸收。X線的穿透力與X線管電壓密切相關，電壓越高，所產生的X線的波長越短，穿透力也越強。反之，電壓低，所產生的X線波長長，其穿透力也較弱。另外，X線的穿透力還與初照體的密度和厚度相關。X線穿透性是X線成像的基礎。

2.熒光效應

X線能激發熒光物質（如硫化鋅鎘及鎢酸鈣等），使之產生肉眼可見的熒光。即X線作用于熒光物質，使波長短的X線轉換成波長較長的熒光，這種轉換叫做熒光效應。這個特性是進行透視檢查的基礎。

3.攝影效應

涂有溴化銀的膠片經X線照射后，可以感光，產生潛影，經顯影、定影處理，感光的溴化銀離子（Ag+），被還原成金屬銀（Ag），并沉淀于膠片的膠膜內。此金屬銀的微粒，在膠片上呈黑色。而未感光的溴化銀在定影及沖洗過程中，從X線膠片上被洗掉，因而顯出膠片片基的透明本色。依金屬銀沉淀的多少，便產生了黑和白的影像。所以，投影效應是X線攝影的基礎。

4.電離效應

當X線通過任何物質而被吸收時，都將產生電離作用，使組成物質時分子分解成為正負離子。X線通過空氣時，可使空氣產生正負離子而成為導電體。因為空氣的電離程度，即其所產生的正負離子量同空氣所吸收的X線成正比，所以可以利用測量電離的程度來計算X線的量。

X線射過機體而被吸收時，就同體內物質產生相互作用，由屬于物理性質的電離作用開始，隨即在體液和細胞內引起一系列的化學作用，最終使機體和細胞產生生理和生物方面的改變。X線對機體細胞組織的生物效應主要是損害作用，其損害的程度依吸收X線量的大小而定。微量或少量的X線可以對機體不產生明顯的影響；超過一定的劑量將引起明顯的改變，但仍然可以恢復；大量或過量的X線則導致嚴重的不可恢復的損害。X線對機體的生物效應是用以進行放射治療的基本原理。同時X線的生物效應也要求X線檢查和放射治療時應采取防護措施。

第二節　X線影像形成的原理和密度

一、X線影像形成的原理

X線之所以能使人體在熒光屏上或膠片上形成影像，一方面是基于X線的特性，即其穿透性、熒光效應和攝影效應；另一方面是基于人體組織有密度和厚度的差別。由于存在這種差別，當X線透過人體各種不同組織結構時，它被吸收的程度不同，所以到達熒光屏或X線片上的X線量即有差異。這樣，在熒光屏或X線片上就形成黑白對比不同的影像。

因此，X線影像的形成，應具備以下三個基本條件：第一，X線應具有一定的穿透力，這樣才能穿透被照射的組織結構；第二，被穿透的組織結構，必須存在著密度和厚度的差異，這樣，在穿透過程中被吸收后剩余下來的X線量，才會是有差別的；第三，這個有差別的剩余X線，仍是不可見的，還必須經過顯像這一過程，例如經X線照片或熒光顯像，才能顯示出具有黑白對比或層次差異的X線影像。

X線穿透密度不同的組織時，密度高的組織吸收的X線多，密度低的組織吸收的少，因而剩余X線量就出現差別，從而形成黑白對比的X線影像（圖1-1-2）。

X線穿透厚度不同的組織或器官時，厚的部分吸收X線多，薄的部分吸收X線少，因而剩余的X線量就出現差別（圖1-1-3）。

事實上，密度和厚度這兩個因素經常是綜合地影響X線成像的。

二、密度

（一）物質密度與影像密度

物質密度即單位體積中原子的數目，取決于組成物質的原子種類。物質密度與其本身的比重成正比例。物質的密度高，比重大，吸收的X線也多，影像在照片上呈白影，在熒光屏上黑暗。反之，物質的密度低，比重小，吸收的X線也少，影像在照片上則呈黑影，在熒光屏上明亮。由此可見，照片上的白影與黑影或熒光屏上的暗與明都直接反映物質密度的高低。在術語中，通常用密度的高與低來表達影像的白與黑。例如用高密度、中等密度和低密度或不透明、半透明、透明等術語表示物質的密度。人體組織密度發生改變時，則用影像的密度增高或密度減低來表達。由此可見，物質密度及其影像密度是一致的。

但是，X線照片上的黑影與白影，還與被照器官及組織的厚度有關，即影像密度也受厚度的影響。

（二）天然對比與人工對比

1.天然對比

根據密度的高低即比重的大小，人體組織可概括分為骨骼、軟組織（包括液體）、脂肪和存在于人體內的氣體四類。這種由人體不同組織間天然存在的密度差別所顯示的對比，稱為天然對比。茲將它們的比重和X線吸收比例列行如表1-1-1所示。

關于它們的顯影和密度對比情況，詳述如下：

（1）骨骼：

骨骼含有68%鈣質，而鈣（₂₀Ca40）的原子序數為20，原子量為40，所以骨骼比重最高，吸收X線最多，同其他三種組織都形成明顯的對比。在X線上，骨骼的骨皮質感光最少，因而顯示為密度高的陰影，簡稱致密陰影。由于骨骼中骨皮質的結構較松骨質排列為密集，因而其陰影更為致密。

（2）軟組織和液體：

人體結構大部分由軟組織和液體所組成。軟組織包括皮膚、肌肉、結締組織、淋巴組織、內臟組織（心、肝、脾、腎、腦等）和軟骨等；液體包括血液、淋巴液、腦脊液、體液和分泌液（胃液、尿等）。這些都是由不同成分的氫（₁H1）、碳（₆C12）、氮（₇N14）和氧（₈O16）等原子所組成。它們的比重和吸收比例都同水大致相似，在X線上都呈同等的中等密度或半透明陰影，與骨骼和氣體呈明顯的對比。

（3）脂肪組織：

脂肪組織是軟組織的一種，也是由不同成分的氫、氧、碳等原子所組成。但由于在每個單位體積內的原子數目較少，排列較其他各種軟組織為稀疏，因此在密度和比重上有一定的差別。不過由于這個差別不大，故只有應用適當的X線，才能使它同“軟組織”顯示出較為明顯的對比，但其密度僅較“軟組織”稍低。

（4）氣體：

氣體也是由上述幾種原子組成，但由于非常稀疏，所以吸收X線最少，與其他組織都有明顯的對比，呈密度低或透明陰影。

在人體各部結構中天然對比現象以胸部最為明顯。在X線上，胸部周圍軟組織顯示中等密度的半透明陰影，肌肉與皮下脂肪稍有差別，肋骨呈致密陰影，肺野呈密度低的透明陰影。由軟組織組成的心臟陰影的密度比肋骨還要高，這是由于心臟的厚度比肋骨大很多倍所致。在四肢中，密度高的骨骼陰影與其周圍由肌肉所形成的中等密度陰影也存在著明顯的天然對比。

2.人工對比

雖然人體各部具有不同程度的天然對比，在胸部和四肢較為明顯，在腹腔或顱腔則較差，但是，在胸部和四肢的部分組織、器官或結構也不能完全依靠天然對比顯影。這是由于人體各部組織或器官內或它們之間大都是由多種密度大致相同的軟組織和液體所組成，要使這些組織或結構分別顯影，就必須應用特殊方法，加入對比物質而予以“造影”。所以人工對比法也稱造影法，對比物質稱對比劑或造影劑（contrast media）。

人工對比的應用：按人工方法將一種對比劑——可用比重低的氣體，也可用比重高的鋇或碘劑——導入所要檢查的結構或器官內或其周圍，使之周圍的結構產生對比而顯影，造影檢查的應用，使人體多數結構和器官顯影，從而大大地擴展了X線檢查的范圍。

第三節　X線檢查方法

X線檢查方法可分為普通檢查、特殊檢查和造影檢查三類。普通檢查包括透視和X線攝影，是X線檢查中最早應用和最基本的方法。后來，在普通檢查方法的基礎上又創造了多種特殊攝影和各種造影檢查方法，特別是近些年來更為突出，從而為人體各部位的結構和器官顯影，開辟了新的途徑。分別敘述如下：

一、普通檢查

（一）透視

透視（fluoroscopy）是一種簡便而常用的檢查方法。透視時，需將檢查的部位置于X線管和熒光屏之間。除觀察形態外還可觀察器官的活動，如呼吸運動、心臟和大血管的搏動、胃腸道的蠕動和排空等。

一般透視在熒光屏上所顯示陰影的亮度不夠強，較輕微和細致的結構或改變不易顯示，較厚和較密實的部位則基本不易透過而顯影不清，所以透視最適用于胸部以觀察肺、心臟和大血管。在骨骼系統一般限于觀察四肢骨骼的明顯病變如骨折、脫位等；對顱骨、脊柱、骨盆等均不適用。對腹部病變，除觀察膈下積氣和胃腸道梗阻、積氣、積液以及致密的異物外，一般不做透視，但在進行胃腸鋇餐檢查和鋇劑灌腸時就必須用透視。

透視的優點在于比較經濟、方便，而且當時即可得出初步結果，還可以直接觀察器官的運動功能。其主要缺點為不能顯示輕微改變和觀察厚部位，而且不能留有永久的記錄，以供隨時觀察或復查時比較。

一般透視工作在暗室中進行，故在工作開始前應充分做好眼的暗適應，否則輕微改變會被遺漏。暗適應需時10min左右。使用影像增強裝置，熒光屏亮度大大提高，透視可不在暗室中進行。

在檢查前，應簡單告訴被檢查者透視的步驟和目的，并盡量脫去有扣子或較厚的衣服，除去一切外物如飾物、膏藥、敷料等，以免產生混淆陰影引起誤診。

（二）攝影

攝影（radiography）也是一種常用的主要檢查方法。攝影時，需將受檢部分置于X線管與膠片之間，并貼近膠片，固定不動。胸部和腹部攝片時需停止呼吸，否則影像模糊。攝片時，也須將外物如飾物和敷料等除去，以免造成混淆的陰影。

攝影可用于人體任何部位。常用的投照位置為正位，其次為側位；在不少部分如四肢和脊柱等，需要同時攝正、側位。其他的投照位置包括斜位、切線位和軸位等。

攝影的優點在于能使人體厚、薄的各部結構較清晰地顯示于X線片上，并可作永久記錄，以便隨時研究或在復查時作對照、比較，以觀察病情的演變。缺點是檢查的區域為膠片大小所限制，不能觀察運動功能而且費用較高。

在實際工作中，透視和攝影是相互輔助而應用的，一方的優點即是另一方的缺點，因此，常常兩者并用，取長補短，以使診斷更為全面、正確。

二、特殊攝影檢查

（一）體層攝影

普通X線照片是X線投照路徑上所有影像重疊在一起的總和投影。有興趣層面上的影像因與其前、后影像重疊，而不能清晰顯示。體層攝影（tomography）則可通過特殊的裝置和操作獲得某一選定層面上組織結構的影像，而不屬于該選定層面的結構則在投影過程中被模糊掉。其原理如圖1-1-4所示。體層攝影常用于明確平片難于顯示、重疊較多和處于較深部位的病變，多用于了解病變內部結構有無破壞、空洞或鈣化，邊緣是否銳利以及病變的確切部位和范圍顯示氣管、支氣管腔有無狹窄、堵塞或擴張；配合造影檢查以觀察選定層面的結構與病變。

（二）熒光縮影

熒光縮影（間接攝影，fluororadiography）是將被檢查部位的陰影顯示于熒光屏上，再以照相機將屏上的影像攝成縮小的照片。在熒光屏上產生明亮的影像需要毫安較大的X線機（100～500mA）。縮影片大小可為35mm、70mm和100mm。在35mm和70mm的小片上，不易看到細節，須用適當的放大設備來觀察。在縮影片上發現問題，還須攝大片詳細研究。

熒光縮影最常用于大量的肺部集體檢查，這種方法可以代替常規透視檢查，包括醫院和診療機構中的胸部透視。它不僅比透視的效率高，使被檢查者和工作人員所受的射線量遠為減少，并且還可留作記錄。

（三）放大攝影

放大攝影（magnification radiography）是根據投影學原理，將檢查部位和X線片之間的距離增加，使投照的影像擴大，但較模糊、失真。應用小的X線管焦點（0.3mm），可以減少X線束的擴散作用，使擴大的陰影比較清晰。攝片時，X線管與膠片的距離為100～150cm，檢查部位與膠片間距依所需要的放大率而定。放大率可以列公式計算（式1-1-1）：

這種放大攝影可用于顯示細致結構，從而觀察有無早期和細微的改變。

（四）記波攝影

常規X線攝片只能記錄器官某一瞬間的狀態，而不能顯示其活動情況。記波攝影（kymography）的目的是使器官的活動如心臟大血管的搏動、膈的升降、胃的蠕動等在片上成為波形而加以觀察。記波攝影的特殊裝置是一個由許多橫行寬鉛條所組成的格柵，每個鉛條寬12mm，中間隔有0.4mm的裂隙（木條）。將此格柵置于身體和膠片之間，攝片時膠片在格柵后等速均勻向下移動11mm距離（圖1-1-5A）。這時格柵前的器官活動如心臟大血管的搏動，在每裂隙間都呈現為鋸齒狀波記錄在X線片上。這種方法稱為階段性記波攝影，常用于心臟大血管的檢查。對胃腸蠕動、膈運動也可應用。

另一種記波方式是膠片固定而格柵移動，稱為連續性記波攝影（圖1-1-5B）。它所記錄的波形為不同時期不同點綜合而成。因此不能用以觀察同一點在不同時期的改變。

（五）高千伏攝影

高千伏攝影（highkilovoltage radiography）是用高于120kV的管電壓進行攝影。常為120～150kV。需用高電壓、小焦點X線管，特殊的濾線器和計時裝置。由于X線穿透力強，能穿過被照射的所有組織，可在致密影像中顯示出被隱蔽的病變。

（六）軟X線攝影

軟X線攝影（soft ray radiography）是用鉬靶、銅靶或鉻靶X線管，用低的管電壓以產生軟X線進行攝影。由于波長長，軟組織的影像分辨率高。軟X線攝影多用于女性乳腺攝影，顯影效果好。

（七）硒靜電X線攝影

硒靜電X線攝影（seleniumcoated plate radiography）又稱干板攝影（xeroradiography），是利用半導體硒的光電導特性進行攝影。用充電的特制硒板代替膠片，然后進行攝影。用特制的顯影粉顯影，再轉印在紙上，加溫固定，即于紙上出現與X線片上影像相似的影像。對觀察軟組織如乳腺等較好。由于手續煩瑣、不穩定、受輻射線量大且效果不如膠片，而未被推廣使用。

（八）立體X線攝影

立體X線攝影（stereoradiography）是應用兩眼同時視物而產生立體感的原理來攝一對照片，再通過立體鏡進行觀察。應用較少。

三、造影檢查

普通X線檢查是依靠人體自身的天然對比。造影檢查（contrast examination）則是將對比劑引入器官內或其周圍，人為地使之產生密度差別而顯影的方法。造影檢查顯著地擴大了X線檢查的范圍。

對比劑可分為兩類，即：①易為X線透過的氣體，常稱之為陰性對比劑；②不易為X線透過的鋇劑和碘劑，常稱之為陽性對比劑。

對比劑引入人體的途徑與方法有直接引入和生理積聚兩種。

（1）直接引入：

除胃腸鋇餐造影可以口服外，大多需要借助工具，如導管、穿刺針等，將對比劑引入管道或空腔臟器中。例如經氣管內導管將碘劑注入支氣管內，以行支氣管造影；經尿道內導尿管將碘水劑注入膀胱中以行膀胱造影；經肛管將鋇劑注入結腸中，以行鋇劑灌腸；經心室內導管注入碘水劑以行心血管造影；穿刺血管或向血管內插入導管注入碘水劑以行血管造影；穿刺腦室，注入對比劑以行腦室造影；行腰穿，向脊柱蛛網膜下腔中注入對比劑以行脊髓造影等。

（2）生理積聚：

生理積聚是對比劑在體內的生理吸收與排泄。也就是將碘劑通過口腔或經血管注入體內后，使其選擇性地從一個器官排泄，暫時存于其實質或其通道內而顯影。經靜脈腎實質或腎盂造影，口服膽囊造影和靜脈膽道造影是常用的利用生理積聚的造影方法。

四、X線檢查方法的選擇和綜合應用

X線檢查方法繁多，如何選擇和綜合應用以達到診斷目的十分重要。檢查方法選擇的原則應以臨床要求和檢查部位為依據，一般是先簡單、后復雜，但也有靈活性，根據具體情況綜合應用。透視是最簡單的方法，如胸部檢查可首先采用。又如腸梗阻，往往需要透視與攝片結合采用。在厚度大的部位，如顱骨、脊椎等，應該攝片。特殊攝影應在其他檢查方法的基礎上作進一步研究時應用，如胸部體層攝影。

某些疾病，僅做普通檢查（透視或攝片）即可作出診斷，如長骨骨折。另一些疾病則需采用特殊檢查或造影檢查才能達到診斷目的，例如檢查膽囊需做膽囊造影。有時需采用特殊檢查與造影檢查相結合，例如膽囊造影時，并用體層攝影。在選擇檢查方法和綜合應用時，必須從實際出發，既要解決診斷問題，又要減少患者負擔，診斷一經確定，就無需再做多種檢查。

第四節　對比劑

理想的對比劑（又稱造影劑）應符合下列要求：①無毒性，不致引起反應；②對比度強，顯影清楚；③使用方便，價格低廉；④易于吸收和排泄；⑤理化性能穩定，久儲不變。但目前所用對比劑不能完全滿足上述要求。

茲將對比劑簡述如下。

一、氣體

除常用的空氣外，還可用氧、二氧化碳及笑氣（N₂O）。空氣在人體內較其他氣體吸收為慢，便于追隨觀察，但所引起的反應也較長。空氣和氧氣進入血液循環后，可引起氣體栓塞，故應加以注意。二氧化碳反應小、溶解度大，即使進入血液循環，也不致產生氣栓，但因吸收快，必須盡快完成檢查。氣體造影主要用于蛛網膜下腔、關節腔、腹腔、腹膜后等。

二、鋇劑

鋇劑是由醫用硫酸鋇（barium sulfate）粉制成的鋇糊和混懸液，亦可制成膠漿。鋇糊（稠鋇劑）黏稠度高，含有硫酸鋇70%左右，用于食管或胃的黏膜造影。硫酸鋇混懸液（稀鋇劑）含有硫酸鋇50%左右，用于胃腸道造影。鋇膠漿則可用于支氣管造影。純凈硫酸鋇為白色粉末，無毒性。目前多制成高濃度、低稠度、涂布性良好的鋇膠漿，與產氣劑、消沫劑共用，行胃腸道雙重對比造影。

三、碘劑

碘制對比劑大體分油脂類和碘水制劑兩類，簡介于下：

1.油脂類

早年使用的碘化油（oleum iodinatum）為碘與植物油的加成物，一般含碘30%～40%，直接引入造影部位，用于支氣管子宮輸卵管、膿腔或瘺道造影等。用量為2～40ml，依部位而不同。

碘苯酯（iophenylatum），化學名為10-碘苯-十一酸乙酯。為無色或淡黃透明油狀液，不溶于水。含結合碘約為30%。過去主要用于脊髓造影，用量一般為3ml，最多不超過6ml，需直接引入。也可用于淋巴造影。由于碘水劑的應用，已少用它做脊髓造影。

2.碘水制劑

系含碘的水溶性對比劑，種類繁多。可分為無機碘劑和有機碘劑，后者根據排泄方式不同而分為尿排泄型和膽排泄型。在尿排泄型中，依對比劑有無離子化而分為離子型和非離子型兩類。在膽排泄型中，依給藥方式不同而分為口服性和靜脈性兩種。茲分述如下：

（1）碘化鈉（sodium iodide）：

為無機碘劑。可用于逆行腎盂造影、膀胱造影和尿道造影以及膽管造影等，常用12.5%的水溶液。膀胱造影時，稀釋一倍，以免密度過高，遮蔽病變。不能用于靜脈注射。現在應用越來越少。

（2）尿排泄型有機碘劑：

為水溶性，經腎排泄，用途廣泛，種類繁多。注入靜脈或動脈可行血管造影，經腎排泄，在尿路存積過程中可行尿路造影。分離子型和非離子型兩類。

1）離子型對比劑

泛影酸鹽：泛影酸（acidum diatrizoicum）系含三個碘原子的三碘苯甲酸，其分子結構式如下：

泛影鈉（hypaque）為其鈉鹽，泛影葡胺（urografin）為其葡胺鹽。以不同比例的泛影鈉與泛影葡胺混合而成復方泛影葡胺，是國內目前常用的對比劑。

本制劑適用于靜脈性尿路造影，心血管、腦血管、腹內血管和周圍血管造影，也可用作逆行性尿路造影，口服時可做胃腸道造影（稱之為胃影葡胺，gastrografin）。還可用于CT增強檢查。用量則依不同部位和目的而異。

異泛影酸鹽：異泛影酸（acidum iothalamicum）是泛影酸的同分異構體，其分子結構式如下：

可制成異泛影鈉或碘他拉葡胺（conray）。其水溶性更大，黏稠度較低，可作更高濃度的快速血管內注射，更適宜于心臟大血管的造影。但異泛影鈉不宜用于腦血管造影。此外，也可用于其他部位的血管造影、靜脈性尿路造影、逆行性尿路造影以及CT增強檢查。

碘卡明酸鹽：碘卡明酸（acidum iocarmicum）是異泛影酸的二聚體。其分子結構式如下：

其葡胺鹽為碘卡明葡胺（myelotrast，dimer-X，bisconray），溶于水后電離，只生成兩個陽離子和一個酸根離子，所以在相似的碘濃度時，溶液的滲透壓較低，可減輕神經組織和血-腦屏障的損傷，從而減少、減輕神經癥狀。適用于腦室造影和腰段脊髓造影。對尿路造影，心、腦血管造影無突出優點，無需采用。這種對比劑已因有非離子型對比劑而被淘汰。

上述三類對比劑在溶于水后都發生電離，故都是離子型對比劑，滲透壓高，反應較常見，有時嚴重。

2）非離子型對比劑：

非離子型對比劑是三碘苯甲酸酰胺類結構的衍生物。采用多醇胺類，以取得高溶度和高親水性。其優點是由于不是鹽類，水溶液中不產生離子，故可降低滲透壓，對神經和血-腦屏障的損害均明顯低。20世紀70年代初首先合成甲泛糖胺（metrizamide）。為了提高親水性，增加水溶度，提高穩定性和降低溶液的黏稠度而在分子結構中引入醇基（OH）。這類對比劑如碘海醇（iohexol）、碘帕醇（iopamidol）和碘普羅胺（iopromide），滲透壓進一步降低，但仍高于血漿滲透壓。近年又合成了非離子型二聚體，使其滲透壓與血漿相同，如碘曲侖（iotrolan），適用于全段脊髓造影。

甲泛葡胺：選用的多醇胺為葡糖胺（glucosamine）。由于葡糖基易水解，致水溶液不穩定，不能制成溶液，已為其他非離子型對比劑所代替。

碘海醇：其分子結構式如下所示。

分子結構中有六個醇基。適用于血管內注射以行心血管造影、CT增強檢查和脊髓造影。反應發生率低而輕微。

碘帕醇：其分子結構式如下所示。

分子結構中有五個醇基。用途與碘海醇相同。

碘普羅胺：其分子結構式如下所示。

分子結構中有四個醇基，并加一個氧原子，而1、3、5三位上取代基均不同，苯環無對稱性，增加了水溶性。可用于心血管造影和CT增強檢查。廠家建議不用于脊髓造影。

碘曲侖：為非離子型二聚體，有兩個苯環、六個碘原子和十二個醇基。碘含量高，在高濃度時（例如300mgI/ml），與血漿也是等滲的。適用于全段脊髓造影和腦池造影CT掃描。用量可高達4.5～6.0g，很少發生反應。生物安全性高。

非離子型對比劑，由于生物安全性高，反應發生率低且輕，所以越來越受到重視。根據文獻報道，反應發生率在離子型對比劑為12.66%，而非離子型對比劑僅為3.13%，重度反應在前者為0.22%，而后者只為0.04%。但由于成本高，售價貴，使其應用受到限制，只在必要時選用。考慮效用/價格比的原則，結合我國當前的實際，在以下情況采用非離子型對比劑為佳。

從患者情況考慮，根據病史與病情，屬于高危因子的患者應使用非離子型對比劑。其中包括過敏體質，如有對比劑、藥物和食物過敏史，患有哮喘、蕁麻疹、濕疹、花粉癥等過敏性疾病；糖尿病、多發性骨髓瘤、失水和休克狀態；心臟病，如心力衰竭、重度心律失常、冠狀動脈粥樣硬化性心臟病（冠心病）、肺動脈高壓和發紺型先天性心臟病；嚴重的肺氣腫與支氣管疾病；腎功能衰竭；65歲以上和1歲以下患者。從造影方面考慮，動脈內注射，包括四肢動脈、冠狀動脈、脊髓動脈及左心室和蛛網膜下腔與腦室內注射均應選用非離子型對比劑。蛛網膜下腔和腦室內注射不能用離子型對比劑。

（3）膽排泄型對比劑：

膽影酸（adipiodonum）用于膽管檢查。它的分子結構工是雙苯環以不同的鏈連接。其分子結構式如下：

可以是鈉鹽，也可是葡胺鹽，前者為膽影葡胺（iodipamide）。這種對比劑由于⑤位為空位，易與血漿中白蛋白結合而載運到肝，由膽排泄，而不易經尿排泄，不像經尿排泄的對比劑沒有空位，易經尿排出。

膽影酸類對比劑需緩慢經靜脈注入，一般為2～4ml/min，用量為20%20ml，不能用于血管造影。

經膽排泄對比劑還有經口服，由小腸吸收，由膽排泄的，為口服膽系對比劑。如碘番酸（acidum iopanoicum）。也是含三碘的苯環，其分子結構式如下：

⑤為空位，便于同血漿白蛋白結合。為片劑，每片為0.5g，一般用3～6g。

由于超聲與CT的應用，膽道造影的臨床應用減少，因此，膽排泄型對比劑的使用也減少。

四、水溶性碘對比劑反應的防治

1.水溶性碘對比劑的反應

常用的三碘苯甲酸衍生物，化學性質穩定，無親脂性，幾乎不與蛋白結合，不滲入組織，毒性低，但臨床上確可發生反應，甚至死亡。輕度反應可有蕁麻疹、面色潮紅、噴嚏、惡心、嘔吐等。重度反應可出現面部水腫、咽喉及肺部水腫、支氣管痙攣、哮喘或呼吸困難、癲癇、暈厥、癱瘓、心悸、血壓突降、循環衰竭，乃至死亡。死亡可由于心肌梗死、心肌纖維顫動和腦梗死等引起。應用離子型對比劑，在不同造影術的反應發生率與死亡率見表1-1-2。

反應的發生原因是多方面的，可能與以下因素有關：

（1）給藥方式：

對比劑的濃度、劑量、速度和注入部位與反應的發生有關。超過允許的濃度與劑量，又注射過快，將增加反應發生的機會。

（2）對比劑本身：

對比劑反應與對比劑的離子化、對比劑的滲透壓、黏稠度以及對比劑毒性有關。研究證明陽離子可引起對比劑的反應。葡胺鹽比鈉鹽好，但也有缺點，它的黏稠度大，可在微血管內形成異物團，造成局部缺血、缺氧，造成組胺的釋放也較強。同時，黏稠度也給快速注射帶來困難。對比劑滲透壓較高，高者可比血液高8倍，可引起血細胞變形、喪失彈性，改變血流動力學。最后，對比劑分子可引起血清補體的激活，促使釋放過敏毒素、組胺等引起平滑肌收縮，微血管增滲等反應。

（3）患者體質：

與反應的發生及其程度有關。除過敏體質外，患者的年齡，有無慢性病，乃至精神狀態都有重要關系，諸如高血壓、動脈硬化、冠心病、癲癇、甲狀腺功能亢進、腎與肝功能不良、水鹽代謝平衡失調等癥。在患者處于恐懼、緊張狀態下進行造影，也易發生反應。因此，有人認為對比劑對中樞神經系統的作用是引起嚴重反應的外因，而恐懼心理則是其內因。

2.對比劑使用前的注意事項

已如上述，水溶性碘對比劑可引起反應，因此，在使用這類對比劑前要做好準備。

對比劑的使用方法與藥物治療不同，常是劑量大、濃度高、給藥快而且直接注入心血管內。因此，操作要熟練并熟悉對比劑的性能，特別要注意造影及使用該對比劑的禁忌證。

對患者的準備要著重于對比劑過敏的防治：

（1）了解過敏歷史與做過敏試驗：

了解有無食物和藥物過敏歷史非常重要。有人統計有過敏歷史患者嚴重反應的發生率比無過敏歷史患者高4倍。如對碘、麻醉劑、抗生素有過敏或有哮喘、蕁麻疹、狼瘡等變態反應疾病均應注意。

過敏試驗，在我國現仍列為常規。用靜脈注射法，即用該對比劑1ml靜脈注射后觀察15min，如無反應，即認為過敏試驗陰性，可行造影。如出現蕁麻疹、唇舌水腫等則為陽性，不應造影。對于過敏試驗，在20世紀70年代初的第一屆歐洲放射學會已通過決議廢棄這一試驗。因為過敏試驗并不反映實際問題，有些患者在試驗時，即發生嚴重反應，甚至死亡，而有些患者過敏試驗雖為陽性，但在采取預防措施下進行造影，可順利完成檢查。因此，最好是在過敏試驗以前即給預防措施，并做好搶救準備。

預防藥物可用腎上腺皮質激素，如地塞米松（dexamethasone）10mg與10%葡萄糖液20ml混合后靜脈注射或用潑尼松（prednisone）1次50mg，口服，每日4次，共服3天。造影前肌內注射苯海拉明（benadrly）50mg，可抗組胺。在開始注入對比劑時要慢，以便隨時停注，2～3min后，如無反應可稍快注入，并嚴密觀察患者。

（2）嚴格掌握禁忌證：

對碘過敏、甲狀腺功能亢進癥（甲亢）、心、腎功能代償不足者應禁忌造影。肝功能嚴重損害及多發性骨髓瘤患者，進行造影應慎重，并權衡利弊。

（3）對比劑的選擇：

根據造影不同，應選擇適當的對比劑，并注意濃度與劑量。腦血管造影應用60%以下的泛影葡胺或碘他拉葡胺，勿用鈉鹽，如泛影鈉。冠狀動脈造影應用76%復方泛影葡胺，即內含10%的鈉鹽，而不用純泛影鈉或純泛影葡胺。用非離子型對比劑則更為理想。做腦池造影或脊髓造影，則必須用非離子型對比劑如碘曲侖或碘海醇。

3.嚴重反應的急救措施

對比劑嚴重反應常是突然發生，如無準備，就可能措手不及，故在造影前，應做好充分準備。應準備好必要的設備、材料、藥物等。在給對比劑時和以后的一段時間內應不斷觀察患者，如有反應則立即采取措施。如在注射過程中發現應立即停止注射，速用氧氣面具進行搶救。嚴重反應可有以下四種類型：

（1）過敏反應型包括蕁麻疹、支氣管痙攣、鼻咽、口、舌及肺部水腫等，可使呼吸困難達窒息程度。可靜脈注射氯苯那敏10mg；皮下注射腎上腺素0.5mg及皮質激素類藥物，如靜脈注射氫可琥鈉（sodium hydrocortisone succinate）100mg，甲潑尼龍琥珀酸鈉40mg或地塞米松10mg等。必要時可氣管插管給氧。最近報道有加用抗H₂受體的藥物，如西咪替丁300mg。

（2）神經系統障礙，表現為抽搐、癲癇。可靜脈注射地西泮注射液10mg，重復多次給藥，也可給皮質激素類藥及補充血容藥物。

（3）循環系統可有血壓下降、循環衰竭等。應使患者仰臥，足部抬高，靜脈注射甲氧明5mg，可每3min注射1次。也可給皮質激素類，還可重復給藥。

（4）嚴重者出現心臟停搏。搶救時要抬高足側，進行心臟按壓。呼吸困難，可進行口對口人工呼吸給氧等。

其他癥狀，可針對性地給予治療。

在對心臟驟停和呼吸停止進行搶救時，為了幫助記憶，可記住A、B、C、D。A為airway（氣道），需保持通暢，拉出舌以免舌根阻塞氣道，要清除咽內黏液；B為breathing（呼吸），可口對口行人工呼吸，并給氧；C為circulation（循環），心搏驟停時，應行體外心臟按壓；D為drugs（藥物），根據情況給以藥物治療（表1-1-3）。

第五節　X線診斷原則和步驟

X線診斷是臨床診斷方法之一，為了診斷正確，必須遵循一定的診斷原則和步驟，才能全面、客觀地作出結論。同樣，影像診斷也要遵循這些原則。

一、X線診斷原則

X線診斷原則是，觀察所檢查部位內的器官和組織在熒光屏或X線片上所顯示的影像，研究其解剖和生理狀態，判斷是正常還是異常。如發現異常，則對異常進行全面分析，再綜合所見，進而推測它的性質，然后結合臨床資料作出診斷。因此，X線診斷是以分析影像為基礎，但最后診斷則需要結合臨床。為了能對影像作出正確判斷并提高X線診斷水平，需要熟悉正常解剖和生理的X線表現；熟悉不同疾病在不同階段（包括進展和愈合）的病理及生理變化的X線表現；還需了解病史、癥狀及體征以及其他與診斷有關的臨床資料。

二、X線診斷步驟

X線診斷可按下列步驟進行：在觀察X線片時除應注意照片的技術條件包括投照位置的正確性、黑白對比的鮮明性和器官組織輪廓的清晰度以外，在具體分析影像時，要養成良好的習慣，按一定順序進行，以免遺漏。例如分析胸片時，可按胸廓、縱隔、膈、肺部、胸膜等順序觀察，但也應有重點。在分析肺部表現時，可從肺尖至肺底，從肺門到外帶逐一觀察。又如分析四肢長骨時，可按骨的密度、松質、骨髓腔和骨膜先后進行。

分析病變時，應注意下列要點①病變的位置和分布：某些疾病有一定的好發部位，如在肺部，位于肺尖的滲出性病變多為肺結核，而在肺底部則常為肺炎。又如在長骨的腫瘤中，骨肉瘤多位于長骨的干骺端，骨巨細胞瘤則常位于干骺端和骨骺。②病變的數目：病變單發或多發對診斷有一定價值。肺內多發球形病變，絕大多數病例是轉移瘤，單發的球形病變則可能是腫瘤，也可能是其他病變。③病變的形狀：在肺內，片狀及斑點狀影多為炎性病變，以結核常見。圓形影多為腫瘤或結核球。④病變的邊緣：一般良性腫瘤、慢性炎癥和病變愈合期，邊緣銳利；惡性腫瘤、急性炎癥和病變發展過程則邊緣多模糊。⑤病變的密度：可高于或低于周圍組織，如在骨骼中，密度高表示骨質增生，常見于慢性化膿性骨髓炎。密度低又代表骨質疏松和破壞，常見于急性化膿性骨髓炎。⑥鄰近器官和組織的改變：對診斷是有幫助的，例如肺野大片高密度影像，難于判斷其性質時，可以根據胸廓擴大或下陷、肋間隙加寬或變窄、膈的下降或升高以及縱隔的推移或牽拉等表現來推測其為膨脹性病變，如胸腔積液或萎陷性病變，如肺不張、胸膜肥厚粘連等。⑦器官功能的改變：觀察心臟大血管的搏動、膈的呼吸運動和胃腸道的蠕動改變均對診斷有所幫助，而且往往是疾病早期發現的主要依據，例如在胸膜炎的早期，可只出現患側膈運動受限。

通過以上的分析步驟對病變進行觀察和分析，可作出初步的判斷，此后需結合臨床進行綜合分析。因為病變具有特征性X線改變者不多，大多數情況，X線表現并無特征，同樣的X線影像可以在不同的疾病中出現，即所謂“異病同影”。如在胸部照片上，肺炎和浸潤性肺結核均為滲出性病變，呈密度高、邊緣模糊的片狀影，兩者表現可完全相同。另外，同一疾病也可因階段不同而出現不同的X線表現，即所謂“同病異影”。如肺癌可呈小結節狀，也可出現薄壁空洞。因此，X線診斷必須結合臨床。還應指出，X線檢查雖然是重要的臨床診斷方法之一，但也有其限度。例如在疾病的早期，X線檢查往往發現不多或無所發現，如急性化膿性骨髓炎，在起病后10天內，甚至2周內，雖然臨床癥狀已很明顯，但從X線照片上仍不能作出診斷。另一種情況是X線檢查不能使病變顯影，如支氣管內膜結核，盡管痰菌陽性，但也不能從照片上作出診斷。因此，對X線的診斷價值與限度必須有正確認識。

X線診斷與臨床結合，除應了解病史、體征和治療經過外，還應注意以下要點①年齡：年齡對疾病性質的判斷有重要性，如肺門淋巴結增大是兒童原發性肺結核的典型表現，但發生在老年人，則常為肺癌的X線征象；②性別：有些疾病的發生率常有性別上的差別，如胃癌的發生，男性多于女性；③職業史和接觸史：職業史和接觸史是診斷職業病的主要依據，如硅沉著病（矽肺）、工業性氟中毒的診斷，均應具備特殊的職業史和接觸史；④生長和居住地區：這在診斷地方病時有重要價值，例如在我國包蟲病多發生于西北牧區；大骨節病以東北為常見；血吸蟲病則以華東和中南湖區一帶較常見；⑤結合其他重要檢查：如其他影像學檢查、病理組織檢查，以達到準確的診斷。

第六節　X線檢查中的防護

X線檢查應用很廣，接觸X線的人越來越多，因此對其防護的意義應有充分的認識。同時對防護的方法和措施也應有了解并遵循。

一、防護的意義

由于X線對機體的生物作用，因此，在照射過量時，可產生不同程度的損害，其中一部分是累積性的，可產生不同程度的損害，在以后還可發生嚴重影響，甚至成為不可恢復的慢性放射病。但若防護適當，使所接受的X線量限于容許范圍以內，則其影響是不重要的。因此，在X線診斷工作中，必須采取防護措施，包括工作人員和患者的防護。防護的意義在于更好地發揮X線檢查的作用，而避免不必要的損害。在注意防護時，也應避免對X線檢查工作產生顧慮或恐懼心理。

二、防護的方法和措施

在暗室透視時，對X線的防護包括一次射線和散射線的防護。一次射線的阻擋物為隔光器及熒光屏上的鉛玻璃。在任何情況下，均不可使從X線管窗口射出的一次射線超出鉛玻璃的范圍，亦不可以使無防護的身體部分暴露在一次X線照射之下。透視之前，工作人員須有良好的暗適應，電壓與電流均應調節適當，同時工作人員必須穿戴好鉛橡皮圍裙、鉛橡皮手套，并使用活動的防護椅等。透視使用腳閘時，應有短暫而規律的間隔時間。按常規順序操作，避免不必要的反復檢查，以便縮短曝光時間。這些措施均可達到防護散射線的目的。應該注意胃腸造影檢查，或其他復雜的造影檢查透視時間比一般胸部透視長得多，容易過量而產生損害。對患者的防護，亦在于減少接受X線劑量。由于X線量與距離的平方成反比，越接近X線管窗口，劑量率越高。所以，在透視時，需使患者與X線管間保持一定的距離，至少為35cm。同時在X線管窗口下需有一定厚度的鋁過濾板以減少長波、穿透力不強、實際上無效但又能引起人體損傷的X線。自從有了影像增強器和遙控裝置以來，透視可在隔室進行，使接受的X線量明顯減少。

攝影時，利用隔光器或聚光筒可減少散射線的產生。在做特殊檢查和造影檢查時，曝光次數不宜過多，亦不應于短期內過于頻繁地進行檢查。還應特別注意保護生殖器及胎兒，這對我國當前提倡的計劃生育和優生學具有非常重要的意義。工作人員要注意利用鉛屏和有防護的控制室。檢查室的大小可影響散射線的強度，應按國家規定的要求建造。一般不應小于25m2，高度不應低于3.5m，檢查室向走廊或鄰室開放的門窗，亦應加強防護，X線可能影響到室外，因此不能忽視檢查室的四壁、頂壁及地板的防護。X線機安裝時，應注意在水平投照時X線管應朝向室外空曠處。防護檢查工作甚為重要，必須加強，應定期用放射劑量計對防護設備的標準作出鑒定，加強防護制度執行情況的檢查。工作人員須有就業前檢查、定期體格檢查（至少半年1次）和血象檢查。

以上各方面，如發現問題，應及時處理，以免造成不良后果。

（郭啟勇　辛軍）