第一章　X线成像

第一节　X线的发现、产生和特性

一、X线的发现

X线是德国物理学家伦琴（Wilhelm Conrad Röntgen）在1895年11月8日发现的。当时，他在暗室内用高电压电流通过低压气体克鲁克斯管（Crookes tube）作阴极射线的研究，克鲁克斯管附近的一块表面涂有铂氰化钡结晶的纸板上发生荧光。进一步研究证明，荧光是由高电压电流通过克鲁克斯管时产生的一种看不见的新射线所引起。这种射线能穿透普通光线不能穿透的纸板，并能作用于荧光屏而产生荧光。进一步实验发现这种射线也能透过木板，即使一本厚书，也能透过而使荧光屏发亮。对重金属如铜、铁、铅等则不易透过。当伦琴将手放在管和荧光屏之间时，在荧屏上看到肌肉透亮，而骨骼则为黑影。他还发现这种新的射线具有摄影作用，可将手放在照相玻璃板上摄成照片。伦琴将他的发现于1896年1月23日正式公布于世，由于不明了这种射线的性质，所以伦琴把这种射线称为X线，科学界又称之为伦琴线。X线的伟大发现，无论是在近代科学理论上还是在应用技术上，特别是对医学科学领域内的不断创新和突破都有十分重大的意义。

二、X线的产生

X线是由高速运行的电子群撞击物质突然被阻时产生的。因此，它的产生，必须具备以下3个条件：①自由活动的电子群；②电子群以高速运行；③电子群在高速运行时突然受阻。

X线机的类型虽不同，但基本构造则不外X线管、变压器和控制器三部分。

1.X线管（X-nay tube）

近代X线管是热阴极真空管。阴极多是钨制灯丝，阳极为钨靶。以低电压电流（6～12V），通过阴极灯丝，灯丝发热而产生电子群。阳极的钨靶用以阻挡快速运行的电子群。在X线管的两极加以高电压（40～50kV，一般为40～90kV），则电子群以高速从阴极向阳极运行，撞击钨靶，突然受阻，而产生X线和大量的热量。钨原子序数和原子量高，具有高度放射X线性能，且可容大量的热能（熔点为3 400℃）。钨靶嵌在铜制阳极体上，使热能更快散失，因为铜的热传导率很高。

2.变压器（transformer）

变压器主要由一个铁心、一个初级线圈和一个次级线圈所构成。当交流电向初级圈输入时，则次级线圈输出的电压可按照两个线圈的比例升高或降低。在X线机中，以高压变压器供应高压电于X线管两极，并以降压变压器即灯丝变压器，供应低压电流于阴极灯丝。

3.控制器（console）

使用X线机时，必须有一定的控制装置，有许多电钮、电表、电阻和自偶变压器（autotransformer），主要用以调节通过X线管两极的电压和通过阴极灯丝的电流，分别控制X线的质和量。控制器内还装有调节曝光时间的计时器（timer）。

X线的质决定于电子运行的速度及其撞击钨靶后动能所耗损的程度。改变高压变压器的电压，即可调节电子运行的速度。电压越高，电子的运行速度越快，动能消耗越多，则由X线管发射的X线波长越短，穿透力也越强。通过X线管的电压很高，以kV计。X线的量则取决于通过X线管的电流大小，亦即撞击在钨靶上的电子数量。改变灯丝的热度，即可调节电子发生的数量（灯丝的热能是由灯丝加热变压器的电流所供应）。电流越大，则灯丝越热，电子越多，撞击在钨靶上的电子数量也越多。通过X线管的电流很小，以毫安（mA）计。

在X线管、变压器和控制台之间以电缆相连。X线机主要部件及线路见图1-1-1。

X线的发生程序是接通电源，经降压变压器供X线管灯丝加热，而产生自由电子并云集在阴极附近。当升压变压器向X线管两极提供高电压时，阴极与阳极间的电热差陡增，处于活跃状态的自由电子，受强有力的吸引，成束以高速由阴极向阳极行进，撞击阳钨靶原子结构。此时发生了能量转换，其中约1%以下的能量形成了X线，其余99%以上则转换为热能。前者主要由X线管窗口发射，后者由散热设施散发。

三、X线的特性

X线是波长很短的电磁波，以光的速度沿直线前进，其波长范围为0.000 6～50nm。目前X线诊断常用的X线波长范围为0.008～0.031nm（相当于40～150kV），在电磁辐射谱中，居γ射线与紫外线之间，比可见光的波长要短得多，肉眼看不见。

除上述一般物理性质外，X线还具有以下几方面与X线成像相关的特性：

1.穿透性

X线波长很短，具有很强的穿透力，能穿透一般可见光不能穿透的各种不同密度的物质，并在穿透过程中受到一定程度的吸收。X线的穿透力与X线管电压密切相关，电压越高，所产生的X线的波长越短，穿透力也越强。反之，电压低，所产生的X线波长长，其穿透力也较弱。另外，X线的穿透力还与初照体的密度和厚度相关。X线穿透性是X线成像的基础。

2.荧光效应

X线能激发荧光物质（如硫化锌镉及钨酸钙等），使之产生肉眼可见的荧光。即X线作用于荧光物质，使波长短的X线转换成波长较长的荧光，这种转换叫做荧光效应。这个特性是进行透视检查的基础。

3.摄影效应

涂有溴化银的胶片经X线照射后，可以感光，产生潜影，经显影、定影处理，感光的溴化银离子（Ag+），被还原成金属银（Ag），并沉淀于胶片的胶膜内。此金属银的微粒，在胶片上呈黑色。而未感光的溴化银在定影及冲洗过程中，从X线胶片上被洗掉，因而显出胶片片基的透明本色。依金属银沉淀的多少，便产生了黑和白的影像。所以，投影效应是X线摄影的基础。

4.电离效应

当X线通过任何物质而被吸收时，都将产生电离作用，使组成物质时分子分解成为正负离子。X线通过空气时，可使空气产生正负离子而成为导电体。因为空气的电离程度，即其所产生的正负离子量同空气所吸收的X线成正比，所以可以利用测量电离的程度来计算X线的量。

X线射过机体而被吸收时，就同体内物质产生相互作用，由属于物理性质的电离作用开始，随即在体液和细胞内引起一系列的化学作用，最终使机体和细胞产生生理和生物方面的改变。X线对机体细胞组织的生物效应主要是损害作用，其损害的程度依吸收X线量的大小而定。微量或少量的X线可以对机体不产生明显的影响；超过一定的剂量将引起明显的改变，但仍然可以恢复；大量或过量的X线则导致严重的不可恢复的损害。X线对机体的生物效应是用以进行放射治疗的基本原理。同时X线的生物效应也要求X线检查和放射治疗时应采取防护措施。

第二节　X线影像形成的原理和密度

一、X线影像形成的原理

X线之所以能使人体在荧光屏上或胶片上形成影像，一方面是基于X线的特性，即其穿透性、荧光效应和摄影效应；另一方面是基于人体组织有密度和厚度的差别。由于存在这种差别，当X线透过人体各种不同组织结构时，它被吸收的程度不同，所以到达荧光屏或X线片上的X线量即有差异。这样，在荧光屏或X线片上就形成黑白对比不同的影像。

因此，X线影像的形成，应具备以下三个基本条件：第一，X线应具有一定的穿透力，这样才能穿透被照射的组织结构；第二，被穿透的组织结构，必须存在着密度和厚度的差异，这样，在穿透过程中被吸收后剩余下来的X线量，才会是有差别的；第三，这个有差别的剩余X线，仍是不可见的，还必须经过显像这一过程，例如经X线照片或荧光显像，才能显示出具有黑白对比或层次差异的X线影像。

X线穿透密度不同的组织时，密度高的组织吸收的X线多，密度低的组织吸收的少，因而剩余X线量就出现差别，从而形成黑白对比的X线影像（图1-1-2）。

X线穿透厚度不同的组织或器官时，厚的部分吸收X线多，薄的部分吸收X线少，因而剩余的X线量就出现差别（图1-1-3）。

事实上，密度和厚度这两个因素经常是综合地影响X线成像的。

二、密度

（一）物质密度与影像密度

物质密度即单位体积中原子的数目，取决于组成物质的原子种类。物质密度与其本身的比重成正比例。物质的密度高，比重大，吸收的X线也多，影像在照片上呈白影，在荧光屏上黑暗。反之，物质的密度低，比重小，吸收的X线也少，影像在照片上则呈黑影，在荧光屏上明亮。由此可见，照片上的白影与黑影或荧光屏上的暗与明都直接反映物质密度的高低。在术语中，通常用密度的高与低来表达影像的白与黑。例如用高密度、中等密度和低密度或不透明、半透明、透明等术语表示物质的密度。人体组织密度发生改变时，则用影像的密度增高或密度减低来表达。由此可见，物质密度及其影像密度是一致的。

但是，X线照片上的黑影与白影，还与被照器官及组织的厚度有关，即影像密度也受厚度的影响。

（二）天然对比与人工对比

1.天然对比

根据密度的高低即比重的大小，人体组织可概括分为骨骼、软组织（包括液体）、脂肪和存在于人体内的气体四类。这种由人体不同组织间天然存在的密度差别所显示的对比，称为天然对比。兹将它们的比重和X线吸收比例列行如表1-1-1所示。

关于它们的显影和密度对比情况，详述如下：

（1）骨骼：

骨骼含有68%钙质，而钙（₂₀Ca40）的原子序数为20，原子量为40，所以骨骼比重最高，吸收X线最多，同其他三种组织都形成明显的对比。在X线上，骨骼的骨皮质感光最少，因而显示为密度高的阴影，简称致密阴影。由于骨骼中骨皮质的结构较松骨质排列为密集，因而其阴影更为致密。

（2）软组织和液体：

人体结构大部分由软组织和液体所组成。软组织包括皮肤、肌肉、结缔组织、淋巴组织、内脏组织（心、肝、脾、肾、脑等）和软骨等；液体包括血液、淋巴液、脑脊液、体液和分泌液（胃液、尿等）。这些都是由不同成分的氢（₁H1）、碳（₆C12）、氮（₇N14）和氧（₈O16）等原子所组成。它们的比重和吸收比例都同水大致相似，在X线上都呈同等的中等密度或半透明阴影，与骨骼和气体呈明显的对比。

（3）脂肪组织：

脂肪组织是软组织的一种，也是由不同成分的氢、氧、碳等原子所组成。但由于在每个单位体积内的原子数目较少，排列较其他各种软组织为稀疏，因此在密度和比重上有一定的差别。不过由于这个差别不大，故只有应用适当的X线，才能使它同“软组织”显示出较为明显的对比，但其密度仅较“软组织”稍低。

（4）气体：

气体也是由上述几种原子组成，但由于非常稀疏，所以吸收X线最少，与其他组织都有明显的对比，呈密度低或透明阴影。

在人体各部结构中天然对比现象以胸部最为明显。在X线上，胸部周围软组织显示中等密度的半透明阴影，肌肉与皮下脂肪稍有差别，肋骨呈致密阴影，肺野呈密度低的透明阴影。由软组织组成的心脏阴影的密度比肋骨还要高，这是由于心脏的厚度比肋骨大很多倍所致。在四肢中，密度高的骨骼阴影与其周围由肌肉所形成的中等密度阴影也存在着明显的天然对比。

2.人工对比

虽然人体各部具有不同程度的天然对比，在胸部和四肢较为明显，在腹腔或颅腔则较差，但是，在胸部和四肢的部分组织、器官或结构也不能完全依靠天然对比显影。这是由于人体各部组织或器官内或它们之间大都是由多种密度大致相同的软组织和液体所组成，要使这些组织或结构分别显影，就必须应用特殊方法，加入对比物质而予以“造影”。所以人工对比法也称造影法，对比物质称对比剂或造影剂（contrast media）。

人工对比的应用：按人工方法将一种对比剂——可用比重低的气体，也可用比重高的钡或碘剂——导入所要检查的结构或器官内或其周围，使之周围的结构产生对比而显影，造影检查的应用，使人体多数结构和器官显影，从而大大地扩展了X线检查的范围。

第三节　X线检查方法

X线检查方法可分为普通检查、特殊检查和造影检查三类。普通检查包括透视和X线摄影，是X线检查中最早应用和最基本的方法。后来，在普通检查方法的基础上又创造了多种特殊摄影和各种造影检查方法，特别是近些年来更为突出，从而为人体各部位的结构和器官显影，开辟了新的途径。分别叙述如下：

一、普通检查

（一）透视

透视（fluoroscopy）是一种简便而常用的检查方法。透视时，需将检查的部位置于X线管和荧光屏之间。除观察形态外还可观察器官的活动，如呼吸运动、心脏和大血管的搏动、胃肠道的蠕动和排空等。

一般透视在荧光屏上所显示阴影的亮度不够强，较轻微和细致的结构或改变不易显示，较厚和较密实的部位则基本不易透过而显影不清，所以透视最适用于胸部以观察肺、心脏和大血管。在骨骼系统一般限于观察四肢骨骼的明显病变如骨折、脱位等；对颅骨、脊柱、骨盆等均不适用。对腹部病变，除观察膈下积气和胃肠道梗阻、积气、积液以及致密的异物外，一般不做透视，但在进行胃肠钡餐检查和钡剂灌肠时就必须用透视。

透视的优点在于比较经济、方便，而且当时即可得出初步结果，还可以直接观察器官的运动功能。其主要缺点为不能显示轻微改变和观察厚部位，而且不能留有永久的记录，以供随时观察或复查时比较。

一般透视工作在暗室中进行，故在工作开始前应充分做好眼的暗适应，否则轻微改变会被遗漏。暗适应需时10min左右。使用影像增强装置，荧光屏亮度大大提高，透视可不在暗室中进行。

在检查前，应简单告诉被检查者透视的步骤和目的，并尽量脱去有扣子或较厚的衣服，除去一切外物如饰物、膏药、敷料等，以免产生混淆阴影引起误诊。

（二）摄影

摄影（radiography）也是一种常用的主要检查方法。摄影时，需将受检部分置于X线管与胶片之间，并贴近胶片，固定不动。胸部和腹部摄片时需停止呼吸，否则影像模糊。摄片时，也须将外物如饰物和敷料等除去，以免造成混淆的阴影。

摄影可用于人体任何部位。常用的投照位置为正位，其次为侧位；在不少部分如四肢和脊柱等，需要同时摄正、侧位。其他的投照位置包括斜位、切线位和轴位等。

摄影的优点在于能使人体厚、薄的各部结构较清晰地显示于X线片上，并可作永久记录，以便随时研究或在复查时作对照、比较，以观察病情的演变。缺点是检查的区域为胶片大小所限制，不能观察运动功能而且费用较高。

在实际工作中，透视和摄影是相互辅助而应用的，一方的优点即是另一方的缺点，因此，常常两者并用，取长补短，以使诊断更为全面、正确。

二、特殊摄影检查

（一）体层摄影

普通X线照片是X线投照路径上所有影像重叠在一起的总和投影。有兴趣层面上的影像因与其前、后影像重叠，而不能清晰显示。体层摄影（tomography）则可通过特殊的装置和操作获得某一选定层面上组织结构的影像，而不属于该选定层面的结构则在投影过程中被模糊掉。其原理如图1-1-4所示。体层摄影常用于明确平片难于显示、重叠较多和处于较深部位的病变，多用于了解病变内部结构有无破坏、空洞或钙化，边缘是否锐利以及病变的确切部位和范围显示气管、支气管腔有无狭窄、堵塞或扩张；配合造影检查以观察选定层面的结构与病变。

（二）荧光缩影

荧光缩影（间接摄影，fluororadiography）是将被检查部位的阴影显示于荧光屏上，再以照相机将屏上的影像摄成缩小的照片。在荧光屏上产生明亮的影像需要毫安较大的X线机（100～500mA）。缩影片大小可为35mm、70mm和100mm。在35mm和70mm的小片上，不易看到细节，须用适当的放大设备来观察。在缩影片上发现问题，还须摄大片详细研究。

荧光缩影最常用于大量的肺部集体检查，这种方法可以代替常规透视检查，包括医院和诊疗机构中的胸部透视。它不仅比透视的效率高，使被检查者和工作人员所受的射线量远为减少，并且还可留作记录。

（三）放大摄影

放大摄影（magnification radiography）是根据投影学原理，将检查部位和X线片之间的距离增加，使投照的影像扩大，但较模糊、失真。应用小的X线管焦点（0.3mm），可以减少X线束的扩散作用，使扩大的阴影比较清晰。摄片时，X线管与胶片的距离为100～150cm，检查部位与胶片间距依所需要的放大率而定。放大率可以列公式计算（式1-1-1）：

这种放大摄影可用于显示细致结构，从而观察有无早期和细微的改变。

（四）记波摄影

常规X线摄片只能记录器官某一瞬间的状态，而不能显示其活动情况。记波摄影（kymography）的目的是使器官的活动如心脏大血管的搏动、膈的升降、胃的蠕动等在片上成为波形而加以观察。记波摄影的特殊装置是一个由许多横行宽铅条所组成的格栅，每个铅条宽12mm，中间隔有0.4mm的裂隙（木条）。将此格栅置于身体和胶片之间，摄片时胶片在格栅后等速均匀向下移动11mm距离（图1-1-5A）。这时格栅前的器官活动如心脏大血管的搏动，在每裂隙间都呈现为锯齿状波记录在X线片上。这种方法称为阶段性记波摄影，常用于心脏大血管的检查。对胃肠蠕动、膈运动也可应用。

另一种记波方式是胶片固定而格栅移动，称为连续性记波摄影（图1-1-5B）。它所记录的波形为不同时期不同点综合而成。因此不能用以观察同一点在不同时期的改变。

（五）高千伏摄影

高千伏摄影（highkilovoltage radiography）是用高于120kV的管电压进行摄影。常为120～150kV。需用高电压、小焦点X线管，特殊的滤线器和计时装置。由于X线穿透力强，能穿过被照射的所有组织，可在致密影像中显示出被隐蔽的病变。

（六）软X线摄影

软X线摄影（soft ray radiography）是用钼靶、铜靶或铬靶X线管，用低的管电压以产生软X线进行摄影。由于波长长，软组织的影像分辨率高。软X线摄影多用于女性乳腺摄影，显影效果好。

（七）硒静电X线摄影

硒静电X线摄影（seleniumcoated plate radiography）又称干板摄影（xeroradiography），是利用半导体硒的光电导特性进行摄影。用充电的特制硒板代替胶片，然后进行摄影。用特制的显影粉显影，再转印在纸上，加温固定，即于纸上出现与X线片上影像相似的影像。对观察软组织如乳腺等较好。由于手续烦琐、不稳定、受辐射线量大且效果不如胶片，而未被推广使用。

（八）立体X线摄影

立体X线摄影（stereoradiography）是应用两眼同时视物而产生立体感的原理来摄一对照片，再通过立体镜进行观察。应用较少。

三、造影检查

普通X线检查是依靠人体自身的天然对比。造影检查（contrast examination）则是将对比剂引入器官内或其周围，人为地使之产生密度差别而显影的方法。造影检查显著地扩大了X线检查的范围。

对比剂可分为两类，即：①易为X线透过的气体，常称之为阴性对比剂；②不易为X线透过的钡剂和碘剂，常称之为阳性对比剂。

对比剂引入人体的途径与方法有直接引入和生理积聚两种。

（1）直接引入：

除胃肠钡餐造影可以口服外，大多需要借助工具，如导管、穿刺针等，将对比剂引入管道或空腔脏器中。例如经气管内导管将碘剂注入支气管内，以行支气管造影；经尿道内导尿管将碘水剂注入膀胱中以行膀胱造影；经肛管将钡剂注入结肠中，以行钡剂灌肠；经心室内导管注入碘水剂以行心血管造影；穿刺血管或向血管内插入导管注入碘水剂以行血管造影；穿刺脑室，注入对比剂以行脑室造影；行腰穿，向脊柱蛛网膜下腔中注入对比剂以行脊髓造影等。

（2）生理积聚：

生理积聚是对比剂在体内的生理吸收与排泄。也就是将碘剂通过口腔或经血管注入体内后，使其选择性地从一个器官排泄，暂时存于其实质或其通道内而显影。经静脉肾实质或肾盂造影，口服胆囊造影和静脉胆道造影是常用的利用生理积聚的造影方法。

四、X线检查方法的选择和综合应用

X线检查方法繁多，如何选择和综合应用以达到诊断目的十分重要。检查方法选择的原则应以临床要求和检查部位为依据，一般是先简单、后复杂，但也有灵活性，根据具体情况综合应用。透视是最简单的方法，如胸部检查可首先采用。又如肠梗阻，往往需要透视与摄片结合采用。在厚度大的部位，如颅骨、脊椎等，应该摄片。特殊摄影应在其他检查方法的基础上作进一步研究时应用，如胸部体层摄影。

某些疾病，仅做普通检查（透视或摄片）即可作出诊断，如长骨骨折。另一些疾病则需采用特殊检查或造影检查才能达到诊断目的，例如检查胆囊需做胆囊造影。有时需采用特殊检查与造影检查相结合，例如胆囊造影时，并用体层摄影。在选择检查方法和综合应用时，必须从实际出发，既要解决诊断问题，又要减少患者负担，诊断一经确定，就无需再做多种检查。

第四节　对比剂

理想的对比剂（又称造影剂）应符合下列要求：①无毒性，不致引起反应；②对比度强，显影清楚；③使用方便，价格低廉；④易于吸收和排泄；⑤理化性能稳定，久储不变。但目前所用对比剂不能完全满足上述要求。

兹将对比剂简述如下。

一、气体

除常用的空气外，还可用氧、二氧化碳及笑气（N₂O）。空气在人体内较其他气体吸收为慢，便于追随观察，但所引起的反应也较长。空气和氧气进入血液循环后，可引起气体栓塞，故应加以注意。二氧化碳反应小、溶解度大，即使进入血液循环，也不致产生气栓，但因吸收快，必须尽快完成检查。气体造影主要用于蛛网膜下腔、关节腔、腹腔、腹膜后等。

二、钡剂

钡剂是由医用硫酸钡（barium sulfate）粉制成的钡糊和混悬液，亦可制成胶浆。钡糊（稠钡剂）黏稠度高，含有硫酸钡70%左右，用于食管或胃的黏膜造影。硫酸钡混悬液（稀钡剂）含有硫酸钡50%左右，用于胃肠道造影。钡胶浆则可用于支气管造影。纯净硫酸钡为白色粉末，无毒性。目前多制成高浓度、低稠度、涂布性良好的钡胶浆，与产气剂、消沫剂共用，行胃肠道双重对比造影。

三、碘剂

碘制对比剂大体分油脂类和碘水制剂两类，简介于下：

1.油脂类

早年使用的碘化油（oleum iodinatum）为碘与植物油的加成物，一般含碘30%～40%，直接引入造影部位，用于支气管子宫输卵管、脓腔或瘘道造影等。用量为2～40ml，依部位而不同。

碘苯酯（iophenylatum），化学名为10-碘苯-十一酸乙酯。为无色或淡黄透明油状液，不溶于水。含结合碘约为30%。过去主要用于脊髓造影，用量一般为3ml，最多不超过6ml，需直接引入。也可用于淋巴造影。由于碘水剂的应用，已少用它做脊髓造影。

2.碘水制剂

系含碘的水溶性对比剂，种类繁多。可分为无机碘剂和有机碘剂，后者根据排泄方式不同而分为尿排泄型和胆排泄型。在尿排泄型中，依对比剂有无离子化而分为离子型和非离子型两类。在胆排泄型中，依给药方式不同而分为口服性和静脉性两种。兹分述如下：

（1）碘化钠（sodium iodide）：

为无机碘剂。可用于逆行肾盂造影、膀胱造影和尿道造影以及胆管造影等，常用12.5%的水溶液。膀胱造影时，稀释一倍，以免密度过高，遮蔽病变。不能用于静脉注射。现在应用越来越少。

（2）尿排泄型有机碘剂：

为水溶性，经肾排泄，用途广泛，种类繁多。注入静脉或动脉可行血管造影，经肾排泄，在尿路存积过程中可行尿路造影。分离子型和非离子型两类。

1）离子型对比剂

泛影酸盐：泛影酸（acidum diatrizoicum）系含三个碘原子的三碘苯甲酸，其分子结构式如下：

泛影钠（hypaque）为其钠盐，泛影葡胺（urografin）为其葡胺盐。以不同比例的泛影钠与泛影葡胺混合而成复方泛影葡胺，是国内目前常用的对比剂。

本制剂适用于静脉性尿路造影，心血管、脑血管、腹内血管和周围血管造影，也可用作逆行性尿路造影，口服时可做胃肠道造影（称之为胃影葡胺，gastrografin）。还可用于CT增强检查。用量则依不同部位和目的而异。

异泛影酸盐：异泛影酸（acidum iothalamicum）是泛影酸的同分异构体，其分子结构式如下：

可制成异泛影钠或碘他拉葡胺（conray）。其水溶性更大，黏稠度较低，可作更高浓度的快速血管内注射，更适宜于心脏大血管的造影。但异泛影钠不宜用于脑血管造影。此外，也可用于其他部位的血管造影、静脉性尿路造影、逆行性尿路造影以及CT增强检查。

碘卡明酸盐：碘卡明酸（acidum iocarmicum）是异泛影酸的二聚体。其分子结构式如下：

其葡胺盐为碘卡明葡胺（myelotrast，dimer-X，bisconray），溶于水后电离，只生成两个阳离子和一个酸根离子，所以在相似的碘浓度时，溶液的渗透压较低，可减轻神经组织和血-脑屏障的损伤，从而减少、减轻神经症状。适用于脑室造影和腰段脊髓造影。对尿路造影，心、脑血管造影无突出优点，无需采用。这种对比剂已因有非离子型对比剂而被淘汰。

上述三类对比剂在溶于水后都发生电离，故都是离子型对比剂，渗透压高，反应较常见，有时严重。

2）非离子型对比剂：

非离子型对比剂是三碘苯甲酸酰胺类结构的衍生物。采用多醇胺类，以取得高溶度和高亲水性。其优点是由于不是盐类，水溶液中不产生离子，故可降低渗透压，对神经和血-脑屏障的损害均明显低。20世纪70年代初首先合成甲泛糖胺（metrizamide）。为了提高亲水性，增加水溶度，提高稳定性和降低溶液的黏稠度而在分子结构中引入醇基（OH）。这类对比剂如碘海醇（iohexol）、碘帕醇（iopamidol）和碘普罗胺（iopromide），渗透压进一步降低，但仍高于血浆渗透压。近年又合成了非离子型二聚体，使其渗透压与血浆相同，如碘曲仑（iotrolan），适用于全段脊髓造影。

甲泛葡胺：选用的多醇胺为葡糖胺（glucosamine）。由于葡糖基易水解，致水溶液不稳定，不能制成溶液，已为其他非离子型对比剂所代替。

碘海醇：其分子结构式如下所示。

分子结构中有六个醇基。适用于血管内注射以行心血管造影、CT增强检查和脊髓造影。反应发生率低而轻微。

碘帕醇：其分子结构式如下所示。

分子结构中有五个醇基。用途与碘海醇相同。

碘普罗胺：其分子结构式如下所示。

分子结构中有四个醇基，并加一个氧原子，而1、3、5三位上取代基均不同，苯环无对称性，增加了水溶性。可用于心血管造影和CT增强检查。厂家建议不用于脊髓造影。

碘曲仑：为非离子型二聚体，有两个苯环、六个碘原子和十二个醇基。碘含量高，在高浓度时（例如300mgI/ml），与血浆也是等渗的。适用于全段脊髓造影和脑池造影CT扫描。用量可高达4.5～6.0g，很少发生反应。生物安全性高。

非离子型对比剂，由于生物安全性高，反应发生率低且轻，所以越来越受到重视。根据文献报道，反应发生率在离子型对比剂为12.66%，而非离子型对比剂仅为3.13%，重度反应在前者为0.22%，而后者只为0.04%。但由于成本高，售价贵，使其应用受到限制，只在必要时选用。考虑效用/价格比的原则，结合我国当前的实际，在以下情况采用非离子型对比剂为佳。

从患者情况考虑，根据病史与病情，属于高危因子的患者应使用非离子型对比剂。其中包括过敏体质，如有对比剂、药物和食物过敏史，患有哮喘、荨麻疹、湿疹、花粉症等过敏性疾病；糖尿病、多发性骨髓瘤、失水和休克状态；心脏病，如心力衰竭、重度心律失常、冠状动脉粥样硬化性心脏病（冠心病）、肺动脉高压和发绀型先天性心脏病；严重的肺气肿与支气管疾病；肾功能衰竭；65岁以上和1岁以下患者。从造影方面考虑，动脉内注射，包括四肢动脉、冠状动脉、脊髓动脉及左心室和蛛网膜下腔与脑室内注射均应选用非离子型对比剂。蛛网膜下腔和脑室内注射不能用离子型对比剂。

（3）胆排泄型对比剂：

胆影酸（adipiodonum）用于胆管检查。它的分子结构工是双苯环以不同的链连接。其分子结构式如下：

可以是钠盐，也可是葡胺盐，前者为胆影葡胺（iodipamide）。这种对比剂由于⑤位为空位，易与血浆中白蛋白结合而载运到肝，由胆排泄，而不易经尿排泄，不像经尿排泄的对比剂没有空位，易经尿排出。

胆影酸类对比剂需缓慢经静脉注入，一般为2～4ml/min，用量为20%20ml，不能用于血管造影。

经胆排泄对比剂还有经口服，由小肠吸收，由胆排泄的，为口服胆系对比剂。如碘番酸（acidum iopanoicum）。也是含三碘的苯环，其分子结构式如下：

⑤为空位，便于同血浆白蛋白结合。为片剂，每片为0.5g，一般用3～6g。

由于超声与CT的应用，胆道造影的临床应用减少，因此，胆排泄型对比剂的使用也减少。

四、水溶性碘对比剂反应的防治

1.水溶性碘对比剂的反应

常用的三碘苯甲酸衍生物，化学性质稳定，无亲脂性，几乎不与蛋白结合，不渗入组织，毒性低，但临床上确可发生反应，甚至死亡。轻度反应可有荨麻疹、面色潮红、喷嚏、恶心、呕吐等。重度反应可出现面部水肿、咽喉及肺部水肿、支气管痉挛、哮喘或呼吸困难、癫痫、晕厥、瘫痪、心悸、血压突降、循环衰竭，乃至死亡。死亡可由于心肌梗死、心肌纤维颤动和脑梗死等引起。应用离子型对比剂，在不同造影术的反应发生率与死亡率见表1-1-2。

反应的发生原因是多方面的，可能与以下因素有关：

（1）给药方式：

对比剂的浓度、剂量、速度和注入部位与反应的发生有关。超过允许的浓度与剂量，又注射过快，将增加反应发生的机会。

（2）对比剂本身：

对比剂反应与对比剂的离子化、对比剂的渗透压、黏稠度以及对比剂毒性有关。研究证明阳离子可引起对比剂的反应。葡胺盐比钠盐好，但也有缺点，它的黏稠度大，可在微血管内形成异物团，造成局部缺血、缺氧，造成组胺的释放也较强。同时，黏稠度也给快速注射带来困难。对比剂渗透压较高，高者可比血液高8倍，可引起血细胞变形、丧失弹性，改变血流动力学。最后，对比剂分子可引起血清补体的激活，促使释放过敏毒素、组胺等引起平滑肌收缩，微血管增渗等反应。

（3）患者体质：

与反应的发生及其程度有关。除过敏体质外，患者的年龄，有无慢性病，乃至精神状态都有重要关系，诸如高血压、动脉硬化、冠心病、癫痫、甲状腺功能亢进、肾与肝功能不良、水盐代谢平衡失调等症。在患者处于恐惧、紧张状态下进行造影，也易发生反应。因此，有人认为对比剂对中枢神经系统的作用是引起严重反应的外因，而恐惧心理则是其内因。

2.对比剂使用前的注意事项

已如上述，水溶性碘对比剂可引起反应，因此，在使用这类对比剂前要做好准备。

对比剂的使用方法与药物治疗不同，常是剂量大、浓度高、给药快而且直接注入心血管内。因此，操作要熟练并熟悉对比剂的性能，特别要注意造影及使用该对比剂的禁忌证。

对患者的准备要着重于对比剂过敏的防治：

（1）了解过敏历史与做过敏试验：

了解有无食物和药物过敏历史非常重要。有人统计有过敏历史患者严重反应的发生率比无过敏历史患者高4倍。如对碘、麻醉剂、抗生素有过敏或有哮喘、荨麻疹、狼疮等变态反应疾病均应注意。

过敏试验，在我国现仍列为常规。用静脉注射法，即用该对比剂1ml静脉注射后观察15min，如无反应，即认为过敏试验阴性，可行造影。如出现荨麻疹、唇舌水肿等则为阳性，不应造影。对于过敏试验，在20世纪70年代初的第一届欧洲放射学会已通过决议废弃这一试验。因为过敏试验并不反映实际问题，有些患者在试验时，即发生严重反应，甚至死亡，而有些患者过敏试验虽为阳性，但在采取预防措施下进行造影，可顺利完成检查。因此，最好是在过敏试验以前即给预防措施，并做好抢救准备。

预防药物可用肾上腺皮质激素，如地塞米松（dexamethasone）10mg与10%葡萄糖液20ml混合后静脉注射或用泼尼松（prednisone）1次50mg，口服，每日4次，共服3天。造影前肌内注射苯海拉明（benadrly）50mg，可抗组胺。在开始注入对比剂时要慢，以便随时停注，2～3min后，如无反应可稍快注入，并严密观察患者。

（2）严格掌握禁忌证：

对碘过敏、甲状腺功能亢进症（甲亢）、心、肾功能代偿不足者应禁忌造影。肝功能严重损害及多发性骨髓瘤患者，进行造影应慎重，并权衡利弊。

（3）对比剂的选择：

根据造影不同，应选择适当的对比剂，并注意浓度与剂量。脑血管造影应用60%以下的泛影葡胺或碘他拉葡胺，勿用钠盐，如泛影钠。冠状动脉造影应用76%复方泛影葡胺，即内含10%的钠盐，而不用纯泛影钠或纯泛影葡胺。用非离子型对比剂则更为理想。做脑池造影或脊髓造影，则必须用非离子型对比剂如碘曲仑或碘海醇。

3.严重反应的急救措施

对比剂严重反应常是突然发生，如无准备，就可能措手不及，故在造影前，应做好充分准备。应准备好必要的设备、材料、药物等。在给对比剂时和以后的一段时间内应不断观察患者，如有反应则立即采取措施。如在注射过程中发现应立即停止注射，速用氧气面具进行抢救。严重反应可有以下四种类型：

（1）过敏反应型包括荨麻疹、支气管痉挛、鼻咽、口、舌及肺部水肿等，可使呼吸困难达窒息程度。可静脉注射氯苯那敏10mg；皮下注射肾上腺素0.5mg及皮质激素类药物，如静脉注射氢可琥钠（sodium hydrocortisone succinate）100mg，甲泼尼龙琥珀酸钠40mg或地塞米松10mg等。必要时可气管插管给氧。最近报道有加用抗H₂受体的药物，如西咪替丁300mg。

（2）神经系统障碍，表现为抽搐、癫痫。可静脉注射地西泮注射液10mg，重复多次给药，也可给皮质激素类药及补充血容药物。

（3）循环系统可有血压下降、循环衰竭等。应使患者仰卧，足部抬高，静脉注射甲氧明5mg，可每3min注射1次。也可给皮质激素类，还可重复给药。

（4）严重者出现心脏停搏。抢救时要抬高足侧，进行心脏按压。呼吸困难，可进行口对口人工呼吸给氧等。

其他症状，可针对性地给予治疗。

在对心脏骤停和呼吸停止进行抢救时，为了帮助记忆，可记住A、B、C、D。A为airway（气道），需保持通畅，拉出舌以免舌根阻塞气道，要清除咽内黏液；B为breathing（呼吸），可口对口行人工呼吸，并给氧；C为circulation（循环），心搏骤停时，应行体外心脏按压；D为drugs（药物），根据情况给以药物治疗（表1-1-3）。

第五节　X线诊断原则和步骤

X线诊断是临床诊断方法之一，为了诊断正确，必须遵循一定的诊断原则和步骤，才能全面、客观地作出结论。同样，影像诊断也要遵循这些原则。

一、X线诊断原则

X线诊断原则是，观察所检查部位内的器官和组织在荧光屏或X线片上所显示的影像，研究其解剖和生理状态，判断是正常还是异常。如发现异常，则对异常进行全面分析，再综合所见，进而推测它的性质，然后结合临床资料作出诊断。因此，X线诊断是以分析影像为基础，但最后诊断则需要结合临床。为了能对影像作出正确判断并提高X线诊断水平，需要熟悉正常解剖和生理的X线表现；熟悉不同疾病在不同阶段（包括进展和愈合）的病理及生理变化的X线表现；还需了解病史、症状及体征以及其他与诊断有关的临床资料。

二、X线诊断步骤

X线诊断可按下列步骤进行：在观察X线片时除应注意照片的技术条件包括投照位置的正确性、黑白对比的鲜明性和器官组织轮廓的清晰度以外，在具体分析影像时，要养成良好的习惯，按一定顺序进行，以免遗漏。例如分析胸片时，可按胸廓、纵隔、膈、肺部、胸膜等顺序观察，但也应有重点。在分析肺部表现时，可从肺尖至肺底，从肺门到外带逐一观察。又如分析四肢长骨时，可按骨的密度、松质、骨髓腔和骨膜先后进行。

分析病变时，应注意下列要点①病变的位置和分布：某些疾病有一定的好发部位，如在肺部，位于肺尖的渗出性病变多为肺结核，而在肺底部则常为肺炎。又如在长骨的肿瘤中，骨肉瘤多位于长骨的干骺端，骨巨细胞瘤则常位于干骺端和骨骺。②病变的数目：病变单发或多发对诊断有一定价值。肺内多发球形病变，绝大多数病例是转移瘤，单发的球形病变则可能是肿瘤，也可能是其他病变。③病变的形状：在肺内，片状及斑点状影多为炎性病变，以结核常见。圆形影多为肿瘤或结核球。④病变的边缘：一般良性肿瘤、慢性炎症和病变愈合期，边缘锐利；恶性肿瘤、急性炎症和病变发展过程则边缘多模糊。⑤病变的密度：可高于或低于周围组织，如在骨骼中，密度高表示骨质增生，常见于慢性化脓性骨髓炎。密度低又代表骨质疏松和破坏，常见于急性化脓性骨髓炎。⑥邻近器官和组织的改变：对诊断是有帮助的，例如肺野大片高密度影像，难于判断其性质时，可以根据胸廓扩大或下陷、肋间隙加宽或变窄、膈的下降或升高以及纵隔的推移或牵拉等表现来推测其为膨胀性病变，如胸腔积液或萎陷性病变，如肺不张、胸膜肥厚粘连等。⑦器官功能的改变：观察心脏大血管的搏动、膈的呼吸运动和胃肠道的蠕动改变均对诊断有所帮助，而且往往是疾病早期发现的主要依据，例如在胸膜炎的早期，可只出现患侧膈运动受限。

通过以上的分析步骤对病变进行观察和分析，可作出初步的判断，此后需结合临床进行综合分析。因为病变具有特征性X线改变者不多，大多数情况，X线表现并无特征，同样的X线影像可以在不同的疾病中出现，即所谓“异病同影”。如在胸部照片上，肺炎和浸润性肺结核均为渗出性病变，呈密度高、边缘模糊的片状影，两者表现可完全相同。另外，同一疾病也可因阶段不同而出现不同的X线表现，即所谓“同病异影”。如肺癌可呈小结节状，也可出现薄壁空洞。因此，X线诊断必须结合临床。还应指出，X线检查虽然是重要的临床诊断方法之一，但也有其限度。例如在疾病的早期，X线检查往往发现不多或无所发现，如急性化脓性骨髓炎，在起病后10天内，甚至2周内，虽然临床症状已很明显，但从X线照片上仍不能作出诊断。另一种情况是X线检查不能使病变显影，如支气管内膜结核，尽管痰菌阳性，但也不能从照片上作出诊断。因此，对X线的诊断价值与限度必须有正确认识。

X线诊断与临床结合，除应了解病史、体征和治疗经过外，还应注意以下要点①年龄：年龄对疾病性质的判断有重要性，如肺门淋巴结增大是儿童原发性肺结核的典型表现，但发生在老年人，则常为肺癌的X线征象；②性别：有些疾病的发生率常有性别上的差别，如胃癌的发生，男性多于女性；③职业史和接触史：职业史和接触史是诊断职业病的主要依据，如硅沉着病（矽肺）、工业性氟中毒的诊断，均应具备特殊的职业史和接触史；④生长和居住地区：这在诊断地方病时有重要价值，例如在我国包虫病多发生于西北牧区；大骨节病以东北为常见；血吸虫病则以华东和中南湖区一带较常见；⑤结合其他重要检查：如其他影像学检查、病理组织检查，以达到准确的诊断。

第六节　X线检查中的防护

X线检查应用很广，接触X线的人越来越多，因此对其防护的意义应有充分的认识。同时对防护的方法和措施也应有了解并遵循。

一、防护的意义

由于X线对机体的生物作用，因此，在照射过量时，可产生不同程度的损害，其中一部分是累积性的，可产生不同程度的损害，在以后还可发生严重影响，甚至成为不可恢复的慢性放射病。但若防护适当，使所接受的X线量限于容许范围以内，则其影响是不重要的。因此，在X线诊断工作中，必须采取防护措施，包括工作人员和患者的防护。防护的意义在于更好地发挥X线检查的作用，而避免不必要的损害。在注意防护时，也应避免对X线检查工作产生顾虑或恐惧心理。

二、防护的方法和措施

在暗室透视时，对X线的防护包括一次射线和散射线的防护。一次射线的阻挡物为隔光器及荧光屏上的铅玻璃。在任何情况下，均不可使从X线管窗口射出的一次射线超出铅玻璃的范围，亦不可以使无防护的身体部分暴露在一次X线照射之下。透视之前，工作人员须有良好的暗适应，电压与电流均应调节适当，同时工作人员必须穿戴好铅橡皮围裙、铅橡皮手套，并使用活动的防护椅等。透视使用脚闸时，应有短暂而规律的间隔时间。按常规顺序操作，避免不必要的反复检查，以便缩短曝光时间。这些措施均可达到防护散射线的目的。应该注意胃肠造影检查，或其他复杂的造影检查透视时间比一般胸部透视长得多，容易过量而产生损害。对患者的防护，亦在于减少接受X线剂量。由于X线量与距离的平方成反比，越接近X线管窗口，剂量率越高。所以，在透视时，需使患者与X线管间保持一定的距离，至少为35cm。同时在X线管窗口下需有一定厚度的铝过滤板以减少长波、穿透力不强、实际上无效但又能引起人体损伤的X线。自从有了影像增强器和遥控装置以来，透视可在隔室进行，使接受的X线量明显减少。

摄影时，利用隔光器或聚光筒可减少散射线的产生。在做特殊检查和造影检查时，曝光次数不宜过多，亦不应于短期内过于频繁地进行检查。还应特别注意保护生殖器及胎儿，这对我国当前提倡的计划生育和优生学具有非常重要的意义。工作人员要注意利用铅屏和有防护的控制室。检查室的大小可影响散射线的强度，应按国家规定的要求建造。一般不应小于25m2，高度不应低于3.5m，检查室向走廊或邻室开放的门窗，亦应加强防护，X线可能影响到室外，因此不能忽视检查室的四壁、顶壁及地板的防护。X线机安装时，应注意在水平投照时X线管应朝向室外空旷处。防护检查工作甚为重要，必须加强，应定期用放射剂量计对防护设备的标准作出鉴定，加强防护制度执行情况的检查。工作人员须有就业前检查、定期体格检查（至少半年1次）和血象检查。

以上各方面，如发现问题，应及时处理，以免造成不良后果。

（郭启勇　辛军）