1981年日本富士胶片公司首先推出了成像板（imaging plate，IP）技术。成像板的研发为计算机X线摄影（CR）的实现奠定了基础，从而真正完成了医学影像的数字链。

在国内人们习惯将计算机X线摄影称谓为CR。这种称谓简洁、实用。但是，除此之外我们还要知道其他的学名。因为，当我们阅读国外文献时，常常发现CR自身也还有许多不同的称谓，而增加了迷惑性。这些称谓包括，存储荧光体数字X线摄影（digital radiography with storage phosphors）、数字发光X线摄影（digital luminescence radiography）、光激励发光X线摄影（photostimulable luminescence radiography）。不管使用何种名称，它们都指得是一种采集和记录高能电磁辐射的投射影像的技术，此技术采用含有特殊存储荧光体材料的可重复使用的探测器。

从国外英语文献看，特别是从物理学角度分析计算机X线摄影（CR）时，较多采用光激励存储荧光体（photostimulable storage phosphor，PSP）成像的称谓。

关于CR成像板也有不同的称谓，如光激励存储荧光体（PSP）屏、SP探测器等。从X线信息影像的形成与传递过程分析，凡是能探测到透过被照体以后X线强度的差异，并转换成可见影像的介质，均可称为探测器。如屏/片系统、影像增强器（I.I）、CR的成像板（IP）、DR的数字平板探测器、CCD探测器等等。但是，为适应我国医学影像界的习惯，我们还是在书中以成像板（IP）称谓。

在这里。我们要特别提出是，有人将计算机X线摄影（CR）称之为CR X线机，这是一个原则错误。因为。CR不具有产生X线源的功能，它只是一种将X线信息影像转换成可见的、数字影像的装置，或者说是一种数字影像采集与显示技术的装置。

尽管人们习惯上把称为计算机X线摄影（CR）的技术与称为数字X线摄影（DR）技术区分开来。但是，国际上有的学者认为，CR是DR的一种形式，而且是最早的形式。

这从数字摄影的宏观角度讲是可以理解的。但是，在国内我们还是不希望将CR与DR混为一谈。我们设想一下，如果把CR也称为DR的话，那就会在使用中造成理解上的混乱。

大多数人都熟悉过去20年左右CR的快速发展。在这20年里，扫描装置的安装数量增加了20　000倍，而系统价格和体积却减小了10倍以上，扫描速度增加了2到3倍。

然而，CR的发展是建立于存储荧光体（storage phosphor，SP）技术之上。也就是说，SP技术比CR的历史要长得多。

光激励发光（PSL）效应，就是把存储的高能射线通过光激励后以可见光的形式释放。它早在19世纪中期就开始使用，通过全野或局域激励的方法，把不可见（如紫外线）空间影像转换为可见状态。

1895年伦琴发现X线后不久，就有了使用光激励发光（PSL）效应的全野X线成像的实验。

二战期间，红外激励存储荧光体被用在夜视照相机上，红外情景（光激励发光源）在相机里成像在预先存储能量的SP探测器上，使其以可见光的形式释放能量，再现了输入的不可见场景。

现代CR系统的先驱是在20世纪70年代发展起来的，当时研究者正在寻找一种新的途径来改善全野激励法的可见光收集效率低下和图像质量不佳的状况。他们试图开发一种存储荧光体扫描系统，聚焦的可见光束逐点地激励成像板，尽可能靠近激励发光点放置一光电探测器来收集尽可能多的局部激发光。

这些努力随着1981年首台商品化CR系统（Fuji Photo Film公司）的推出达到了顶点。此后，许多制造商都研发出使用光激励发光（PSL）效应的商品化CR系统，而且不仅仅局限在医学成像方面。

CR系统使用IP为探测器，利用现有的X线设备进行X线信息的采集来实现图像的获取。它主要由影像板、影像阅读器、影像处理工作站、影像存储系统组成。

IP是CR成像系统的关键元器件，是采集或记录图像信息的载体，并代替了传统的屏/片系统。它适用于各种类型的X线机，也适用于各种常规X线检查，具有很大的灵活性和广泛的用途，IP可以重复使用。但是，不具备图像显示功能。

IP外观像一块单面增感屏，由表面保护层、光激励发光（PSL）物质层、基板层和背面保护层组成（图1-4-6）。

表面保护层的制作材料常采用聚酯树脂类纤维，耐磨损、透光率高，不受外界温、湿度变化的影响。作用是防止光激励发光物质层在使用过程中受到损伤。

由PSL物质与多聚体共同组成。PSL物质为发光材料，结晶体颗粒的平均直径在4～7μm。颗粒直径增加，发光强度增加，但随之图像的清晰度降低。多聚体的材料一般为硝化纤维素、聚酯树脂、丙烯及聚氯酸酯等。多聚体的作用是使PSL物质在涂布层中均匀分布，具有适度的柔软性和机械强度，并免受温度、湿度、辐射和激光等因素的影响而产生理化性质的变化。

基板的材料是聚乙烯对苯二酸酯（polyethylene terephthalate，PET），厚度在200～350μm。作用是保护PSL物质层，避免激光在PSL物质层产生界面反射，提高图像清晰度。有的IP为了防止光透过基板，还在基板中增加了吸光层。

制作材料与表面保护层相同。作用是防止使用过程中成像板之间的摩擦损伤。

当前的CR阅读器都使用逐点读取技术，激光束按照一定的模式扫描整个成像板表面，测量成像板上每一点的发射光并将其转换为数字信号，然后采样和量化成数字图像。在最早的CR系统中，完成此任务的部件体积巨大要装满整个房间。今天，它们只需被安装在一张桌面上（图1-4-7）。

CR阅读器的构成与功能描述如下：

现代的CR系统大多采用红外固态激光二极管（波长670～690nm）作为光源。红外的波长与常规使用的氟卤化钡成像板的激励光谱相匹配，同时又与发射光波长（蓝光）容易区分不会影响它的探测。固态激光源更紧凑、有效、可靠，而且持续时间也比气体激光源更长。现在扫描装置激光束的延迟时间在1～6ms/每像素。

CR阅读器设有特殊的强度控制装置，它可以实时监控激光的功率并校正波动。但是，这种容许范围很小。在激励曲线的直线部分，波动即使小于百分之十也会产生问题。因此，必须把强度波动控制在这个水平以下。激励曲线越高，允许波动并不随之加大。因为，需要更大的曝光量变化以使得输出信号产生相同的变化。

激光器发出的线束必须经过最优化处理后方可对成像板曝光。这一点对于固态激光器尤为重要，它产生椭圆形线束而不像气体激光器的圆形线束。此外，即使是产生圆形激光束，线束也会在穿过成像板时改变形状和速度。

在CR阅读器中，这种效果导致尺寸不同的成像板由于线束位置的不同，激励过程的线束延迟时间（扫描速度）也就不同。这是我们不愿看到的。因为，即使整个成像板的曝光量一致，在它的边缘与中央部的信号输出和空间分辨力也会不同。CR阅读器含有专用的束形控制装置（包括一种所谓的f-θ透镜），它保证线束的形状，尺寸和速度与光束所处的位置无关。

线束偏导装置是使得激光束快速向前、向后，均沿着一条扫描线顺序激励成像板上的每一点。其他方向的移动由传输装置控制。这个方向被称为快速扫描方向或者线扫描方向。根据所需要的扫描速度，可以使用不同规格的偏导（偏制）装置。对于较低的扫描速度，可使用的是旋转的转筒和固定激光束（也就是没有偏转器，所有的移动都由转筒来控制）。对于较高的速度来说，通常的解决办法是在电流计上安装一反光镜。电流计前后摆动，使得线束沿成像板运动。在折回时，激光束会被挡住。而在最高速的装置中，采用旋转的多边形棱镜。每一面反光镜扫过成像板的一条线，然后将下一条线移交给下一面反光镜，依此类推。这里，非常重要的一点是每一面反光镜要具有相同的反射率和相对于多边形转子的相同角度。

传输环节能够在与快速扫描方向垂直的方向上传送成像板。这个方向通常被称为慢速扫描方向，页面扫描或者交叉线扫描方向。在整个线束偏导装置和传输环节的作用下，整个成像板表面都能够被激光束“接触”到（也就是采样）。由于使用线束偏导装置，在不同的扫描速度要求下，有不同传输环节的选择。在低速扫描装置中可以使用一个转筒，然而目前所有的CR阅读器都采用直线传输方式，成像板被夹住或放在可移动的平板上，沿着一定轨迹进行移动。

在这里，速度的稳定性是十分重要的，以避免条带状伪影的产生。由于读取过程是破坏性的，也就是说潜影会在读取之后消失。因此，在慢速扫描方向上，激光扫描线必须进行恒定的交叠。传输速率哪怕是百分之几的波动都会导致可见的带状伪影。

集光器用以尽可能多的收集成像板的发射光线，并且以最小的损失把它们传送到光电探测器，将光信号转化为电信号。图像的质量主要受这一环节的控制。尽管入射的激光束具有高度定向性，而成像板混杂特性使得发出的光线散射到各个方向。因此，集光器必须非常邻近成像板表面，从而尽量多的截取散射的光子。

如果没有这个看起来没什么用的部件，CR将不能工作。由于成像板的发射光与激励光的波长不同，才有可能从CR成像板中提取有用的信号。这种光谱的分离是极其严格的。然而，仅允许发射光进入光电探测器甚至是更严格的。因为，这个装置通常有相当宽的敏感光谱。滤光器在阻止激励光进入光电探测器方面起着关键作用，从而防止所需要的图像信号被淹没。

光电探测器的作用是将发射光光子转换为电信号，进一步加工成数字图像。由于CR系统的低发光率，现今大多都采用一个或多个光电倍增管（PMT）。PMT具有高的信号增益、合理的量子转换率（约为25%），且内部噪音和暗电流低。但是，CCD的低廉价格、小巧的体积，以及灵活性方面的特征，将使它们逐渐融入CR系统的渠道。

光电探测器上呈现的信号是模拟信号，它反映了成像板上潜影和X线曝光量的变化。模拟电子器件在光电探测器之后的另一项操作就是为采样过程作准备。光电探测器探测到的信号有很宽的频率范围（包括噪声）。但是，有一些是对诊断无用的或者与数字化设备不兼容的。因此，需将所谓的防混叠滤过器纳入到模拟链中，目的是在ADC前除去这些高频信号。

ADC是模拟和数字的分界线，它包括两个步骤：采样和量化。ADC在控制电路的作用下产生与源模拟图像等价的数字化图像。激光束横跨成像板的移动将成像板表面的空间变化转换成光电探测器的时间变化信号。这种时间变化信号必须以足够高的频率采样才能保留下足够的空间分辨力满足临床应用。

同样的，光电探测器信号的强度变化也必须要进行足够精细地采样或量化，在覆盖整个可能曝光动态范围的前提下，保留所需要的信号变更幅度（对比度）满足临床应用。

扫描装置得到的数字影像在发送到最终目的地（工作站）之前，需要暂存在某处。通常可将硬盘驱动器用作本地存储器。硬盘的容量应当与扫描装置的流通量相匹配，并具有在网络连接发生中断时也能保持扫描装置正常运转的能力。

擦抹装置用于清除成像板上的所有残留信号，初始化成像板以备下一次曝光使用。这个组件的典型组成是一排高强度的灯管，其发光强度一般比激励光源高出几个数量级，可以驱除成像板上的残留信号，使之大大低于曝光所产生的信号，以免影响下次曝光成像。

当X线照射到成像板的光激励荧光体时，其晶体结构中“陷阱”部位吸收并存储了X线能量。所以，有时也将光激励荧光体称为“存储”荧光体。

在光激励发光（PSL）过程中，它在附加的适当波长的激光能量的激励下，将这种俘获的能量释放出来。

这一过程就是CR影像的采集和显示，其过程可以归纳为图1-4-8所示的5个步骤∶X线曝光、图像阅读、图像灰度处理、图像记录和CR图像显示。

成像板上涂有一层“光激励存储荧光体（PSP）”，选用的材料必须具有“光激励发光”的特性。许多化合物具有这种特性。但是，适宜X线摄影所需要特性的却为数不多，最接近X线摄影要求的化合物是氟卤化钡家族，BaFX∶Eu ²⁺，X代表卤族元素Cl，Br，I或它们的组合，如BaFBr∶Eu ²⁺、BaF（BrI）∶Eu ²⁺、BaSrFBr∶Eu ²⁺。化学式中的Eu是赋活剂。微量的Eu ²⁺混杂物加在光激励荧光体中，以改变它的结构和物理特性。

曝光后的成像板，由于吸收X线而发生电离，在光激励荧光体的晶体中产生电子/空穴对（陷阱）。一个电子/空穴对将一个Eu ²⁺跃迁到激发态Eu ³⁺，以俘获电子的形式存储的能量形成潜影。也就是说，光激励荧光体的晶体结构“陷阱”中存储的是吸收的X线能量。所以，有时也称作“存储”荧光体。当Eu ³⁺在适当波长的附加可见光能量的激励下，再返回到基态Eu ²⁺时，会将俘获的能量以可见光的方式被释放出来。

曝光后的成像板在阅读器内，经过用低能量高度聚焦和放大的红色激光扫描，一种较高能量低强度的蓝色光激励发光（PSL）信号被释放出，它的强度与接受器中吸收的X线光子的数量呈正比。蓝色的光激励发光（PSL）信号从红色激光中分离，导入一个或多个光电倍增管。

最常用的激光是HeNe（λ=633nm）激光和“二极管”（λ=680nm）激光，光激励发光的波长为390nm～490nm范围，恰好与光电倍增管（photomultiplier tube，PMT）光电阴极探测敏感度的波长（400nm）相匹配。

光电倍增管将接收到的光信号转换成电压，电压经过增幅，输入模/数转换器转换成数字，通过釆样和量化，以数字影像矩阵的方式存储。

对采集到的原始数据影像分析，确定有用影像的相关区域，按照用户选择的解剖部位程序将物体对比度转换成模仿模拟胶片的灰阶影像。最后，重建出影像在显示器上显示或通过打印机打印出照片影像。

影像读取过程完成后，IP的影像数据可通过施加强光照射来消除，这就使得IP可重复使用（图1-4-9）。

未曝光的成像板由基板上覆盖的光激励发光材料组成，外面涂布一层薄薄的透明保护层。X线曝光后，在晶体结构中形成半稳态势阱的电子潜影中心。潜影的处理由低能量激光束（例如20毫瓦633nm的氦氖激光）的栅条状扫描来实现。俘获电子从发光中心释放出来形成可见光，然后由光导装置采集引至光电倍增管。残余俘获电子被高强度可见光源清除，成像板又可以再次使用。

双面阅读成像板从成像板正反两面探测发射光，从而提取更多信号（并提高信噪比）。这种技术将成像板的基板做成透明的，在屏的反面添加一套光学采集装置、光电探测器和电路（图1-4-10）。

这样的配置有如下好处。首先，可以在不改变各像素停留时间前提下采集更多的发光信号。其次，相同空间频率采集的两路信号相结合，可以得到比单侧采集更优的信号和噪声特性，来生成总体输出信号。但要注意，当激励线束到达有效层的后面或底部时，其宽度已经明显增加。因此，底部发出的光信号要比顶部采集的光信号模糊。结果是，两路信号组合所得到的图像质量受益于较低空间频率的程度（两路信号均起作用）高于较高空间频率（底部信号的作用相对衰减）。一个意外收获是，人们可以稍增加成像板厚度，在没有明显降低锐利度的同时来提高X线吸收率，这可以通过信号组合参量来加以控制。

在传统屏/片X线摄影中，放射技师调整曝光条件，以使得想要的影像信号范围位于H&D曲线的直线部。位于被照体范围以外，而在照射野范围内的X线，形成的影像信号落在曲线的肩部（高曝光区），超出准直边缘的影像信号落入趾部（低曝光区）。

CR系统必须对有用的影像信号进行编码，通过数字值的检查表调整以提供最大对比敏感度。正如特定解剖部位选择特殊摄影技术和影像探测器一样，CR读出算法也根据特定的解剖部位对数字影像进行调整。

有些CR系统的首要任务是，确认已曝光的接受器（成像板）上原始数字数据中图像的数量和方位。然后再分别对每一幅图像进行分析。传统X线摄影在一个暗盒上产生多幅图像比较容易。但时，在CR摄影中可能是很复杂的。在一个曝光野内，CR阅读器识别影像有用区域的重要依据是准直器的边缘定位。一些CR系统通过定义解剖区域的边缘来分割影像。有用影像一旦正确定位，CR系统在执行进一步的影像分析时，就可以忽略超出准直器边缘的影像信息。

对于大多数CR系统来说，确定有用信号范围的方法需要影像灰阶直方图的构建，一种X轴为像素值、Y轴为发生频率的图形（也就是像素值频谱）。图1-4-11就是一个统计噪声-自由直方图的实例。

直方图的大体形状取决于解剖部位和用于影像采集的摄影技术。所有CR阅读器都利用一种分析算法来识别和分类直方图的各个组成部分，它们对应于骨、软组织、皮肤、对比剂、准直、未衰减X线和其他信号。这有助于影像的有用和不重要区域的辨别，从而可以正确的重建影像的灰阶范围。如图1-4-11所示的胸部CR影像直方图的实例。

它显示出影像中对应于不同解剖结构，有效区域内像素频率分布的各种成分。此实例与屏-片影像一样，像素数值的大小直接对应着衰减程度的高低。它使用反变换表，将数值的大小反比于PSL的大小。

直方图分析的结果使得原始影像数据的标准化成为可能，而感度、对比度和宽容度的标准化条件是由数字化数值分析决定的。对于特定患者的检查，适宜影像灰阶特性的重建是通过尺度改变和对比增强来实现的。

每一生产商都使用一种特殊的方法完成这个影像的重新变换过程。一些系统中，潜影信息在一个较小的数值范围内被识别和预采样，目的是最小化量化误差。这种情况下，曝光范围识别中的任何错误都是不可逆转的，都需要影像的重新采集。而在其他系统中，全动态范围的光激励发光（PSL）信号都被数字化，然后对数字化数据运用重新变换算法。另一种情况是，由于直方图的形状和信息内容影响影像的处理，成像板的相关影像信息必须为后来的灰阶和（或）频率处理而确定下来。

CR影像是数字化像素值的矩阵，它可以很容易的被处理，而产生可以选择影像外观。三种主要的处理类型包括影像对比度改变、空间频率调整、或特殊影像算法的实施。

CR系统生产商提供处理影像的完善的计算机硬件和软件。一些原始设备制造商（OEM）和第三卖方提供影像数据远程处理的相关功能。生厂商没有特定算法以及对其实施的完整信息源，主要原因是CR市场空间和放射学实践中数字影像处理还不成熟。不管是生产商团体的内部还是外部，存在的最大的误解是影像处理软件的正确使用。

处理参数的选择和最优化是一个非凡的工作，它可能需要花费高级技术人员数以千计的工时。一个通常的问题是处理参数的范围远远超出临床有用值，从而导致总体处理伪影。处理参数不应随意更改。

由于人体衰减的微小差异，CR数据具有很小的固有对比度。为了增加解剖细节的可视性，生产商向用户提供对比度处理软件。对比处理的目的是改变影像数据的设置，使其对比度等同于传统屏/片影像，或者是增强所希望特征的显著性。各销售方将处理的几种类型叫做层次处理、色调谐调、对比增强等。

对比度处理有两种不同的方法，最常用的技术是按照用户控制的检查表（look-up table，LUT）重新变换各个像素值。有三个生产商使用这种技术，对比度曲线的整体改变可以在不同的灰阶等级产生不同的局部对比度。Fuji用四种不同的参数（GA、GC、GT、GS）来控制此处理过程，Kodak用两种（平均密度和LUT起始），Agfa用三种（窗左延伸、窗右延伸，感度测量）。Fuji处理提供可选择的模仿屏/片系统的基本曲线形状（GT），还具有增加或减少层次（GC和GA）和整体亮度（GS）的能力。Kodak提供几种预定义的LUT中的一种选择。Agfa提供四种预定义的显示功能（感度测量）。灰阶数据到显示功能的变换通过调整源自灰阶直方图的显示窗来控制（窗左延伸、窗右延伸）。

第二种对比度处理的类型，Fuji和Agfa使用，通过对滤过后原始影像的操作和更改后原始影像的重建来实现对比度的改变。Fuji的动态范围控制（dynamic range control，DRC）从建立一幅源自原始影像的模糊影像开始。一种可以为正像或负像的权重功能应用于模糊影像。模糊影像的权重像再加回到原始信号，以增强低信号区域（纵隔和膈下）或高信号区域（空气对比，皮肤边缘）的对比度。动态范围控制（DRC）处理是可自由选择的，由每一解剖菜单下的三个用户可选参数来控制：核尺寸、曲线类型和加强因子。Agfa的整体对比增强是多灰阶影像对比放大（multi scale image contrast amplification，MUSICA）的整体部分。与十二个特定次频段的影像特性一致，MUSICA将影像分解成一系列的系数。影像是按照拉普拉斯锥变换进行分解的。整体对比增强和标准化不是经过上述的直方图分析，而是在采集过程中，通过拉普拉斯锥体的次频段系数的自动修正来完成的。低信号和高信号区域的对比增强程度受宽容度压缩的控制，这是一个衰减低频次频段的MUSICA处理参数。

数字影像处理的一个目的是增强数据中特性的显著性。影像中这些被增强的特性，可以通过它们特定的空间频率来表征。

有几种技术可以达到此目标，包括傅里叶滤过（Fourier filter）、模糊蒙片减影（blurredmask subtraction）和小波滤过（wavelet filtering）。CR系统的早期用户，常规在一张胶片上用不同的外观对一幅图像打印两次，一种外观是类似于传统屏/片系统的样子，另一种是具有明显“边缘增强”的样式。

Fuji和Kodak都采用模糊蒙片减影的技术。此技术中，使用所选尺寸的标准核对原始影像卷积处理，产生一幅模糊影像。然后将在原始影像中减去模糊影像，产生一幅包含突出高频信息的影像。

使用用户定义的增强因子乘以每一像素来调制高频信息。将结果影像加到原始影像并标准化数据组，从而建立频率增强影像。用户可选择的参数包括核尺寸（Fuji的RN，Kodak的蒙片尺寸）、增强因子（Fuji的RE，Kodak的加强因子）。此外，两个生产商都提供了基于原始影像灰阶值的空间定位增强的能力。RT参数规定了一个函数，它的输入是像素值，输出范围从0到1。函数的输出与RE值相乘，确定了像素增强的最终量值。同时，Kodak还提供了局限于加强函数的密度的选择。

Agfa使用同样的技术来改变影像的锐利度，完成整体对比增强和标准化，比如，被分解影像的系数的可选择变化。这种增强在影像的重建上变得很明显。用户通过选择MUSICA参数的大小和组合来控制在次频段中效果的分布。

MUSICA提供三种不同的参数来更改锐利度：MUSI对比度、噪声减少、边缘对比。在衰减突出物体时，MUSI对比度不受物体尺寸的影响，增强微小的物体。MUSI对比度的负面影响是影像颗粒度的增加。噪声减少是MUSICA的一个均衡参数，它衰减出现噪声的高频次频段。边缘对比，对噪声减少的补充，增强高频次频段，产生类似于模糊蒙片技术的效果。图1-4-12为CR胸部影像的总体影像灰阶增强和频率处理的实例。

相位对比乳腺摄影系统（phase contrast mammography system，PCM），是近几年X线摄影诊断技术上的一项新技术。它采用相位对比技术，弥补X线吸收系数相近的组织间对比度的不足，将相位对比技术和传统的吸收对比技术组合起来，获得边缘增强效应，使乳腺肿瘤和周围组织之间、肿瘤组织内部以及周围正常组织之间的边缘都得到强化勾勒，最终图像精度可达25μm，为发现更微小的肿瘤及钙化提供可能。

1895年伦琴发现X线后研究了X线的许多特性。但是，始终没有认识到如何利用X线具有折射的特性。正是由于折射特性的发现，使之成为今天“相位对比技术”的理论基础。虽然在X线被发现后一个多世纪的历程中，X线衍射分析技术已广泛应用。但是，X线作为波动特性之一的相位特性，并未应用于成像技术，直至PCM的诞生才首次将X线的相位对比成功的运用到影像诊断中。

相位对比成像技术的研发历史，以采用不同的辐射源而划分成两个阶段：

第一阶段：经同步加速器产生X线。1991年，研究发现，X线的折射能够增强原本对X线吸收微弱的物体所形成的影像对比度。由于经同步加速器产生的相位对比技术无法走出实验室，仍未应用于临床医学中。

第二阶段：经医用X线机产生X线。自2000年起，相继出现了有关使用医用X线机所产生X线的相位对比成像研究的报道。2004年、2005年分别报道了应用医学X线机进行相位对比技术的临床测试结果。

X线作为一种波，具有波的两种特性，当其穿透物体时，会发生强度（振幅）衰减和相位移动（图1-4-13）。

X线穿透物体时，由于光电效应及康普顿散射导致X线强度的衰减变化。当X线穿透不同物质时强度的衰减变化是不同的，这种因衰减而带来的强度变化的对比称为X线的吸收对比，所形成的图像称为“吸收对比成像”。

需要注意的是，X线穿透物体时，除了形成上面所说的强度变化以外，与此同时，X线还发生折射、干扰，形成相位的位移。当X线穿透不同物质时所产生的相位位移是不同的，这种因相位位移的不同所形成的对比称为X线的相位对比，根据相位位移变化所形成的图像称为“相位对比成像”（图1-4-14）。

PCM系统就是在原有的吸收对比成像基础上，加上相位对比成像，从而在两种不同物质邻界处达到边缘增强的效果。

X线穿透物体时会发生轻微折射。需注意的是，其折射方向和可见光正好相反（图1-4-15）。

当X线穿透相邻不同物质时，会发生强度衰减的对比，即吸收对比；同时还会发生相位位移的对比，即相位对比。

由于吸收对比，凭借物体对X线的吸收差异可获得图像对比度。因此，对于高吸收（高原子序数）的结构（如骨骼）与周围低吸收（低原子序数）物质会形成良好的对比，被视觉所感知。但是，对于具有相似吸收系数的物体图像对比度就很差，甚至低于视觉阈值而无法被感知。

而相位对比，与物体对X线的吸收强度无直接关系，它是利用相位位移的差异，在两种不同物质的邻界处增强对比度，达到边缘增强的效果，从而有利于视觉的感知。

当X线穿过相邻不同组织的边界时发生轻微折射，出现相位移动。如果选择适当尺寸的焦点，使用合适的放大比率以及适当的CR读取精度等，使折射线和正好通过边界的直射线在成像板上得以重合，该边界处的投影就能得到更多的剂量，从而使边界得到强化（图1-4-16）。

需要强调的是，这里说的边缘增强，不仅仅是肿瘤组织和正常组织之间的边缘，还包括肿瘤组织内部细微结构的描述，以及正常组织之间边界的勾勒。

我们知道乳腺结构比较特殊，是由几种不同种类的软组织组成，包括乳腺腺体组织、脂肪组织和皮肤。这些正常的软组织和肿瘤组织相比，它们X线的吸收系数是很接近的。

在吸收系数如此接近的情况下，如果仅仅利用X线的吸收对比，往往很难描述细微差别，而相位对比恰好能够弥补这个不足。因此，在X线诊断领域中，相位对比技术首先被运用于乳腺。

仅仅依靠X线的吸收对比，很难将整个乳房内部细微之处勾勒清晰。在吸收对比基础上，加上相位对比技术，而后者和物体对X线的吸收系数是无关的，这样就能强化勾勒原本对X线吸收系数差比较小的组织的边界，从而不仅能够弥补单纯吸收对比的不足，而且还能从成像过程中获得边缘增强效果，大大提高图像的锐利度。

相位对比技术只有在选择使用适当尺寸的X线焦点、适当比例的放大摄影（调整好源物距和物像距的比例）、适当的放大倍数、适当的读取精度、适当的放大再还原程序以及适当的高精度打印（硬拷贝阅读时）的情况下，才能被合理有效的运用与乳腺X线诊断。

根据目前的研究结果显示，以下几个参数是最合适的：

X线焦点尺寸=100μm；

SID（source image distance）=114cm；

STD（source table distance）：全乳片=65cm；点片=78cm；

放大倍数：1.75；

读取精度：43.75μm；

适当的还原程序；

打印精度：25μm。