X射线，是由高速带电粒子与物质原子的内层电子相互作用而发出的，它的波长短、光子能量大、透过能力强。X射线的本质与可见光、红外光、紫外光以及宇宙射线完全相同，均属于电磁辐射，具有波粒二重性。它的波长范围在10-3~10nm，短波方向与γ射线相接，长波方向与紫外光相接，一般称波长在0.1-10nm的X射线为软X射线，波长在0.001~0.1nm的X射线为硬X射线。X射线在医学透视、无损探伤、X射线衍射、天文学、材料学等方面有着广泛的应用。

为减小X光对人体的危害，最有效的方法有三种。

•减小X光照射的剂量，在低剂量X光的照射下，采用对穿透后的X光进行图像增强的办法获得比高剂量照射同样的效果。

•利用图像传感器将现场图像传送到安全区进行观测，这既可以使医务人员离开现场，又可以通过计算机进行图像计算、处理、存储和传输。

•上述两种方法的结合，是最理想的方法。用CCD图像传感器的特性和X光像增强器，就可以完成上述两种方法的有机结合。

一、X射线成像器件的类型

（1）X射线胶片成像技术。这是世界上最早的探测X射线的方法，有很高的分辨率，可以长期保存观察，因而到目前一直被大量使用。但其缺点是X射线胶片光量子效率极低，X射线剂量大，需要单独的拍片室和冲洗室，不能实时观察，不便于储存和处理，且属事后（非实时）处理，因而被发展起来的各种X射线荧光转换屏所部分替代。

（2）X射线荧光转换屏技术。它由输入窗基底、反光金属膜、X射线荧光粉、含铅的透光玻璃等层组成。其中荧光粉原子受X射线光子激发，产生人眼或照相版敏感的荧光，其亮度正比于输入点的X射线辐照强度。荧光转换屏输出光处理方式是：

•供人眼直接观察，如医院的大型透视仪，但对人体有伤害，现很少使用。

•可供照相底板拍成照片，现还在广泛应用。

•利用摄像机将其图像转换成电视（TV）图像，供人观看，或转化为数字图像进行保存和处理。

•CR（Computed Radiongraphy）成像技术。使用激发荧光（IP）板来代替增感屏和胶片的组合，该荧光板经X射线照射后会有电子激发，从而得到对应的X射线强弱影像信息，经激光束扫描获得光信号，再由模/数转换而成数字信息送入微机处理。

•在荧光屏上集成光电二极管阵列，将图像转换成数字图像，该技术属于间接数字X射线影像（Indirect Digital Radiograph，IDR）技术。

（3）X射线影像增强器成像技术。X射线影像增强器成像技术有两种方式。

•利用X射线光电阴极，X射线激发光电子，然后将光电子像增强转换成可见光图像，再通过光学系统将光学图像耦合到电视摄像机上形成可实时观看的视频信号。

•利用X射线转换屏，将转换荧光粉与可见光光电阴极做成一体，荧光粉发出的光，致使光电阴极发射光电子，将光电子像增强成像在输出荧光屏上，而后通过光学系统将光学图像耦合到电视摄像机上形成可实时观看的视频信号。

（4）直接数字化成像技术。直接数字X线影像（Direct Radiograph，DR）或DDR（Direct Digital Radiograph）技术将X射线光直接转换成电子信号，然后再转换成图像。由于光电与计算机处理技术的发展，从根本上改变了医学影像采集、显示、存储、交换方式和手段，从而产生了X射线胶片信息数字化、X射线计算机断层扫描技术、X射线TV影像、X射线影像光电二极管阵列成像等，使X射线成像技术正在进行着一场重大的变革。

二、X射线摄像机

X射线摄像机系统的组成与原理框图如图1所示。

图1 X射线摄像系统组成原理框图

由图1可知，它是将上述X射线荧光转换屏技术与X射线影像增强器成像技术将不可见的X射线像转换为可见光像后，再利用CCD摄像机将其转换为视频图像，然后通过视频同轴电缆输出到另一房间的监视器上显示，供人们观看。并且，它还可将CCD摄像机输岀的视频信号，通过A/D转换送入微机系统进行处理与保存。这种摄像系统目前已广泛用于医疗检测诊断、工业探伤等检测，以及飞机场车站等交通入口的安全检测。

这种X射线安检系统对付潜在的恐怖分子方面非常有效，因为它可以探测出乘客身上所有固体物的形状，包括传统金属探测装置不容易发现的塑胶炸药或陶瓷尖刀等。有了这种安检设备，安检人员就没有必要再动手对一些乘客进行搜身检査，从而避免与乘客的矛盾。

三、直接数字X射线影像系统