完整word版医学影像物理学资料 第三版.docx
- 文档编号:640073
- 上传时间:2022-10-11
- 格式:DOCX
- 页数:18
- 大小:984.32KB
完整word版医学影像物理学资料 第三版.docx
《完整word版医学影像物理学资料 第三版.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《完整word版医学影像物理学资料 第三版.docx(18页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
完整word版医学影像物理学资料第三版
第一章
X射线的产生条件:
(1)电子源(阴极)发射电子
(2)加速电子增加动能的电位差(高管电压)
(3)一个高度真空(P<10-4Pa)的环境(玻璃外壳),使电子在运动过程中尽可能减少能量损耗,保护灯丝不被氧化。
(4)一个受电子轰击而辐射X射线的物体(阳极靶)。
X射线管的结构:
1.X射线管的阴极(cathode)
•发射电子的电子源,使电子聚焦后去撞击阳极;
•组成:
发射电子的灯丝和聚焦电子的凹面阴极体。
•圆焦点型:
阴极灯丝绕成螺旋型,放在
碗状阴极槽中,散热差:
•类型:
线焦点型:
阴极灯丝绕成长螺线管型,
•放在阴极体头部的长形凹槽中。
•双焦点型:
有大小不同的两组灯丝,可产生大
•小双焦点,若选用大焦点,只给长灯丝通电。
2.X射线管的阳极(anode)产生X射线。
固定式:
钨、钼制成,嵌在铜制阳极体上—衬底
类型:
特点:
产热高,用于管电流小,曝光时间长的牙科和骨科X光机
(按结构分)旋转式:
将阳极和阳极体作成圆盘状,用小电机带动旋转;
特点:
产热均匀分布,避免局部过热,功率。
3..有效焦点的面积为实际焦点面积的sinθ倍。
(θ为靶与竖直方向的夹角)
X射线管阴、阳极体的作用:
阴极体作用:
①使电子初聚焦②防止二次电子危害
阴极体作用:
①接收从阴极发射出的电子并将它们传导至与X射线管相连的电缆,使其能返回高压发生器;
②为靶提供机械支撑;(3)良好的热辐射体。
X射线管的电特性
X射线管工作过程
阴极通电后温度升高,会产生热电子发射,阴极和阳极之间外接很高的直流电压,阴极发出的热电子被直流高压加速,以很高的速度轰击金属阳极,产生X线。
X射线管的焦点及焦点的性能参量
1、实际焦点:
灯丝发射的电子,经聚焦加速后,撞击在阳极靶上的面积。
2、有效焦点:
实际焦点在垂直于X射线管轴线方向上投影的面积,即X射线照射在胶片上的有效面积
实际焦点和有效焦点大小的影响
实际焦点面积增大,散热好,但有效焦点面积也增大,胶片影像模糊
实际焦点面积减小,阳极靶单位面积上的电子密度增大,实际焦点温度增大,阳极损坏;
图象有效焦点越小,影像越清晰;有效焦点为点光源时:
胶片图象边界清晰;有效焦点为面光源时:
胶片边界模糊有半影;
高斯分布>矩形分布>双峰分布
管电流增大,焦点增大,影像质量下降;
管电压增大,焦点增大,影像质量下降;
辐射形式:
韧致辐射,标识辐射。
韧致辐射定义:
(连续X射线产生)高能入射电子通过阳极原子核附近,受到原子核引力场的作用会降低速度并改变方向,入射电子损失的能量以电磁辐射的形式释放。
这种形式产生的辐射称为“轫致辐射”或“制动辐射”
连续X射线产生原因:
•每个高速电子与靶原子作用时的相对位置不同
•每个电子与靶原子作用前的能量也不同
•故各次相互作用对应的辐射损失也不同,因而发出的X光子频率也互不相同,大量的X光子组成了具有频率连续的X光谱。
连续X射线产生特点:
•每条曲线都有一个峰值;
•曲线在波长增加的方向上都无限延展,但强度越来越弱;
•在波长减小的方向上,曲线都存在一个称为短波极限波长λmin的极限值;
•随着管压的升高,辐射强度均相应地增强;
•各曲线所对应的强度峰值和短波极限的位置均向短波方向移动。
标识辐射定义:
(离散X射线)是高能电子与阳极物质内层电子作用的结果。
高速电子把原子核外内层电子击出的过程中伴随的标识X射线的电磁辐射,称标识辐射,也称特征辐射。
产生条件:
入射电子的动能大于阳极原子中壳层电子的结合能,而辐射光子的能量则仅仅取决于阳极原子的电子能级之差。
标识X射线波长仅取决于阳极靶物质。
X射线的基本特性
1.X射线在均匀的、各向同性的介质中,是直线传播:
2.X射线不带电,不受外界磁场和电场影响;
3.X射线具有贯穿本领;(不同组织穿透性不同:
骨骼--软组织--脂肪--肺、肠道)
4.X射线的荧光作用;(X射线照射荧光物质可发出荧光)透视、增感屏
5.X射线的电离作用;(X光子撞击电子一次电离,撞击其它原子二次电离)
6。
X射线的热作用;
7.X射线的化学和生物效应:
(与物质进行光化学反应;生物体内电离和激发作用)
X射线的强度:
单位时间内通过单位横截面积的辐射能量(光子数和每个光子能量决定)。
常用X射线的量和质表示强度;
量:
X光子数目N,mA.s
质:
X光子的能量hv(平均),可表示X射线的硬
度:
穿透物质的能力
X射线按硬度大小分类:
极软、软、硬、极硬四类;用途各异。
影响强度因素:
影响因素(增加)
X射线的质
X射线的量
毫安秒
不变
增加
管电压
增加
增加
靶原子序数
增加
增加
滤过
增加
降低
距离
不变
降低
电压脉动
降低
降低
管电流
不变
增加
光电作用
光电作用过程是光致电离的过程,一个辐射光子使原子的一个壳层电子脱离原子,变成光电子。
光子的能量用来克服电子的结合能使原子电离,剩余部分能量变为光电子的动能。
康普敦散射
定义:
能量较高的辐射光子(远高于电子的结合能)在与物质相互作用时,入射光子与原子内一个轨道电子发生相互作用时,光子损失一部分能量,并改变运动方向,电子获得能力而脱离原子。
X线摄影与X线荧光透视
应用荧光屏显像的检查方法称为X射线透视;
应用X射线胶片显像的检查方法称为X射线摄影;
X线荧光透视
投照部位厚度一定,则荧光屏上暗的地方对应人体组织密度高的部位,X线吸收多;荧光屏上亮的
地方对应人体组织密度低的部位,X线吸收少;
缺点:
•有辐射且量大
•不能留下客观记录
•透视影象是先将X射线影象转为荧光屏的光影象,然后再转为上影象,两次影象转换,丢失信息,同时荧光屏亮度有限,人眼视觉灵敏度低,荧光物质颗粒大,则较细微结构的影像看不清楚,对早期病变和复杂结构组织器官看不情。
X射线摄影
•投照部位厚度一定,则胶片上暗的地方对应人体组织密度低的部位,X线吸收多;荧光屏上亮的地方对应人体组织密度高的部位,X线吸收少;
第二章
数字减影血管造影(DSA)的原理
将造影前、后获得的数字图像进行数字减影,在减影图像中消除骨骼和软组织结构,使浓度很低的对比剂所充盈的血管在减影图像中显示出来,有较高的图像对比度。
数字减影的3种基本方法:
时间减影,能量减影(能把不同吸收系数的组织影像分开),混合减影。
影响DSA影象质量的因素:
(1)噪声
(2)运动伪影(3)造影剂浓度
DSA的优缺点:
(与胶片减影相比)
优点:
1.对比度大2.实时处理3.直接显示和校正
缺点:
1.运动会产生伪影2.不进行选者性注射时,会血管重叠
CR成像
过程:
1.影像信息的采集2.影像信息的读取3.影像信息的处理4.影像信息的再现
影响CR影像质量的因素
•空间分辨力:
PSL物质结晶体的颗粒度、影像读出系统的电光学特性、激光束光点的大小、散射程度
CR影像中的噪声:
•X射线量子噪声:
IP吸收过程中产生
•光量子噪声:
光电倍增管转换时产生
•固有噪声:
IP结构噪声、激光噪声、模拟电路噪声、A/D转换中量子噪声等
CR影像的优缺点
•优点:
1.数字影像2.X射线照射量的动态范围大3.照射剂量低4.应用范围广5.IP可重复使用
•缺点:
•时分力差、空分力稍差、设备昂贵。
CT原理
CT是综合运用层面X线扫描原理,利用高灵敏光子探测技术,先进的数据处理方法和显示技术,根据人体不同组织和病变对X线衰减系数不同,采用一定的数学方法,把探测的结果经计算机处理,获得人体衰减系数在人体某剖面上的二维分布矩阵,再用电子技术转化为一系列准确而详细的组织层面灰度图像,实现断层图像的现代医学成像技术。
CT重建
过程
1.划分体素和像素;
2.扫描并采集足够的投影数据;
3.采用一定的算法处理投影数据,求解出各体素的成像参数值(即衰减系数)获取μ分布,并转为对应的CT值分布;
4.把CT值转为与体素对应的像素的灰度,即把CT值分布转为图像画面上的灰度分布,此灰度分布就是CT像。
1.反投影法(利用投影数值近似的复制出μ的二维分布矩阵.)
原理:
沿扫描路径的反方向,把所得投影的数值反投回各体素中去,并用计算机进行运算,求出各体素u值而实现图像的重建。
缺点:
边缘失锐解决的办法:
采用滤波反投影法
X-CT成像与普通X线成像最大不同之处
普通X射线摄影像是重叠的模拟像,而X-CT图像是数字化的断层图像
CT影像设备的组成
①扫描系统(X线管、探测器和扫描架);
②计算机系统(数据储存、运算等)和图像重建系统;
③图像显示和存储、照相系统。
算法举例
2.滤波反投影图像重建
定义:
用一滤波函数与前投影值卷积作为新的投影函数,再反投影。
优点:
去伪影,且速度快。
3.CT值:
CT影像中每个像素所对应的物质X射线线性平均衰减量的大小。
则衰减系数为的某种物质的CT值为:
单位为亨
为能量是73Kev的X射线在水中的线性衰减系数K为分度系数,一般K=1000
窗口技术:
(CT机放大某段范围内灰度的技术。
)
将放大灰度范围的上限增强为全白,下限压缩为全黑。
增强了局部灰度范围内不同灰度之间黑白对比的程度。
窗口:
被放大的灰度范围。
窗宽:
被放大的灰度范围上下限之差。
窗宽=CTmax-CTmin
窗位:
被放大的灰度范围的灰度中心值。
窗位=(CTmax+CTmin)/2
规律:
窄窗宽——CT值范围小——每级灰阶代表的CT值跨度小——黑白对比度大。
适合观察密度差别小的组织。
宽窗宽,适合观察密度差别大(肺、骨质)的组织。
第三章
磁共振现象:
定义:
处在某一静磁场中的物质的原子核受到相应频率的电磁波作用时,在它们的能级之间发生共振跃迁现象。
优点:
(1)有多个成像参数,能提供丰富的诊断信息;
(2)无电离辐射,安全可靠;
(3)有极好的组织分辨能力;
(4)不需造影剂,即可观察心脏和血管系统;
(5)扫描方向灵活,可做横断面、冠状面、矢状面及任意切面断层扫描。
缺点:
但扫描时间相对较长。
空分力较低。
设备昂贵,禁忌症多。
产生磁共振现象的基本条件:
1.能够产生共振跃迁的原子核;2.恒定的静磁场3.产生一定频率电磁波的交变磁场。
旋进(进动):
具有角动量的体系在外力矩的作用下,角动量方向发生连续改变的现象。
纯旋进:
在外力矩与体系的角动量始终垂直时,角动量大小不变,方向发生连续改变的现象。
自旋:
电子的自旋运动
电子的自旋磁矩等于电子的自旋磁旋比乘以电子的自旋角动量。
即
gl为带电粒子轨道g因子,对于电子,其轨道运动gl=-1;自旋运动gl=-2。
磁共振信号的采集
当在静磁场中物质的原子核受到—定频率的电磁波作用时,在它们的能级之间发生共振跃迁,这就是磁共振现象。
物质吸收电磁波能量而跃迁之后,又会释放电磁能量恢复到初始状态,如果用特殊装置接受这部分能量信号,就采集到了磁共振信号。
SE序列的加权图像
名称
TE选择
TR选择
效果
T1加权图像
短
短
T1小I值大
T2加权图像
长
长
T2大I值大
质子密度加权图像
短
长
质子密度大I值大
射频磁场
由于纵向磁化矢量Mz方向与外磁场方向平行,它是叠加在外磁场上,故无法测量出来。
为此在XY面上任一方向加入射频磁场Br(绕B0的旋转磁场),使磁化矢量M偏离B0,在XY面上产生不为零的横向磁化矢量投影分量
Mxy=
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 完整word版医学影像物理学资料 第三版 完整 word 医学影像 物理学 资料 第三
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)