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医学成像原理
BMIE08TOP LI Han 1
Healthcare
1. 医学影像使得Healthcare 发生了什么变化?
2. 诊断方法的发展?
3. 五大类医学成像技术(X-ray, CT, MRI, Ultrasound and Nuclear medicine imaging )?
4. Medical imaging employs a variety of energy sources and tissue properties to produce useful
images. 能量源是什么?组织特性是什么?
X-ray I
1. 产生X 射线的四个要素 P21
*电子源;高压电场;合适的靶和真空环境
能产生适合临床应用的X 射线的X 射线管一般包含四个要素:一个能发射电子的电子
源;一个能加速电子的电场(电位差);一个在受到高速电子撞击后能辐射X 射线的靶
物质;一个能将上述部件放入的近似于真空的环境;
2. 什么是管电流和灯丝电流?管电流、灯丝电流和管电压三者间的关系。P24
已知1 安培=1 库伦/秒,l 个电子的电荷是 1.6*10e-19 库伦,如果某X 线管的在管电压
60 Kv、管电流200mA 时曝光0.1s,计算射线管轰击到阳极靶的电子数为。
计算:
个电子;
电子
电子
电子数 ( 个电子)
管电流:
加速电子电场的电位差称为管电压,被加速的电子流称为管电流;
灯丝电流:通过灯丝的电流;
三者之间关系:
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BMIE08TOP LI Han 2
在灯丝电流一定时,随着管电压的升高,管电流在一定范围内也增加。但管电流在升高
到一个临界值时,就不再随着管电压而变化,而是保持一个恒定值,这个状态称为“电
压饱和”,表明灯丝溢出的所有电子都已经到达阳极。使X 射线管进入电压饱和状态的
管电压称为饱和电压。在饱和电压作用下,管电流仅受电子从灯丝逸出多少的限制,即
管电流的大小决定于灯丝电流的大小。为了增加电子逸出的数量,只有通过提高灯丝的
温度即增加灯丝的电流才能使管电流得到提高。
W
3. 对于某种特定材料的灯丝(钨),逸出电子的电流密度可以表示为J a T 2 e kT ,其中a、
k 和W 均为常数,若灯丝温度为2000 K 时,J=10 A/cm2 ,计算3000 K 时,J 为22.5 A/cm2;
4. 使用旋转阳极靶而非固定阳极异同
由于高速电子动能的99% 以上在撞击阳极后转变为热,只有不到1%用于产生X 射线,
靶上轰击点的温度可达2600~2700 °C,阳极靶散热问题在实际问题中很重要。
为帮助固定阳极散热,通常的做法是把靶材料嵌在导热性很好的铜质阳极体上。即使这
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