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第十四章 X射线; 1895年11月8日晚，德国科学家伦琴在暗室中作放电管实验研究阴极射线时所发现 。12月28日正式向外报告。 由于当时并不知道它的有关性质，故命为X射线，一直沿用至今。 X射线是19世纪末的一项重大发现 。伦琴因此而获1901年诺贝尔物理 学奖 。 ; X射线的发现，很快引起轰动。因为它向人类发出了一个信息：它告诉人们原子内部有着复杂的结构，宣布二十世纪新物理学的即将到来，所以意义重大。因此伦琴成了首届诺贝尔奖得主。 三个月后，人们成功地将它应用于医学获得了人类第一张人手掌骨的X射线照片，从此开创了近代医学，并推动了近代医学的发展。;§14-1 X射线的产生;二、X射线的强度和硬度 1、强度：单位时间内通过与射线方向垂直的单位面积的辐射能量。;三、 X射线谱;相对强度;0.02 0.04 0.06 0.08 0.10;一、连续谱： 特点：1、在管电压较低时出现。 2、与管电压有关；管压越高，强度整 体越强。 3、原子序数Z大，强度也大。 4、存在一最短波长，称短波极限。当 管电压变大时，短波极限向短波方 向移动，与阳极材料无关。;上式表明：连续X射线的短波极限与管电压成 反比，而与阳极材料无关。;二、标识谱： 形成机制：高速电子流将原子内壳层电子电离，原子内壳层出现空位，邻近壳层的电子向该壳层跃迁填补空位时，向外辐射X射线光子，形成标识X射线谱。 特点：1、在高压时出现 2、谱线位置确定，与管电压无关，只 与阳极材料有关。不同的靶材料 具有不同的谱线波长。 3、各元素的标识谱具有相似的结构 每个线系都有一个最短波长的边界。;;§14-2 X射线的基本特征;二、X射线的衍射 X射线的波长为0.001-10nm,晶体中相邻两原子间距的数量级与之相同，所以晶体原子有规则排列起来的结构是X射线很适合的衍射光栅。 1912年??厄用晶体衍射方法证明了X射线具有波动性，从而揭示了X射线的本质。 当X射线射向晶体时，组成晶体的每一个原子，都相当于发射子波的中心，并向各个方向发出子波，称为散射。来自晶体散射中心的X射线会叠加干 涉而使得某些方向的光束加强。;称布拉 格定律;X射线摄谱仪原理图;§14-3 X射线的衰减规律;X射线的衰减规律;定义物质的半价层： 当X射线的强度衰减到原来 的一半时的厚度;二、质量衰减系数与波长、原子序数的关系;§14-4 X射线的医学应用;X-CT机 1、X-CT的基本原理;;2、图象重建的基本方法 　 数学方法主要有： 　 联立方程法 反投影法 滤波反投影法 二维傅里叶变换法 卷积反投影法 迭代法;联立求解法;+;+;+;;3、CT值和窗口技术 像素的CT值：一幅X-CT图象上由一定数量由黑到 白的不同灰度小方 块(称像素)组成，像素灰度与观察层面相对应体素的衰 减系数大小有关。 在图像重建中并不直接用衰 减系数来处理，而是用与此有关的并且能表达组织密度的合适值来反映，这一数值称像素的CT值。用水作标准，定义为; 窗口技术： 人体组织的CT值的范围约为2000个等级，而人眼无法分辨如此微小的灰度差别。 从黑到白一般10~30个灰度 等级已能满足人眼的要求。设荧光屏上有10个灰度来反映2000个分度，则图象能分辨的CT值为200Hu，即两组织的CT值低于200Hu就不能分辨。 为了提高图像的分辨率，以CT成像中常把感兴趣部位瓣对比度增强，无关紧要部位的对比度压缩使CT值差别小的组织能得到分辨这一工作称为窗口技术。;窗口技术的几个术语： 窗宽：表示CRT所