[理学]医学成像技术讲义第一章 概述 第二章 X射线成像.ppt

红外线 紫外线 电磁光谱的波长范围 紫外线 红外线的 红外线 红外线 红外线 红外线 红外线 同X射线有关的诺贝尔奖 1901???????伦琴 (Roentgen) 发现X射线(1895) 1914???????劳厄（Laue） 晶体的X射线衍射 1915???????布拉格父子 (Bragg) 分析晶体结构 1917 巴克拉 (Barkla) 发现元素的标识X射线 1924????????塞格巴恩 (Siegbahn ) X射线光谱学 1927????????康普顿(Compton等六人) 康普顿效应 1936????????德拜 (Debye) 化学 1946????????马勒 (Muller) 医学 1962 沃生(Wason等三人) 医学 1964????????霍奇金 (Hodgkin) 化学 1979????????柯马克和豪森菲尔德（Cormack/Hounsfield） 医学 1981 塞格巴恩(Siegbahn) 物理 X射线管 阳极 （对阴极） 阴极 10 4 ~ 10 5 V + 光电效应：光子能量 ? 逸出功 + 动能 逆效应：电子损失动能 ? 产生光子(X射线) 被加速的电荷会辐射出电磁能(光子) 例：考察一下快电子靠近一个带正电的原子 核，并从原子核旁边偏转时产生光子。 快电子 原子核 慢电子 EK1 EK2 h? 光子 在碰到靶之前，每个电子获得的动能 EK = e V。电子碰击在靶上而被减速，并在碰撞中基本上停下来。每个电子因与靶冲击而损失掉它的动能 EK = e V。 虽然绝大部分表现为靶中热能，但这动能的很小一部分却由于轫致辐射过程而产生电磁辐射。 碰击靶的任意一个电子都能与靶中原子作多次轫致辐射碰撞，因而产生许多光子。偶然有一个电子一次碰撞就停下来，它的全部能量都转化为一个光子的电磁能，在这种情况下产生能量最高的光子。 X射线的产生条件： (1) 用某种方法得到一定数量的自由电子。 如给阴极的灯丝加一个低电压，灯丝加 热后会发射电子。 迫使这些电子在一定方向上高速运动。 如在X射线管的两极间加上高压。 (3) 在电子运动的路径上设置一个急剧阻止其 运动的障碍物 如阳级端靶 X射线穿过人体时，会出现衰减 这种衰减主要是由 相干散射 光电吸收 康普顿(Compton)散射 引起的 X射线成像的原理（P13-14) 在1922—1923年间，康普顿在用 X 射线作光散射实验时，发现：X 射线被散射后，除部分波长没有改变外，还有部分波长变长，这种现象称为康普顿效应（康普顿散射）。 一些能量较大的X射线光子撞击原子外层那些松散的电子，使其脱位， 此时X光子只将一部 分能量传给被击脱的 电子使其获得动能， 光子自身的能量并 没有消失，只是能 量减少且方向发生 改变。 X射线成像系统的基本结构 X射线发生装置 X射线源组件、高压发生器 X射线成像装置 影像增强器、荧光屏、电视系统、电影摄影机、 录像装置等。 辅助设备 主要包括机械设备，如检查床、各种支撑、 保持装置等。 在19世纪下半页，X射线技术---尽管长期不变--没有发生巨大的变化，由射线源发射的X射线穿过物体，然后通过胶片或荧光屏接受。胶片的对比度和空间分辨率，随胶片的速度和X射线源的控制，使用带胶片的荧光增感屏，在低能量下，得到了较好的图像效果。 (1) 胶片式 在20世纪50年代，随着图象增强器的出现，发生了巨大的变化，第一次得到了实时的清晰的图像。通过图像放大器，从荧光屏上采集X射线，聚焦在另外一个屏上， 可以直接观察或通过高质量 的TV 或CCD摄像机观察。 对于实时成像，虽然图象 增强器具有强大的性能，直到 最近之前仍然选择胶片保存大 的图像、高质量的空间分辨率 及对比度。 (2) 计算机化的X射线技术 （computed radiography） 自从20世纪80年代引入了计算机化的X射线技术（CR），X射线成像发生了巨大的变化。直到此时，才实现了真正的自动化检验、缺陷识别、存储 以及依靠人为对图像或胶片 的解释。CR提供了有益的 计算机辅助和图像辨别、存 储和数字化传输，剔除了胶 片的处理过程和节省了由此 产生的费用。 CR 作用类