关于X射线计算机体层摄影设备成像原理与描述共57页文档
x-ct的成像原理
x-ct的成像原理
x-ct（x射线计算机断层成像）是一种医学成像技术，它利用射线穿透物体获取内部结构的详细图像。
x-ct的成像原理是基于射线的吸收不均匀性。
在进行x-ct扫描时，患者将被置于一个环形装置中，该装置内被装有一个旋转的x射线源和一个感应器。
x射线源释放出强大的x射线束，穿过患者的身体，并被感应器所接收。
由于不同组织和结构对x射线的吸收程度不同，因此x-ct能够通过测量射线被吸收的程度来获得关于组织结构的信息。
具体而言，x射线穿过患者身体时，射线会与组织中的原子发生相互作用。
高密度组织（如骨骼）会更多地吸收x射线，而低密度组织（如肌肉和脂肪）会较少吸收。
感应器会测量通过患者身体的射线束数量的变化，并将这些数据传输到计算机中。
计算机会利用这些数据进行处理，以重建出一个三维的图像。
在重建过程中，计算机会对不同角度和位置的x射线束进行处理和分析，从而得到横截面图像。
这些图像可以显示出组织的密度和结构。
医生可以通过这些图像来评估病变、损伤或其他内部结构的情况。
总的来说，x-ct的成像原理是通过测量x射线在不同组织中的吸收程度来获取内部结构的图像。
这种技术在医学诊断中应用广泛，能够提供准确、详细的图像信息，帮助医生进行诊断和治疗决策。
X线计算机体层成像设备
第五章 X线计算机体层成像设备§5-1 X线-CT发展历史PPT3：德国物理学家于1895年发现了X-Rays的发现。
PPT4：普通X线成像是一种重叠的二维影像。
PPT5：CT的出现消除了普通X线成像的缺点。
1972年，科学家毫斯菲尔德和阿姆布劳斯在英国放射学年会上发表正式论文，宣告了CT的诞生。
PPT6：CT的发展简史。
PPT7：CT是怎样的呢？对比：普通X线检查方法和普通X线图像。
CT检查方法和CT图像。
PPT9：CT图像的进步。
像素的大小；像素的多少；PPT10：三维成像。
CT成像与传统的x线成像相比，具有以下特点：1、具有较高的X线利用率：传统X线摄影，由于照射面积大，到达胶片的散射线多，使影像变得模糊；CT成像中，由于使用窄形X线束，大部分的散射线被排除掉，并有后准直器进一步滤除窄形线束内的X 线散射线，提高了X线的检测能力和利用率以及影像的清晰度。
2、能显示人体某一层面上的器官或组织的解剖结构：由于CT成像中消除了人体内器官或组织结构间的相互重叠影像，故能准确的反映体层平面上器官或组织的解剖结构。
3、能分辨人体内器官或组织密度细小的变化：由于CT成像在获取图像信息时，克服了人体内器官或组织结构间的相互重叠影像和散射线的干扰，又经过高精度的图像重建计算，从而提高了对器官或组织密度的分辨能力，使传统的X线摄影难以区分的低对比度的软组织结构清晰可见，能够反映器官或组织的细小密度差异，从而提高了诊断能力。
§5-2 X线-CT成像原理一、CT是怎样工作的？X线球管发出的X线经过准直器准直后，得到一束接近单能的扇形X线束，穿过人体被X线探测器接收，探测器输出与X线照射强度成正比的模拟电信号，经过放大电路放大后，再进行A/D转换得到数字信号，由计算机进行图像重建处理，最后得到数字X线影像。
二、与CT成像有关的一些基本概念１、体层：它是受检体中的一个薄层，薄层的两面可以视为是平行的平面。
X线电子计算机体层摄影(CT)
一、CT结构：扫描部分、计算机系统、图像显示与记录系统和操作控制部分。
二、基本原理CT是用X线束对人体某部位一定厚度的层面进行扫描。
由探测器接收透过该层面的X线，所测得的信号经模/数转换器，转为数字，输入计算机处理，而得到该层面各单位容积的X线吸收值(CT 值)，并排列成数字矩阵。
这些数字可储存于磁盘或磁带中，经过数模转换后形成模拟信号并通过电子系统的一些必要的变换后输至荧光屏显示出图像，故又称横断面图像。
1、螺旋CT扫描，可以获得比较精细和清晰的血管重建图像，即CTA。
2、“排”是指CT探测器在Z轴方向的物理排列数目，即有多少排探测器,是CT的硬件结构性参数；而“层”是指CT数据采集系统（Data Acquisition System，DAS）同步获得图像的能力，即同步采集图像的DAS通道数目或机架旋转时同步采集的图像层数，是CT的功能性参数。
即有多少“排”探测器，一次扫描即可完成多少“层”图像的采集。
每排出2幅图像,因此一次采集可以形成64层图像。
简单说，主要就是探测器数量的不同，排数越多，检查时间就越短。
越有利于运动部位的检查，如心脏。
但是对于其他部位来说，检查结果差别不大，都能满足诊断需要。
CT还能区别病变的病理特性如实性、囊性、血管性、炎性、钙性、脂肪等。
CT检查有三种方法，一是平扫，为普通扫描，是常规检查；二是增强扫描，从静脉注入水溶性有机碘，再进行扫描，可以使某些病变显示更清楚；三是造影扫描，先行器官或结构的造影，再行扫描。
与CT相比，它具有无放射线损害，无骨性伪影，能多方面、多参数成像，有高度的软组织分辨能力，不需使用造影剂即可显示血管结构等独特的优点。
几乎适用于全身各系统的不同疾病，如肿瘤、炎症、创伤、退行性病变以及各种先天性疾病的检查。
对颅脑、脊椎和脊髓病的显示优于CT。
它可不用血管造影剂，即显示血管的结构，故对血管、肿块、淋巴结和血管结构之间的相互鉴别，有其独到之处。
它还有高于CT数倍的软组织分辨能力，敏感地检出组织成份中水含量的变化，因而常比CT更有效和更早地发现病变。
X射线数字成像设备的基本成像原理是怎样的
X射线数字成像设备的基本成像原理是怎样的X射线数字成像设备主要用于医学影像学领域，通过对人体进行X射线扫描，采集出数以万计的数字信号，并通过计算机模拟处理、图像重建等方式，最终生成高分辨率的X射线影像。
本文将简要介绍X射线数字成像设备的基本成像原理。
X射线的基本概念X射线是一种能量很高的电磁辐射，波长较短，具有较强的穿透力和吸收能力。
X射线可以穿透人体组织，不同组织对X射线的吸收程度不同，这使得它成为医学影像学中诊断疾病的一种重要手段。
X射线成像的原理X射线数字成像设备主要由X射线发射器、X射线探测器和计算机控制系统三部分组成。
X射线发射器发射X射线束，穿过人体，并被探测器捕捉到，探测器将吸收X射线的能量转化成电信号，发送到计算机控制系统中处理。
在成像过程中，X射线穿过人体后，探测器收集到的信号强度与穿透的厚度成比例。
经过计算机数字化处理，将所有收集到的信号重新组合成一幅二维影像。
这个过程需要许多复杂的数学运算和计算机算法的支持，包括滤波、背景抑制、失真矫正、图像分割等。
X射线数字成像设备的优势X射线数字成像设备具有许多优点，最显著的是它可以快速、无创、精确地获得人体内部的影像。
与传统的X线平片成像相比，数字成像设备的图像质量更高，分辨率更高，信息内容更丰富。
同时，由于成像过程只需要短时间的X射线照射，因此对患者产生的辐射伤害也大大降低。
X射线数字成像设备的发展趋势随着计算机科学和数字技术的不断发展，X射线数字成像设备的技术也不断进步。
未来，X射线数字成像设备将更加智能化、自动化，更加适合不同的临床应用场景。
也可以提高设备的效率、准确度和安全性。
总之，X射线数字成像设备是当前医学影像学领域中不可或缺的一部分，它为医生提供了更为准确、高分辨率的影像图像，提高了疾病的诊断和治疗效果，为人类的健康事业做出了重要贡献。
X射线计算机体层成像
二. X-CT成像原理
灰度显示—在图像上，体现各像素黑白或明暗程度的量 1000
0
-1000
44
三.传统X-CT的扫描方式
传
静止-旋转
（S/R）
统
C
T
扫 单束平移-旋转
描
（T/R）
扫描方式
旋转-旋转 （R/R）
方
式
窄扇形平移-旋转
（T/R）
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单束平移-旋转（T/R）方式
第一代CT
特点： 直线笔形扫描束 单一探测器 一次平移获得240个数据 每次旋转1度 共重复180次 检测一种层面4-5min
为了消除反投影法重建图像中的边沿 失锐，在实际中采用是滤波反投影法，或 卷积反投影法。此办法是把获得的投影函 数做卷积解决，即人为设计一种滤波函数， 用它对所得投影函数进行改造，而后用这 些经改造过的投影函数进行重建，以达成 消除伪影的目的。
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滤波反投影重建
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二、X线-CT成像原理
滤波反投影法
在 1972年, 两位
科学家 -
Hounsfield and
Ambrose- 推出
第一幅临床CT
图像 ...
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一、X线-CT的历史
❖ 1917年奥地利数学家雷当（Radon）：根据 面投影到线并重建图像的计算公式。
❖ 1963年美国物理学家柯马克 （A.M.Cormack）：在“应用物理杂志” （Journal of Applied Physics）上发表了二篇 题为“用线积分表达一函数的办法及其在 放射学上的应用”的系列文章。
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一、X线-CT的历史
❖1967年至1970年间英国EMI公司的工程师豪 斯菲尔德（G.N.Hounsfield）研制成功世界 上第一台用于医学临床的X线CT扫描机，于 1971年9月被安装在伦敦的AtkinsonMorley’s医院。
X线计算机体层成像设备XCT
X线计算机体层成像设备XCT
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1
2
I0是入射前X线强度 I是入射后X线强度
μ是均匀介质线性衰减系数
d为物质厚度
X线计算机体层成像设备XCT
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X线计算机体层成像设备XCT
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❖ 公式1中所用介质是均匀一致介质，人体能够看成 全部组织衰减系数加权平均。
❖ 公式2是测定物质衰减系数基本关系式和基本依据 。经过它，得到投影值和二维分布矩阵，由此重 建出图像。
X线计算机体层成像设备XCT
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❖ （二）CT图像重建基本方法
❖ 图像重建方法是图像矩阵求解方法。如有N×N 图像矩阵，有N×N个独立线性方程组，而且求解 N×N个矩阵中体素吸收系数 μij 。
X线计算机体层成像设备XCT
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❖ （三）滤过器
❖ ①吸收低能X线，这些低能射线对CT图像形成没 有任何作用，不过却增加了病人照射剂量。
❖ ②使穿过滤过器和受检者投射线束能量分布到达 均匀硬化。
X线计算机体层成像设备XCT
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❖ （四）探测器
❖X 射线探测器(Detector)是一个将 X 射线能量转 换为可供统计电信号装置。 它接收到射线照射， 然后产生与辐射强度成正比电信号。通常，探测 器所接收到射线信号强弱，取决于该部位人体截 面内组织密度。密度高组织，比如骨骼吸收 X 射 线较多，探测器接收到信号较弱；密度较低组织 ，比如脂肪等吸收 X 射线较少，探测器取得信号 较强。这种不一样组织对 X 射线吸收值不一样性 质可用组织吸收系数 m 来表示，所以探测器所接 收到信号强弱所反应是人体组织不一样 m值，从 而对组织性质作出判断。
第五章X线计算机体层成像设备
第五章X线计算机体层成像设备引言：X线计算机体层成像（CT）是一种高级医学成像技术，它利用X射线和计算机技术，能够产生人体横断面图像，为医生提供更准确、详细的诊断信息。
本文将介绍X线计算机体层成像设备的原理、构造、特点以及在临床上的应用。
一、X线计算机体层成像设备的原理X线计算机体层成像设备主要由X射线发生器、探测器、计算机和图像显示系统组成。
其原理是：X射线从发生器发出并经过人体组织后，被探测器接收并转换为电信号，经过计算机的处理和重建算法，最终生成横断面图像。
二、X线计算机体层成像设备的构造1.X射线发生器：X射线发生器主要由X射线管和高压发生器组成。
X射线管产生高能量的X射线束，而高压发生器则提供足够的电压和电流来驱动X射线管。
2.探测器：探测器主要由闪烁晶体、光电倍增管和信号传输系统组成。
当X射线束通过人体组织后，部分X射线会被闪烁晶体吸收并转化为光信号，光信号经过光电倍增管转换为电信号，最终通过信号传输系统传输给计算机进行处理。
3.计算机：计算机是X线计算机体层成像设备的核心部分，主要用于对接收到的电信号进行处理和重建。
计算机根据接收到的信号进行数据处理，并利用重建算法将二维数据转换为三维图像。
4.图像显示系统：图像显示系统用于将重建后的图像以可视化的形式呈现出来，医生可以通过图像显示系统来观察患者的内部结构和异常情况。
三、X线计算机体层成像设备的特点1.高分辨率：X线计算机体层成像设备可以产生高分辨率的图像，能够清晰地显示人体的组织结构和病变情况。
2.多层次成像：X线计算机体层成像设备可以对人体进行多层次的成像，从而提供更详细和全面的诊断信息。
3.快速成像：X线计算机体层成像设备能够在短时间内完成扫描和图像重建，提高了工作效率和患者的舒适度。
4.无创伤：X线计算机体层成像设备不需要进行手术或切口，通过对身体不同部位的扫描获取图像，避免了传统手术所带来的创伤和疼痛。
四、X线计算机体层成像设备在临床上的应用1.诊断疾病：X线计算机体层成像设备可以用于诊断多种疾病，如心脏病、肿瘤、骨折等。
X线成像理论中级专业知识体层成像原理
X线成像理论中级专业知识体层成像原理体层摄影是摄取人体内某一平面上一定厚度的一层组织影像的摄影方法。
在CT问世之前，是唯一能提供人体层面图像的X线检查方法。
随着CT技术的迅速发展，传统体层摄影使用逐渐减少。
但一种数字合成体层成像（digital tomosynthesis）又在发展中，这为体层成像技术注入了新的生机。
一、体层摄影原理在普通X线摄影中，要得到肢体的清晰影像，必须在曝光中使X线管、肢体和接受介质保持严格固定。
有一个因素产生晃动影像即模糊。
体层摄影就利用了这一基本原理，使指定层在曝光中与X线管、接受介质保持相对静止关系，所以能得到其清晰影像。
指定层外组织与X线管、接受介质相对运动，所以被模除。
体层摄影过程：在曝光过程中，X线管、接受介质在连杆带动下，绕相当于人体指定层面高度的轴心作反方向匀速协调运动。
这样，相当于转动轴心高度且始终与接受介质平行的那一层组织，在接受介质上的投影点始终保持相对固定，放大量始终一致，就能在介质上清晰成像。
其他层面上组织的投影点不能保持固定，而被模除。
这一相对协调运动称作体层运动。
二、体层成像的几个基本概念1．曝光角指体层摄影曝光期间，X线中心线以转动支点为顶点形成的夹角。
或曝光期间连杆摆过的角度。
2．体层厚度曝光角固定时，离指定层越远层面上组织在成像介质上投影的移动量越大，被模除的越彻底。
最后在照片上成像的是指定层附近一薄层组织的X线像。
该薄层组织的厚度即为体层厚度。
其他层面上组织的影像被模除而形成均匀的背景密度。
指定层外一定距离上的组织，其影像被模除的程度与曝光角有关。
曝光角越大其被模除的程度越大。
即照片上清晰影像所对应的组织厚度随曝光角的增大而变薄。
3．体层运动轨迹曝光中X线管焦点的移动平面的投影，叫做体层运动轨迹。
当连杆在平面内摆动时，X线管焦点也在该平面内移动，其运动轨迹必然是一条直线。
当连杆以立体角运动时，焦点运动轨迹可能是圆、椭圆、内圆摆线等。
具有两种以上运动轨迹的体层摄影装置称作多轨迹体层装置。
X射线计算机体层成像
第八章X射线计算机体层成像教学大纲要求掌握体层、像素、体素、扫描与投影、CT值、灰度、X－CT重建图像原理、窗口技术、窗宽和窗位；熟悉X－CT扫描方式、图像的再加工处理；了解评价图像质量的参数、X－CT的伪像及X－CT的展望。
重点和难点X-CI图像重建原理、窗口技术，以及图像重建数学方法中的卷积和滤波反投影法。
教学要点本章主要介绍X－CT的基本原理、图像重建方法、扫描方式与窗口技术等。
一、X-CT的数理基础X射线计算机体层成像(X-ray transmission computed tomography，X－CT)是指运用一定的物理技术，以测定X射线在人体内的衰减系数为基础，采用一定数学方法，经电子计算机处理，求解出衰减系数值在人体某剖面上的二维分布矩阵，再应用电子技术把此二维分布矩阵转变为图像画面上的灰度分布，从而实现建立断层图像的现代医学成像技术。
X－CT像的本质是衰减系数成像。
建立X－CT像的指导思想是，围绕如何确定衰减系数值在人体内的分布，从而选择恰当的理论、方法和技术。
1．体层、像素、体素(1)体层体层指的是受检体中的一个薄层，也称之为断层，此断层的两个表面可粗略视为是平行的平面。
(2)像素像素(piXel)是指构成图像的这些“点子”，即构成图像的基本单元。
对于二维图像来说，这些像素就是图像平面的面积元。
(3)体素体素(voxel)是指在受检体内欲成像的层面上按一定的大小和一定的坐标人为划分的小体积元。
需要注意的是各体素的坐标排序一定要与各像素的坐标排序相同，亦即体素与像素在坐标上要一一对应。
实际中划分体素是对扫描野(受检体所在的接受扫描的空间)进行划分。
划分的方案可以有多种，比如有：160×160(=25 600个体素)、320×320(=102 400个体素)、256×256(=65 536个体素)、512×512(=262 144个体素)等划分。
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关于夕佳，飞鸟相与还。 52、木欣欣以向荣，泉涓涓而始流。
53、富贵非吾愿，帝乡不可期。 54、雄发指危冠，猛气冲长缨。 55、土地平旷，屋舍俨然，有良田美 池桑竹 之属， 阡陌交 通，鸡 犬相闻 。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
x线成像ct的基本原理和应用
X线成像CT的基本原理和应用1. 基本原理X线计算机断层摄影（CT）是一种以X射线为基础的放射影像技术，可以生成人体内部的详细三维图像。
它的基本原理如下：1.X射线产生：X射线通过将电子加速到高速并在金属靶上撞击产生，靶材的选择会影响X射线的能量和质量。
2.X射线透射：X射线穿过人体组织时会发生不同程度的吸收，不同组织、器官对X射线的吸收程度不同。
3.探测与记录：患者身体上的X射线透射后，穿过X射线探测器，探测器会将X射线转化为电信号并记录下来。
4.数据处理：通过对记录的数据进行计算机处理，可以生成二维切片图像。
计算机通过各个方向的二维切片组合，可以生成三维的体积图像。
2. 应用2.1 临床诊断CT技术在临床诊断中具有广泛的应用。
以下是一些常见的临床应用：•肿瘤检测和定位： CT可以帮助医生检测和定位肿瘤，通过观察肿瘤的大小、形态和位置，医生可以制定相应的治疗方案。
•器官影像学： CT可以生成高分辨率的器官影像，帮助医生检测各种疾病、异常和损伤。
•急诊诊断： CT技术在急诊诊断中起到重要的作用，可以快速准确地诊断头部外伤、腹部疾病等，帮助医生做出正确的救治决策。
•血管成像： CT血管成像可以非侵入性地检测血管病变，帮助医生发现血管狭窄、栓塞等问题。
2.2 研究和教学CT技术不仅在临床诊断中得到广泛应用，还在科学研究和教学中扮演重要角色。
以下是一些相关应用：•解剖学研究： CT可以生成高分辨率的人体解剖学影像，帮助研究人员进行解剖学研究，了解人体结构和组织分布。
•生物医学研究： CT可以对生物体进行非侵入性成像，用于研究生物体的内部结构和功能。
•医学教育： CT影像可以用于医学教育，帮助学生理解人体结构和疾病发展过程，提供真实的解剖视角。
3. 优势和限制3.1 优势•高分辨率： CT技术可以生成高分辨率的图像，帮助医生观察更小的病变和异常。
•快速成像：CT扫描的速度较快，可以快速获取病患的影像资料。
x线成像的基本原理及过程
x线成像的基本原理及过程1.引言1.1 概述X射线成像作为一种重要的医学诊断工具，已经在临床上得到了广泛的应用。
它能够通过穿透人体组织的方式，提供清晰而准确的内部结构图像，帮助医生做出准确诊断和治疗计划。
本篇长文将介绍X射线成像的基本原理及过程。
X射线成像是利用X射线的特性和原理来观察和记录被测物体的内部结构。
X射线是一种高能电磁波，具有穿透力强的特点。
当X射线照射到物体上时，不同组织和结构对X射线有不同的吸收能力，从而产生不同的衰减效应。
通过测量和记录这些衰减信息，我们可以得到物体的内部结构图像。
X射线成像的过程主要包括三个步骤：X射线的产生、X射线的传递和接收、以及图像的处理和解读。
首先，X射线的产生通常是通过X射线发生器来实现的。
X射线发生器产生高能电子，加速并撞击到特定材料上，从而产生X射线。
接着，产生的X射线经过滤波器和定向器等装置，传递到被测物体上。
在被测物体中，X射线将会被不同的组织和结构吸收或衰减。
这些衰减信息将会在接收器上被记录下来。
最后，通过图像处理和解读的过程，我们可以将记录下来的衰减信息呈现为可视化的图像，以反映物体的内部结构。
总之，X射线成像是一种通过X射线的特性和原理来观察和记录被测物体的内部结构的技术。
它在医学领域具有重要的应用价值，为临床诊断和治疗提供了重要依据。
在接下来的内容中，我们将详细介绍X射线的发现和应用，以及X射线成像的基本原理。
1.2 文章结构本文将按照以下顺序探讨X线成像的基本原理及过程。
首先，在引言部分将对本文的概述进行说明，介绍X线成像的重要性和应用领域。
其次，本文将分为两个主要部分展开，分别是X射线的发现和应用以及X射线成像的基本原理。
在X射线的发现和应用部分，我们将回顾X射线的历史背景，介绍X射线的物理性质及其在医学领域、工业检测和安全检查中的广泛应用。
然后，我们将详细探讨X射线成像的基本原理，包括X射线的产生、传播和通过物体的相互作用。
我们将介绍X射线如何通过物体并被不同物质吸收或散射的过程，以及如何利用这些信息生成图像。
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71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
关于X射线计算机体层摄影设备成像 原理与描述
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿