医学影像物理学复习整理NEW

医学影像物理学复习整理

(四种成像技术的物理原理，基本思想等)

第一章：X射线物理

第一节：X射线的产生

医学成像用的X射线辐射源都是利用高速运动的电子撞击靶物质而产生的。

1.产生X射线的四个条件：

（1）电子源

（2）高速电子流

（3）阳极靶

（4）真空环境

2.X射线管结构及其作用（阴极，阳极，玻璃壁）

（1）阴极：包括灯丝，聚焦杯，灯丝为电子源，聚焦杯调节电流束斑大小和电子发射方向。（2）阳极：接收阴极发出的电子；为X射线管的靶提供机械支撑；是良好的热辐射体。（3）玻璃壁：提供真空环境。

3.a.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称为实际焦点。

b.有效焦点：X射线管的实际焦点在垂直于X射线管轴线方向上投影的面积，称为有效焦

点。

c.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)

补充：影响焦点大小的因素有哪些？

答：灯丝的形状、大小及在阴极体中的位置和阳极的靶角θ有关。

4.碰撞损失：电子与原子外层电子作用而损失的能量。

5.辐射损失：电子与原子内层电子或原子核作用而损失的能量。

6.管电流升高，焦点变大；管电压升高，焦点变小。

7.a.标识辐射：高速电子与原子内层电子发生相互作用，将能量转化为标识辐射。

b.韧致辐射：高速电子与靶原子核发生相互作用，将能量转化为韧致辐射。

6.连续X射线的短波极限只与管电压有关。且与其成反比。

7.X射线的产生机制：电子与物质的相互作用，X射线是高速运动的电子在与物质相互作用

中产生的。韧致辐射是产生连续X射线的机制。

*影响X射线发射谱的因素：

因素影响

管电流能谱的幅度

管电压能谱的幅度和位置

附加滤过能谱幅度，在低能时更加有效

靶材料能谱的幅度和标识X射线谱的位置

管电压波形能谱幅度，在高能时更加有效

8．X射线的基本特征

（1）X射线的穿透作用（2）荧光作用（3）电离作用（4）热作用（5）化学和生物效应

*X射线的穿透作用是X射线医学影像学的基础。

第二节：X射线辐射场的空间分布

1.X射线强度：X射线在空间某一点的强度是指单位时间内通过垂直于X射线传播方向上的

单位面积上的光子数量与能量乘积的总和。

补充：X射线强度是由光子数量和光子能量两个因素决定。

2.X射线的量是射线的光子数目，而质是射线的光子能量，表示X射线的硬度。

3．各种因素对X射线强度的影响

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

第三节：X射线与物质的相互作用

1.X射线与物质三种作用形式：光电效应，康普顿效应，电子对效应

2.光电效应：能量为hv的X射线光子通过物质时，与物质原子的轨道电子发生相互作用，

把全部能量传递给这个电子，光子消失，获得能量的电子挣脱原子束缚成为自由电子（光电子）；原子的电子轨道出现一个空位而处于激发状态，他将通过发射标识X射线或俄歇电子的形式很快回到基态，这个过程成为光电效应。

3.诊断放射学中的光电效应：

利：能产生质量好的影像，原因是：（1）不产生散射线，减少照片灰雾（2）可增加人体不同组织和造影剂对射线的吸收差别，产生高对比度的X射线照片，对提高诊断的准确性有好处。

弊：入射X射线通过光电效应可全部被人体吸收，增加了受检者的剂量。

4.康普顿效应:当入射X 射线光子和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，电子获得能量而脱离原子，这个过程成为康普顿效应。

5.诊断放射学中的康普顿效应：散射线增加了照片灰雾，降低了影像的对比度，但与光电

效应相比受检者的剂量较低。散射较强，医生和技术人员应注意防护。

6.电子对效应:当X 射线光子从原子核旁经过时，在原子核库伦场的作用下形成一对正负

电子，此过程称为电子对效应。

7.各种相互作用的相对重要性：光子能量处于低能端部分，光电效应占优势；中间部分，

康普顿效应占优势；高能端部分电子对效应占优势

第四节：X射线在物质中的衰减

这部分给的比较模糊，看书吧。主要是连续X射线在物质中的衰减规律。

补充：滤过分为固有滤过和附加滤过。

第二章

第一节

1.X射线摄影基本原理?

X射线贯穿本领强，当一束强度大致均匀的x射线照到人体时，由于人体各种组织、器官在度、厚度方面的差异，对投照在其上的x射线的衰减各不相同，使透过人体的x射线强度分布发生变化，携带人体信息，形成x射线信息影像。再通过一定的采集，转换，显示系统将x射线强度分布转换成可见光的分布，形成人眼可见的X射线影像。

2.医用X线胶片的作用

胶片的主要功能是影像的记录，显示与贮存。

3.胶片成像原理

X射线照射的胶片，经过显影、定影后，胶片感光层中的卤化银被还原成金属银残留在胶片上，形成由金属银颗粒组成的黑色影像。胶片变黑的程度称为胶片光密度。

4.临床上，影像白对应组织的密度高，吸收X射线多，照片上呈白影；黑对应组织的密度低，吸收的X线少，照在胶片上的多，胶片呈黑影。

5.胶片特性曲线（看书上介绍）

6.胶片宽容度

是胶片的性能指标之一，指感光材料按线性关系正确记录被检体反差的范围，即胶片特性曲线直线部分的照射量范围，又称曝光宽容度。

第二节

1.软X射线摄影原理是利用人体各种组织对不同质地软X射线的吸收有显著差别，使密度相差的基本不大的脂肪、肌肉和腺体等软组织在感光胶片上形成对比度高的影像。

2.高千伏X射线摄影的基本原理是利用管电压达到120kv以上时，组织吸收以散射效应(康普顿散射)为主，各部分结构影像密度的高低受其组织原子序数和厚度的影响减少，骨骼、软组织、脂肪的气体的影像密度差别随之减少，骨骼的影像密度与软组织和气体的影像密度相差不大，即使相互重叠也不致为骨影所遮盖，从而使与骨骼相重叠的软组织或骨骼本身的细小结构及含气的管腔等变得易于观察。

3.X射线体层摄影的基本原理是根据X射线的投照原理，在曝光过程中，X射线管焦点、肢体、胶片三者必须保持相对静止，才能获得清晰的影像。因此在曝光的过程中，欲成像部位的各点必须固定地投影在胶片的同一位置上，影像才能清楚显示。如果三者之一在曝光中移动，影像就会模糊。X射线体层摄影的目的是摄取人体某一体层的影像，而使其它各层影像模糊不清。因此必须使焦点、被摄体层和胶片保持相对静止，而使其它各层对焦点和胶片作相对运动。

第三节

1.影像质量是由对比度、模糊度、噪声、伪影及畸变等多种因素综合体现出来的。

2.对比度：差异的程度。

3.模糊度：通常用小物点的模糊图像的线度表示物点图像的模糊程度。

第五节

1.数字减影血管造影（DSA）的原理是？

数字减影血管造影是将造影前、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。

2.数字减影的3种基本方法：时间减影，能量减影，混合减影。

3.影像DSA影像质量的因素？

4.DSA的优缺点？

第六节

1.计算机X线摄影（CR）

2.CR与传统X线摄影的不同之处？

A.曝光量少，宽容度大b.数字化成像，可进行图像处理，为X射线长期保存和高效率的检索提供可能。C.其影像记录与显示不是在同一媒介上完成的，成像过程为：先用成像板（IP）