医学影像成像原理培训课件

医学中透视用的荧光屏、X射线摄影用的增感屏、影像增强器中 的输入屏和输出屏都是利用荧光特性做成的。
（3）X射线的电离作用。
X射线虽然不带电，但具有足够能量的X光子能够撞击原子中轨道 电子，使之脱离原子产生一次电离。
电离作用也是X射线损伤和治疗的基础。
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3.1.1 X线的特征
2. X射线与物质间的相互作用
1. X射线的波粒二象性
✓ X射线同时具有波动性和微粒性，统称为波粒二象 性。
✓ X射线在传播时，它的波动性占主导地位，具有频 率和波长，且有干涉、衍射等现象发生。
✓ X射线在与物质相互作用时，它的粒子特性占主导 地位，具有质量、能量和动量。
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3.12..X1射X线线与物的质间特的征相互作用
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3.1. 2 X射线成像原理
① 人体不同密度组织与X线成像的关系
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3.1. 2 X射线成像原理
② 人体不同厚度组织与X线成像的关系
密度和厚度的差别是产生影像对比的基础，
是X线成像的基本条医学件影像成像原理
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3.1. 2 X射线成像原理
2. X射线人体成像 （2）X射线的采集与显示 ① 医用X 射线胶片与增感屏 医用X射线胶片的主要特性是感光，即接受光照并产生化 学反应，形成潜影（latent image）。
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3.1 X线成像原理
➢X线的本质：电磁辐射
➢常用X线诊断设备： X线机、数字X线摄影设备 （DSA、CR、DR）和X线计算机体层（ X线CT） 等。
3.1.1 X线的特征 3.1.2 X射线成像原理 3.1.3 计算机X线摄影（CR） 3.1.4 直接数字化X线摄影系统（DR）
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（1）X射线的穿透作用。
其贯穿本领的强弱与物质的性质有关
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3.1.1 X线的特征
2. X射线与物质间的相互作用
（2）X射线的荧光作用。
X射线是肉眼看不见的，但当它照射某些物质时，如磷、铂氰化 钡、硫化锌、钨酸钙等，能够使这些物质的原子处于激发态，当它们 回到基态时就能够发出荧光，这类物质称荧光物质。
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3.1. 2 X射线成像原理
2. X射线人体成像 （2）X射线的采集与显示 ② X射线电视系统 X射线电视系统主要包括X射线影像增强器、光学图像分 配系统、含有摄像机与监视器的闭路视频系统与辅助电子 设备。
X射线影像增强管是影像增强器的核心部件。
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3.1.3 计算机X线摄影（CR）
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3.1. 2 X射线成像原理
2. X射线人体成像
（2）X射线的采集与显示
① 医用X 射线胶片与增感屏
医用X射线增感屏为荧光增感屏，其增感原理为增感屏上的荧光物质 受到X射线激发后，发出易被胶片所接收的荧光，从而增强对X 射线 胶片的感光作用。
主要目的是：在实际X 射线摄影中，仅有不到10%的X射线光子能直 接被胶片吸收形成潜影，绝大部分X射线光子穿透胶片，得不到有效 的利用。因此需要利用一种增感方法来增加X射线对胶片的曝光，以 缩短摄影时间，降低X射线的辐射剂量。常采用的增感措施是在暗Leabharlann Baidu 中将胶片夹在两片增感屏（intensifying screen）之间，然后进行曝 光。
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3.1.1 X线的特征
➢X射线在电磁辐射中的特点属于高频率、波长短 的射线 ➢X射线的频率约在3×1016～3×1020 Hz之间， 波长约在10～10-3nm之间 ➢ X线诊断常用的X线波长范围为0.008～ 0.031nm
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3.1.1 X线的特征
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3.1.1 X线的特征
经过对有潜影的胶片处理（暗室处理：显影、定影等）。使胶片上的 潜影转变为可见的不同灰度（gray）分布像。胶片感光层中的卤化银 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。人 体组织的物质密度高，则吸收X射线多，在X射线照片上呈白影；反 之，如果组织的物质密度低，则吸收X射线少，在X射线照片上呈黑 影。
计算机X线摄影（Computed Radiography，CR） 是将X线透过人体后的信息记录在成像板（Image Plate， IP）上，经读取装置读取后，由计算机以数字化图像信息 的形式储存，再经过数字/模拟（D/A）转换器将数字化信 息转换成图像的组织密度（灰度）信息，最后在荧光屏上 显示。其中，成像板是CR 成像技术的关键。
（1）X射线影像的形成
当一束强度大致均匀的X射线投照到人体上时，X 射线一 部分被吸收和散射，另一部分透过人体沿原方向传播。由 于人体各种组织、器官在密度、厚度等方面存在差异，对 投照在其上的X射线的吸收量各不相同，从而使透过人体 的X射线强度分布发生变化并携带人体信息，最终形成X 射线信息影像。X射线信息影像不能为人眼识别，须通过 一定的采集、转换、显示系统将X射线强度分布转换成可 见光的强度分布，形成人眼可见的X 射线影像。
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3.1. 2 X射线成像原理
当高速带电粒子撞击物质受阻而突然减速时，能够产生X 射线。医学影像诊断所用的X线产生设备是X线管（X-ray tube，球管）。 1．X射线的产生 X射线的产生需要的基本条件是： （1）有高速运动的电子流； （2）有阻碍带电粒子流运动的障碍物（靶），用来阻止 电子的运动，可以将电子的动能转变为X射线光子的能量。
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3.1. 2 X射线成像原理
X射线的产生装置主要包括三部分：X射线管、高压电源 及低压电源，如图3.2所示。
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3.1. 2 X射线成像原理
2. X射线人体成像
使用X射线对人体进行照射，并对透过人体的X射线信息 进行采集、转换，并使之成为可见的影像，即为X射线人 体成像。
（4）X射线的热作用。
X射线被物质吸收，绝大部分最终都将变为热能，使物体温升。
（5）X射线的化学效应。
X射线能使多种物质发生光化学反应。例如，X射线能使照相底片 感光。
（6）X射线的生物效应。
生物组织经一定量的X射线照射，会产生电离和激发，使细胞受到 损伤、抑制、死亡或通过遗传变异影响下一代，这种现象称为X射线 的生物效应。这个特性可充分应用在肿瘤放射治疗中。