最全的医学成像原理课件-第2章医学影像成像的基本条件 (全套完整课件)

光强度分布传递给X线胶片，与X线胶片感光乳剂层中的卤化银（AgX）
发生光化学反应，即形成银颗粒分布的潜影（Ag原子）；在潜影的催 化下，已经过X线曝光的胶片经显影加工处理，将胶片上大量的AgX还
原成Ag原子；大量的Ag原子形成二维的光学密度（D）分布，形成了模
拟X线影像的X线照片。
• （二）影像增强器-X线电视
第二章 医学影像成像的基本条件
主要内容
• 第一节 信息影响传递与形成 • 第二节 信息源 • 第三节 影像信息载体
• 第四节 影像信息接收器
• 第五节 影像视读
广义的摄影：是应用光或其它能量来表现被照体的信息状态，并以可 见的光学影像加以记录的一种技术。X线摄影、X线透视、CT、MR等 成像均需要具备有一个成像系统，成像系统即是将信息载体表现出来 的信号加以处理，形成表现信息影像的系统。 成像程序为：能量→信息信号→检测→图像形成。
成像三大要素：成像的信息源（被检体）、信息载体与信息接收器。
第一节 信息影响传递与形成
• 一、模拟X线信息影像的传递与形成
• X线信息影像的形成与传递5个阶段：
• 1．X线信息影像的产生 X线信息影像的形成基础是被照体对X线束的衰 减。X线在物质中的衰减符合如下规律：
• 2．X线信息影像的转换 将不均匀的X线强度分布，通过接受介质（屏片系统、X线电视等）转换为密度影像，或二维的光强度分布（荧光屏 、影像增强器系统等）影像，以用于观察诊断。 • 3．密度分布转换成可见光的空间分布 借助观片灯可将密度分布转换成
• 由于X线有荧光作用，在X线透视成像中，透过人体的X线照射到荧光
物质时，荧光物质的原子被激发或电离放射出可见的荧光。 • 早期的X线透视成像就是将透过人体的X线照射到荧光屏上使其成为透 视X线影像的，这种荧光影像强度很弱，只能在暗室中观察阅读。 • 现在的X线透视成像是将透过人体的X线照射到影像增强器，影像增强 器将荧光影像亮度增强，然后输入X线电视，使之成为可见的视频影 像。
• 人体组织结构大至可分为骨骼、肌肉、脂肪及空气四大类，对X线的 衰减按骨骼、肌肉、脂肪、空气的顺序逐渐减弱，这种衰减差异的大 小就形成了X线影像的对比度。然后通过各种影像接收器（探测器）
进而形成可见的X线影像。
• X线在透过人体时，主要发生光电效应和康普顿效应两种作用形式的
衰减。是以肌肉和骨骼为例，显示不同能量的X线在两种组织中发生 效应的比率。
3. 数字X线摄影（DR）中的平板探测器（FPD）
4. X线计算机体层成像中的检测器 5. 磁共振成像中的接收线圈等
• （一）屏-片系统
• 屏-片系统即增感屏与X线胶片组合系统，它作为透过被检体后带有人体
信息的接受介质，或称作带有人体信息的X线接收器。其工作原理是： 透过人体的X线到达增感屏的荧光体层时激发荧光体发出荧光，并将荧
可见光的空间分布，然后投影到视网膜。
• 4．视觉影像的形成 通过视网膜上明暗相间的图案，形成视觉影像。 • 5．意识影像的形成 通过对视觉影像的识别、判断，作出评价或诊断。
• （二）数字信息影像的传递与形成 • 数字X线信息影像的传递与形成基本上与模拟信息影像的传递与形成 相同，不同之处主要是影像信息的传递过程中增加了模/数转换，将
• （二）射频电磁波 • 产生MR信号必须具备三个基本条件：即能产生共振跃迁的自旋不为 零的原子核（1H）、静磁场（B0）、产生一定频率（1H发生共振的拉 莫尔频率）电磁波的射频磁场。从三个条件中可以看出射频（RF）电 磁波是产生和传递MR信号的信息载体。
第四节 影像信息接收器
• 医学影像成像中常用的接收器有： 1. 模拟X线成像中的屏-片系统 2. 计算机X线摄影（CR）中的成像板（IP）
• （二）磁共振成像 • 根据磁共振成像（MRI）定义知道磁共振信号的强弱与人体组织的氢质 子密度密切相关。在人体各种组织结构中，1H占原子数量的2/3，而且
1H为磁化最高的原子核，所以目前生物组织的MRI主要是1H成像。
第三节 影像信息载体
• （一）X线
• 本质是一种电磁波。波长很短，大约与晶体内呈周期（规则）排列的原
模拟信息转换成数字信息，而后进行各种处理和图像重建，最后还要
将数字影像通过数/模转换成可以视读的模拟影像。
第二节 信息源
• （一）X线成像
• X线与物质的作用，X线成像是X线束进入人体后，一部分被人体组织
结构吸收和散射，另一部分透过人体沿原方向向前传播。X线通过人 体组织时是按照指数规律衰减。当X线的衰减以光电吸收为主时，被 检体的线衰减系数μ 与人体组织的Z、ρ 存在着如下关系：
• （三）成像板
• 在计算机X线摄影（CLeabharlann Baidu）中，使用成像板（IP）作为影像信息的接收
器。CR系统中，透过人体的X线入射到IP时，X线量子被IP的光激励发 光物质层内的荧光颗粒吸收，释放出电子，其中一部分电子散布在成 像层内呈半稳定状态，形成潜影；将形成潜影的IP进行激光扫描时， 半稳定状态的电子转换为光量子，发生光激励发光（PSL）现象，光 量子被光电倍增管检测到，将光信号传化为电信号并放大，再经模/ 数（A/D）转换器转换为数字信号，进行处理后形成数字影像。
• CT成像是X线经过准直器形成很细的直线射束（或扇形射线束），穿 透人体被检测的体层面，经人体薄层内组织器官衰减后射出的X线（ 投影P）到达高灵敏度的检测器，检测器接收透过被检体层后的X线束 强度（I），然后将这含有人体信息的X线强度转换成相应的电信号， 通过测量电路将电信号放大，由A/D转换器转换为数字信号，再经计 算机处理系统处理，重建出人体层面上组织结构对X线的衰减系数（μ ）的灰度图像。
• （四）平板探测器 • 数字X线摄影（DR）中使用两种平板探测器（FPD）作为影像信息的 接收器，即直接转换FPD与间接转换FPD。
• 直接转换FPD分为非晶硒（a-Se）为光电材料的FPD和多丝正比电离室
型（现在已很少使用）。间接转换FPD又分为CsI＋a-Si和CCD摄像机两 种。
• （五）CT成像检测器
子间距为同一数量级，在1*10-10m左右。X线的波长短，光子能量大，故 穿透物质的能力强。 • X线的穿透性不但与其波长（λ ）有关，还与物质的性质、结构有关。 一般物质的原子序数（Z）高、密度（ρ ）大，吸收X线多，X线穿透性 差。 • X线对人体不同组织穿透性能的差别，是X线摄影和透视的基础。