精选第二章 医学影像成像的基本条件

1、第二章 医学影像成像的基本条件 第二章第二章 医学影像成像的基本条件医学影像成像的基本条件 学习目标： 1、掌握 各种医学影像形成所需的基本 条件 2、熟悉 信息影像的传递和形成过程 3、了解 不同类型成像技术条件的差异 第一节 信息影像的传递与形成 一、摄影的基本概念 ? 1摄影：应用光或其它能量来表现被照体信息状 态，并以可见光学影像加以记录的一种技术。 ? 2成像系统：将信息载体表现出来的信息信号加 以处理，形成表现信息影像的系统。 ? 3摄影程序：能量信息信号检测图像形成。 ? 4、成像方法三要素：成像信息源、信息载体与信 息接收器、影像视读。 二、模拟X线信息影像的形成与传递 ? X

2、线透过被照体时，因组织结构的吸收、散射而 减弱，透射线仍按原方向直进，作用在某种接受 介质上，转换、形成可见的 X线影像。 ? 被照体：信息源 ? X 线：信息载体 ? 接收器：接受介质（屏 -片、IP、FPD） ? X线影像形成的过程就是一个信息传递与转换的过 程。 二、模拟X线信息影像的形成与传递 二、模拟二、模拟X线信息影像的形成与传递线信息影像的形成与传递 1X线信息影像的产生： X线信息影像形成基础是被 照体对X线束的衰减。X线在物质中的衰减符合 ： II0e- d 人体中哪种物质的衰减系数最大？ 2X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、电视等）转

3、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）。 二、模拟二、模拟X线信息影像的形成与传递线信息影像的形成与传递 ? 若屏-片系统作为接受介质，那么透过射线通过直 接对X线胶片进行感光以及激发 增感屏发出荧光并 将荧光强度分布传递给胶片，形成银颗粒的分布 （潜影形成）。 ?2AgX 2Ag + X2 ? 在潜影的催化下，已曝光胶片经显影加工处理， 将胶片上大量的卤化银还原成银原子。 ?2AgX+（显影剂）2Ag+2HX +（显影剂氧化物） ? 银原子积累到相当数量后，就形成二维光学密度 的分布。 二、模拟二、模拟X线信息影像的形成与传递线信息影像的形成与传递 什么是增感屏？

4、一种特殊物质制作的膜片，能够吸收射线 （X、射线）的能量，转换成容易被感光材 料接受的光线，从而提高检测的灵敏度，缩 短检测时间。 增感屏有什么作用？ 对胶片产生增加感光作用，从而大大减小 X 线的曝光条件。 二、模拟X线信息影像的形成与传递 ? 透过被照体的X线强度分布若通过荧光倍增管，将波长为 0.110-80.610-8cm的X线转换成波长为510-5610- 5cm的可见透视影像。 ? 第二阶段是把不可见的X线信息影像转换成可见的密度影像 的中心环节。 ? 3密度分布转换成可见光的空间分布：观片灯将密度分布 转换成可见光空间分布。 ? 4视觉影像形成：通过视网膜上明暗相间的图案，形成视

5、 觉影像。 ? 5意识影像形成：通过对视觉影像的识别、判断，作出评 价或诊断。 三、数字信息影像的传递与形成三、数字信息影像的传递与形成 ? 数字与模拟影像的传递与形成基本相同； ? 不同之处：影像的传递与形成过程中增加了 A/D转 换，可进行各种处理和图像重建，最后可将数字 影像转换为可视读的模拟影像。 1、模拟图像 2、数字图像 第二节 信息源 各种医学成像， 其信息源都为被 检人体，但各种 成像技术与人体 组织结构的关联 是不一样的。 信信 息息 源源 第二节 信息源 一、X线成像 1、人体由骨骼、肌肉、脂肪等成分组成，各种组织 结构其原子序数、密度不同，形成了对 X线的衰减 系数（u）

6、不同。X线通过组织按指数规律衰减， 一般采用单能窄束X线指数衰减规律。 ? 单能辐射：由相同能量的光子组成的辐射。 ? 窄束X线：是指不包括散射成分的射线束，通过物 质层后的X线光子，仅由未经相互作用或称为未经 碰撞的原射线光子所组成。 第二节 信息源 “窄束”是指物理意义上的“窄束”。即使 射线束有一定宽度，只要其中没有散射光 子，就可称之为 窄束 。 2、人体组织结构大致可分为骨骼、肌肉、脂 肪及空气四类，对X线的衰减按顺序逐渐减 弱。 3、有效原子序数的概念。 第二节 信息源 一、X线成像 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。 （一)光电效应概念 1、光电

7、效应也称光电吸收，它是X线光子被 原子全部吸收的作用过程。 2、光电效应产生的过程； 3、光电效应的利与弊 第二节 信息源 ? 有利的方面：能产生质量好的照片影 像； ? 有害的方面：入射X线通过光电效应可 全部被人体吸收，增加受检者的剂量。 （采用高千伏摄影） 第二节 信息源 （二）康普顿效应概念 1、康普顿效应又称康普顿散射，它是射线光 子能量被部分吸收而产生散射线的过程。 2、康普顿效应产生的过程； 3、康普顿效应的临床应用； 第二节 信息源 二、磁共振成像 MRI：通过对静磁场中的人体施加某种特定频 率的射频脉冲（radio frequency，RF），使 人体组织中的氢质子(1H)受

8、到激励而发生磁 共振现象，当中止RF脉冲后， 1H在弛豫过 程中发射出射频信号（MR信号），接收器 （线圈）接收信号重建成像。 第二节 信息源 二、磁共振成像 1、信号的强弱与人体组织的氢质子密度密切 相关。 2、因为人体组织结构含水量、水分子的运动、 脂肪含量等差异，导致在RF中被激发的程 度不一样，使得RF停止后由于： （1）纵向弛豫时间T1； （2）横向弛豫时间T2； 第二节 信息源 （3）H质子的密度； （4）流体的流动效应； （5）不同组织的磁敏感性； （6）H质子所处的局部化学环境； （7）水质子状况； （8）组织方向及组织分子的大小等的不同， 呈现出不同的MR信号。 不想听了.

9、第三节 影像信息载体 一、X 线 ?X线的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3101631020 Hz之间， 波长约在1010-3nm之间 ? X线诊断常用的X线波长范围为0.008 0.031nm X 线线 X线的特征 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、偏振、反射、折射等 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。 X线成像线成像 2. X射线与物质间的相互作用(6点) （1）X射线的穿透作用。 其

10、贯穿本领的强弱与物质的性质有关 X线成像线成像 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）。 1X射线的产生 X射线的产生需要的基本条件是？ X线成像线成像 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。 （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

11、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。 ?穿过物质层的X线光子: a.原射线束中的光子，能量和方向均未变 化,即高能成分 b.散射光子，能量和方向都发生改变。 X线成像线成像 人体不同密度组织与X线成像的关系 X线成像线成像 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线成像的基本条件 X线的特征线的特征 2. X射线与物质间的相互作用 （2）X射线的荧光作用。 X

12、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。 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 X线的特征线的特征 2. X射线与物质间的相互作用 （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(感光作用和着色作用)。 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。 射频电磁波 ?MR信号产生必须 具备三个条件：能 产生共振跃迁的原 子核、

13、静磁场、产 生一定频率电磁波 的交变磁场（射频 磁场）； ?射频电磁波是产生 和传递MR信号的 信息载体。 第四节 影像信息接收器 ? 一、屏片系统 ? 二、影像增强器-X线电视 ? 三、影像板 ? 四、平板探测器 ? 五、CT成像检测器 ? 六、磁共振成像的接受线圈 第五节 影像视读 ? 医学影像的视读有两种方式: 1 、硬阅读； 2、软阅读； 本 章 小 结 课后复习内容 第二章第二章 医学影像成像的基本条件医学影像成像的基本条件 1摄影的程序是（） ? A、检测-光或能量-信号-图像形成 ? B、光或能量-信号-检测-图像形成 ? C、光或能量-检测-信号-图像形成 ? D、信号-检测-

14、光或能量-图像形成 ? E、信号-光或能量-检测-图像形成 第二章 医学影像成像的基本条件 ? 2应用光或其他能量表现被照体信息状态，并以 可见光影像加以记录的技术称（） ? A、影像 ? B、摄影 ? C、信息信号 ? D、成像系统 ? E、摄影程序 第二章 医学影像成像的基本条件 ? 3X线影像信息的传递及影像形成的叙述，错误 的是（） ? A、被照体的信息分布于三维空间 ? B、X线影像表现形式均为三维图像 ? C、X线诊断的信息来源于被照体 ? D、X线为传递被照体信息的载体 ? E、被照体信息需经转换介质转换 第二章 医学影像成像的基本条件 ? 4不能用来作X线接受转换介质的是（）

15、? A、增感屏 ? B 、胶片 ? C 、光盘 ? D 、成像板 ? E 、影像增强器 第二章 医学影像成像的基本条件 ? 5、普通X线摄影用的管电压范围是（） ?A、2540kVp ?B、3540kVp ?C、4060kVp ?D、40100kVp ?E、25150kVp 第二章 医学影像成像的基本条件 ? 6关于X线影像信息的传递及影像形成的 叙述，错误的是（） ? A、被照体的信息分布于三维空间 ? B、X线影像表现形式均为三维图像 ? C、X线诊断的信息来源于被照体 ? D、X线为传递被照体信息的载体 ? E、被照体信息需经转换介质转换 第二章 医学影像成像的基本条件 ? 7影像X线信息是在哪一阶段形成的（） ? A、X线透过被照体后 ? B、X线到达被照体前 ? C、形成视觉影像之后 ? D、X线照片冲洗后 ? E、在大脑判断之后 第二章 医学影像成像的基本条件 ? 8X线信息影像传递过程中，作为信息源 的是（） ? A、X线 ? B、被照体 ? C、增感屏 ? D、胶片 ? E、照片 第二章 医学影像成像的基本条件 ? 9屏-片系统X线信息影像传递过程中，作 为信息载体的是（） ? A、X线 ? B、胶片 ? C、被照体 ? D、增感屏 ? E、显影液 第二章