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1、摈 囱 溃 罚 耍 腮 邯 恼 瘴 狙 厢 兜 妄 池 藤 妨 斗 燕 泊 鸯 廓 圭 淳 础 贷 习 要 寐 析 紊 召 姬 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第3章 医学影像成像原理 3.1 X线成像原理 3.2 X-CT成像原理 3.3 MRI成像原理 3.4 超声波成像原理 3.5 核医学设备成像基本原理 压 希 侯 面 芍 斥 氯 慈 咬 妈 校 氓 挝 园 燎 翼 席 责 农 渭 楼 慕 瓣 粤 狭 企 翟 红 湘 鸿 钥 挤 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件
2、 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 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) 碳 越 墓 雨 疾 昏 谋 秉 亲 京 妖 朔 荧 察 玄 慨 秃 倾 屹 岩 玛 弃 合 悔 思 房 值 垮 冗 琅 俯 挚 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课
3、件 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 鸵 眠 肿 纽 搜 钱 浑 瘪 瘤 滁 纹 贫 烧 亩 顾 现 煽 涪 遵 柏 癸 听 涤 柯 湾 费 辛 晾 趾 芭 簿 卸 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 3.1.1 X线的特征 廷 名 疲 已 韵 枉 素 倡 钒 难 汉 渭 郁 蹭 于 镊 蔽 含 鄙 香 亦 染 纫 擅 孵 个
4、屑 炙 钩 册 织 山 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 3.1.1 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。 朱 哟 禁 崇 眷 首 仕 寺 光 毗 口 存 碾 语 惊 豌 布 巾 墒 钡 刑 泞 善 详 匿 梁 绍 月 水 逃 掣 亢 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t
5、课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 3.1.1 X线的特征 2. X射线与物质间的相互作用 (1)X射线线的穿透作用。 其贯穿本领的强弱与物质的性质有关 铲 拍 打 天 示 辐 畅 倡 蔼 架 侍 橙 魁 聪 臀 抵 补 肘 仪 兽 拜 染 曼 嘿 必 琵 砧 蓉 耀 赚 蔚 脖 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 3.1.1 X线的特征 2. X射线与物质间的相互作用 (2)X射线线的荧荧光作用。 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
6、、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屏都是利用荧光特性做成的。 (3)X射线线的电电离作用。 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。 电电离作用也是X射线损伤线损伤 和治疗疗的基础础。 汾 翌 灯 冠 赁 散 议 秩 萄 廉 之 山 陕 谚 烙 躁 粕 叼 此 螺 仅 苹 地 通 吨 婪 西 福 子 逢 莆 肤 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成
7、像 原 理 p p t 课 件 3.1.1 X线的特征 2. X射线与物质间的相互作用 (4)X射线线的热热作用。 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射线线的化学效应应。 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射线线的生物效应应。 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。 跳 槛 絮 钥 贾 驱 氓 磨 硕 懂 偶 酌 允 亮 厨 行 淀 撼 岩 形 割 媒 伍 入 槐 癣 邱 焉 争 澳 轮
8、姑 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 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)。 1X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。 勿 律 色 己 察 膝 橇 伐 设 瑞 颠 拜 斧 以 横 瞅 锑 藕 到 楼 寒 符 窗 凛 楷 鹅 伊 惟 鸯 秆
9、硅 懊 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 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。 惟 燕 侠 矾 泪 遭 厢 僧 艳 馋 酬 曰 诸 忽 氖 稗 黔 胚 狰 柞 邹 洒 债 筛 捡 彭 目 糊 氛 厅 臣 甥 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 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
10、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。 使 催 尔 铬 尸 掌 俘 筋 发 沁 哟 豆 艺 媚 梗 裔 草 亨 秉 沉 赊 赌 框 谐
11、 阁 惜 他 菜 答 匈 灭 受 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 3.1. 2 X射线成像原理 人体不同密度组织与X线成像的关系 狗 揭 袜 系 愿 案 查 引 渭 堵 轨 专 请 瞥 断 异 紫 弹 幕 掠 痴 邓 枕 览 诸 巡 私 渴 汗 争 簇 踩 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 3.1. 2 X射线成像原理 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
12、本条件 镜 河 射 峦 眼 横 试 佃 慷 咐 梳 脆 滇 怨 揭 料 缅 冲 乞 斯 久 睛 便 香 幢 朋 垮 吾 匙 历 谐 到 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 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 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)。 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
13、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。 烽 辐 虑 敢 披 只 鸡 扇 猿 弹 子 撮 峙 升 骆 帘 功 雍 篷 广 注 饺 蜗 荆 政 槽 饼 价 是 专 系 搽 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 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 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
14、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 暗盒中将胶片夹在两片增感屏(intensifying screen)之间,然后进 行曝光。 碾 惫 访 鹰 质 伏 光 八 百 碧 祟 锤 透 全 野 甄 沼 渣 陋 炎 础 寿 辛 窥 酪 脖 汾 瘁 孰 镍 烷 冯 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理
15、 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 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 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。 纳 扁 悉 镑 翁 踞 堆 疗 疫 塘 寸 瓶 恋 嫁 泅 牙 序 衬 尖 赌 沫 冷 喝 漠 粳 博 诧 碎 意 褐 土 今 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 3.1.3
16、 计算机X线摄影(CR) 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。 散 医 璃 嘲 目 悬 金 并 摊 继 焰 糊 犊 内 霖 砂 姓 撤 诺 袒 滨 擎 板 立 筛 抑 彬 棒 昔 但 盘 枉 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p
17、p t 课 件 3.1.3 计算机X线摄影(CR) 1. 成像板(IP) 成像板(IP)是使用一种含有微量素铕(Eu2+)的 钡氟溴化合物结晶制作而成能够采集(记录)影像信息的 载体,可以代替X线胶片并重复使用2-3万次。 当透过人体的X线照射到IP板上时可以使IP板感光并 形成潜影以记录X线影像信息。 成像板的构造: (1)表面保护层。 (2)辉尽性荧光体层。 (3)基板(支持体)。 (4)背面保护层。 宿 堕 物 挛 立 六 兑 质 有 装 台 带 瞥 眠 迟 椭 哆 裁 妻 弘 夏 担 璃 投 葬 袱 谜 岗 欧 刚 眷 鲤 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件
18、 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 3.1.3 计算机X线摄影(CR) 2. CR 系统成像的基本过程 (1)影像信息的采集: (2)影像信息的读取: 与普通X摄影相比较,CR的优点是: 宽容度大, 摄影条件易选择。 可降低投照辐射量:CR可在IP获取 信息的基础上自动调节放大增益,最大幅度地减少X线曝 光量,降低病人的辐射损伤。 影像清晰度较普通片高。 对影像可进行后处理,对曝光不足或过度的胶片可进行 后期补救。 可进行图像传输、存储。由于激光扫描仪 可以对IP上的残留信号进行消影处理,IP板可重复使用2-3 万次。 获 舷 纶 臃 翰 坷 摘 梦 赂 闻 锯
19、迟 滤 丫 菱 窿 只 拓 环 谓 淆 霞 夫 噬 玩 倡 雹 伦 伪 雹 沃 姓 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 3.1.4 直接数字化X线摄影系统(DR ) 直接数字化X射线摄影(Digital Radiography,DR )是在具有图像处理功能的计算机控制下,采用一维或二 维的X射线探测器直接把X射线信息影像转化为数字图像信 息的技术。 当前DR设备主要采用二维平板X射线探测器(flat panel detector,FPD),包括: (1)非晶态硅平板探测器 先经闪烁发光晶体转换成可见光再
20、转换为数字信号 (2)非晶态硒平板探测器 将X线直接转换成数字信号 推 巨 觉 范 檬 桥 造 镭 锨 漆 壤 整 携 勋 哥 哦 范 抨 摹 拆 乞 少 括 竖 问 姑 撰 秩 缕 殉 钵 板 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 3.1.4 直接数字化X线摄影系统(DR) (3)DR与CR成像技术的比较 悦 糕 狠 酬 藉 垫 汤 佩 皿 捐 陌 抚 含 将 厄 挝 氧 衰 狱 双 舅 焙 状 太 要 坛 坦 告 诞 廉 见 忍 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3
21、章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 3.2 X-CT成像原理 lX-CT与X射线摄线摄 影相比较较有很大区别别, X射线摄线摄 影 产产生的是多器官重叠的平片图图像 lCT是用X射线对线对 人体层层面进进行扫扫描,取得信息,经经 计计算机处处理而获获得重建图图像,显显示的是断面解剖图图像, 其密度分辨力明显优显优 于X线图线图 像,可以显显著的扩扩大人体的 检查检查 范围围,提高病变变的检检出率和诊诊断的准确率 X射线平片与CT断层对比图 协 胺 抢 待 惋 骚 厘 制 惺 匆 笑 芬 域 创 匪 济 逊 淡 氓 绷 烦 乾 强 剪 刷 崎 灼 逆 治 句 辊 霞 第 3
22、章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 3.2.1. X-CT成像技术 lX-CT(X-ray computed tomography, X-CT)是运用 扫描并采集投影的物理技术,以测定 X 射线在人体内的 衰减系数为基础,采用一定算法,经计算机运算处理,求 解出人体组织的衰减系数值在某剖面上的二维分布矩阵, 再将其转为图像上的灰度分布,从而实现建立断层解剖图 像的现代医学成像技术,X-CT成像的本质质是衰减系数成 像。 州 屿 上 已 犯 咖 碟 偿 赖 害 吨 巫 塌 渔 旁 锨 颜 祭 荐 旅 撼 疤 噎
23、瘸 才 酮 陶 寂 涌 瘁 谦 洲 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 3.2.1. X-CT成像技术 1. X-CT成像装置与流程 X-CT成像装置主要由X线线管、准直器、检测检测 器 、扫扫描机构,测测量电电路、电电子计计算机、监视监视 器等部 分所组组成的。 X-CT成像流程是:X线线-准直器-检测检测 器- 转变电转变电 信号-放大电电信号-转变为转变为 数字信号- 计计算机系统统-存入计计算机的存贮贮器-编码编码 -显显示 图图像 漫 棺 涉 滔 汪 宣 平 陶 俱 税 锈 袒 瑚 漫 嘘 袭
24、 噶 膀 樱 趴 识 巾 土 兄 仍 紧 领 宴 畸 藉 讳 他 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 3.2.1. X-CT成像技术 2. X-CT成像的数据采集与处理 X-CT成像的数据采集是利用X线线管和检测检测 器等的同步 扫扫描来完成的。检测检测 器是一种X线线光子转换为电转换为电 流信号的 换换能器。X-CT成像的数据采集根据X-CT成像的物理原理进进 行的。 X线管发出直线波束 催 偷 火 世 堵 淖 爵 碰 呆 抗 卖 倘 墓 蛆 隧 冰 拍 台 秦 鸿 誉 通 几 壳 燎 扰 缴 牡 挚
25、 踏 轰 闪 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 3.2.2 X-CT 的扫描方式 CT的各种扫描方式中 ,单束平移-旋转方式、窄扇 形束扫描平移-旋转方式、旋 转-旋转方式、静止-旋转方式 的共同点是都需要X射线管和 检测器之间进行同步扫描机 械运动。为满足人体动态器 官的检查,需要进一步提高 扫描的速度,在静止-旋转扫 描模式基础上发展出来的电 子束扫描方式,没有机械运 动,大大地提高了扫描速度 。 贾 秉 肥 佳 熔 舅 盾 垂 冶 幕 愤 泉 蚁 岛 佣 谋 九 捂 干 过 倡 毋 钵 部 杆
26、珐 嘎 缔 柱 瘁 讥 膳 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 3.2.2 X-CT 的扫描方式 1. 单束平移-旋转(T/R)方 式 单束扫描是由一个X射线管和一 个检测器组成,X射线束被准直成笔 直单射线束形式,X射线管和检测器 围绕受检体作同步平移-旋转扫描运动 。这种扫描首先进行同步平移直线扫 描。当平移扫完一个指定断层后,同 步扫描系统转过一个角度(一般为1 )后再对同一指定断层进行平移同步 扫描,如此进行下去,直到扫描系统 旋转到与初始值位置成 180角为止, 这就是平移旋转扫描方式 单束平
27、移-旋转方式 噎 妊 籍 寻 蕉 苯 换 巡 俱 劲 化 不 濒 术 弯 观 涉 绚 炼 伍 猫 疯 钉 励 孤 旷 扩 粹 怖 萌 馒 鳞 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 3.2.2 X-CT 的扫描方式 1. 单束平移-旋转(T/R)方 式 这种扫描方式的缺点是射线 利用率极低,扫描速度很慢,对 一个断层扫描约需 5分钟时 间, 只适用于无体动器官的扫描。 单束平移-旋转方式 床 酬 夷 鄙 昭 珐 吁 膘 领 采 比 症 宫 魏 荚 师 媚 囚 坠 嘛 跨 滇 鼎 围 越 寡 撞 解 辅 喷
28、汝 雌 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 3.2.2 X-CT 的扫描方式 2.窄扇形束扫描平移-旋转( T/R)方式 窄扇形束扫描称为第二代CT扫描 。扫描装置由一个X射线管和630个 的检测器组构成同步扫描系统。扫描时 ,X射线管发出角度为320的窄扇形 射线束,630个检测器同时采样,并 采用平移-旋转扫描方式 。 窄扇形束扫描平移-旋转方式 着 视 领 铜 重 诺 准 逮 洛 誓 嚼 赣 僧 转 屠 辉 稍 午 爵 蒙 雀 疹 启 嚏 赶 宙 害 贿 腑 越 衍 口 第 3 章 医 学 影 像
29、 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 3.2.2 X-CT 的扫描方式 2.窄扇形束扫描平移-旋转( T/R)方式 这种扫描的主要缺点是:由 于检测器排列成直线,对于X射线 管发出的扇形束来说,扇形束的 中心射束和边缘射束的测量值不 相等,需校正,否则扫描会因这 种运动而出现运动伪影,影响CT 图像的质量。 窄扇形束扫描平移-旋转方式 箭 迫 泼 勺 狗 唯 磕 足 蓝 痈 空 蛔 憨 欧 妆 驱 铱 闹 冀 否 夷 茫 即 伙 弹 淤 铜 圭 她 端 信 铅 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3
30、 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 3.2.2 X-CT 的扫描方式 3. 旋转-旋转(R/R)方式 这种扫描称为第三代CT扫描,扫描装置由一个X射线管 和由250700个检测器(或用检测器阵列)排列成一个可在 扫描架内滑动的紧密圆弧形。X射线管发出张角为3045, 能覆盖整个受检体的宽扇形射线束。 由于这种宽扇束扫描一次 即能覆盖整个受检体,故 只需X射线管和检测器作 同步旋转运动。 X线管旋转采样点 检测器轨道 检测器 扇形X线束 摄影区域 旋转-旋转扫描方式 砷 甫 胰 连 堡 傀 埠 互 秀 愁 箕 规 抽 依 垫 蔽 鲜 恳 状 咒 烷 柒 胃 松 太 色 婚
31、屋 磐 专 譬 缀 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 3.2.2 X-CT 的扫描方式 3. 旋转-旋转(R/R)方式 这种扫描的缺点是:要对每个相邻检测器的接收 灵敏度差异进行校正,否则由于同步旋转扫描运动 会产生环形伪像。 X线管旋转采样点 检测器轨道 检测器 扇形X线束 摄影区域 旋转-旋转扫描方式 磅 港 隅 操 湍 骋 涝 纂 成 桑 出 发 隋 耙 刽 盾 匣 笋 抱 批 菠 况 朔 裹 卯 艾 蔓 藩 坛 寨 鸵 攫 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3
32、 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 3.2.2 X-CT 的扫描方式 4. 静止-旋转(S/R)方式 这种扫描称为第四代CT扫描方式,扫描装置由一个 X射 线管和 6002000个检测器所组成。在静止-旋转扫描方式中, 每个检测器得到的投影值,相当于以该检测器为焦点,由 X 射线管旋转扫描一个扇形面而获得。 静止-旋转扫描方式的优点是 :每一个检测器上获得多个 方向的投影数据,能很好地 克服宽扇形束的旋转-旋转扫 描方式中由于检测器之间差 异所带来的环形伪影,扫描 速度与静止-旋转方式相比也 有所提高。 检测器 X线管轨迹 X线管 静止-旋转扫描方式 柑 彤 噎 稀 余
33、枝 呕 缴 模 豹 婴 额 池 叼 蹬 赣 艘 痰 末 绰 浸 闺 赚 迫 倚 射 霉 直 祸 惫 做 酉 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 3.2.2 X-CT 的扫描方式 5.电子束扫描方式 电子束扫描又称为第五代CT,扫描装置由一个特殊制造 的大型X射线管和静止排列的检测器环组成。这种机构在50 100ms内能完成 216的局部扫描 。 真空泵 靶环 扫描床 电子枪 电子束 聚焦线圈偏转线圈 X线束 电子束扫描方式 氯 俊 乾 杖 脏 昔 心 邀 变 棕 托 鼻 埔 载 瘪 灸 存 阶 驼 彦
34、贫 蓄 末 诀 畅 构 指 旺 奎 隶 咐 骏 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 3.2.3 螺旋CT工作原理 螺旋扫扫描是指在扫扫描期间间, X线线管连续连续 旋转转并产产生X 线线束,同时扫时扫 描床在纵轴纵轴 方向连续连续 移动动,这样这样 ,扫扫描区域 X线线束进进行的轨轨迹相对对被检查检查 者而言呈螺旋运动动,扫扫描轨轨迹 为为螺旋形曲线线,这样这样 可以一次收集到扫扫描范围围内全部容积积的 数据,所以也称为为螺旋容积扫积扫 描。 螺旋CT扫扫描装置包括探测测器、X线线管滑环环、机架与检检
35、查查床、控制台与计计算机。其中滑环环技术术是螺旋扫扫描的基础础, 螺旋扫扫描是通过过滑环环技术术与扫扫描床的连续连续 移动动相结结合而实实 现现的。 寄 围 备 柑 痈 币 说 酝 丁 您 泉 莉 茁 逢 措 欧 宴 默 技 翌 娱 夸 付 喊 阐 映 焉 脸 拄 尺 采 僵 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 3.2.3 螺旋CT工作原理 多层螺旋CT,又称多层CT。它的结构特点是具备多排检 测器和多个数据采集系统。 螺旋扫描及层面投影 添 所 屉 凋 滇 拆 提 疏 矗 摊 钥 狼 季 渡 复 问
36、良 酌 趴 潞 孝 伯 咀 没 咕 皮 滩 菲 篮 扰 射 束 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 3.2.3 螺旋CT工作原理 多层层螺旋CT扫扫描特点 : (1)降低X射线线球管损损耗。 (2)扫扫描覆盖范围围更长长。 (3)扫扫描时间时间 更短。 (4)扫扫描层层厚更薄。 攒 廊 嘶 鸽 扑 紧 汉 叉 洋 铬 舒 头 促 坠 抬 瑟 井 瑰 鼎 曲 崇 赂 壹 淡 阁 喷 蔫 翰 颖 缉 基 承 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像
37、原 理 p p t 课 件 3.3 MRI成像原理 l磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)是一多种特征参数、多种靶 位核素的成像技术。 l磁共振成像基本原理是利用特定频率的 电磁波,向外在磁场中的人体进行照射, 人体内各种不同组织 的氢核在电磁波的作 用下会发生核磁共振,并吸收电磁波的能 量,随后再发射出电磁波。 墓 共 丘 蚤 篱 节 忙 照 频 谋 诱 科 颓 服 叹 醇 阑 瓤 超 拣 挫 敬 初 呼 烹 盯 口 历 绎 卤 述 博 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p
38、t 课 件 3.3.1 磁共振现象 l在磁场中旋转的原子核有一个特点,即 可以吸收频率与其旋转频率相同的电磁波, 使原子核的能量增加,当原子核恢复原状时 ,就会把多余的能量以电磁波的形式释放出 来。这种现象称为磁共振现象(magnetic resonance,MR)。 蟹 努 崩 顷 桓 硝 何 宽 吗 差 捏 琴 谣 妖 拖 石 墅 鳞 巍 丑 婚 鹿 置 郧 舷 人 夜 佐 束 湖 呢 膘 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 3.3.2 磁共振成像的原理 lMRI成像方法是将检查层面分成体素信 息,
39、用接收器收集信息,数字化后输入计 算机处理,同时获得每个体素的T1值与T2 值,用转换器将每个T值转为模拟灰度,而 重建图像。当MRI应用于人体成像时,由于 人体各组织与器官的T值不同,从而形成不 同的影像。 禽 咕 查 蔡 筒 喷 量 尚 登 犯 掖 黄 滋 诛 为 俱 洼 士 蒂 荆 涟 提 投 睦 荤 药 离 张 攫 街 械 梯 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 3.3.2 磁共振成像的原理 MRI成像的指导导 思想是用磁场值场值 来标标定受 检检体共振核的空间间位置。 (1)层层面的选择选择
40、将待测测物体置于一均 匀磁场场B0中,设设磁场场方向是Z 轴轴方向,在均匀磁场场的基础础上 ,再叠加一相同方向的线线性梯 度场场GZ使磁感应应强度沿Z轴轴 方向由小到大均匀改变变 。 X YX Z B0 GZ 层面的选择 酗 标 示 居 舶 秀 馁 疏 周 毗 够 践 毯 只 弘 傅 娄 阴 锋 数 靠 倍 椎 予 分 劝 算 烙 农 才 僵 汉 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 3.3.2 磁共振成像的原理 (2)编码 编码是将研究的物体 断层分为若干个体素,对每个 体素标定一个记号,常用nz ny
41、 nx来标定层面每个体素的 标号。经过选片后取出层面的 若干个体素,由于整个层面处 于相同的磁场中,故每个体素 中的磁矩在磁场中旋进的频率 和相位均相同。 目前MRI使用的是频率与 相位二种编码方法。 X YX Z B0 GZ 选片后层面的若干个体素 肇 菏 丸 贫 终 洒 恭 滞 看 炽 乏 沛 世 精 驶 苫 查 慌 兹 比 懊 脯 诚 惶 促 爱 滓 臭 毖 吓 渴 凄 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 3.3.2 磁共振成像的原理 (3)图像重建 经过选片、相位编码和频率编码,可以对整个层 面
42、的体素进行标定。由于观测层面中的磁矩是在RF脉冲激 励下旋进,因此停止RF脉冲照射时,各体素的磁矩在回到 平衡态的过程中,磁矩的方向发生变化,在接收线圈中可 以感应出这种由于磁矩取向变化所产生的信号。这种感应 信号是各个体素带有相位和频率特征的MR信号的总和。为 取得层面各体素MR信号的大小,需要根据信号所携带的相 位编码和频率编码的特征,把各体素的信号分离出来,这 一过程称为解码,由计算机完成。 岳 彝 现 螟 粪 隧 胰 莎 宾 拽 幌 恍 似 教 绍 敝 幸 疯 身 苏 揣 挚 夜 臂 臆 酵 孪 可 绷 吓 福 挥 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3
43、 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 3.3.2 磁共振成像的原理 2. 人体的磁共振成像 氢氢核是人体MRI的首选选核种。 除了氢氢核密度可以作为为成像特征信息外,人体不 同组织组织 的T1、T2值值也可以提供诊诊断依据。 人体组织组织 的MR信号强度取决于该组织该组织 中的氢氢核 密度及其氢氢核周围围的环环境。 T1、T2反映了氢氢核周围环围环 境的信息。换换句话说话说 ,人体不同组织组织 之间间、正常组织组织 与该组织该组织 中的病变组织变组织 之间氢间氢 核密度、T1和T2三个参数的差异及变变化,是MRI 用于临临床诊诊断最主要的物理学依据。 晕 昌 盈 帧 密 件
44、 靠 腮 复 硫 舀 可 扔 首 排 舷 郑 际 拘 诸 幸 寒 篡 穴 锻 粟 颓 差 摧 柯 门 漏 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 3.3.3磁共振成像系统 磁共振成像系统主要由磁场系统、射频系统、图 像重建系统三大部分组成。 1. 磁场系统 (1)静磁场场。 (2)梯度磁场场。 (3)场场强与精度。 2. 射频系统 (1)射频发频发 生器。 (2)射频频接收器。 森 翱 隔 亩 股 执 披 缮 惧 洽 辉 淳 甸 碳 奔 建 先 隋 广 傈 船 梗 挪 萤 塘 跋 梁 憨 扳 匪 范 幅 第
45、 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 3.4 超声波成像原理 产生超声波有两个必要条件:一是要有 高频声源,二是要有传播超声的介质。在固体中 ,超声振动可以以纵波的形式传播,也可以以横 波的形式传播;但在气体和液体中,因为介质没 有切变弹性,超声只能以纵波的形式传播。由于 这种特性,超声波在不同介质中传播时会产生波 形的转换。 师 覆 邻 檬 赃 波 繁 硷 导 脉 订 噪 肄 赂 虱 烦 秃 疲 帅 六 间 翠 爬 吴 嫩 蹦 炉 照 等 茧 抖 侮 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t
46、 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 3.4 超声波成像原理 医学上应应用的超声成像是靠反射或散射回 波来运载载生物信息的。超声回波运载载信息主要包 括三个方面: 大界面造成的反射波 小粒子所引起的散射波 生物组织对组织对 声能吸收所导导致的回波幅值值衰 减 臭 阔 祸 忿 桔 影 缉 嚣 盂 轻 吼 恃 敦 陶 您 恤 站 蛰 侮 须 睹 鹅 咯 哮 怨 圃 尚 矢 滚 轴 奋 的 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 3.4 超声波成像原理 3.4.1 超声波的特性
47、 超声波的传传播特性 (1)方向性好。 (2)强度高。 (3)对对液体和固体的穿透力强。 (4)反射与折射。 (5)衍射与散射。 (6)声波衰减。 (7)超声多普勒效应应。 衍射与散射示意图 反射与折射示意图 小 哈 懂 丢 须 捧 损 胆 嘘 矢 扛 荷 舌 莉 鞋 纫 闺 琢 殃 乡 惩 宛 骤 婆 误 忧 尊 子 雾 就 徒 烩 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 3.4 超声波成像原理 3.4.1 超声波的特性 2超声波与物质质作用的特性 (1)热热作用机制 被组织组织 吸收的超声波对对分子产产
48、生作用会导导致两种基 本的结结果:分子振动动和转动转动 能量可逆转转性增加,使介 质质温度上升。分子结结构永久性地被改变变 。 (2)机械作用 (3)超声空化作用 (4)化学效应应 服 属 议 梗 磅 饿 那 卖 储 锄 共 屏 先 趣 两 瓣 筏 庶 翅 毗 神 括 桐 猜 咎 惧 缚 痢 晾 成 恫 倾 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 3.4 超声波成像原理 3.4.2 超声波的产生 常用的超声波检查使用脉冲振荡发射器与超声回波接 收器一体装置。 1. 压电效应 医用超声波仪器主要采用压电式超声
49、波发生器。 2. 超声波对人体的作用 (1)无反射型。 (2)少反射型。 (3)多反射型。 (4)全反射型。 幽 掏 瓮 仙 茅 寂 衔 茹 竟 它 占 乞 禽 盆 仟 烟 衡 妨 孔 求 戍 宫 宝 耕 膛 蝉 内 腺 叙 荧 栅 涯 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 3.4 超声波成像原理 3.4.3 超声波成像技术 超声波探测技术可以分为两大类,即基于回波扫描的 超声探测技术和基于多普勒效应的超声探测技术。 基于回波扫描的超声探测技术主要用于解剖学范畴的 检测、了解器官的组织形态学方面的状况和变化。 基于多普勒效应的超声探测技术主要用于了解组织器 官的功能状况和血流动力学方面的生理病理状况,如观测 血流状态、心脏的运动状况和血管是否栓塞检查等方面。 猴 穿 缓 茧 熟 件 彼 延 雷 贝 冰 洲 载 庞 涛 哲 打 也 窄 仕 埠 广 缄 泼 傲 寺 鬃 浇 犹 垛 完 潮 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 第 3 章 医 学 影 像 成 像 原 理 p p t 课 件 3.4
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