医学影像成像原理

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1、医学影像成像原理93k10b077026翟星玥指导教师王世伟【论文摘要】由于现代医学影像技术的快速发展，我们有必要了解医学影像的成像原理，本论文介绍了各种医学影像设备的成像原理。Becauseofthefastdevelopmentofthemodernmedicalimagingtechnology.Weneedtoknowthemedicalimagingprinciple.Thispaperintroduceavarietyofthemodernmedicalimagingtechnology’simagingprinciple.【关键字】成像原理穿透性荧光效应感光效应衰减系数磁

2、共振放射性制剂imagingprinciple,penetrating,fluorescenteffect,photographiceffect,attenuationcoefficient,magneticresonance,radioactiveagent.现代医学影像的成像原理和技术路线从根本上说是依据电离辐射和非电离辐射的自身性质和它们与物质的相互作用，并利用计算机等现代技术手段来采集成像数据，按一定的数学方法用计算机重建数字图像。主要包括X射线，CT,MRI,超声波与核医学设备的成像原理。一．X线的成像原理。X线实际上是一种波长极短、能量很大的电磁波。医学上应用的X线波长约在

3、0.001--0.1nm之间。X射线穿透物质的能力与射线光子的能量有关，X线的波长越短，光子的能量越大，穿透力越强。X显得穿透力也与物质密度有关，密度大的物质对x线的吸收多，透过少；密度小者吸收，透过多。利用差别吸收这种性质可以把密度不同的骨骼与肌肉、脂肪等软组织区分开来，者正是X线透视和摄影的物理基础。X线之所以能使人体组织在荧屏上或胶片上形成影像，一方面是基于X线的穿透性、荧光效应和感光效应；另一方面是基于人体组织之间有密度和厚度的差别。当X线透过人体不同组织结构时，被吸收的程度不同，所以到达荧屏或胶片上的X线量即有差异。这样，在荧屏或X线片上就形成明暗或黑白对比不同的影像。X线影

4、像的形成，是基于以下三个基本条件：首先，X线具有一定的穿透力，能穿透人体的组织结构；第二，被穿透的组织结构，存在这密度和厚度的差异，X线在穿透过程中被吸收的量不同，以致剩余下来的X线量有差别；第三，这个有差别的剩余X线，是不可见的，经过显像过程，例如经过X线片的现实，就能获得具有黑白对比、层次差异的X线图像。二．X-CT成像原理CT是用X射线对人体层面进行扫描，取得信息，经计算机处理而重建图像，显示的是断面解剖图像，其密度分辨率明显优于X线图像，可以显著的扩大人体检查范围，提高病变的检出率和诊断的准确率。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

5、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，再将其转换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成像的本质是衰减系数成像。X-CT成像装置主要由X线管、准直器、检测器、扫描机构、测量电路、电子计算机、监视器等部分组成。扫描方式有单束平移-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，电子束扫描方式。三．MRI成像原理磁共振成像是一种特征的参数、多种靶位核素的成像技术。目前临床上主要有氢核密度ρ，驰豫时间T1,T2和组织流动成像。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

6、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。MRI系统探测到这些来自人体中的氢核发射出来的电磁波信号之后，经过计算机进行处理和图像重建，即可得到人体的断层图像。由于氢核吸收和发射电磁波是挥手道周围化学环境的影响，所以从磁共振信号中获取的人体断层图像，不仅可以反映形态学信息，还能够从图像中得到相应的与生物化学和病理学等有关信息。因此MRI被认为是一种研究活体组织、诊断早期病变和医学影像技术。四．超声波成像原理医学超声波检查的工作原理的将超声波发射到人体内，当它在体内遇到界面是会发生及反射，并且在人体组织中科被吸收而衰减。因为人体各种组织的

7、形态核结构是不相同的，因此其反射与折射以及吸收超声波的程度也就不同。医生们正是通过仪器所反映出的波型、曲线和影像的特征来辨别它们。此外再结合解剖学知识、正常与病理的改变，便可诊断所检查的器官是否有病。产生超声波的有两个必备条件：一是要有高频声源，二是要有传播超声的的介质。医学上应用的超声成像是靠反射或散射回波来运载生物信息的。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给予多普勒效应的超声探测技术。目前医生应用的超声诊断方法有不