ct原理及发展历程

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1、第一讲概论目录第一讲概论1一、CT简介21.1什么是CT21.2CT设备的构成31.3CT分类及部分性能指标41.4CT成像的特点51.5CT应用领域61.6CT发展简史91.7检测成像工程中心简史13二、X射线成像物理学202.1X射线的产生202.2X射线与物质相互作用21三、CT成像的数学模型243.1Beer定律243.2CT成像的连续数学模型253.3CT成像的离散数学模型27四、附录284.1CT图书284.2CT杂志294.3CT会议314.4在线资源32一、CT简介1.1什么是CTCT是ComputerizedTomography或ComputedTom

2、ography的缩写。“C”就是“计算机化的”或是“计算的”。我们看“T”或“Tomography”。Tomography=tomos(slice,section)+graphein(draw)所以，“Tomography”就是对断层进行绘图（成像）。Tomography是内视技术，即不打开物体就能看到物体内部的结构。具体的讲：l目标：希望得到被测物体内部物理量B的分布。l信息获取：用探测器探测一组物理量A。l信息处理：根据物理量A与物理量B之间的物理关系A=F(B)，求解出物理量B的分布。CT就是计算机断层成像。广义上讲，以下技术均属于计算机断层成像技术：lX射线（γ

3、射线）断层成像技术（即狭义CT）l激光CT成像（OpticalComputerTomography）l核磁共振断层成像技术（MagneticResonanceImaging,MRI）l超声成像技术（UltrasonicTomography,UT）l电阻抗成像技术（ElectricalImpedanceTomography）l红外成像技术（InfraredImaging）l……而本课程主要介绍X射线（γ射线）断层成像技术（即狭义CT，XCT）。即便是狭义的XCT，根据射线产生方式、获得信息内容、所关心物理过程等的不同，又分为l透射式CT（TransmissionCT）u吸

4、收衬度CT成像（AttenuationcontrastCT,即通常CT）u相位衬度CT成像（PhasecontrastCT）l发射式CT（EmissionCT）：PET，SPECTl散射式CT（ScatteringCT）本课程仅介绍吸收衬度CT。1.2CT设备的构成前面提到，CT成像涉及“信息获取”和“信息处理”两个过程，根据需要，无论是工业CT或是医用CT，都包含以下组成部分：l射线发生器l射线探测器l机械及控制系统l计算机（控制/存储/处理）1.3CT分类及部分性能指标可根据不同准则对CT进行分类：l纳米焦点CT：对象10-30um，分辨率30-160nml微焦点C

5、T：对象1-30mm，分辨率0.5-5uml医学CT：对象(人)300-800mm，分辨率0.3mm-3mml工业CT：对象(构件)100-500mm，分辨率0.1-0.5mml大型工业CT：构件300-1000mm，分辨率0.5-1.0mml超大型工业CT：构件1000-2000mm，分辨率1.0mm左右l工程CT：桥梁、隧道等，分辨率1米-几米l地学CTl天体CT著名的医学影像厂商：GPS（GE，Philips，Siemens），Toshiba著名的工业CT厂商：YXLON，GE，SkyScan，ZEISS(XRadia)，岛津1.4CT成像的特点l非接触、无损成像

6、l无影像重叠l密度和空间分辨率高l数字图像，易于处理、存储、传输1.5CT应用领域l医疗生物（医疗诊断、小动物成像）l工业（国防：导弹、炮弹、飞机发动机叶片、火箭推进器、气缸...；民用：机械部件、电子器件、陶瓷、…）l材料（分子结构、岩心、管道、…）l安全检查（非金属武器、毒品、炸药…）l化石成像（古动植物三维结构成像）lCT原理也用于：天体成像、地学成像（地震、地质构造）、工程成像（桥梁、隧道、水坝、物探）编织材料泡沫材料芯片检测电子封装岩心分析火工品离体牙种子1.6CT发展简史WilhelmConradRöntgen(27March1845–10February1

7、923)wasaGermanphysicist,who,on8November1895,producedanddetectedelectromagneticradiationinawavelengthrangeknownasX-raysorRöntgenrays,anachievementthatearnedhimthefirstNobelPrizeinPhysicsin1901.Inhonourofhisaccomplishments,in2004theInternationalUnionofPureandAppliedChemistr