医学影像成像原理第二章

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1、医学影像成像原理-第二章授课教师：农俊彬副教授电话：15977633296E-mail:bsnjb@163.comQQ：562659507学习中如有建议、疑问、质疑，可以发E-mail、QQ留言、打电话等方式提出第二章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：信息源信息载体信息接收器2、熟悉信息影像的传递与形成过程3、了解不同类型成像技术条件的差异广义的摄影：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。成像系统：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

2、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：能量（介质）→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）信息载体信息接收器。第一节信息影像的传递与形成（一）模拟X线信息影像的传递与形成X线透过被照体时，因物体的吸收（光电效应）、散射（康普顿效应）而减弱，透射线仍按原方向前进，作用在某种信息接收器（接受介质）上，从而转换、形成可见的X线影像。衰减大衰减中衰减小如果把被照体作为信息源，X线作为信息载体（介质），那么X线影像形成的过程就是一个信息传递与转换的过程。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

3、成基础是被照体对X线束的衰减。潜影（肉眼看不见的影像）X线束对三维空间的被照体进行照射时，由于被照体（人体）是一个复杂的组织结构，其构成元素种类很多，各种组织的原子序数、组织密度、厚度各不相同，致使X线的线性衰减系数不同，因此经被照体衰减后透过的X线强度也就不同，从而取得载有被照体信息成分的强度不均匀的X线分布，即形成不能为肉眼识别的X线信息影像（潜影）。高密度中密度低密度高Z中Z低Z潜影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．

4、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可见光的空间分布，然后投影到视网膜。4．视觉影像形成通过视网膜上明暗相间的图案，形成视觉影像。5．意识影像形成通过对视觉影像的识别、判断，作出评价或诊断。X线摄影目的:就是掌握和控制X线影像形成的条件，准确地最大限度地从被照体中取得有用信息，并尽可能真实地转换成可见影像；或者说在允许的辐射剂量内获得最有效的影像信息。二、数字信息影像的传递与形成1、与模拟X线信息影像的传递与形成基本相同2、不同之处是增加A/D转换第二节信息源一、X线成像（组织对X线的误用减差异）人体由骨骼、肌肉、脂肪等构成，而骨骼由胶

5、体蛋白和钙质组成，钙质占50%～60%；软组织内水占75%，还有蛋白质、脂肪及糖类等。各种组织结构其原子序数、密度不同，形成了对X线的衰减系数不同。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。X线在透过人体时，主要发生两种作用形式的衰减：光电效应（吸收）康普顿-吴有训效应（散射）X线X线被吸收以可见光的形式释放X线损失一部份能量，方向偏转（散射）X线二、磁共振成像（组织氢质子的磁化矢量差异）氢原子核（质子）自旋产生核磁现象（安培定则）静磁场：核磁子（质子

6、）被磁化，产生宏观净磁化矢量射频磁场：与进动的质子发生共振现象，叫磁共振射频磁场停止后，共振的质子与线圈切割，获得磁共振信号梯度磁场：磁共振信号经过定位，“填充”到相应像素，形成磁共振图像磁共振信号强度由体数的宏观磁化矢量决定，而宏观磁化矢量与下列因素有关：1、质子密度2、纵向弛豫时间T13、横向弛豫时间T24、流空效应5、不同组织磁敏感性6、质子所处化学环境7、游离水或者结合水8、组织方向及组织分子大小第三节影像信息载体一、X线X线是由阴极灯丝发射出的高速电子束打击阳极靶面而产生的。成像过程中，X线管发出的X线束的强度是基本均匀的，其穿过人体不同组织时由于

7、各种组织对X线的衰减程度不同，致使透过各种组织到达影像接收器的X线强度就有了不同（X线影像信息）X线是人体组织结构信息的载体。X线本质X线的本质是一种电磁波。波长很短。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。骨组织：密度最大，原子序数较高（钙Z=20）X线透过差软组织：密度与水接近，属于中等透过性脂肪组织：原子成份与水相似，但密度比软组织小，透过性好气体组织：密度很小，透过

8、性最好二、射频电磁波产生MR信号必须具备三个基本条件