核技术应用及进展(2成像技术)

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1、核技术及应用——CTComputerizedTomography计算机断层扫描成像1内容：CT概述CT的发展历史核成像技术的基本原理CT的优点和局限性CT的分类医学CT工业CT2CT概述CT——“计算机断层扫描成像”（是计算机与放射学结合的产物）ComputerizedTomography或ComputedTomography其它名称和缩写符号：“计算机辅助成像”(CAT)；“重建成像”（RT）；“计算机断面成像”(CTT)；“计算机轴向断面成像”（CTAT）。1974年5月，加拿大蒙特利尔召开的第一次国际专题讨论会上，将这种显像诊断技术正式统

2、一为“CT”。3CT的发展历史1895年11月，伦琴发现了X射线，并用X射线拍摄了一张他夫人的手的骨骼影像，开创了放射诊断的纪元。4CT的发展历史1917年，奥地利数学家雷登（J.Radon）发现对二维或三维物体可以从各个方向上投影，利用数学计算方法能够得出重建图像，并提出了Radon变换，但由于理论需要大量数学运算而未被重视。雷登图像重显理论，当时应用于无线电天文学的图像重显中。5CT的发展历史1956年，天文学家用图像重显理论处理了从太阳发射来的微波吸收信息，并得到了这些数据所描绘的太阳图。1956年，提出了一个类似“描绘太阳图”的问题：如

3、何从人体某段的射线投影图得到该人体段的图像重显？6CT的发展历史1961年，无线电天文学家欧顿道尔夫用他称为“旋转-迁移”法实现了最早的图像重显。塑料块10×10×4cm3碘-131源7CT的发展历史1963年，柯尔马克进一步发展了投影重显图像的准确数学方法，提出用断层多方向投影重建图像的计算方法。1967年，杭斯菲尔德制成了第一台可用于临床的计算机X射线断层摄影机。1970年，杭斯菲尔德开始了头部扫描CT的设计。1971年9月，第一台头扫描CT机安装在英国的一所医院中，10月4日，第一个病人接受了CT扫描。1974年，莱得利研制成功了全人体扫

4、描CT，并安装在美国乔治镇大学医疗中心。8CT的发展历史CT最引人注目的应用是在医学诊断领域。70年代中后期，早期的工业检测，曾直接利用医用CT扫描设备进行石油岩芯、碳复合材料及轻金属结构等低密度试件的检测（医用CT对人体检测可以提供高质量的图像，但不适用于检测大尺寸高密度物体）。80年代初期，美国军方首先提出制造检测大型火箭发动机或小型精密铸件的CT设备。9CT的发展历史1981年10月，在美国莱特-派特森空军基地的资助下，美国ARACOR和喷气战略推进公司共同研制出用于导弹和固体火箭发动机部件检测的工业CT系统。1983年3月，安装了第一套

5、系统（420kV、1m），它是世界上第一台严格用于无损检测并在用户现场安装的工业CT。1985年2月，安装了第二套系统（16MeV直线加速器），可检测直径2.4m，长5.1m，重达50t的物体。10CT的发展历史进入90年代，工业CT发展迅速，目前其作为一种实用化的无损检测手段，广泛应用于航天、航空、军事、核能、石油、电子、机械、新材料研究、海关及考古等领域。我国从80年代初期开始研究CT技术。1987年和1990年清华大学分别对γ射线CT和XCT装置进行了研究。1993年以后，重庆大学、中科院高能所等单位陆续研制出了γ射线源工业CT装置。11

6、核成像技术的基本原理物理基础γ射线和X射线的基本性质γ射线和X射线都是一种电磁波，是一种光子，差别在于产生的方式不同。γ射线常伴随α射线和β射线一起产生，是原子核从激发态跃迁至基态时放出的电磁辐射。X射线是原子内层轨道电子退激过程或高能电子的韧致辐射所发出的电磁辐射。γ射线和X射线同光速，波长短，频率高。12核成像技术的基本原理物理基础γ（X）通过物质时的吸收γ射线通过物质时可与物质原子发生光电效应、康普顿散射和电子对效应。通过这三种作用，γ射线通过物质时,部分被吸收。以上三种效应中，对于低能γ射线和Z高的吸收物质,光电效应占优势；对于中能γ射

7、线和Z低的吸收物质,康普顿散射占优势；对于高能γ射线和Z高的吸收物质,光电效应占优势。13核成像技术的基本原理CT基本原理核成象技术的共同原理：利用与核有关的物理量在被测对象中的衰减规律或分布情况，获得物体内部的详尽信息，通过电子计算机对这些信息作快速处理，最终重建被测物的内部图象。它们的数据获取部分，从物理原理到具体结构均可相距甚远；但它们的数据处理部分。则都基于计算机信息处理和图象重建技术。14CT的优点和局限性CT的优点能够显示真正的断面图像。获得的图像清晰，而且密度分辨率高。可做定量分析可利用计算机作各种图像处理操作简单、安全，而且对工

8、件无破坏。医用CT对病人的照射在安全的允许范围内。15CT的优点和局限性CT的局限性有些病变不适合用CT检查，或者不易被CT发现。直观看到病灶的外形轮