【8A文】CT-能谱成像.ppt

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1、CT能谱成像当阳光穿越三棱镜，会产生一条如彩虹般的色带。色谱的顺序为红、橙、黄、绿、蓝、靛蓝、紫。这是因为每一种光的波长都是不同的。X光与可见光的区别X光：波长短，光子能量高,肉眼不可见可见光：波长较长，光子能量低,肉眼可见波长方面：X射线在0.01-10nm之间，可见光在380-760nm之间。光子能量方面：X射线强于可见光。X射线是由于原子中的电子在能量相差悬殊的两个能级之间的跃迁而产生的粒子流，是波长介于紫外线和γ射线 之间的电磁波。其波长很短约介于0.01~100埃之间。由德国物理学家W.K.伦琴于1895年发现，故又称伦琴射线。产生X

2、射线的最简单方法是用加速后的电子撞击金属靶。撞击过程中，电子突然减速，其损失的动能（其中的1%）会以光子形式放出，形成X光光谱的连续部分，称之为韧制辐射。通过加大加速电压，电子携带的能量增大，则有可能将金属原子的内层电子撞出。于是内层形成空穴，外层电子跃迁回内层填补空穴，同时放出波长在0.1纳米左右的光子。由于外层电子跃迁放出的能量是量子化的，所以放出的光子的波长也集中在某些部分，形成了X光谱中的特征线，此称为特性辐射。辐射分类轫致辐射：当高速电子流撞击阳极靶受到制动时，电子在原子核的强电场作用下，速度的量值和方向都发生急剧的变化，一部分动能转化

3、为光子的能量而辐射出去，这就是轫致辐射。x射线管在管电压较低的时，被靶阻挡的电子的能量不越过一定限度，只发射连续光谱的辐射。特征辐射：一种不连续的，它只有几条特殊的线状光谱，这种发射线状光谱的辐射叫做特征辐射，特征光谱和靶材料有关。波长分类名称管电压（kv)最短波长（nm）主要用途极软X射线5~200.25~0.062软组织摄影、表皮治疗软X射线20~1000.062~0.012透视和摄影硬X射线100~2500.012~0.005较深组织治疗极硬X射线250以上0.005以下深部组织治疗X线的能量谱X线和微波、可见光、紫外线等一样，其本质都是电

4、磁波。由X线管产生的X线并非单一能谱，而是包括特征谱和连续谱两部分。钨靶的特征曲线：不同管电压、相同管电流的X射线辐射能量分布图。1、单一kV球管输出的并不是单一能量的光电子，而是一个较宽的能量频谱，由多个keV的信息混杂在一起。2、80kV球管输出的光电子最大能量为80keV，而其光电子数量峰值在60keV左右，平均能量为55.857keV；140kV球管输出的光电子最大能量为140keV，而其光电子数量峰值在60keV左右，平均能量为75.7keV。3、任意管电压的X射线能量频谱图的尖峰位置总是保持恒定，位于60以及70keV附近，这是由阳极

5、靶面的材料所决定的，称之为阳极靶面特征曲线，图中所示即为钨靶的特征曲线。X线的衰减光电效应和康普顿散射共同决定了X线的衰减，即每种物质的X线衰减曲线是特定的，CT图像重建过程即是求解每个体素线性衰减系数的过程。普通CTCT成像的基本原理是X射线光子束通过人体时的衰减。http://wenku.baidu.com/link?url=s22-WbfajJnzJTAlw7QLFXgfWIUiZ36KhY564i1URwmiCvjwZDHlVQDJoLKnuFFNDLvrWte5lIl5Vtsy_uODGjMqT68bLafwms-1nd8dvdC###

6、单能量图像：在医用X线能量范围内，光电效应和康普顿效应共同决定了物质对X线的衰减，这样人体中任何物质会随X线能量变化呈现出不同的X线吸收衰减能力，即每种物质都有其特征X线吸收曲线。当X线的能量远离K吸收边界时，物质的衰减系数与X线能量的关系为一平滑的曲线。因此可以认为在人体中，当X线能量高于40keV时，作为CT图像重建时体素的衰减曲线为一平滑的曲线，而曲线上的任何两点便决定整个曲线走向，也就是说仅需要2次能量采集即可确定一条特征吸收曲线。2种能量X线的采样数据，并根据这两种能量数据确定体素在40～140keV能量范围内的衰减系数，进一步得到10

7、1个单能量图像，这种相对纯净的单能量图像能够大大降低硬化伪影的影响并获得相对纯净CT值的图像，即CT值无论在整个视野不同位置、不同扫描，还是不同病人中，都更为一致和可靠。http://3y.uu456.com/bp-8a96c448fe4733687e21aa9s-1.htmlCT图像重建是运用物理技术，测定X线透过人体某断层各方向的透射强度，采用数学方法，求解出衰减系数在人体某剖面上的二维分布矩阵，再将其转变为人眼看到的二维灰度分布图，从而实现断层成像。线性衰减系数μ是光子能量E的函数，即μ(E)，普通CT计算出的μ值是混能量等效值，即采用平均

8、辐射能的计算方法得到μ值。1．CT值（CTnumber）X线穿透人体时，不同的组织密度值代表不同的线性衰减系数μ，一般用它的相对值表示，