影像物理学复习资料.doc

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1、X射线和CT成像基础1.X射线摄影的定义由X射线管产生的一束强度大致均匀的X射线投射到人体上，由于人体各种组织、器官在密度、厚度等方面的差异，造成投射在其上的X射线的衰减各不相同，使透过人体的X射线强度发生改变，从而携带人体信息，把穿过人体的X射线通过特定的采集器进行采集，再通过特定的转换直接显示在胶片上或者经过算法处理和图像后处理使其变成所需数字图像，成为人眼可见的X射线影像。2.轫致辐射：当高速电子经过原子核时，库仑力使电子减速变慢而向外辐射电磁波，电子的这种能量辐射称轫致辐射。3.特征辐射：高速电子与原子发生作用时，靶原子的内层电子电离，电子从一个轨道跃迁到另一个轨道上产生的辐射

2、。4.X射线管的三要素与Ｘ射线的强度。量。质及照射剂量的关系，管电流、管电压与X射线特性关系。影响因素（增加）影响的结果X射线的质X射线的量管电流不变增加管电压增加增加靶原子序数增加增加虑过增加降低距离不变降低电压脉动降低降低5.足跟效应：Ｘ射线管中，愈靠近阳极，Ｘ射线强度下降越多的现象。6.X射线与人体作用，如光电效应，三种定义。光电效应：Ｘ射线光子通过物质时，与物质原子的轨道电子发生相互作用，把全部能量传递给这个电子，光子消失，获得能量的电子挣脱原子束缚成为自由电子（光电子）；原子的电子轨道出现一个空位而处于激发态，它将通过发射特征Ｘ射线或饿歇电子的形式很快回到基态，这个过程称为光

3、电效应。康普顿效应：当入射Ｘ射线光子和原子内一个轨道电子发生相互作用时，光子损失一部分能量，并改变运动方向，电子获得能量而脱离原子的过程。电子对效应：当Ｘ射线光子从原子核旁边经过时，在原子核的核库仑场的作用下形成一对正负电子的过程。7.X射线的基本特性（1）X射线的穿透作用，X射线的波长短，具有较高能量，物质对其吸收较弱，因此它具有很强的贯穿本领（2）X射线的荧光作用，当X射线照射某种特殊物质使，能够发出荧光的特性（3）X射线的电离作用，有足够能量的X射线光子撞击物质原子电子时能使电子脱离原子而产生一次电离，进而发生二次电离（4）X射线的热作用，X射线被物质吸收，绝大部分最终都将变为热

4、量，使物体升温（5）X射线的化学和生物效应，X射线能使很多物质发生光化学反应，在生物体内也能产生电离及激发作用，使生物体产生生物效应。8.X射线的虑过作用及如何实现X射线的虑过分为固有虑过和附加虑过，在Ｘ射线管出口放置一定均匀厚度的金属（虑过板），通常使用铝和铜作为虑过板，预先把Ｘ射线束中的低能成分吸收掉，将X射线的平均能量提高。9.单能X射线的衰减朗伯公式及影响衰减系数的因素I=I0e^-ux影响因素：（1）X射线本身的性质，能量低的X射线衰减更大（2）物质的密度（3）物质的原子序数（4）每千克物质含有的电子数10.增减屏及其作用X射线增减屏是一涂有荧光材料氟卤化钡晶体的薄层，具有

5、将X射线能量的一部分转变为容易被胶片所接受的荧光的作用，从而增强Ｘ射线胶片的感光作用，使胶片曝光所需的实际Ｘ射线辐射剂量大幅度地降低。11.胶片的光密度定义、计算及更曝光量关系曲线胶片变黑的程度称为光密度，Ｄ＝ｌｇ（Ｉ０／Ｉ）12.Ｘ射线摄影图像质量评价三要素及其定义（１）对比度，对比度就是有差异的程度,图像对比度的形成表现为不同的灰度梯度、光密度或颜色，对比度分辨率是指把一定大小的细节部分从它的背景中鉴别出来的能力。（２）模糊与细节可见度，小物点的模糊图像的线度表示物点图像的模糊程度，称为模糊度；空间分辨率是成像系统区分或分开相互靠近物体的能力，即可以分辨两物点之间的最小距离。（３）

6、噪声与信噪比，图像噪声是指图像中可观察到的光密度随机出现的变化；信噪比是图像信号幅度和噪声幅度的比，用来描述成像系统的噪声水平。13.模拟图像与数字图像的定义模拟图像：一张普通X射线黑白照片上的灰度是空间位置的连续函数，图像内的空间位置也是可以连续变化的。数字图像：将一幅模拟图像在坐标空间和性质空间都离散化，即将图像分成有限个被称为像素的小区域，每个像素中的灰度平均值用一个整数来表示，这种图像就是数字图像。14.数字图像处理的主要技术（１）对比度增强（2）图像平滑技术（3）图像锐化（4）图像分割（5）兴趣区定量估值15.CR成像的中心部件（IP及激光照相机），其优势与不足IP：X射线增

7、减屏是一涂有荧光材料氟卤化钡晶体的薄层激光照相机：可以通过接受荧光屏的光学信息，直接将影像信号记录下来。16.DDR的定义直接数字化X射线摄影DDR是指在具有图像处理功能的计算机控制下，采用一维或二维的X射线探测器直接把X射线信息影像转化成数字图像信息的技术。17.数字Ｘ射线影像的主要技术优势（１）与传统的增感屏－胶片系统相比，成像环节明显较少，可以有效避免图像信息的丢失（２）对比度与细节可见，可分辨差别小于１％的物体，具有很高的对比度及较大的