成像设备的重点.doc

1895年11月8日，德国物理学家伦琴发现X线。1896年，德国西门子公司研制出世界上第一只X线管。1972年，英国工程师豪斯菲尔德宣布第一台CT研制成功。1979年和柯玛克共同获得诺贝尔生理学或医学奖 MR现象于1946年第一次由布洛赫（F.Bloch）领导的斯坦福大学研究小组和伯塞尔E.Purcell）领导的哈佛大学研究小组分别在水和石蜡中独立地观察到1983年，MRI设备进入市场。 X射线X线发生装置：X线管，高压发生器，控制台固定阳极X线管：结构(主要组成：阳极、阴极和玻璃壳)阳极（阳极头、阳极帽、可伐圈和阳极炳）1阳极头 ：靶面和阳极体组成。靶面的作用是承受高速运动的电子流轰击，产生X线2阳极帽 ：吸收二次电子，并可吸收部分散乱X线 3玻璃圈(可伐圈) ：封接 4阳极柄 ：热量传导阴极（灯丝、聚焦罩、阴极套和玻璃芯柱）1灯丝 ：发射电子2聚焦罩：使电子流聚焦 3.玻璃壳：用来固定，支撑阴、阳两极并保持管内的真空度 固定阳极X线管的主要缺点是：焦点尺寸大。瞬间负载功率小。优点是：结构简单，价格低，在小型X线发生装置中仍被采旋转阳极X线管（一）特点：瞬时负载功率大、焦点小 （二）结构：由阳极、阴极和玻璃壳三部分组成，阳极主要有靶面、转子、转轴和轴承组成特殊X线管：金属陶瓷大功率X线管、三极X线管、软X线管、CT用X线管。 金属陶瓷X线管能消除钨沉积层的影响，延长X线管的寿命控制台几大基本电路1.电源电路2.X线管灯丝加热电路3.高压发生电路4.控制电路高压发生装置： 1.作用：为X线管提供加热电压； 为X线管提供直流电压； 如配有两个以上的X线管需切换2.组成：高压变压器、X线管灯丝变压器、高压整流器、 高压交换闸、高压插头和插座高压变压器： 1，特点：（1）高压变压器次级中心点接地（2）次级输出的交流电压很高（3）设计容量小于最高输出容量： 1/31/5（4）体积小、重量轻。 2，构造：铁心、初级绕组、次级绕组、绝缘材料电离室自动曝光控时电路：利用气体电离效应，使X线胶片达到理想密度时切断曝光X线设备特点1.通过测量透过人体的X线来实现成像；2.X线作为载体；3.普通平片空间分辨率高，密度分辨率低；CT相反；4.能转换为数字图像；数字X线成像原理：x射线透过人体，通过检测器接受信号，再通过A/D转换器进行计算机处理（此时图像可以进行存储），最后经过D/A转换器显示或者摄影。计算机X线摄影原理(CR);1,信息采集：CR系统中入射到IP的X线量子被IP的成像层内的荧光颗粒吸收，释放出电子，其中一部分电子散布在成像层内呈半稳定状态，形成潜影； 2,信息转换：用激光照射已形成的潜影时，半稳定状态的电子释放出光量子，发生PSL现象，光量子随即由光电倍增管检测到，并被转化为电信号（模拟信息），这些电信号经ADC转换为数字信号； 3,信息处理：由计算机来完成，对数字化图像作各种处理，如大小测量、放大、灰阶处理、空间频率处理、减影处理等。 4,信息存储和记录 ：用存储媒介存储数字图像；用激光相机将图像打印记录在胶片上。成像板（IP板）的结构和作用：（1） 表面保护层：防止PSL物质层在使用过程中受到损伤（2） PSL物质层：具有适度的柔软性和机械强度，不因湿度、温度和放射线、激光等影响发生物理性质变化（3） 基板：保护PSL物质层免受外力损伤（4） 背面保护层：为防止使用过程中IP之间的摩擦损伤成像板的原理：X线PSL物质（ BaFXEu 2+晶体），发出荧光，荧光强度和入射X线量相关，形成潜影激光扫描电信号（模拟信号） A/D转换（数字信号） 。IP板的特性：1，发射光谱和激发光谱 2，时间响应 3，动态范围 4，存储信息消退 5，天然辐射的影响。IP使用注意事项：（1）IP使用前应用强光照射，消除存在的潜影； （2）曝光后IP必须在8h内扫描读出； （3）IP不仅对X线敏感，对紫外线、射线、射线、射线以及电子等电磁波也敏感，摄影前、后的IP都要屏蔽。 （4）注意避免IP出现擦伤CR成像特点优点：IP可重复使用 具有多种处理技术； 高灵敏度；具有较高的空间分辨具有很高的线性度；显示丰富的影像层次； 高度的识别性 自动调节PSL和放大增益 可数字化存储、并入网络系统、节省胶 片和片库占有的空间及经费缺点：时间分辨力较差，不能满足动态器官和结构的显示数字X线摄影（DR)1，非晶硒平板探测器工作原理：透过人体后不同程度衰减的X线作用于Se层，Se层光电导体按吸收X线能量的大小产生正负电荷对，施加一个外来电场使正负电荷分离，正电荷移向集电矩阵储存于电容器内。随后扫描电路读取一个矩阵电容单元的电荷，将电信号转换为数字信号，数字图像数据在系统控制器内储存、处理，最后重建影像在监视器上显示2， 非晶硅平板探测器工作原理： CsI晶体将入射的X线图像转换为可见光图像； a-Si光电二极管阵列将可见光图像转换为电荷图像，读取电路将电荷信号逐行取出，转换为脉冲序列并量化为数字信号。数字信号经通信接口电路传送至图像处理器，形成X线数字图像 CT CT类型：第一代CT（平移+旋转扫描方式）：由一只X线管和1个晶体探测器组成，X线束为笔形第三代CT（旋转-旋转扫描方式）：探测器增加到3001000个，X线束为广角扇形第四代CT（旋转-静止扫描方式）：探测器增加到4507200，X线束为广角扇形，扫描时，仅X线管做围绕病人一周的旋转运动，而探测器则固定不动第五代CT（静止-静止扫描方式）：X线束为锥形束，造价昂贵螺旋CT：X线束为扇形或者锥形，高频X线发生装置和滑环技术的产生CT硬件的发展趋势：1.提高扫描速度2.提高图像质量3.简化操作4.提高工作效率5.体积缩小6.降低剂量。CT由三个主要系统构成：数据采集系统。它包含X线高压发生器、X线管、准直器、滤过器、探测器、扫描架、扫描床、前置放大器及接口电路等；计算机及图像重建系统：由图像重建单元、磁盘机、D/A转换器等组成。图像显示、记录和存储系统。它包含显示器、光驱、多幅照相机、激光照相机、洗片机CT探测器 最重要的特性是它们的效率、稳定性、响应性、准确性和一致性 CT中常用的探测器类型有两种及其原理：闪烁探测器，气体探测器。闪烁探测器是利用射线能使某些物质闪烁发光的特性来探测射线的装置（荧光效应）;气体探测器是利用气体（一般采用化学性能稳定的惰性气体）电离的原理，入射的X线使气体产生电离，通过测量电流的大小来测得入射X线的强度。准直器的作用：大幅度地减少散射线的干扰，减少患者的放射剂量；决定扫描层的厚度。滤过器的作用：吸收低能X线透射线束的能量均匀分布螺距：X线管每旋转一周，床面移动的距离。螺旋因子：床移增量和层厚的比值螺距、层厚、扫描时间三者关系：在扫描层厚一定的情况下，螺距越小，进床速度愈慢，则图像质量愈好，但当扫面范围确定时，若床速过慢，则扫描时间变长。螺距越大，进床速度愈快，切层愈厚，扫描时间愈短，但图像质量下降，病灶检出率低。螺旋CT的优点：1，扫描时间快 2，得到的是容积数据，提高病灶检出率 3，充分发挥对比剂的对比度增强效应 磁共振（MRI）MRI设备特点：1.可任意方向上选择断层面；2.软组织分辨率优于X线设备；3.可作功能成像；4.可提供器官或细胞新陈代谢的信息；5.无电离辐射；6.成像时间长；7.部分患者不能做MRI检查；射频MRI设备的缺点为：扫描速度慢；易出现运动、流动伪影；定量诊断困难；对钙化灶和骨皮质病灶不够敏感；禁忌症多。脉冲: 射频脉冲就是电磁波，它是带有一定能量的光子磁共振发生的两个条件1. 射频脉冲必须垂直B0.2. 射频脉冲的频率必须于和质子的进动频率一致磁共振的原理：患者处于强大的磁体内，由一个装置向这个患者发射能量，停止发射能量，患者释放的能量携带了解剖，生理，病理，生化信息。主磁体的作用：产生一个均匀的静磁场，使处于该磁场中的人体内氢原子被磁化而形成磁化强度矢量。0.3T以下为低磁场，1.0T以上为高磁场，大于1.5T为超高场。主磁体分类：永磁型、常导型和超导型主磁体的性能指标1磁场强度 2磁场均匀度3磁场的稳定性 4主磁体的有效孔径 三大主磁体的优缺点： 永磁型：优点：主磁体为天然材料，不需消耗电能，运行费用低 缺点：只满足临床基本要求，强度低，均匀性，稳定性欠佳 常导型：优点：结构简单，造价低 缺点：功耗大，运行费用高，均匀性，稳定性欠佳 超导型：优点：场强高，稳定