射线检测技术及医学X-CT

1、 射线检测技术 医用X-CT小组成员：李明理20101002820 陈康20101002352目录射线检测简介1射线照相检测原理2高清X光片3医用X-CT41.1什么是射线检测？v射线检测（radiographic inspection）v定义：利用射线对材料或试件进行透照，检查其内部缺陷或根据衍射特性对其晶体结构进行分析的技术。v分类：目前主要有射线照相法、透视法（荧光屏直接观察法）和射线CT（computed tomography）法。v应用范围：检测与射线束方向平行的厚度和密度上的明显异常测部分1.2检测基础vX射线的光量子的能量远大于可见光。它能够穿透可见光不能穿透的物体，而且在穿透物

2、体的同时将和物质发生复杂的物理和化学作用，可以使原子发生电离，使某些物质发出荧光，还可以使某些物质产生光化学反应。如果工件局部区域存在缺陷，它将改变物体对射线的衰减，引起透射射线强度的变化，这样，采用一定的检测方法，比如利用胶片感光，来检测透射线强度，就可以判断工件中是否存在缺陷以及缺陷的位置、大小。1.3应用公式vI/I=-(（-）T)/(1+n) 注：本公式后面会给出推导v这个公式就是射线检测基本原理的关系式，I/I称为物体对比度，(I是射线强度，是线衰减系数，T是射线照射方向上的厚度差，n是散射比)从它我们可以得知，只要缺陷在透射方向上具有一定的尺寸、其衰减系数与物体的线衰减系数具有一定

3、差别，并且散射比控制在一定范围，我们就能够获得由于缺陷存在而产生的对比度差异，从而发现缺陷。2.1射线照相法v射线照相法探伤是利用物质在密度不同、厚度不同时对射线的衰减程度不同，如果物体局部区域存在缺陷或结构存在差异，它将改变物体对射线的衰减，使得不同部位透射射线强度不同，从而使零件下面的底片感光不同的原理，实现对材料或零件内部质量的照相探伤。2.2公式的推导ConceptTextTextTextTextTextTextTextTextTextText2.3分析从上式可以看出，射线对缺陷的检验能力，与缺陷在射线透照方向上的尺寸、其线衰减系数与物体的线衰减系数的差别、散射线的控制情况等相关。只要

4、这些方面具有一定的值，则缺陷将产生一定的物体对比度，它就可以被射线检验出来。进一步讨论nTII1 射线强度差异是底片产生对比度的根本原因， 称为主因对比度。其意义在于给出一个小的厚度差对应物体对比度之间的关系。 II当时，可得(射线检测基本原理关系式)X线具有一定的穿透力，能穿透人体的组织结构组织结构存在这密度和厚度的差异，X线在穿透过程中被吸收的量不同，以致剩余下来的X线量有差别这个有差别的剩余X线，是不可见的3 高清X光片 先天不足先天不足 因：X射线穿透不同密度和厚度组织结构后的总和投影 存在不足，就会有人来想办法改进v1963年，美国物理学家科马克发现人体不同的组织对X线的透过率有所不

5、同，在研究中还得出了一些有关的计算公式，这些公式为后来CT的应用奠定了理论基础。v1972年4月，亨斯费尔德在英国放射学年会上公布了一种能加强X射线检测的装置，正式宣告了CT的诞生。这一消息引起科技界的极大震动，CT的研制成功被誉为自伦琴发现X射线以后，放射诊断学上最重要的成就。因此，亨斯费尔德和科马克共同获取1979年诺贝尔生理学或医学奖。4 X-CTvCT是用X线束对人体某部一定厚度的层面进行扫描，由探测器接收透过该层面的X线，转变为可见光后，由光电转换变为电信号，再经模拟/数字转换器（analog/digital converter）转为数字，输入计算机处理。vCT设备主要有以下三部分：

6、 扫描部分由X线管、探测器和扫描架组成 计算机系统，将扫描收集到的信息数据进行贮存运算 图像显示和存储系统，将经计算机处理、重建的图像显示在电视屏上或用多幅照相机或激光照相机将图像摄下。引入几个概念v图像形成的处理有如对选定层面分成若干个体积相同的长方体，称之为体素（voxel）v扫描所得信息经计算而获得每个体素的X线衰减系数或吸收系数，再排列成矩阵，即数字矩阵（digital matrix）v数字矩阵可存贮于磁盘或光盘中。经数字/模拟转换器把数字矩阵中的每个数字转为由黑到白不等灰度的小方块，即象素（pixel），并按矩阵排列，即构成CT图像。v所以，CT图像是重建图像。每个体素的X线吸收系数

7、可以通过不同的数学方法算出。体层（断层）：体层（断层）：受检体中的一个薄层受检体中的一个薄层像素越多像素就越小，画面越细腻像素越多像素就越小，画面越细腻 ，携带的生物信息量越多，携带的生物信息量越多体素划分：体素划分：256256（=65536个体素）；个体素）；512512（=262144）体素：体素：体积：长体积：长宽宽高高一般体素的大小：一般体素的大小：长和宽：长和宽：1 12mm2mm高（体层厚）：高（体层厚）：3 310mm10mm优点vCT图像是以不同的灰度来表示，反映器官和组织对X线的吸收程度。因此，与X线图像所示的黑白影像一样，黑影表示低吸收区，即低密度区，如含气体多的肺部；白影表示高吸收区，即高密度区，如骨骼。但是CT与X线图像相比，CT的密度分辨力高，即有高的密度分辨力（density resolutiln）。