醫(yī)學影像成像的基本條件

第二章醫(yī)學影像成像的基本條件第二章醫(yī)學影像成像的基本條件學習目標：掌握各種醫(yī)學影像形成所需的基本條件熟悉信息影像的傳遞和形成過程了解不同類型成像技術條件的差異第一節(jié)信息影像的傳遞與形成攝影：應用光或其它能量來表現(xiàn)被照體信息狀態(tài)，并以可見光學影像加以記錄的一種技術。攝影程序：能量→信息信號→檢測→圖像形成。成像方法三要素：成像信息源、信息載體與信息接收器、影像視讀。成像系統(tǒng)：將信息載體表現(xiàn)出來的信息信號加以處理，形成表現(xiàn)信息影像的系統(tǒng)。一、攝影的基本概念X線透過被照體時，因組織結構的吸收、散射而減弱，透射線仍按原方向直進，作用在某種接受介質上，轉換、形成可見的X線影像。被照體：信息源?X線：信息載體?接收器：接受介質（屏-片、IP、FPD…）?X線影像形成的過程就是一個信息傳遞與轉換的過程。二、模擬X線信息影像的形成與傳遞二、模擬X線信息影像的形成與傳遞二、模擬X線信息影像的形成與傳遞X線信息影像的產生：X線信息影像形成基礎是被照體對X線束的衰減。X線在物質中的衰減符合：I＝I0e-μd人體中哪種物質的衰減系數(shù)最大？X線信息影像的轉換：將不均勻的X線強度分布，通過接受介質（屏-片系統(tǒng)、電視等）轉換為密度影像，或二維的光強度分布（熒光屏、影像增強器系統(tǒng)等）。若屏-片系統(tǒng)作為接受介質，那么透過射線通過直接對X線膠片進行感光以及激發(fā)增感屏發(fā)出熒光并將熒光強度分布傳遞給膠片，形成銀顆粒的分布（潛影形成）。?2AgX→2Ag+X2在潛影的催化下，已曝光膠片經顯影加工處理，將膠片上大量的鹵化銀還原成銀原子。?2AgX+（顯影劑）→2Ag+2HX+（顯影劑氧化物）?銀原子積累到相當數(shù)量后，就形成二維光學密度的分布。二、模擬X線信息影像的形成與傳遞二、模擬X線信息影像的形成與傳遞什么是增感屏？一種特殊物質制作的膜片，能夠吸收射線（X、β射線）的能量，轉換成容易被感光材料接受的光線，從而提高檢測的靈敏度，縮短檢測時間。增感屏有什么作用？對膠片產生增加感光作用，從而大大減小X線的曝光條件。透過被照體的X線強度分布若通過熒光倍增管，將波長為0.1×10-8～0.6×10-8cm的X線轉換成波長為5×10-5～6×10-5cm的可見透視影像。?第二階段是把不可見的X線信息影像轉換成可見的密度影像的中心環(huán)節(jié)。?3．密度分布轉換成可見光的空間分布：觀片燈將密度分布轉換成可見光空間分布。?4．視覺影像形成：通過視網(wǎng)膜上明暗相間的圖案，形成視覺影像。?5．意識影像形成：通過對視覺影像的識別、判斷，作出評價或診斷。二、模擬X線信息影像的形成與傳遞數(shù)字與模擬影像的傳遞與形成基本相同；1不同之處：影像的傳遞與形成過程中增加了A/D轉換，可進行各種處理和圖像重建，最后可將數(shù)字影像轉換為可視讀的模擬影像。2三、數(shù)字信息影像的傳遞與形成模擬圖像數(shù)字圖像第二節(jié)信息源信息源人體由骨骼、肌肉、脂肪等成分組成，各種組織結構其原子序數(shù)、密度不同，形成了對X線的衰減系數(shù)（u）不同。X線通過組織按指數(shù)規(guī)律衰減，一般采用單能窄束X線指數(shù)衰減規(guī)律。單能輻射：由相同能量的光子組成的輻射。窄束X線：是指不包括散射成分的射線束，通過物質層后的X線光子，僅由未經相互作用或稱為未經碰撞的原射線光子所組成。X線成像第二節(jié)信息源“窄束”是指物理意義上的“窄束”。即使射線束有一定寬度，只要其中沒有散射光子，就可稱之為"窄束"。01人體組織結構大致可分為骨骼、肌肉、脂肪及空氣四類，對X線的衰減按順序逐漸減弱。02有效原子序數(shù)的概念。03第二節(jié)信息源第二節(jié)信息源X線成像X線在透過人體時，主要發(fā)生光電效應和康普頓效應兩種作用形式的衰減。光電效應概念光電效應也稱光電吸收，它是X線光子被原子全部吸收的作用過程。光電效應產生的過程；光電效應的利與弊有利的方面：能產生質量好的照片影像；有害的方面：入射X線通過光電效應可全部被人體吸收，增加受檢者的劑量。（采用高千伏攝影）第二節(jié)信息源01康普頓效應又稱康普頓散射，它是射線光子能量被部分吸收而產生散射線的過程。03康普頓效應的臨床應用；02康普頓效應產生的過程；康普頓效應概念第二節(jié)信息源第二節(jié)信息源磁共振成像MRI：通過對靜磁場中的人體施加某種特定頻率的射頻脈沖（radiofrequency，RF），使人體組織中的氫質子(1H)受到激勵而發(fā)生磁共振現(xiàn)象，當中止RF脈沖后，1H在弛豫過程中發(fā)射出射頻信號（MR信號），接收器（線圈）接收信號重建成像。信號的強弱與人體組織的氫質子密度密切相關。1因為人體組織結構含水量、水分子的運動、脂肪含量等差異，導致在RF中被激發(fā)的程度不一樣，使得RF停止后由于：縱向弛豫時間T1；橫向弛豫時間T2；2磁共振成像第二節(jié)信息源組織方向及組織分子的大小等的不同，呈現(xiàn)出不同的MR信號。H質子的密度；流體的流動效應；不同組織的磁敏感性；H質子所處的局部化學環(huán)境；水質子狀況；030405060102第二節(jié)信息源不想聽了...X線第三節(jié)影像信息載體030201X線的電磁輻射中的特點屬于高頻率、波長短的射線X射線的頻率約在3×1016～3×1020Hz之間，波長約在10～10-3nm之間X線診斷常用的X線波長范圍為0.008～0.031nmX線的特征X射線的波粒二象性X射線同時具有波動性和微粒性，統(tǒng)稱為波粒二象性。X射線在傳播時，它的波動性占主導地位，具有頻率和波長，且有干涉、衍射、偏振、反射、折射等現(xiàn)象發(fā)生。X射線在與物質相互作用時，它的粒子特性占主導地位，具有質量、能量和動量。X射線與物質間的相互作用(6點)X射線的穿透作用。其貫穿本領的強弱與物質的性質有關當高速帶電粒子撞擊物質受阻而突然減速時，能夠產生X射線。醫(yī)學影像診斷所用的X線產生設備是X線管（X-raytube，球管）。X射線的產生X射線的產生需要的基本條件是？2.X射線人體成像使用X射線對人體進行照射，并對透過人體的X射線信息進行采集、轉換，并使之成為可見的影像，即為X射線人體成像。（1）X射線影像的形成當一束強度大致均勻的X射線投照到人體上時，X射線一部分被吸收和散射，另一部分透過人體沿原方向傳播。由于人體各種組織、器官在密度、厚度等方面存在差異，對投照在其上的X射線的吸收量各不相同，從而使透過人體的X射線強度分布發(fā)生變化并攜帶人體信息，最終形成X射線信息影像。X射線信息影像不能為人眼識別，須通過一定的采集、轉換、顯示系統(tǒng)將X射線強度分布轉換成可見光的強度分布，形成人眼可見的X射線影像。原射線束中的光子，能量和方向均未變化,即高能成分散射光子，能量和方向都發(fā)生改變。0102穿過物質層的X線光子:人體不同密度組織與X線成像的關系密度和厚度的差別是產生影像對比的基礎，是X線成像的基本條件人體不同厚度組織與X線成像的關系2.X射線與物質間的相互作用（2）X射線的熒光作用。X射線是肉眼看不見的，但當它照射某些物質時，如磷、鉑氰化鋇、硫化鋅、鎢酸鈣等，能夠使這些物質的原子處于激發(fā)態(tài)，當它們回到基態(tài)時就能夠發(fā)出熒光，這類物質稱熒光物質。醫(yī)學中透視用的熒光屏、X射線攝影用的增感屏、影像增強器中的輸入屏和輸出屏都是利用熒光特性做成的。

（3）X射線的電離作用。X射線雖然不帶電，但具有足夠能量的X光子能夠撞擊原子中軌道電子，使之脫離原子產生一次電離。

電離作用也是X射線損傷和治療的基礎。

2.X射線與物質間的相互作用（4）X射線的熱作用。X射線被物質吸收，絕大部分最終都將變?yōu)闊崮?，使物體溫升。

（5）X射線的化學效應(感光作用和著色作用)。X射線能使多種物質發(fā)生光化學反應。例如，X射線能使照相底片感光。（6）X射線的生物效應。生物組織經一定量的X射線照射，會產生電離和激發(fā)，使細胞受到損傷、抑制、死亡或通過遺傳變異影響下一代，這種現(xiàn)象稱為X射線的生物效應。這個特性可充分應用在腫瘤放射治療中。射頻電磁波MR信號產生必須具備三個條件：能產生共振躍遷的原子核、靜磁場、產生一定頻率電磁波的交變磁場（射頻磁場）；射頻電磁波是產生和傳遞MR信號的信息載體。磁共振成像的接受線圈06CT成像檢測器05平板探測器04影像板03影像增強器-X線電視02屏片系統(tǒng)01第四節(jié)影像信息接收器01、硬閱讀；02軟閱讀；醫(yī)學影像的視讀有兩種方式:第五節(jié)影像視讀本章小結課后復習內容第二章醫(yī)學影像成像的基本條件1．攝影的程序是（）?A、檢測-光或能量-信號-圖像形成?B、光或能量-信號-檢測-圖像形成?C、光或能量-檢測-信號-圖像形成?D、信號-檢測-光或能量-圖像形成?E、信號-光或能量--檢測-圖像形成第二章醫(yī)學影像成像的基本條件應用光或其他能量表現(xiàn)被照體信息狀態(tài)，并以可見光影像加以記錄的技術稱（）A、影像?B、攝影?C、信息信號?D、成像系統(tǒng)?E、攝影程序第二章醫(yī)學影像成像的基本條件X線影像信息的傳遞及影像形成的敘述，錯誤的是（）?A、被照體的信息分布于三維空間?B、X線影像表現(xiàn)形式均為三維圖像?D、X線為傳遞被照體信息的載體?C、X線診斷的信息來源于被照體?E、被照體信息需經轉換介質轉換010203040506第二章醫(yī)學影像成像的基本條件?4．不能用來作X線接受轉換介質的是（）01?A、增感屏02?B、膠片03?C、光盤04?D、成像板05?E、影像增強器06第二章醫(yī)學影像成像的基本條件普通X線攝影用的管電壓范圍是（）01?A、25～40kVp02?B、35～40kVp03?C、40～60kVp04?D、40～100kVp05?E、25～150kVp06第二章醫(yī)學影像成像的基本條件關于X線影像信息的傳遞及影像形成的敘述，錯誤的是（）01被照體的信息分布于三維空間02X線影像表現(xiàn)形式均為三維圖像03X線診斷的信息來源于被照體04X線為傳遞被照體信息的載體05被照體信息需經轉換介質轉換06第二章醫(yī)學影像成像的基本條件X線到達被照體前X線透過被照體后X線照片沖洗后在大腦判斷之后影像X線信息是在哪一階段形成的（）形成視覺影像之后010203040506第二章醫(yī)學影像成像的基本條件X線信息影像傳遞過程中，作為信息源的是（）X線被照體增感屏膠片照片010302040506第二章醫(yī)學影像成像的基本條件屏-片系統(tǒng)X線信息影像傳遞過程中，作為信息載體的是（）X線膠片被照體增感屏顯影液第二章醫(yī)學