医学影像物理学课件
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医学影像物理学课件
US影像的处理方法
US影像的处理主要包括图像增强、滤波、数字化存储和传输 等。通过对US影像进行处理，可以提高图像质量、降低噪声 干扰、突出显示病变等。
03
医学影像的质量与评价
医学影像的质量标准
1 2
空间分辨率
指影像中可分辨的相邻两个物体质点间的最小 距离，是衡量影像质量的重要参数。
对比度分辨率
双盲法评价
采用双盲法进行评价，即评价人员不知道影像的具体信息，只对其质量进行评估。这种方 法可减少评价的主观性和误差。
04
医学影像的安全与防护
医学影像的安全操作规程
操作前必须进行安全检查，确保设备 正常运行，无安全隐患。
操作过程中，必须严格遵守安全操作规程 ，避免因不当操作造成的意外伤害。
操作后应及时清理设备及周围环境 ，确保整洁、卫生。
选用高质量的教材和参考书籍，注重 实用性和科学性，同时加强与实际应 用的结合。
03
教学方法
采用多种教学方法，如课堂讲解、案 例分析、小组讨论等，以激发学生的 学习兴趣和思维能力。
医学影像的培训制度及内容
培训制度
制定医学影像专业人员的培训制度，包括岗前培训、在岗培训和脱产培训等 ，确保从业人员具备必要的专业素质。
03
此外，医学影像物理学还为医学诊断和治疗提供了重要的物理技术支持，如放 射治疗、光子治疗等物理治疗方法。
02
医学影像的生成与处理
X线影像的生成与处理
X线影像的生成原理
X线是一种电磁波，具有穿透性，可以穿过人体组织并被记录下来。X线影像 的生成主要是通过X线管产生的X线投射到人体上，然后通过荧光屏或数字化 探测器将X线转化为可见光图像。
辐射防护措施及安全教育
对辐射源进行严格管理，确保安全存放和使用。
US影像的处理主要包括图像增强、滤波、数字化存储和传输 等。通过对US影像进行处理，可以提高图像质量、降低噪声 干扰、突出显示病变等。
03
医学影像的质量与评价
医学影像的质量标准
1 2
空间分辨率
指影像中可分辨的相邻两个物体质点间的最小 距离，是衡量影像质量的重要参数。
对比度分辨率
双盲法评价
采用双盲法进行评价，即评价人员不知道影像的具体信息，只对其质量进行评估。这种方 法可减少评价的主观性和误差。
04
医学影像的安全与防护
医学影像的安全操作规程
操作前必须进行安全检查，确保设备 正常运行，无安全隐患。
操作过程中，必须严格遵守安全操作规程 ，避免因不当操作造成的意外伤害。
操作后应及时清理设备及周围环境 ，确保整洁、卫生。
选用高质量的教材和参考书籍，注重 实用性和科学性，同时加强与实际应 用的结合。
03
教学方法
采用多种教学方法，如课堂讲解、案 例分析、小组讨论等，以激发学生的 学习兴趣和思维能力。
医学影像的培训制度及内容
培训制度
制定医学影像专业人员的培训制度，包括岗前培训、在岗培训和脱产培训等 ，确保从业人员具备必要的专业素质。
03
此外，医学影像物理学还为医学诊断和治疗提供了重要的物理技术支持，如放 射治疗、光子治疗等物理治疗方法。
02
医学影像的生成与处理
X线影像的生成与处理
X线影像的生成原理
X线是一种电磁波，具有穿透性，可以穿过人体组织并被记录下来。X线影像 的生成主要是通过X线管产生的X线投射到人体上，然后通过荧光屏或数字化 探测器将X线转化为可见光图像。
辐射防护措施及安全教育
对辐射源进行严格管理，确保安全存放和使用。
最新医学影像物理学 放射性核素显像精品课件
N2(t)12 N10[1e2t]
A2(t)A 1(01e2t)
13
第十三页，编辑于星期六：十一点 二十八分。
例题 目前核医学临床最常用的核素发生器99Mo99mTc，99Mo半
衰期66.02h，99mTc半衰期6.02 h，
(1) 试计算99mTc的数目N2达到最大值N2m的时间tm， (2) N1(t)、N2(t)、A1(t)、A2(t)随时间的变化规律。
16
第十六页，编辑于星期六：十一点 二十八分。
17
第十七页，编辑于星期六：十一点 二十八分。
• 放射性核素发生器- Mo-Tc母牛
18
第十八页，编辑于星期六：十一点 二十八分。
99Mo的衰变与99mTc的生长
时间(h) 99Mo的衰变活度(GBq) 99mTc的生长活度(GBq)
0
100
0
1
吸入放射性气体或气溶胶可使呼吸道、肺泡显影。
◆“弹丸”式静脉注入显像剂，通过心肺循环通道而获得
大血管、心房、心室影像(放射性核素心血管造影)
◆显像剂随血流从动脉向相应脏器血管床灌注时即可 获得该脏器的动脉灌注影像。同时还可获得大血管、 心脏和各脏器的血池影像，检出血液丰富的病变部位。
④ ……⑤ ……⑥ ……⑦ …… ⑧ ……⑨ …… ⑩ …… 不一一 列举。
最新医学影像物理学 放射性 核素显像精品课件
第一页，编辑于星期六：十一点 二十八分。
第四节
核素的产生和显像机制
2
第二页，编辑于星期六：十一点 二十八分。
一、医用放射性核素的制备原理 1、核素产生方式 ① 核反应堆 (reactor)和原子核裂变产物 ②加速器 (accelerator) ③放射性核素发生器
放射物理学PPT课件
第29页/共47页
立体定向适形放射治疗 立体定向适形放射治疗是一种精确的放射治疗技术，
在肿瘤靶体积受到高剂量照射的同时，其肿瘤靶体 积以外的正常组织则受到较低剂量的照射。
CT扫描机激光 定位系统
第30页/共47页
适形治疗(Conformal Therapy)是一种提高治疗增益的较为有效的物理措施。适形放射治 疗为一种治疗技术，使得：高剂量区的形状在三维方向上与靶区（病变）的形状一致。 从这个意义上讲，学术界将它称为三维适形放射治疗(3DCRT)
A第射32野页形/共状47适页 形
B射野内强度调节
适形放射治疗的分类 经典适形放射治疗 （Classical Conformal Radiation Therapy） 只满足第一个必要条件 调强适形放射治疗 （Intensity--Modulated Radiation Therapy, IMRT） 同时满足两个必要条件
第1页/共47页
➢ 约60-70%的恶性肿瘤病人在病程中的某一阶段要使用放疗。 ➢ 放疗疗效肯定,据1998年WHO统计, 目前有45%的恶性肿瘤可以治愈(手术
治愈22%,放疗治愈18%,化疗治愈5%)。
第2页/共47页
✓ 口咽、舌根、扁桃体癌的放疗治愈： 37%～53%，
✓ 上颌窦、鼻腔筛窦癌：
• 晚期癌症病人有明显的恶病质，如消瘦、脱水、营养状 况极差，无法进行放疗者可作为绝对禁忌证。
• 食管癌已穿孔，腔内合并大量积液，肺癌合并大量癌性 胸水，肝癌合并大量腹水等均应作为禁忌证。
• 对放射线不敏感的肿瘤，如软组织肉瘤：纤维肉瘤、平 滑肌肉瘤、横纹肌肉瘤、脂肪肉瘤、滑膜肉瘤、成骨肉 瘤、神经纤维肉瘤及黑色素瘤等应视为相对的禁忌证。 一般不做放疗。
立体定向适形放射治疗 立体定向适形放射治疗是一种精确的放射治疗技术，
在肿瘤靶体积受到高剂量照射的同时，其肿瘤靶体 积以外的正常组织则受到较低剂量的照射。
CT扫描机激光 定位系统
第30页/共47页
适形治疗(Conformal Therapy)是一种提高治疗增益的较为有效的物理措施。适形放射治 疗为一种治疗技术，使得：高剂量区的形状在三维方向上与靶区（病变）的形状一致。 从这个意义上讲，学术界将它称为三维适形放射治疗(3DCRT)
A第射32野页形/共状47适页 形
B射野内强度调节
适形放射治疗的分类 经典适形放射治疗 （Classical Conformal Radiation Therapy） 只满足第一个必要条件 调强适形放射治疗 （Intensity--Modulated Radiation Therapy, IMRT） 同时满足两个必要条件
第1页/共47页
➢ 约60-70%的恶性肿瘤病人在病程中的某一阶段要使用放疗。 ➢ 放疗疗效肯定,据1998年WHO统计, 目前有45%的恶性肿瘤可以治愈(手术
治愈22%,放疗治愈18%,化疗治愈5%)。
第2页/共47页
✓ 口咽、舌根、扁桃体癌的放疗治愈： 37%～53%，
✓ 上颌窦、鼻腔筛窦癌：
• 晚期癌症病人有明显的恶病质，如消瘦、脱水、营养状 况极差，无法进行放疗者可作为绝对禁忌证。
• 食管癌已穿孔，腔内合并大量积液，肺癌合并大量癌性 胸水，肝癌合并大量腹水等均应作为禁忌证。
• 对放射线不敏感的肿瘤，如软组织肉瘤：纤维肉瘤、平 滑肌肉瘤、横纹肌肉瘤、脂肪肉瘤、滑膜肉瘤、成骨肉 瘤、神经纤维肉瘤及黑色素瘤等应视为相对的禁忌证。 一般不做放疗。
医学影像学ppt课件ppt课件
钡剂 （ barium） 硫酸钡粉末加水和胶配成，以W/V表示 混悬液：用于食道及胃肠造影或气钡双重 钡胶浆：主要用于支气管造影检查
*
*
*
碘 剂 有机碘制剂： 用途：血管，胆道，胆囊，泌尿造影及CT增强 排泄：经肝或肾，从胆道或泌尿道排出 类型：离 子 型：副作用大，过敏反应多，价格低 非离子型：低渗，低粘度，低毒性，高费用 无机碘制剂：用于气管，输尿管，膀胱造影等 如碘化油、碘化钠等
*
DSA的临床应用
特别适用于心脏大血管检查 了解心内解剖结构异常 观察大血管病变：主动脉夹层、主动脉瘤 主动脉缩窄、主动脉发育异常等 显示冠状动脉、头部及颈部动脉病变
*
*
*
*
2、X线的特性 波长：0.0006~50nm X线诊断常用波长:0.008~0.031nm 与X线成像相关的特性： 穿透性 荧光效应 感光效应 电离效应 (生物效应)
影像诊断学
X线，放射诊断学 超声成像 (Ultrasonography:US) 核素显像：包括 γ闪烁成像 发射体层成像（ Emission Computed Tomography，ECT ) 单光子发射体层成像（SPECT ) 正电子发射体层成像（PET ) CT (Computed Tomography) MRI (Magnetic Resonance Imaging)
与成像相关的特性 穿 透 性：能穿透可见光不能穿透的各种不同密度物体，此为X线成像的基础（吸收与衰减，穿透与管电压，厚度与密度） 荧光效应：能激发荧光物质发出可见光，此为X线透视的基础 摄影效应：能使涂有溴化银的胶片感光并形成潜影，以显定影处理产生黑、白图像。此为X线摄影的基础 电离效应：X线通过任何物质都可产生电离效应，此为X线防护和放射治疗的基础
*
*
*
碘 剂 有机碘制剂： 用途：血管，胆道，胆囊，泌尿造影及CT增强 排泄：经肝或肾，从胆道或泌尿道排出 类型：离 子 型：副作用大，过敏反应多，价格低 非离子型：低渗，低粘度，低毒性，高费用 无机碘制剂：用于气管，输尿管，膀胱造影等 如碘化油、碘化钠等
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DSA的临床应用
特别适用于心脏大血管检查 了解心内解剖结构异常 观察大血管病变：主动脉夹层、主动脉瘤 主动脉缩窄、主动脉发育异常等 显示冠状动脉、头部及颈部动脉病变
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2、X线的特性 波长：0.0006~50nm X线诊断常用波长:0.008~0.031nm 与X线成像相关的特性： 穿透性 荧光效应 感光效应 电离效应 (生物效应)
影像诊断学
X线，放射诊断学 超声成像 (Ultrasonography:US) 核素显像：包括 γ闪烁成像 发射体层成像（ Emission Computed Tomography，ECT ) 单光子发射体层成像（SPECT ) 正电子发射体层成像（PET ) CT (Computed Tomography) MRI (Magnetic Resonance Imaging)
与成像相关的特性 穿 透 性：能穿透可见光不能穿透的各种不同密度物体，此为X线成像的基础（吸收与衰减，穿透与管电压，厚度与密度） 荧光效应：能激发荧光物质发出可见光，此为X线透视的基础 摄影效应：能使涂有溴化银的胶片感光并形成潜影，以显定影处理产生黑、白图像。此为X线摄影的基础 电离效应：X线通过任何物质都可产生电离效应，此为X线防护和放射治疗的基础
最新医学影像物理学(第3版绪论教学讲义ppt课件
16
二、医学影像物理学在医学影像学中的作用
(4)超声影像学中的开拓者
埃尔·居里和雅克·居里发现压电效应 压电效应的发现成为超声探头的基础，为超声医学 的建立提供了理论依据
朗之万 医学超声影像的奠基人
绪论
17
二、医学影像物理学在医学影像学中的作用
(5)红外线影像中的开拓者
赫歇尔发现了红外 维恩发现了热辐射定律 刘忠齐开创了热断层成像系统 热断层成像是近十年来世界物理技术领域的重要突破
第一张人体X光片
德国物理学家伦琴
绪论
10
二、医学影像物理学在医学影像学中的作用
(2)磁共振影像中的开拓者
菲利克斯·布洛赫和爱德华·普塞尔第一个核磁共振实验
布洛赫 USA 斯坦福大学
1 9 5 2 年 诺 贝 尔 物 理 学 奖
珀塞尔 USA
坎伯利基哈佛大学
绪论
11
二、医学影像物理学在医学影像学中的作用
绪论
4
绪论
5
绪论
6
绪论
7
一、医学影像物理学的主要内容
3.医学图像质量保证和控制的物理原理
医学图像是对人体内部情况的可视化表达 获得的医学图像应该是人体真实情况的反演 必须准确地反演人体内部的各种信息(解剖、生理、心理) 通过成像设备得到的人体信息夹带了各种噪声和伪影 需要消除或有效控制
绪论
(2)磁共振影像中的开拓者 2003年诺贝尔医学或生理学奖获得者
美国科学家保罗·劳特伯 尔
英国科学家彼德·曼斯菲尔德
绪论
12
二、医学影像物理学在医学影像学中的作用
(2)磁共振影像中的开拓者 1991年诺贝尔化学奖
恩斯特R.R.Ernst 瑞士物理化学家
医学影像物理学
交叉学科合作
医学影像物理学需要与生物学、医学、工程学等多个学科进行交 叉合作，共同推动医学影像技术的发展和应用。
THANK YOU.
X线医学影像的获取与处理
X线医学影像的获取
通过X线照射人体，并用相应的接收器（如荧光屏、胶片）接收穿过人体的X 线，从而获得人体内部的二维图像。
X线医学影像的处理
为了提高图像的清晰度和诊断的准确性，需要对获取的X线医学影像进行一系 列的处理，如放大、滤波、增强等。
03
MRI医学影像原理
MRI的基本原理与技术
医学影像的质量控制与优化
医学影像物理学还涉及影像质量的控制和优化，以确保 诊断的准确性和可靠性。
医学影像物理学在放射治疗中的应用
放射治疗技术
放射治疗是利用高能射线杀死肿瘤细胞，医学影像物理学在放 射治疗中应用广泛，如CT模拟定位、剂量计算等。
放射物理剂量学
剂量学是研究辐射对生物体作用的科学，涉及辐射剂量计算、测 量和校准等。
2023
《医学影像物理学》
目录
• 医学影像物理学概述 • X线医学影像原理 • MRI医学影像原理 • CT医学影像原理 • 医学影像物理学的应用与发展趋势
01
医学影像物理学概述
医学影像物理学的定义
医学影像物理学是物理学与医学的交叉学科，旨在研究和应 用医学影像技术的物理学原理和方法。
它涉及从X射线、超声、核磁共振到光学成像等各种医学影像 技术的物理基础和应用。
05
医学影像物理学的应用与发展趋势
医学影像物理学在临床诊断中的应用
放射学与医学影像
医学影像物理学在放射学中有着广泛的应用，包括X射线 、CT、MRI、超声等影像技术的物理学原理和应用。
医学影像物理学需要与生物学、医学、工程学等多个学科进行交 叉合作，共同推动医学影像技术的发展和应用。
THANK YOU.
X线医学影像的获取与处理
X线医学影像的获取
通过X线照射人体，并用相应的接收器（如荧光屏、胶片）接收穿过人体的X 线，从而获得人体内部的二维图像。
X线医学影像的处理
为了提高图像的清晰度和诊断的准确性，需要对获取的X线医学影像进行一系 列的处理，如放大、滤波、增强等。
03
MRI医学影像原理
MRI的基本原理与技术
医学影像的质量控制与优化
医学影像物理学还涉及影像质量的控制和优化，以确保 诊断的准确性和可靠性。
医学影像物理学在放射治疗中的应用
放射治疗技术
放射治疗是利用高能射线杀死肿瘤细胞，医学影像物理学在放 射治疗中应用广泛，如CT模拟定位、剂量计算等。
放射物理剂量学
剂量学是研究辐射对生物体作用的科学，涉及辐射剂量计算、测 量和校准等。
2023
《医学影像物理学》
目录
• 医学影像物理学概述 • X线医学影像原理 • MRI医学影像原理 • CT医学影像原理 • 医学影像物理学的应用与发展趋势
01
医学影像物理学概述
医学影像物理学的定义
医学影像物理学是物理学与医学的交叉学科，旨在研究和应 用医学影像技术的物理学原理和方法。
它涉及从X射线、超声、核磁共振到光学成像等各种医学影像 技术的物理基础和应用。
05
医学影像物理学的应用与发展趋势
医学影像物理学在临床诊断中的应用
放射学与医学影像
医学影像物理学在放射学中有着广泛的应用，包括X射线 、CT、MRI、超声等影像技术的物理学原理和应用。
2024版《医学影像技术PPT课件》[1]
![2024版《医学影像技术PPT课件》[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/a8979bb00342a8956bec0975f46527d3250ca655.png)
医学影像技术能够提供高分辨率、高 对比度的图像，帮助医生更准确地诊 断疾病。
无创性检查
实时监测与评估
医学影像技术能够实时监测病情变化 和治疗效果，为医生制定治疗方案提 供依据。
大部分医学影像技术都是无创或微创 的，能够减少患者的痛苦和不适。
2024/1/26
5
医学影像技术分类及应用领域
X射线成像
磁共振成像（MRI）
2024/1/26
6
2024/1/26
02
CATALOGUE
X线检查技术
7
X线成像原理及特点
2024/1/26
X线成像原理
利用X射线的穿透性、荧光效应和 感光效应，使人体内部结构在荧光 屏或胶片上形成影像。
X线成像特点
具有较高的空间分辨率和对比度分 辨率，能够清晰显示骨骼、钙化灶 等硬组织结构。
定义
医学影像技术是利用各种物理学原理， 通过特定的成像设备获取人体内部组 织、器官的结构和功能信息，以图像 形式表达出来的技术。
发展历程
从早期的X射线成像到现代的CT、MRI、 超声、核医学等多种成像技术，医学影 像技术经历了不断的发展和创新。
2024/1/26
4
医学影像技术重要性
提高疾病诊断准确性
2024/1/26
27
核医学诊断优缺点分析
要点一
高灵敏度
能够检测到极低浓度的放射性核素，从而实现对疾病的早期 诊断。
要点二
无创伤性
无需开刀或穿刺等创伤性操作，减轻了患者的痛苦和不适。
2024/1/26
28
核医学诊断优缺点分析
2024/1/26
• 可定量分析：通过对放射性核素的定量测量，可以 对疾病进行准确的诊断和评估。 29
无创性检查
实时监测与评估
医学影像技术能够实时监测病情变化 和治疗效果，为医生制定治疗方案提 供依据。
大部分医学影像技术都是无创或微创 的，能够减少患者的痛苦和不适。
2024/1/26
5
医学影像技术分类及应用领域
X射线成像
磁共振成像（MRI）
2024/1/26
6
2024/1/26
02
CATALOGUE
X线检查技术
7
X线成像原理及特点
2024/1/26
X线成像原理
利用X射线的穿透性、荧光效应和 感光效应，使人体内部结构在荧光 屏或胶片上形成影像。
X线成像特点
具有较高的空间分辨率和对比度分 辨率，能够清晰显示骨骼、钙化灶 等硬组织结构。
定义
医学影像技术是利用各种物理学原理， 通过特定的成像设备获取人体内部组 织、器官的结构和功能信息，以图像 形式表达出来的技术。
发展历程
从早期的X射线成像到现代的CT、MRI、 超声、核医学等多种成像技术，医学影 像技术经历了不断的发展和创新。
2024/1/26
4
医学影像技术重要性
提高疾病诊断准确性
2024/1/26
27
核医学诊断优缺点分析
要点一
高灵敏度
能够检测到极低浓度的放射性核素，从而实现对疾病的早期 诊断。
要点二
无创伤性
无需开刀或穿刺等创伤性操作，减轻了患者的痛苦和不适。
2024/1/26
28
核医学诊断优缺点分析
2024/1/26
• 可定量分析：通过对放射性核素的定量测量，可以 对疾病进行准确的诊断和评估。 29
《医学影像学》课件
超声诊断仪
利用超声波在人体内传播并形 成图像。
核磁共振仪
产生磁场和射频脉冲，对人体 进行共振并形成图像。
计算机断层扫描仪
利用X线扫描人体，并通过计 算机技术重建图像。
医学影像学成像技术
X线平片
血管造影
超声心动图
核医学成像
利用X线机对人体进行平 面成像。
通过向血管内注射造影 剂，利用X线或超声波进
行血管成像。
MRI具有高分辨率、多平面成像的特点，对软组织的 显示效果较好。
MRI可用于观察神经系统、肌肉、关节等部位的病变 。
超声诊断技术
02
01
03
超声诊断技术是利用超声波的回声成像原理，显示人 体内部结构的影像。
超声检查具有无创、无痛、无辐射的特点，适用于孕 妇和儿童的检查。
超声可用于观察腹部脏器、妇产科、心血管系统等部 位的病变。
变和解剖结构。
深度学习在医学影像诊断中的应用
02
利用深度学习算法自动识别和分析医学影像，提高诊断准确率
。
光学分子成像技术
03
利用荧光标记和光成像技术，在体内实时观察疾病发展和药物
作用。
医学影像学未来发展趋势
更高清、更立体的成像技术
如超高清MRI和CT，以及光学分子成像的进一步发展。
智能化和自动化诊断
《医学影像学》PPT课件
目
CONTENCT
录
• 医学影像学概述 • 医学影像学基础知识 • 医学影像学诊断技术 • 医学影像学临床应用 • 医学影像学新技术与展望
01
医学影像学概述
医学影像学的定义与分类
医学影像学定义
医学影像学是一门通过非侵入性方法获取人体内部结构和功能信 息的学科。它利用各种成像技术，如X射线、超声、磁共振成像等 ，为临床诊断和治疗提供重要依据。
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数字图像
第一章
普通X射线影像
医学影像物理学课件
第一章 普通X射线影像
X射线管的特性
灯丝
电子束 靶
玻壳
阴极
X光
医学影像物理学课件
阳极
第一章 普通X射线影像
X射线管的特性
产生X射线的条件 电子源 受电子轰击能发出X射线的靶 加速电子的强电场 高度真空的环境
医学影像物理学课件
第一章 普通X射线影像
低能X射线与物质作用的主要形式
光电效应（photoelectric effect） 康普顿散射（Compton scattering） 电子对效应（electric pair effect）
医学影像物理学课件
第一章 普通X射线影像
X射线在介质中的衰减
光电效应
X光子
+
产生条件：入射光
子的能量大于原子
σ＝（ΔI / I ）/（ N • x ）
量转移面积
式中 I0 - 入射强度 I - 出射强度
入射光子与原子核周围电场相互作 用将全部能量转化为一对正负电子 在医学影像使用的X射线能量较小 光电效应为主而电子对效应不发生
医学影像物理学课件
第一章 普通X射线影像
X射线在介质中的衰减
作用概率η与作用截面σ 入射光子通过靶
每一靶粒子 对入射光子 的有效的能
η ＝ -ΔI / I0
时与靶粒子相互 作用的发生概率
物体
f
d
医学影像物理学课件
半影造成 影像边缘 模糊不清
半影 胶片
第一章 普通X射线影像
X射线管的特性
半影 P 的大小
P=dS/(f–d)
式中 d 为物体和胶片的距离 S 为有效焦点的面积 f 为光源与胶片的距离
医学影像物理学课件
第一章 普通X射线影像
X射线管的特性
X射线管的容量 管球由热承受力决定的最大负荷量
医学影像物理学
选用教材：张泽宝主编《医学影像物理学》 课程类型：选修课（1学分） 学时安排：15学时（每周3学时） 授课教师：杨 栋（抗癌研究中心）
医学影像物理学课件
医学影像学
物理学
设备学
诊断学
电子学
检查学
医学影像物理学课件
基本技术路线
电离辐射 非电离辐射
探测 对象
医学影像物理学课件
成像信息 数字化处理
影响容量的因素 实际焦点/管电压电流/开机时间/冷却
医学影像物理学课件
第一章 普通X射线影像
X射线辐射场的空间分布
X射线的物理性质 波长极短不可见 不受电磁场影响 具很强贯穿本领 照射物体发荧光 使原子产生电离 引发光化学反应
医学影像物理学课件
第一章 普通X射线影像
X射线辐射场的空间分布
单色X射线的强度
X射线管的特性
内层电子
+
碰撞损失
高速 电子
collisionloss
热能
辐射损失
外层 电子
radiationloss
原子核
医学影像物理学课件
X射线
第一章 普通X射线影像
X射线管的特性
轫致辐射（bremsstrahlung）
高速电子从原子核附近 强电场飞过引发的辐射
+
ΔE = hv
轫致辐射产生连续X光谱
λmin = 12.4 / U（nm）
λmin 的数值仅与管电压U 有关
不受其他任何因素的影响
医学影像物理学课件
第一章 普通X射线影像
X射线管的特性
标识辐射（characteristic X-radiation）
标识 辐射
+
高速电子击出原子 内层电子所引发
标识辐射产生固定 波长的X射线谱
医学影像物理学课件
角
θ
实际焦点越大
有效 对散热越有利
焦点 对成像质量不利
bsinθ
医学影像物理学课件
第一章 普通X射线影像
X射线管的特性
焦点的方位特性 焦点面上靠向阴极方向的焦点较大
焦点的X线量分布 焦点面上X射线强度分布是不均匀的
医学影像物理学课件
第一章 普通X射线影像
X射线管的特性
半影对影像清晰度的影响
点光源 （有效焦点） 线光源
第一章 普通X射线影像
X射线管的特性
相 对 强 度
钼靶 X 射线管
标识X射线的 波长仅取决于
的光谱
阳极靶物质
每一种元素的
标识X射线波
Å
长固定不变
0.2 0.4 0.6 0.8 医1学.0影像物λ理学课件
第一章 普通X射线影像
X射线管的特性
实际焦点和有效焦点
焦点具面积量纲
实际 焦点
b
a
a
靶 θ越大
第一章 普通X射线影像
X射线辐射场的空间分布
X射线的硬度（hardnees） —— 穿透物质的能力 [质]
硬度 管电压(kV) 最短波长(nm) 主要用途
极软 软 硬 极硬
5 ~ 20 20 ~ 100 100 ~ 250 > 250
0.25 ~ 0.062 0.062 ~ 0.012 0.012 ~ 0.005
标识 辐射
内层电子的结合能
光电子
医学影像物理学课件
第一章 普通X射线影像
X射线在介质中的衰减
康普顿散射
光栏准 直系统
入射 X光
石墨 散射体
散射X光
θ（散射角）
医学影像物理学课件
入射光子与 材料中自由 电子作用损 失部分能量 成为波长变 长的散射光
第一章 普通X射线影像
X射线在介质中的衰减
电子对效应
< 0.005
医学影像物理学课件
软组织摄影 透视和摄影 浅层组织治疗 深层组织治疗
第一章 普通X射线影像
X射线辐射场的空间分布
X射线的滤过和硬化
滤波板 I
滤去
长波
I
成分
线质变硬
λ
λ
医学影像物理学课件
第一章 普通X射线影像
X射线辐射场的空间分布
薄靶辐射场的角分布
90o 100kV
电子束
500kV 4MV
光子密度
I ＝ N • hv
连续X射线的强度
光子能量
∞
I ＝ ∫λmin I（λ） dλ
医学影像物理学课件
第一章 普通X射线影像
X射线辐射场的空间分布
连续X射线最强处波长
λ m ≈ 2 λ min ≈ 2.48 / U (nm)
X射线诊断中（U固定时）常用
管电流的毫安数 ～ X射线强度 [量]
医学影像物理学课件
20MV
-90o
医学影像物理学课件
特点
随管电压 升高最强 辐射趋向 电子束的 入射方向
第一章 普通X射线影像
X射线辐射场的空间分布
厚靶辐射场的角分布
O 电子束
Ia > Ib > Ic
X射线 ab c
医学影像物理学课件
特点
因靶的吸 收效应靠 阳极一侧 辐射较弱
第一章 普通X射线影像
X射线在介质中的衰减
医学影像物理学课件
第一章 普通X射线影像
X射线管的特性
相 50KV 对 强 度
40KV
钨在较低管 电压下的连 续X射线谱
30KV
0.2 0.4 0.6
Å 0.8医学影像物1理.0学课件λ
最短波长的X 光子能量最大
对应电子与原 子核一次作用 损失全部能量
第一章 普通X射线影像
X射线管的特性
连续X射线谱最短波长
第一章
普通X射线影像
医学影像物理学课件
第一章 普通X射线影像
X射线管的特性
灯丝
电子束 靶
玻壳
阴极
X光
医学影像物理学课件
阳极
第一章 普通X射线影像
X射线管的特性
产生X射线的条件 电子源 受电子轰击能发出X射线的靶 加速电子的强电场 高度真空的环境
医学影像物理学课件
第一章 普通X射线影像
低能X射线与物质作用的主要形式
光电效应（photoelectric effect） 康普顿散射（Compton scattering） 电子对效应（electric pair effect）
医学影像物理学课件
第一章 普通X射线影像
X射线在介质中的衰减
光电效应
X光子
+
产生条件：入射光
子的能量大于原子
σ＝（ΔI / I ）/（ N • x ）
量转移面积
式中 I0 - 入射强度 I - 出射强度
入射光子与原子核周围电场相互作 用将全部能量转化为一对正负电子 在医学影像使用的X射线能量较小 光电效应为主而电子对效应不发生
医学影像物理学课件
第一章 普通X射线影像
X射线在介质中的衰减
作用概率η与作用截面σ 入射光子通过靶
每一靶粒子 对入射光子 的有效的能
η ＝ -ΔI / I0
时与靶粒子相互 作用的发生概率
物体
f
d
医学影像物理学课件
半影造成 影像边缘 模糊不清
半影 胶片
第一章 普通X射线影像
X射线管的特性
半影 P 的大小
P=dS/(f–d)
式中 d 为物体和胶片的距离 S 为有效焦点的面积 f 为光源与胶片的距离
医学影像物理学课件
第一章 普通X射线影像
X射线管的特性
X射线管的容量 管球由热承受力决定的最大负荷量
医学影像物理学
选用教材：张泽宝主编《医学影像物理学》 课程类型：选修课（1学分） 学时安排：15学时（每周3学时） 授课教师：杨 栋（抗癌研究中心）
医学影像物理学课件
医学影像学
物理学
设备学
诊断学
电子学
检查学
医学影像物理学课件
基本技术路线
电离辐射 非电离辐射
探测 对象
医学影像物理学课件
成像信息 数字化处理
影响容量的因素 实际焦点/管电压电流/开机时间/冷却
医学影像物理学课件
第一章 普通X射线影像
X射线辐射场的空间分布
X射线的物理性质 波长极短不可见 不受电磁场影响 具很强贯穿本领 照射物体发荧光 使原子产生电离 引发光化学反应
医学影像物理学课件
第一章 普通X射线影像
X射线辐射场的空间分布
单色X射线的强度
X射线管的特性
内层电子
+
碰撞损失
高速 电子
collisionloss
热能
辐射损失
外层 电子
radiationloss
原子核
医学影像物理学课件
X射线
第一章 普通X射线影像
X射线管的特性
轫致辐射（bremsstrahlung）
高速电子从原子核附近 强电场飞过引发的辐射
+
ΔE = hv
轫致辐射产生连续X光谱
λmin = 12.4 / U（nm）
λmin 的数值仅与管电压U 有关
不受其他任何因素的影响
医学影像物理学课件
第一章 普通X射线影像
X射线管的特性
标识辐射（characteristic X-radiation）
标识 辐射
+
高速电子击出原子 内层电子所引发
标识辐射产生固定 波长的X射线谱
医学影像物理学课件
角
θ
实际焦点越大
有效 对散热越有利
焦点 对成像质量不利
bsinθ
医学影像物理学课件
第一章 普通X射线影像
X射线管的特性
焦点的方位特性 焦点面上靠向阴极方向的焦点较大
焦点的X线量分布 焦点面上X射线强度分布是不均匀的
医学影像物理学课件
第一章 普通X射线影像
X射线管的特性
半影对影像清晰度的影响
点光源 （有效焦点） 线光源
第一章 普通X射线影像
X射线管的特性
相 对 强 度
钼靶 X 射线管
标识X射线的 波长仅取决于
的光谱
阳极靶物质
每一种元素的
标识X射线波
Å
长固定不变
0.2 0.4 0.6 0.8 医1学.0影像物λ理学课件
第一章 普通X射线影像
X射线管的特性
实际焦点和有效焦点
焦点具面积量纲
实际 焦点
b
a
a
靶 θ越大
第一章 普通X射线影像
X射线辐射场的空间分布
X射线的硬度（hardnees） —— 穿透物质的能力 [质]
硬度 管电压(kV) 最短波长(nm) 主要用途
极软 软 硬 极硬
5 ~ 20 20 ~ 100 100 ~ 250 > 250
0.25 ~ 0.062 0.062 ~ 0.012 0.012 ~ 0.005
标识 辐射
内层电子的结合能
光电子
医学影像物理学课件
第一章 普通X射线影像
X射线在介质中的衰减
康普顿散射
光栏准 直系统
入射 X光
石墨 散射体
散射X光
θ（散射角）
医学影像物理学课件
入射光子与 材料中自由 电子作用损 失部分能量 成为波长变 长的散射光
第一章 普通X射线影像
X射线在介质中的衰减
电子对效应
< 0.005
医学影像物理学课件
软组织摄影 透视和摄影 浅层组织治疗 深层组织治疗
第一章 普通X射线影像
X射线辐射场的空间分布
X射线的滤过和硬化
滤波板 I
滤去
长波
I
成分
线质变硬
λ
λ
医学影像物理学课件
第一章 普通X射线影像
X射线辐射场的空间分布
薄靶辐射场的角分布
90o 100kV
电子束
500kV 4MV
光子密度
I ＝ N • hv
连续X射线的强度
光子能量
∞
I ＝ ∫λmin I（λ） dλ
医学影像物理学课件
第一章 普通X射线影像
X射线辐射场的空间分布
连续X射线最强处波长
λ m ≈ 2 λ min ≈ 2.48 / U (nm)
X射线诊断中（U固定时）常用
管电流的毫安数 ～ X射线强度 [量]
医学影像物理学课件
20MV
-90o
医学影像物理学课件
特点
随管电压 升高最强 辐射趋向 电子束的 入射方向
第一章 普通X射线影像
X射线辐射场的空间分布
厚靶辐射场的角分布
O 电子束
Ia > Ib > Ic
X射线 ab c
医学影像物理学课件
特点
因靶的吸 收效应靠 阳极一侧 辐射较弱
第一章 普通X射线影像
X射线在介质中的衰减
医学影像物理学课件
第一章 普通X射线影像
X射线管的特性
相 50KV 对 强 度
40KV
钨在较低管 电压下的连 续X射线谱
30KV
0.2 0.4 0.6
Å 0.8医学影像物1理.0学课件λ
最短波长的X 光子能量最大
对应电子与原 子核一次作用 损失全部能量
第一章 普通X射线影像
X射线管的特性
连续X射线谱最短波长