最全的医学成像原理课件-第2章医学影像成像的基本条件 (全套完整课件)
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医学影像成像理论PPT课件
2021/5/4
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• CT成像：自X线管发出的X线首先经过准直器形成很细的直线射束，用以 穿透人体被检测层面。经人体薄层内组织、器官衰减后射出的带有人体 信息的X线束到达检测器，检测器将含有被检体层面信息的X线转变为相 应的电信号。通过测量电路将电信号放大，由A/D转换器变为数字信号 ，送给计算机处理系统处理。计算机系统按照设计好的方法进行图像重 建和处理，得出人体层面上组织、器官衰减系数（μ）分布情况，并以 灰度方式显示人体这一层面上组织、器官的图像。
把人体内部组织、器官的结构、功能等具有
医疗情报的信息源传递给影像信息接收器，
最终以影像的方式表现，提供给诊断医生，
使医生能根据自己的知识和经验针对医学影
像中所提供的信息进行判断，从而对病人的
健康状况进行判断的一门科学技术。
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医学影像技术包括： 1. X 线成像（ radiography ） 2. X 线计算机体层成像（computed tomography，CT）、 3. 磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）、 4. 超声成像（ultrasound imaging）、 5. 放射性核素成像（radiosotope imaging） 6. 可见光成像、红外成像和微波成像等。
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课时安排
章节 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章
内容 概论 放射物理基础 模拟X线成像 数字X线成像 X线成像理论 CT成像 磁共振成像 超声成像 核医学成像 总复习 合计
8
总学时 2
理论 2
二、医学影像成像原理——医学影像成像的基本条件
• 屏-片系统：X线胶片的感光，显影加工处理，将潜影转 换为银影像，其取决于荧光体特性、胶片特性、显影 处理条件。
–把不可见的X线信息影像转换成二维的光强度分
布影像：
• 荧光屏、影像增强器；
• X线电视。
一、模拟X线信息影像的传递与形成
• 3.密度分布转换成可见光的空间分布： –观片灯的应用；
–此阶段信息传递的质量，取决于观片灯亮度、色
• 二、透视：
–暗室透视（传统透视）：荧光屏； –明室透视：影像增强器。
第四节
影像信息接收器
• 三、计算机X线摄影（CR）——IP板 –IP板的光激励发光物质（PSL物质）：PSL现象 –IP板接收X线信息影像后的传递过程： • X线信息影像→IP板记录→被激光扫描仪读出→光信 号→光电倍增管→电信号→模/数转换器→数字信号 →后处理· · • 四、数字X线摄影（DR）——平板探测器(FPD) –FPD直接将接受到的X线信息影像转化为数字信息。 –分类： • 直接FPD：非晶硒（a-Se)为光电材料的FPD； • 间接FPD：碘化铯+非晶硅（CsI+ a-Si)。
第二章 医学影像成像的基本条件
学习目标：
掌握：各种医学影像形成所需要的基本条件： 信息源（受检体）、信息载体与信息接收器等； 熟悉：信息影像的传递与形成过程；
了解：不同类型成像技术条件的差异。
引言：
• 摄影：（成像）
– 定义(广义)：应用光或其他能量来表现受检体的信 息状态，并以可见的光学影像加以记录的一种技术。
• 小结： • 课后思考题： –1、2、3、4.
• 绪论课后思考题。
二、数字X线信息影像的传递与形成
• 数字与模拟影像的传递与形成过程类同； • 不同之处： –增加了模/数转换，可对信息进行后处理； –数/模转换，再将数字影像转换成可视读的 模拟影像。
–把不可见的X线信息影像转换成二维的光强度分
布影像：
• 荧光屏、影像增强器；
• X线电视。
一、模拟X线信息影像的传递与形成
• 3.密度分布转换成可见光的空间分布： –观片灯的应用；
–此阶段信息传递的质量，取决于观片灯亮度、色
• 二、透视：
–暗室透视（传统透视）：荧光屏； –明室透视：影像增强器。
第四节
影像信息接收器
• 三、计算机X线摄影（CR）——IP板 –IP板的光激励发光物质（PSL物质）：PSL现象 –IP板接收X线信息影像后的传递过程： • X线信息影像→IP板记录→被激光扫描仪读出→光信 号→光电倍增管→电信号→模/数转换器→数字信号 →后处理· · • 四、数字X线摄影（DR）——平板探测器(FPD) –FPD直接将接受到的X线信息影像转化为数字信息。 –分类： • 直接FPD：非晶硒（a-Se)为光电材料的FPD； • 间接FPD：碘化铯+非晶硅（CsI+ a-Si)。
第二章 医学影像成像的基本条件
学习目标：
掌握：各种医学影像形成所需要的基本条件： 信息源（受检体）、信息载体与信息接收器等； 熟悉：信息影像的传递与形成过程；
了解：不同类型成像技术条件的差异。
引言：
• 摄影：（成像）
– 定义(广义)：应用光或其他能量来表现受检体的信 息状态，并以可见的光学影像加以记录的一种技术。
• 小结： • 课后思考题： –1、2、3、4.
• 绪论课后思考题。
二、数字X线信息影像的传递与形成
• 数字与模拟影像的传递与形成过程类同； • 不同之处： –增加了模/数转换，可对信息进行后处理； –数/模转换，再将数字影像转换成可视读的 模拟影像。
医学影像成像原理简介 ppt
X射线能使多种物质发生光化学反应。例如，X射线能使照相底 片感光。
（6）X射线的生物效应。
生物组织经一定量的X射线照射，会产生电离和激发，使细胞受 到损伤、抑制、死亡或通过遗传变异影响下一代，这种现象称为X射 线的生物效应。这个特性可充分应用在肿瘤放射治疗中。
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-
3பைடு நூலகம்.1高.速2带X电射粒子线撞成击物像质原受阻理而突然减速时，能够产生X
射线。医学影像诊断所用的X线产生设备是X线管（X-ray tube，球管）。 1．X射线的产生 X射线的产生需要的基本条件是： （1）有高速运动的电子流； （2）有阻碍带电粒子流运动的障碍物（靶），用来阻止 电子的运动，可以将电子的动能转变为X射线光子的能量。
10
-
3X射.1线. 2的产X生射装线置主成要包像括原三部理分：X射线管、高压电源及
12
-
3②.1.人2体不X同射厚线度组成织与像X原线成理像的关系
密度和厚度的差别是产生影像对比的基础，是X线成像的基本条件
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-
32..1X.射2线人X射体成线像 成像原理
（2）X射线的采集与显示 ① 医用X 射线胶片与增感屏 医用X射线胶片的主要特性是感光，即接受光照并产生化 学反应，形成潜影（latent image）。
3.1.1 X线的特征
3
-
4
-
3➢.1X.射1线X在线电的磁特辐射征中的特点属于高频率、波长短
的射线 ➢X射线的频率约在3×1016～3×1020 Hz之间， 波长约在10～10-3nm之间 ➢ X线诊断常用的X线波长范围为0.008～0.031nm
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31..1X.射1线X的线波粒的二象特性 征
✓X射线同时具有波动性和微粒性，统称为波粒二象 性。
（6）X射线的生物效应。
生物组织经一定量的X射线照射，会产生电离和激发，使细胞受 到损伤、抑制、死亡或通过遗传变异影响下一代，这种现象称为X射 线的生物效应。这个特性可充分应用在肿瘤放射治疗中。
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3பைடு நூலகம்.1高.速2带X电射粒子线撞成击物像质原受阻理而突然减速时，能够产生X
射线。医学影像诊断所用的X线产生设备是X线管（X-ray tube，球管）。 1．X射线的产生 X射线的产生需要的基本条件是： （1）有高速运动的电子流； （2）有阻碍带电粒子流运动的障碍物（靶），用来阻止 电子的运动，可以将电子的动能转变为X射线光子的能量。
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3X射.1线. 2的产X生射装线置主成要包像括原三部理分：X射线管、高压电源及
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3②.1.人2体不X同射厚线度组成织与像X原线成理像的关系
密度和厚度的差别是产生影像对比的基础，是X线成像的基本条件
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32..1X.射2线人X射体成线像 成像原理
（2）X射线的采集与显示 ① 医用X 射线胶片与增感屏 医用X射线胶片的主要特性是感光，即接受光照并产生化 学反应，形成潜影（latent image）。
3.1.1 X线的特征
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3➢.1X.射1线X在线电的磁特辐射征中的特点属于高频率、波长短
的射线 ➢X射线的频率约在3×1016～3×1020 Hz之间， 波长约在10～10-3nm之间 ➢ X线诊断常用的X线波长范围为0.008～0.031nm
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31..1X.射1线X的线波粒的二象特性 征
✓X射线同时具有波动性和微粒性，统称为波粒二象 性。
医学成像系统课件
2023医学成像系统课件contents •医学成像系统概述•医学成像系统的基本原理•医学成像系统的临床应用•医学成像系统的优缺点分析•医学成像系统的发展趋势及前景展望目录01医学成像系统概述医学成像系统定义为利用物理学原理和生物医学工程技术，为人体内部结构成像，检测、诊断并显示人体的形态学、功能学及代谢过程的仪器或装置。
根据成像原理和应用领域，医学成像系统可分为X线成像、计算机X线断层扫描（CT）、磁共振成像（MRI）、超声成像和核医学成像等。
医学成像系统的定义与分类医学成像技术的发展经历了从最早的X线成像到现在的多模态、多参数成像技术，如CT、MRI、PET-CT、SPECT-CT 等。
医学成像系统的技术不断发展与创新，提高了图像质量、诊断准确性和应用范围，从最初的X线透视和拍片，到现在的全身多部位、多脏器精细成像和功能代谢检测。
医学成像系统的发展历程医学成像系统广泛应用于临床诊断、治疗计划制定、疗效评估及随访等多个环节。
在治疗计划制定方面，医学成像系统可提供病灶的三维空间信息，帮助医生制定精确的治疗方案。
在疗效评估及随访方面，医学成像系统可用于评估治疗效果和观察病情变化，为调整治疗方案提供依据。
在临床诊断方面，医学成像系统可用于观察病变的部位、形态、大小、性质及与周围组织的关系，为诊断提供重要依据。
医学成像系统的应用范围02医学成像系统的基本原理X射线特性X射线是一种电磁波，具有高穿透力，可穿过人体组织，是医学成像的主要手段之一。
X射线成像原理X射线通过人体组织时，会发生散射和吸收，生成“阴影”或“透视图”，再通过计算机处理形成数字图像。
X射线成像系统利用强磁场和高频电磁波，产生人体组织的共振信号，再经过计算机处理得到数字图像。
MRI原理可呈现多维度图像，对软组织的分辨率高，无辐射损伤。
MRI优势MRI成像系统CT原理利用X射线旋转扫描人体，获取多个角度的“切片”图像，再经过计算机重建得到三维图像。
医学影像成像系 2PPT课件
第一章 概 论 本章内容： 发展历程 医学成像技术分类 据成像原理及成像技术不同，医学成像技术分为： 一、以研究生物体微观结构为主要对象的生物医学显微图像学 二、以人体宏观解剖结构及功能为研究对象的现代医学影像学
一、医学影像学 X线成像 磁共振成像 超声成像 核医学成像 光学成像 热成像 X线成像技术 普通X线机（荧光屏透视、电视透视、摄片） 数字胃肠（DF） 计算机X线摄影（CR） 数字化X线摄影（DR） 计算机X线体层摄影（CT） 乳腺X线机、牙科X线机、床旁X线机等专用 数字减影血管造影（DSA）
第二章 放射物理基础
第一节 X线的产生 一、X线的发现 1895年11月8日伦琴发现X线。 二、X线的产生 （一）产生X线的必备条件 1、电子源 钨丝加热至一定温度放出电子，在灯丝周围形成电子云。 2、高速电子流 电子高速冲击阳极，须具备：①在X线管的阴极和阳极间加
以高电压，通过在两极间产生的强电场使电子向阳极加速；②为防止电子 与空气分子冲击而减速和灯丝的氧化损坏，必须保持高真空度。
二、《医学影像成像系统》 遵义医学院影像教研室结合多年教学实践，将《医学影像成像理论》、《医学影像 设备学》整合成《医学影像成像系统》统一讲授，以设备的发展为主线，系统地介 绍成像原理、技术特点参数的同时，切入设备组成结构及工作原理，易于学生理解 及知识链接。
《医学影像成像系统》——学科角色 影像检查技术理论依据 影像诊断的重要参考依据 影像质量控制 维护保养、设备采购 科研、技术创新
（2）管电流 连续X线强度与管电流成正比。管电压一定时，管电流愈大， 说明撞击阳极靶面的电子数愈多，X线也愈大。 （3）管电压 连续X线强度与管电压的n次方成正比。 （4）高压波形 供给X线管的管电压都是脉动电压，有两种形式：单相电源 的半波和全波，三相电源的6脉冲和12脉冲。脉动电压产生的连续X线强度 比峰值相当的恒定电压产生的低；三相电源产生的连续X线强度比单相电 源产生的硬线多、强度大。
最新第二节 医学影像成像的基本条件-药学医学精品资料
影响X线衰减的因素 （1）射线能量和原子序数对衰减的影响 在X线诊断能量范围内，当X线能量增加时，光电作用的百分数下 降。当原子序数提高时，则光电作用增加。对高原子序数的物质(如 碘化钠)在整个X线诊断能量范围内主要是光电作用。作为水和骨骼， 则随X线能量增加，康普顿散射占了主要地位。随着X线能量的增加， 透过光子的百分数增加。对低原子序数的物质，当X线能量增加时， 透过量增加，而衰减减少；对高原子序数物质，当X线能量增加时， 透过量有可能下降。因为，当X线能量等于或稍大于吸收物质K层电 子结合能时，光电作用的几率发生突变(表1-1-2)。
（4）能量转移系数 在X线与物质的三个主要作用过程中，X线光子能量都有一部分转化为电子(光电子、反 冲电子和正负电子对)的功能，另一部分则被一些次级光子(特性X线光子、康普顿散射 光子及湮灭辐射光子)带走。如此总的衰减系数μ可以表示为上述两部分的总和，即
μ= μtr + μp
μtr ：X线能量的电子转移部分；μp：X线能量的辐射转移部分。 对于辐射剂量学而言，重要的是确定X线光子能量的电子转移部分。因为，最后在物 质中被吸收的正是这一部分能量。
第二阶段：将不均匀的X线强度分布，通过接受 介质(屏／片系统Ⅱ、CR、DR系统等)转换为二维 的光强度分布。若以屏／片系统作为接受介质， 那么这个荧光强度分布传递给胶片形成银颗粒的 分布(潜影形成)，再经显影加工处理成为二维光 学密度的分布。此阶段的信息传递转换功能取决 于荧光体特性、胶片特性及显影加工条件。此阶 段是把不可见的X线信息影像转换成可见密度影 像的中心环节。
X线检查中使用的造影剂钡和碘，因为有很理想的K结合能，更多 的光电作用发生在K层。所以，可产生更高的影像对比度。
第二章医学影像成像的基本条件ppt课件
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
穿过物质层的X线光子: a.原射线束中的光子，能量和方向均未变 化,即高能成分 b.散射光子，能量和方向都发生改变。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
• 被照体：信息源 • X 线：信息载体 • 接收器：接受介质（屏-片、IP、FPD…） • X线影像形成的过程就是一个信息传递与转换的过
程。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
二、模拟X线信息影像的形成与传递
• 数字与模拟影像的传递与形成基本相同； • 不同之处：影像的传递与形成过程中增加了A/D转
换，可进行各种处理和图像重建，最后可将数字 影像转换为可视读的模拟影像。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
X线
X线的特征
1. X射线的波粒二象性
✓ X射线同时具有波动性和微粒性，统称为波粒二象 性。
✓ X射线在传播时，它的波动性占主导地位，具有频 率和波长，且有干涉、衍射、偏振、反射、折射等 现象发生。
✓ X射线在与物质相互作用时，它的粒子特性占主导 地位，具有质量、能量和动量。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
信息源
最全的医学成像原理磁共振成像PPT课件
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• （三）横向驰豫 • 1．横向驰豫机制 • MXY 的形成是由于射频脉冲激发后，自旋质子处于激发态并在XY 平面继续绕Z
轴进动，其相位趋于一致而叠加形成宏观磁化矢量。在磁场中，每个自旋都受到 静磁场B0 和临近自旋磁矩产生的局部磁场的影响。 • （三）横向驰豫 • 1．横向驰豫机制 MXY 的形成是由于射频脉冲激发后，自旋质子处于激发态并在 XY 平面继续绕Z 轴进动，其相位趋于一致而叠加形成宏观磁化矢量。在磁场中， 每个自旋都受到静磁场B0 和临近自旋磁矩产生的局部磁场的影响。
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• 2．横向驰豫时间 90°RF 脉冲关闭后，在XY 平面内的MXY 以T2速率特征进行 驰豫，呈指数衰减曲线形式，如下图所示。
第30页/共81页
• T2驰豫过程符合： • 式中：MXY（t）为t 时刻的横向磁化矢量值，M0为平衡态的磁化矢量值，t 为
驰豫时间，T2 为驰豫时间常数。 • 上式中当t＝T2时，MXY＝M0e-1=37% M0，即MXY 衰减至最大值的37％时所
• 1．空间分辨力低 与X 线摄影、CT 等成像技术相比，MR 图像的空间分辨 力较低。
• 2．成像速度慢 不利于为危重病人及不合作病人的检查。 • 3．禁忌证多 装有心脏起搏器、动脉瘤夹、金属假肢等病人不宜进行MRI
检查。 • 4．不能进行定量分析 因MRI 不能对成像参数值进行有效测定，所以不能
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第20页/共81页
二、自旋质子弛豫
• （一）驰豫的概念 • 驰豫（relaxation）：是指自旋质子
的能级由激发态恢复到它们稳定态 （平衡态）的过程。 • 驰豫过程包含着同步发生但彼此独立 的两个过程：①纵向驰豫 （longitudinal relaxation）；②横 向驰豫（transverse relaxation）
• （三）横向驰豫 • 1．横向驰豫机制 • MXY 的形成是由于射频脉冲激发后，自旋质子处于激发态并在XY 平面继续绕Z
轴进动，其相位趋于一致而叠加形成宏观磁化矢量。在磁场中，每个自旋都受到 静磁场B0 和临近自旋磁矩产生的局部磁场的影响。 • （三）横向驰豫 • 1．横向驰豫机制 MXY 的形成是由于射频脉冲激发后，自旋质子处于激发态并在 XY 平面继续绕Z 轴进动，其相位趋于一致而叠加形成宏观磁化矢量。在磁场中， 每个自旋都受到静磁场B0 和临近自旋磁矩产生的局部磁场的影响。
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• 2．横向驰豫时间 90°RF 脉冲关闭后，在XY 平面内的MXY 以T2速率特征进行 驰豫，呈指数衰减曲线形式，如下图所示。
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• T2驰豫过程符合： • 式中：MXY（t）为t 时刻的横向磁化矢量值，M0为平衡态的磁化矢量值，t 为
驰豫时间，T2 为驰豫时间常数。 • 上式中当t＝T2时，MXY＝M0e-1=37% M0，即MXY 衰减至最大值的37％时所
• 1．空间分辨力低 与X 线摄影、CT 等成像技术相比，MR 图像的空间分辨 力较低。
• 2．成像速度慢 不利于为危重病人及不合作病人的检查。 • 3．禁忌证多 装有心脏起搏器、动脉瘤夹、金属假肢等病人不宜进行MRI
检查。 • 4．不能进行定量分析 因MRI 不能对成像参数值进行有效测定，所以不能
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二、自旋质子弛豫
• （一）驰豫的概念 • 驰豫（relaxation）：是指自旋质子
的能级由激发态恢复到它们稳定态 （平衡态）的过程。 • 驰豫过程包含着同步发生但彼此独立 的两个过程：①纵向驰豫 （longitudinal relaxation）；②横 向驰豫（transverse relaxation）
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子间距为同一数量级，在1*10-10m左右。X线的波长短，光子能量大，故 穿透物质的能力强。 • X线的穿透性不但与其波长（λ ）有关，还与物质的性质、结构有关。 一般物质的原子序数（Z）高、密度（ρ ）大，吸收X线多，X线穿透性 差。 • X线对人体不同组织穿透性能的差别，是X线摄影和透视的基础。
可见光的空间分布，然后投影到视网膜。
• 4．视觉影像的形成 通过视网膜上明暗相间的图案，形成视觉影像。 • 5．意识影像的形成 通过对视觉影像的识别、判断，作出评价或诊断。
• （二）数字信息影像的传递与形成 • 数字X线信息影像的传递与形成基本上与模拟信息影像的传递与形成 相同，不同之处主要是影像信息的传递过程中增加了模/数转换，将
第二章 医学影像成像的基本条件
主要内容
• 第一节 信息影响传递与形成 • 第二节 信息源 • 第三节 影像信息载体
• 第四节 影像信息接收器
• 第五节 影像视读
广义的摄影：是应用光或其它能量来表现被照体的信息状态，并以可 见的光学影像加以记录的一种技术。X线摄影、X线透视、CT、MR等 成像均需要具备有一个成像系统，成像系统即是将信息载体表现出来 的信号加以处理，形成表现信息影像的系统。 成像程序为：能量→信息信号→检测→图像形成。
• 由于X线有荧光作用，在X线透视成像中，透过人体的X线照射到荧光
物质时，荧光物质的原子被激发或电离放射出可见的荧光。 • 早期的X线透视成像就是将透过人体的X线照射到荧光屏上使其成为透 视X线影像的，这种荧光影像强度很弱，只能在暗室中观察阅读。 • 现在的X线透视成像是将透过人体的X线照射到影像增强器，影像增强 器将荧光影像亮度增强，然后输入X线电视，使之成为可见的视频影 像。
光强度分布传递给X线胶片，与X线胶片感光乳剂层中的卤化银（AgX）
发生光化学反应，即形成银颗粒分布的潜影（Ag原子）；在潜影的催 化下，已经过X线曝光的胶片经显影加工处理，将胶片上大量的AgX还
原成Ag原子；大量的Ag原子形成二维的光学密度（D）分布，形成了模
拟X线影像的X线照片。
• （二）影像增强器-X线电视
• （四）平板探测器 • 数字X线摄影（DR）中使用两种平板探测器（FPD）作为影像信息的 接收器，即直接转换FPD与间接转换FPD。
• 直接转换FPD分为非晶硒（a-Se）为光电材料的FPD和多丝正比电离室
型（现在已很少使用）。间接转换FPD又分为CsI＋a-Si和CCD摄像机两 种。
• （五）C体）、信息载体与信息接收器。
第一节 信息影响传递与形成
• 一、模拟X线信息影像的传递与形成
• X线信息影像的形成与传递5个阶段：
• 1．X线信息影像的产生 X线信息影像的形成基础是被照体对X线束的衰 减。X线在物质中的衰减符合如下规律：
• 2．X线信息影像的转换 将不均匀的X线强度分布，通过接受介质（屏片系统、X线电视等）转换为密度影像，或二维的光强度分布（荧光屏 、影像增强器系统等）影像，以用于观察诊断。 • 3．密度分布转换成可见光的空间分布 借助观片灯可将密度分布转换成
模拟信息转换成数字信息，而后进行各种处理和图像重建，最后还要
将数字影像通过数/模转换成可以视读的模拟影像。
第二节 信息源
• （一）X线成像
• X线与物质的作用，X线成像是X线束进入人体后，一部分被人体组织
结构吸收和散射，另一部分透过人体沿原方向向前传播。X线通过人 体组织时是按照指数规律衰减。当X线的衰减以光电吸收为主时，被 检体的线衰减系数μ 与人体组织的Z、ρ 存在着如下关系：
• （二）射频电磁波 • 产生MR信号必须具备三个基本条件：即能产生共振跃迁的自旋不为 零的原子核（1H）、静磁场（B0）、产生一定频率（1H发生共振的拉 莫尔频率）电磁波的射频磁场。从三个条件中可以看出射频（RF）电 磁波是产生和传递MR信号的信息载体。
第四节 影像信息接收器
• 医学影像成像中常用的接收器有： 1. 模拟X线成像中的屏-片系统 2. 计算机X线摄影（CR）中的成像板（IP）
• CT成像是X线经过准直器形成很细的直线射束（或扇形射线束），穿 透人体被检测的体层面，经人体薄层内组织器官衰减后射出的X线（ 投影P）到达高灵敏度的检测器，检测器接收透过被检体层后的X线束 强度（I），然后将这含有人体信息的X线强度转换成相应的电信号， 通过测量电路将电信号放大，由A/D转换器转换为数字信号，再经计 算机处理系统处理，重建出人体层面上组织结构对X线的衰减系数（μ ）的灰度图像。
3. 数字X线摄影（DR）中的平板探测器（FPD）
4. X线计算机体层成像中的检测器 5. 磁共振成像中的接收线圈等
• （一）屏-片系统
• 屏-片系统即增感屏与X线胶片组合系统，它作为透过被检体后带有人体
信息的接受介质，或称作带有人体信息的X线接收器。其工作原理是： 透过人体的X线到达增感屏的荧光体层时激发荧光体发出荧光，并将荧
• （三）成像板
• 在计算机X线摄影（CR）中，使用成像板（IP）作为影像信息的接收
器。CR系统中，透过人体的X线入射到IP时，X线量子被IP的光激励发 光物质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；将形成潜影的IP进行激光扫描时， 半稳定状态的电子转换为光量子，发生光激励发光（PSL）现象，光 量子被光电倍增管检测到，将光信号传化为电信号并放大，再经模/ 数（A/D）转换器转换为数字信号，进行处理后形成数字影像。
• （二）磁共振成像 • 根据磁共振成像（MRI）定义知道磁共振信号的强弱与人体组织的氢质 子密度密切相关。在人体各种组织结构中，1H占原子数量的2/3，而且
1H为磁化最高的原子核，所以目前生物组织的MRI主要是1H成像。
第三节 影像信息载体
• （一）X线
• 本质是一种电磁波。波长很短，大约与晶体内呈周期（规则）排列的原
• 人体组织结构大至可分为骨骼、肌肉、脂肪及空气四大类，对X线的 衰减按骨骼、肌肉、脂肪、空气的顺序逐渐减弱，这种衰减差异的大 小就形成了X线影像的对比度。然后通过各种影像接收器（探测器）
进而形成可见的X线影像。
• X线在透过人体时，主要发生光电效应和康普顿效应两种作用形式的
衰减。是以肌肉和骨骼为例，显示不同能量的X线在两种组织中发生 效应的比率。
可见光的空间分布，然后投影到视网膜。
• 4．视觉影像的形成 通过视网膜上明暗相间的图案，形成视觉影像。 • 5．意识影像的形成 通过对视觉影像的识别、判断，作出评价或诊断。
• （二）数字信息影像的传递与形成 • 数字X线信息影像的传递与形成基本上与模拟信息影像的传递与形成 相同，不同之处主要是影像信息的传递过程中增加了模/数转换，将
第二章 医学影像成像的基本条件
主要内容
• 第一节 信息影响传递与形成 • 第二节 信息源 • 第三节 影像信息载体
• 第四节 影像信息接收器
• 第五节 影像视读
广义的摄影：是应用光或其它能量来表现被照体的信息状态，并以可 见的光学影像加以记录的一种技术。X线摄影、X线透视、CT、MR等 成像均需要具备有一个成像系统，成像系统即是将信息载体表现出来 的信号加以处理，形成表现信息影像的系统。 成像程序为：能量→信息信号→检测→图像形成。
• 由于X线有荧光作用，在X线透视成像中，透过人体的X线照射到荧光
物质时，荧光物质的原子被激发或电离放射出可见的荧光。 • 早期的X线透视成像就是将透过人体的X线照射到荧光屏上使其成为透 视X线影像的，这种荧光影像强度很弱，只能在暗室中观察阅读。 • 现在的X线透视成像是将透过人体的X线照射到影像增强器，影像增强 器将荧光影像亮度增强，然后输入X线电视，使之成为可见的视频影 像。
光强度分布传递给X线胶片，与X线胶片感光乳剂层中的卤化银（AgX）
发生光化学反应，即形成银颗粒分布的潜影（Ag原子）；在潜影的催 化下，已经过X线曝光的胶片经显影加工处理，将胶片上大量的AgX还
原成Ag原子；大量的Ag原子形成二维的光学密度（D）分布，形成了模
拟X线影像的X线照片。
• （二）影像增强器-X线电视
• （四）平板探测器 • 数字X线摄影（DR）中使用两种平板探测器（FPD）作为影像信息的 接收器，即直接转换FPD与间接转换FPD。
• 直接转换FPD分为非晶硒（a-Se）为光电材料的FPD和多丝正比电离室
型（现在已很少使用）。间接转换FPD又分为CsI＋a-Si和CCD摄像机两 种。
• （五）C体）、信息载体与信息接收器。
第一节 信息影响传递与形成
• 一、模拟X线信息影像的传递与形成
• X线信息影像的形成与传递5个阶段：
• 1．X线信息影像的产生 X线信息影像的形成基础是被照体对X线束的衰 减。X线在物质中的衰减符合如下规律：
• 2．X线信息影像的转换 将不均匀的X线强度分布，通过接受介质（屏片系统、X线电视等）转换为密度影像，或二维的光强度分布（荧光屏 、影像增强器系统等）影像，以用于观察诊断。 • 3．密度分布转换成可见光的空间分布 借助观片灯可将密度分布转换成
模拟信息转换成数字信息，而后进行各种处理和图像重建，最后还要
将数字影像通过数/模转换成可以视读的模拟影像。
第二节 信息源
• （一）X线成像
• X线与物质的作用，X线成像是X线束进入人体后，一部分被人体组织
结构吸收和散射，另一部分透过人体沿原方向向前传播。X线通过人 体组织时是按照指数规律衰减。当X线的衰减以光电吸收为主时，被 检体的线衰减系数μ 与人体组织的Z、ρ 存在着如下关系：
• （二）射频电磁波 • 产生MR信号必须具备三个基本条件：即能产生共振跃迁的自旋不为 零的原子核（1H）、静磁场（B0）、产生一定频率（1H发生共振的拉 莫尔频率）电磁波的射频磁场。从三个条件中可以看出射频（RF）电 磁波是产生和传递MR信号的信息载体。
第四节 影像信息接收器
• 医学影像成像中常用的接收器有： 1. 模拟X线成像中的屏-片系统 2. 计算机X线摄影（CR）中的成像板（IP）
• CT成像是X线经过准直器形成很细的直线射束（或扇形射线束），穿 透人体被检测的体层面，经人体薄层内组织器官衰减后射出的X线（ 投影P）到达高灵敏度的检测器，检测器接收透过被检体层后的X线束 强度（I），然后将这含有人体信息的X线强度转换成相应的电信号， 通过测量电路将电信号放大，由A/D转换器转换为数字信号，再经计 算机处理系统处理，重建出人体层面上组织结构对X线的衰减系数（μ ）的灰度图像。
3. 数字X线摄影（DR）中的平板探测器（FPD）
4. X线计算机体层成像中的检测器 5. 磁共振成像中的接收线圈等
• （一）屏-片系统
• 屏-片系统即增感屏与X线胶片组合系统，它作为透过被检体后带有人体
信息的接受介质，或称作带有人体信息的X线接收器。其工作原理是： 透过人体的X线到达增感屏的荧光体层时激发荧光体发出荧光，并将荧
• （三）成像板
• 在计算机X线摄影（CR）中，使用成像板（IP）作为影像信息的接收
器。CR系统中，透过人体的X线入射到IP时，X线量子被IP的光激励发 光物质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；将形成潜影的IP进行激光扫描时， 半稳定状态的电子转换为光量子，发生光激励发光（PSL）现象，光 量子被光电倍增管检测到，将光信号传化为电信号并放大，再经模/ 数（A/D）转换器转换为数字信号，进行处理后形成数字影像。
• （二）磁共振成像 • 根据磁共振成像（MRI）定义知道磁共振信号的强弱与人体组织的氢质 子密度密切相关。在人体各种组织结构中，1H占原子数量的2/3，而且
1H为磁化最高的原子核，所以目前生物组织的MRI主要是1H成像。
第三节 影像信息载体
• （一）X线
• 本质是一种电磁波。波长很短，大约与晶体内呈周期（规则）排列的原
• 人体组织结构大至可分为骨骼、肌肉、脂肪及空气四大类，对X线的 衰减按骨骼、肌肉、脂肪、空气的顺序逐渐减弱，这种衰减差异的大 小就形成了X线影像的对比度。然后通过各种影像接收器（探测器）
进而形成可见的X线影像。
• X线在透过人体时，主要发生光电效应和康普顿效应两种作用形式的
衰减。是以肌肉和骨骼为例，显示不同能量的X线在两种组织中发生 效应的比率。