醫(yī)學影像成像原理

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1、醫(yī)學影像成像原理93k10b077026翟星玥指導教師王世偉【論文摘要】由于現代醫(yī)學影像技術的快速發(fā)展，我們有必要了解醫(yī)學影像的成像原理，本論文介紹了各種醫(yī)學影像設備的成像原理。Becauseofthefastdevelopmentofthemodernmedicalimagingtechnology.Weneedtoknowthemedicalimagingprinciple.Thispaperintroduceavarietyofthemodernmedicalimagingtechnology’simagingprinciple.【關鍵字】成像原理穿透性熒光效應感光效應衰減系數磁

2、共振放射性制劑imagingprinciple,penetrating,fluorescenteffect,photographiceffect,attenuationcoefficient,magneticresonance,radioactiveagent.現代醫(yī)學影像的成像原理和技術路線從根本上說是依據電離輻射和非電離輻射的自身性質和它們與物質的相互作用，并利用計算機等現代技術手段來采集成像數據，按一定的數學方法用計算機重建數字圖像。主要包括X射線，CT,MRI,超聲波與核醫(yī)學設備的成像原理。一．X線的成像原理。X線實際上是一種波長極短、能量很大的電磁波。醫(yī)學上應用的X線波長約在

3、0.001--0.1nm之間。X射線穿透物質的能力與射線光子的能量有關，X線的波長越短，光子的能量越大，穿透力越強。X顯得穿透力也與物質密度有關，密度大的物質對x線的吸收多，透過少；密度小者吸收，透過多。利用差別吸收這種性質可以把密度不同的骨骼與肌肉、脂肪等軟組織區(qū)分開來，者正是X線透視和攝影的物理基礎。X線之所以能使人體組織在熒屏上或膠片上形成影像，一方面是基于X線的穿透性、熒光效應和感光效應；另一方面是基于人體組織之間有密度和厚度的差別。當X線透過人體不同組織結構時，被吸收的程度不同，所以到達熒屏或膠片上的X線量即有差異。這樣，在熒屏或X線片上就形成明暗或黑白對比不同的影像。X線影

4、像的形成，是基于以下三個基本條件：首先，X線具有一定的穿透力，能穿透人體的組織結構；第二，被穿透的組織結構，存在這密度和厚度的差異，X線在穿透過程中被吸收的量不同，以致剩余下來的X線量有差別；第三，這個有差別的剩余X線，是不可見的，經過顯像過程，例如經過X線片的現實，就能獲得具有黑白對比、層次差異的X線圖像。二．X-CT成像原理CT是用X射線對人體層面進行掃描，取得信息，經計算機處理而重建圖像，顯示的是斷面解剖圖像，其密度分辨率明顯優(yōu)于X線圖像，可以顯著的擴大人體檢查范圍，提高病變的檢出率和診斷的準確率。X-CT是運用掃描并采集投影的物理技術，以測定X射線在人體內的衰減系數為基礎，采用

5、一定算法，經計算機運算處理，求解出人體組織的衰減系數值在某剖面上的二維分布矩陣，再將其轉換為圖像上的灰度分布，從而實現建立斷層解剖圖像的現代醫(yī)學成像技術，X-CT成像的本質是衰減系數成像。X-CT成像裝置主要由X線管、準直器、檢測器、掃描機構、測量電路、電子計算機、監(jiān)視器等部分組成。掃描方式有單束平移-旋轉方式，窄扇形束掃描平移-旋轉方式，旋轉-旋轉方式，靜止-旋轉方式，電子束掃描方式。三．MRI成像原理磁共振成像是一種特征的參數、多種靶位核素的成像技術。目前臨床上主要有氫核密度ρ，馳豫時間T1,T2和組織流動成像。磁共振成像基本原理是利用特定頻率的電磁波，向外在磁場中的人體進行照射人

6、體內各種不同組織的氫核在電磁波的作用下會發(fā)生核磁共振，并吸收電磁波的能量，隨后再發(fā)射出電磁波。MRI系統(tǒng)探測到這些來自人體中的氫核發(fā)射出來的電磁波信號之后，經過計算機進行處理和圖像重建，即可得到人體的斷層圖像。由于氫核吸收和發(fā)射電磁波是揮手道周圍化學環(huán)境的影響，所以從磁共振信號中獲取的人體斷層圖像，不僅可以反映形態(tài)學信息，還能夠從圖像中得到相應的與生物化學和病理學等有關信息。因此MRI被認為是一種研究活體組織、診斷早期病變和醫(yī)學影像技術。四．超聲波成像原理醫(yī)學超聲波檢查的工作原理的將超聲波發(fā)射到人體內，當它在體內遇到界面是會發(fā)生及反射，并且在人體組織中科被吸收而衰減。因為人體各種組織的

7、形態(tài)核結構是不相同的，因此其反射與折射以及吸收超聲波的程度也就不同。醫(yī)生們正是通過儀器所反映出的波型、曲線和影像的特征來辨別它們。此外再結合解剖學知識、正常與病理的改變，便可診斷所檢查的器官是否有病。產生超聲波的有兩個必備條件：一是要有高頻聲源，二是要有傳播超聲的的介質。醫(yī)學上應用的超聲成像是靠反射或散射回波來運載生物信息的。超聲波探測技術可以分為兩大類，即基于回波掃描的超聲探測技術和給予多普勒效應的超聲探測技術。目前醫(yī)生應用的超聲診斷方法有不