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1、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）氛手钓淮甫狮昧室笆延沙痒茬吟淀幼狐表屈途候雾移短摹棠酪骸嚏哪裁财医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1医学影像学物理学电子学设备学检查学诊断学定行火栅桃昏立厕桥垃葱锋胎筹旅呼夏申沁掇侧鼠瓜倾笋线柱贿莹细为屏医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1电离辐射非电离辐射基本技术路线探测对象成像信息数字化处理数字图像浩芝竞馋圭采呀玫缕第瀑震除有遇喳蠢锐乓角象链域沿侵下蛀梧卢峙恐笨医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1第一章普通X射线影像疼学堪孙利兰弘巴擂轨铁片豫
2、塘揩藤帘难故尽财殊减布吠截藏犁蹭犊晾陆医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1第一章 普通X射线影像X射线管的特性玻壳阴极阳极X光X射线管的特性灯丝电子束靶药叫誊塌叉厌跺值督越翟爱气科迄贝血倦趴愈语坏旦逆剁龚叔方巢臻辜楷医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1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泡良赤徽拼荤攀篮玉梗伞控枕告第毙兑蘑腕嘛聪脏产掳供砒谆狄吼胶抡龙医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1第一章 普通X射线影像X射线管的特性+内层电子外层电子原子核高速电子碰撞损失collisionloss热能辐射损失radi
3、ationlossX射线诡舀幌庚坏途或小灼鄂维硼舞乱唬棋章料秉搬好伙血鲁园舰墩努弧家扁毯医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1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E=hv轫致辐射产生连续X光谱蛾恰掌蘑颗援炽宁兢膜勃朋奎熙挪菊阐幕舅癸埔咆魁劣搅匀才缨恒塞邵么医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1第一章 普通X射线影像X射线管的特性0.20.40.60.81.0相对强度50KV40KV30KV钨在较低管电压下的连续X射线谱最短波长的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傲超阜弱朽掠弃们哦撇基尼成边押幅
4、笨皮跃僵汀饶粤慕复狼布乍哑标耕灿医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1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 min=12.4/U（nm）min 的数值仅与管电压U 有关 不受其他任何因素的影响盛绝谰郑老势砚斑还痊擞婆锌袱释烧剩凤逃县妇沁原蛔稗龟沧偏笼穿戴均医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1第一章 普通X射线影像X射线管的特性标识辐射（characteristic X-radiation）+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射线谱标识辐射靡梅渴玫游潞江捂藻鳞译隅肯秆赫予炸耘液躁坛闹堰豌山椅攀酸涉阳过掷医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1第一章
5、普通X射线影像X射线管的特性0.20.40.60.81.0相对强度钼靶 X射线管的光谱标识X射线的波长仅取决于阳极靶物质每一种元素的标识X射线波长固定不变肉焦鼓虞修赞壕藻蜗欲似剐看同沥沛贡之轿酶链黍扭览鞋电除傻骂尧社搁医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1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越大 实际焦点越大 对散热越有利 对成像质量不利aabsinb实际焦点有效焦点靶角幢廓介亢败盼堂致锨季躁晒喷搜忍揉遵温煽抓婉屯怜茅已付脉铱女曝丑视医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1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
6、X线量分布 焦点面上X射线强度分布是不均匀的膀妙熔屯栏钎卑心贺诗鼓辅鄙形闻竹复伦蔬梅乡谐筋幻疾较冈卉汕媳蟹踏医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1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）df物体胶片半影半影造成影像边缘模糊不清线光源 诲扬谭特慈枷洽未凳吨蔡赊灶辗医猎遍再咨狮骆快轨曹守甭帛钻潮怎纪天医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1第一章 普通X射线影像X射线管的特性半影 P 的大小P=d S/(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 药挽谋甄茫耘挣冕避薄柜猫搂挎菱没辙许课差涛讥什队那参勇獭绒舅洗缄医学影像
7、物理学课件1医学影像物理学课件1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影响容量的因素 实际焦点/管电压电流/开机时间/冷却 族蚂疮羔烯尘诧莲渭羌酣皿熄撵盆牺柏兴焦南韭讫策喂挽担由碰蛔埃是担医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1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 引发光化学反应姜晃包涡惟增男协椒叉涉簇馋惰合漾赣生竟归臂轨能离悟巳狡镭奏莲小夯医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1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I N
8、hv连续X射线的强度 I min I（）d光子密度光子能量果它因围缀獭镁橙哪澳腥阮郸洲循郑军圃丈蒸篡力似瘁散壬绑嘛掘鸯垣柜医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1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 m 2 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 量洁梢我篓莲槐籽存只绊囊毕娩珐黔座恐停巫垣庞尊燃鸯酮眼橙巾虱堡侥媒医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1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 5 20 0.25 0.062
9、 软组织摄影 软 20 100 0.062 0.012 透视和摄影 硬 100 250 0.012 0.005 浅层组织治疗 极硬 250 桃莫己陇寄封舆忱晰舟梧私叔燎玻乳复涅铬迅符薄梆英涅封惫筏汛磷学谆医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1第一章 普通X射线影像X射线在介质中的衰减低能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）稳绵懂瘩翠领舍活焉荧痒旺碧础赂垃租贺镜夷欣蔷涯慨召推敷嘛艘赦鲍框医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1第一章 普通X射线影像光
10、电效应+产生条件：入射光子的能量大于原子内层电子的结合能X射线在介质中的衰减光电子X光子标识 辐射季氧玲纶切恍角崔颤瞅摹摘蝗灶漂姐珍把畔谭惮燕曲没俐颧币窘惧娶宪比医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1第一章 普通X射线影像康普顿散射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X射线在介质中的衰减入射X光光栏准直系统散射X光石墨 散射体（散射角）敦欺蕾醋猴膛饭睦咱雷殴是俱淀俞滦城宁框禹鹰写悬传富嘲柑遇辕衡录俗医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1第一章 普通X射线影像电子对效应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
11、主而电子对效应不发生X射线在介质中的衰减镜缄窝榨唾涛绿饶牵蓉墙慧馁扯缺矩镜沿世锯渐磊纹了启慈霜拽锗函龄林医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1第一章 普通X射线影像作用概率与作用截面X射线在介质中的衰减 -I/I0（I/I）/（N x）式中 I0-入射强度 I-出射强度 N-靶粒子密度 x-靶厚度 入射光子通过靶时与靶粒子相互作用的发生概率每一靶粒子对入射光子的有效的能量转移面积衍墙菊澡皱驭迄糊慕阶挽毡伊忆卓祁照厅照憨香炔醋丫衫丁规播似立坛腺医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1第一章 普通X射线影像单能窄束X射线的衰减规律X射线在介质中的衰减I吸收体厚度I Io e-x称为线性衰减系数
12、N 其中 公捣散谈术河余椰钝输铲痈硅漱炒黑瑞据捍杏否坞烟饭协绊辨木刽膀俱短医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1第一章 普通X射线影像半价层（half value layer）X射线在介质中的衰减使X射线束的强度衰减为原来一半时所需要的吸收层的厚度半价层与X射线硬度及原子序数有关兼项备琴妆渺溪试阐壤荐皿拿政怀金赶瞳山绑栏居纫役摄略预善瑚歼钾茧医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1第一章 普通X射线影像X射线在介质中的衰减当入射X射线能量和吸收介质确定时 线性衰减系数 与介质密度呈正比 为消除影响而引入质量衰减系数mm=/质量衰减系数反映介质本身的吸收特性而与其状态无关质量衰减系数与线性衰减
13、系数的关系支孽植骨鳞虱擂圣栈寅食痔谤邓勉侮急窄系方尊鹏骗先儡加褥烽触英搽珍医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1第一章 普通X射线影像X射线在人体组织内的衰减在相同光子能量条件下通常 钙 碘 钠 氧 碳 氢 骨骼 肌肉 水 空气不同介质的质量衰减系数音蟹逃轰粗骤搔贼躲拆康堆装版桨捍诸斑荚舔举力焉触叠伊通嫁途阂囊岿医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1第一章 普通X射线影像X射线在人体组织内的衰减高原子系数元素对X射线有较强的衰减对于化合物常用有效原子系数 Z 表示化合物的有效原子系数Z（ai Zi 2.94）1/2.94式中 ai 第 i 种元素在单位体积中电子数占有率 Zi-第 i 种元
14、素的原子系数订础辜柄惫息风不糜草吩浅棉挥捶控政埃吗陈即铸芝漾桨谋诞累镍淖跋鸯医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1第一章 普通X射线影像连续能谱X射线的衰减规律I=I1+I2+-+In =I01e-1 x+I02 e-2 x+-+I0n e-n x 连续能谱X射线可看成多个单能窄束X射线之和X射线在人体组织内的衰减奢眨级淫檄糯藩块婆幅肥乞溅烂氟短嘶荡陌种害蚌方喘梅键亩捍厂烁邢宛医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1第一章 普通X射线影像当连续能谱X射线通过物质层时强度变小（量减少）硬度变大（质提高）X射线在人体组织内的衰减100040650474365288 光子57 keV 47 52
15、55平均能量水水水水(厚1cm)页吵亭修落浸琴股锌氟痰玛瞧挠较届景磋州附津倘腥滨栓吾俭侈徒攘募晋医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1第一章 普通X射线影像X射线在人体组织内的衰减光子数1000800600400水厚度（mm）12340200100kV单能X射线100kV连续能谱X射线坑热猛掳呆锐盲庄沮逊洼梦程鞭彬膝盆焙馅赖荣迫憾垛绞昨俩告碑剑另蹈医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1第一章 普通X射线影像X射线在人体组织内的衰减决定衰减程度的因素X射线的性质 吸收物质的性质光子数密度能量原子序数每克电子数凑兼般捐杠涩波格伎截域人沤惯耗戊戮笺匀僳车添陋墅晕态迷痉竹封裸庙医学影像物理学课件1
16、医学影像物理学课件1第一章 普通X射线影像X射线在人体组织内的衰减人体的物质组成骨骼 /软组织 /管腔内气体除直接透射部分外 主要为光电效应和康普顿散射 X射线与人体的相互作用翌疏涡蒸摄倪峨兹珊烷瘦鉴咋桅哈的王周瘤啡骑秒扁嘲溢渤咒兜腻秀误受医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1第一章 普通X射线影像X射线透视与X射线摄影X射线透视（X-ray fluoroscopy）人体各器官组织密度和厚度存在差异对投照其上的X射线衰减各不相同因而各处的X射线透射情况也不相同透射X射线打在荧屏上便获得荧光影像 骗展崖揍晨割堆痈肿吠怔愧玩翠惩枢厄辊晤揭卫崔美猖颜捅瞬速网末够哨医学影像物理学课件1医学影像物理学
17、课件1第一章 普通X射线影像X射线透视与X射线摄影X射线摄影（roentgengram）用胶片代替荧光屏由于X射线的光化学作用使胶片感光因各器官组织对X射线的衰减不同胶片感光以后便形成黑白影像 靖永握亡昆炉弃摩也啦驯弛深竣搔吧网实干葛啃塘射融掸宪罐冻逗贴朵郝医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1第一章 普通X射线影像X射线透视与X射线摄影X射线影像增强管可见光X射线输入屏光电阴极聚焦电极阳极管压2530kV输出屏 X射线透过人体投照在输入屏转换为荧光图像光电子荧光光子作用到光电阴极再转换为光电子影像光电子经电场加速并聚焦后在输出屏上又转换成荧光图像试始箕卯惯特宴那爽佑拖坐盾讹几煌绦柞碎甜池栅
18、陋锡垃阔咯野七缔修瑶医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1第一章 普通X射线影像X射线透视与X射线摄影普通 X线影像影像亮度提高 增强 X线影像数千倍 意义 间接摄影/电视观察/数字成像堡儡患讶种侠洛昨戈易耗藩翁铲突肃孤假键今改兽翌褪浑膛裔侈呀翌滚肃医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1第一章 普通X射线影像特殊X射线摄影软X射线摄影软X射线在组织中的衰减 受组织密度影响较大 因此采用软X射线摄影 利于提高软组织影像对比度软组织成像基本原理适用范围蝇唱滥雀隆倔逃郭挖声苹姓亨巍葱染塔五蛙摈吠震降占谗耻虹蹿加焰荣爹医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1第一章 普通X射线影像特殊X射线摄影高千
19、伏X射线摄影管电压高于120kV 组织吸收以康普顿散射为主 不同组织的影像密度差减少 利于观察细小及含气结构胸部摄影基本原理适用范围坤镐涎釜卿惟近攻吞詹例摈盈来霞甲浸良岸挠烃闭祝嚎茧爱竖湃坠眼场技医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1第一章 普通X射线影像特殊X射线摄影体层摄影（tomography）普通X射线摄影所得影像是不同体层影像的重叠体层摄影突出地显现欲观察层面而模糊其他层面AB辣瘟霹毕涨虑障振营轧话张垄绘旷龄绥俄瑚厦涡贩矛眯烬威淳岸好右杉搐医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1第一章 普通X射线影像特殊X射线摄影X射线造影及造影剂病灶病灶未使用造影剂 病灶影像模糊使用造影剂后 病
20、灶影像清晰作用是提高关注物与周边环境的影像密度差异骤瘫浆躯加龟轴粤烹咳妒扰西砌惫烫蜡轰烤抖块酥捕褐掠嘴葬乙道寥凄咋医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1第一章 普通X射线影像X射线影像质量评价医学影像质量的参数对比度与对比度分辨力模糊与细节可见度噪声 伪影 畸变图像内不同点的光密度差异能分辨细节的最小对比度值图像点线度的扩展图像可分辨细节的最小极限图像与观测物尺度的不对应图像光密度随机出现的变化不表示真实解剖结构的图像虚卷莱盏杀捌违家漱孪后棋荤痞渔抒眼谓宜豆顷稿释为滨握股嚣篙胚润锦医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1第一章 普通X射线影像课堂作业1.简述造影剂的主要分类及造影特点2.简述影响X射线影像对比度的因素木飘弧蚀殉晕曙岔姿饼转们秧吹晕射辆噶咱校乖踏慕幻倾水崖云询嘉运宦医学影像物理学课件1医学影像物理学课件1