第3章医学影像成像原理.pptVIP

（4）反射与折射。超声波入射到人体组织或器官时引起返回的过程，称为声波反射。而声波穿过介质之间的界面，进入另一种介质中继续传播的现象，称为声波透射。当超声的入射方向不垂直于两种介质的界面时，它通过界面进入另一种介质后改变传播方向的过程，称为声波折射。 反射与折射示意图 当前第62页\共有95页\编于星期六\13点 （5）散射与衍射。声波传播过程中，遇到直径小于波长的微小粒子，微粒吸收声波能量后，再向四周各个方向辐射球形波，这种现象称为声散射，散射现象是声波传播中最普遍、最基本的现象，也是脉冲回波技术的依据与超声诊断技术的基础。 当声波传播过程中遇到与波长相当的障碍物，声波将绕过该障碍物而继续前进，这种现象称为声衍射。 散射与衍射示意图 当前第63页\共有95页\编于星期六\13点 （6）声波衰减。声波在介质内传播过程中，由于介质的热传导性、分子吸收以及散射等因素导致声能减少、声强减弱的现象称为声衰减。在人体绝大多数软组织中，引起声波衰减的主要原因是声吸收，声波传播中的一部分能量被转化为热能，从而使继续传播的声强减弱。在人体组织中衰减程度一般规律是：骨组织（或钙化）肌腱（或软骨）肝脏脂肪血液尿液（或胆汁）。 （7）超声多普勒效应。当声源与人体组织之间存在相互运动时，人体组织接收声波的频率会发生变化，这种现象称为多普勒效应。 当前第64页\共有95页\编于星期六\13点 3.4.1 超声波的特性 2．超声波与物质作用的特性 超声波会对人体组织产生各种生物效应，包括热效应和非热效应，其作用机制较为复杂。 （1）热作用机制 （2）机械作用 （3）超声空化作用 （4）化学效应 当前第65页\共有95页\编于星期六\13点 3.4 超声波成像原理 3.4.2 超声波的产生 超声波的产生是对某些特殊材料加载高频交变电信号使之产生高频机械振荡而获得的。大多数超声诊断仪采用脉冲形式发射超声波，即每隔一定时间发射一个振荡脉冲，每次振荡持续的时间，称为脉冲宽度（约几微秒）。每秒发出振荡脉冲的次数，称为重复频率（约1000次／秒）。高频脉冲发生器用来产生超声波频的电振荡。常用的超声波检查使用脉冲振荡发射器与超声回波接收器一体装置。 当前第66页\共有95页\编于星期六\13点 3.4 超声波成像原理 3.4.3 超声波成像技术 超声波探测技术可以分为两大类，即基于回波扫描的超声探测技术和基于多普勒效应的超声探测技术。 基于回波扫描的超声探测技术主要用于解剖学范畴的检测、了解器官的组织形态学方面的状况和变化。 基于多普勒效应的超声探测技术主要用于了解组织器官的功能状况和血流动力学方面的生理病理状况，如观测血流状态、心脏的运动状况和血管是否栓塞检查等方面。 当前第67页\共有95页\编于星期六\13点 2. X-CT成像的数据采集与处理 综上所述，X线穿过人体的过程中，在受检体内欲成像的层面可被看作为一系列二维的体积元（体素）组成的面阵，并由计算机对其进行空间位置编码，当X线进行扫描时，计算机将计算出每个单位容积的X线吸收系数（也称作衰减系数μ值）。将μ值换算成CT值，即可以作为表达组织密度的统一单位。 人体组织与器官的CT值等于该物质的吸收系数μm与水的吸收系数μw之差，再与水的衰减系数相比之后乘以1000。其单位名称为Hu (Hounsfield Unit), 1000为Hu的分度因素。 人体组织的CT值界限可分为2000个分度，上界为骨的CT值(1000Hu)，下界为空气的CT值（-1000Hu）。这样分度包括了由最高密度（骨皮质）到最低密度（器官的含气部分）的CT值。常规人体组织的CT值如表3.3。 当前第30页\共有95页\编于星期六\13点 2. X-CT成像的数据采集与处理 组织器官 CT值（HU） 组织器官 CT值（HU） 骨组织 ＞400 肝脏 50～70 钙化 80～300 脾脏 35～60 血块或新鲜出血 64～84 胰腺 30～55 脑白质 25～35 肾脏 25～50 脑灰质 28～44 肌肉 40～55 脑脊液 3～8 胆囊 10～30 血液 13～32 甲状腺 50～90或更高 空气 －200以上 脂肪 －20～－100 表3.3 常规人体组织的CT值 在求得人体组织与器官的CT值后，经计算机重建并依据不同器官或组织的密度表示出不同的灰度，在屏幕上进行显示即得到断层平面上的器官或组织密度的图像。 当前第31页\共有95页\编于星期六\13点 3.2.2 X-CT 的扫描方式 目前CT的扫描方式从机械扫描方式发展到电子束扫描方式，探测器数量也从原始的1个发展到现在的多达4800个，扫描速度更快、成像时间更短，安全性也更高。CT的各种扫描方式中，单束平移-旋转方式、窄扇形束平移