医用X射线机支撑装置的深入研究 文献综述.doc

医用X射线机支撑装置的深入研究_文献综述工程硕士学位论文开题报告论文题目:医用X射线机支撑装置的深入研究主题词:数字X线摄影机CRDR工程领域:医疗设备领域代码:学生姓名:焦寒冰学号:GS0702138导师姓名:江月松开题时间:2009年11月26日北京航空航天大学电子信息工程学院第一章X射线成像技术在医学中应用人体各个组织、器官在发挥功能和进行代谢时都会伴随有某种信息产生。如果我们能够采集这些信息,并对其加工、处理,就能对人体的健康情况有所了解,对疾病进行有效的预防和治疗,从而提高人类生活和健康水平。一般说来,人体的信息可以表现为多种能量形式。例如,电的、光的、热的、压力的、化学的等等。但从信息检测方面来说,可以将这些信息分为两大类,即电的信息与非电信息。对于电信息,例如心电、脑电、肌电、胃电、肠电等,可以直接用生物电极将其连接到生物放大器进行放大,然后数字化,送到计算机分析和处理。对于非电信息例如体温、脉搏、血压等,则要用相应的传感器将它们转换为电信号,然后加以处理。早期对于人体信息的处理限于离散的数据点、连续改变的生理曲线。虽然,这些处理结果在临床上具有一定的意义,但很到不直观。人们不再满足这种方式,希望能够直接看人体内部,甚至微观的图像,从而对人体组织形态以及病理改变有个直观的了解。随着科学技术的发展,各种医学图像应运而生,并得到迅速的发展。下面对X射线成像技术进行详细的理论分析。,我们不能不提及一位伟大的科学家,他就是德国物理学家伦琴。1895年11月8日伦琴在研究阴极射线管中气体放电现象时,用一只内嵌两个金属电极(阳极和阴极)的密封玻璃管,在电极两端加上几万伏的高压电,用抽气机将玻璃管内空气抽出。为了遮住高压放电时的弧光外泄,在玻璃管外面套上一层黑色纸板。他在暗室中进行这项实验时,偶然发现约两米远的凳子上出现一片亮光。原来,那儿放着一块做别的实验用的涂有铂***化钡(一种荧光物质)的硬纸板。他觉得很奇怪,是什么原因使这原来并不发光的纸板发光了呢?阴极射线(电子束)不能穿透空气这么长的距离,他敏锐地猜测,这很可能是管子发出的某种未知的“东西”到达纸板,使铂***化钡发光。伦琴就用数学上通常表示未知数的符号“X”给这未知的射线命名,称做“X”射线,并用“X”射线给他夫人的手拍照。这就是人类史上第一张医学图像。为了纪念他,人们将“X”射线又叫做伦琴射线。1901年,伦琴本人也因为这一重大贡献获得第一个诺贝尔物理学奖。一百多年来,X射线照相技术在临床医学上得到日益广泛的应用,成像技术本身也在不断地发展。在现今社会中,几乎应用在所有的医院和诊所之中。X射线摄影与屏-胶片系统X射线成像是基于待成像物体各组成部分组织的密度不同,因而对X射线的衰减不同,从而形成透射X射线强度差异,导致在乳胶片上成像的。入射强度为的X射线通过厚度为的物体。输出X射线强度与该物体的衰减系数μ有关,即如果X射线通路上有n种组织,其衰减系数与厚度分别是μi和xi,则输出X射线强度为作为接受器的平板荧光屏,将出射的X射线能量转换为可见光。由于屏的亮度较低,只能在暗室中观察。为了解决荧光屏亮度低的问题,人们研究出了影像增强管。在影像增强管中,碘化铯等材料制成的荧光屏和光电阴极紧密相接。入射的X射线与荧光屏作用后产生可见光,可见光又使光电阴极产生电子,这些电子经过一个透镜系统加速并聚焦在输出荧光屏上。使带有影像增强管的X射线图像质量明显改善,可以在明室内观察,达到临床应用的要求。这就是我们常说的X光***检查。由于病人的检查结果需要备案,以便对病人的发病史和治疗过程进行跟踪,而使用涂上感光乳剂的胶片与荧光增强屏组成的屏-胶片系统,可以得到高分辨的X射线图像,胶片所记录的X射线图像可以长期保留和备案。***和摄影技术中,显然得到的X射线图像是X射线通路上物体对射线吸收的积分效果。一个大小和密度相同的肿瘤或病灶,无论在体内前、中或后部,它在X射线照片上表现的图像是一样的。也就是说,X射线图片不能反映组织或病灶的三维空间位置,putedtomography,简称CT)。CT断层成像扫描方式如果我们设想将人体水平方向上的剖面划分为许多正方形或长方形的小单元(称做像素,pixel),为了简便起见,这里仅用2×2像素矩阵。然后在人体周围沿不同方向不断改变X射线源及接收探测器的位置。这样,每次X射线通路上都有不同的像素组合,探测器会记录响应的强度值。设每个像素对X射线的衰减记作fi,则每条X射线通路上物体对射线总衰减Pj与fi的关系可用线性方程组表示。显然,求解该方程组得到各个fi的数值,再将其映射成相应的灰度值并显示再荧光屏上,就得到这个断层的图像。要想得到完整的物体断层图像,就必须使X射线扫描范围覆盖整个物体。在X射线的发展过程