物理实验CT技术原理.docx

物理实验CT技术原理.docxCT技术原理卖验
【实验目的】
1、 掌握CT成像实验的基本原理；
2、 熟悉闪烁探测器和数据获取系统的结构及使用方法；
3、 熟悉（计算机）多道分析器的使用方法；
4、 了解数字化图像处理的方法。
【实验原理】
CT的物理原理是基于窄束/射线穿过物质时与物质相互作用而产生散射或吸收，使/射线强 度发生变化，通过探测器检测/射线强度并对样品做扫描检测而得到CT图像。
假定一束宽度较细的、强度为的射线入射
到样品上，探测器能探测到透射后的射线强度为 1。
有吸收定律可知： 燎核源*
I = W （1） ，
式中"为物质的线性吸收系数；/为穿过物质的厚 图1吸收辫示育图
度。对于复杂样品不均匀内部，吸收系数应为〃（x,y）,则（1）式应改写为:
(2)
(3)
上式中左侧的积分称为射线投影,
放 源
痢倾
其积分路径为X射线所经过的路径。通过一系列的平移扫描, 可以得到一系列的射线透射强度，如左图所示：
设射线方向为y的负方向，（3）式可以改写为:
(4)
然后再旋转某一角度巾后，重复上述 操作，得到一系列透射强度。
xcr施转扫描示宜图
本实验采用平移加旋转的扫描方式。 图像重建本实验采用迭代法。
【实验仪器】
CT实验谱仪的原理框图如下图所示:
CT女验蹭仪的原
CT实验仪可分为以下5部分：
1、 射线源。
2、 探测器及其屏蔽准直部分。
3、 样品台及步进电机扫描驱动系统。
4、 数据采集系统。
5、 计算机系统
【实验内容】
（1） 实验前应根据CT实验仪原理框图，熟悉各部分的作用，弄清楚各个主要部件的功能。
（2） 用计算机多道练****测谱。
a） 练****使用计算机多道，熟悉它的各种与测谱有关的功能的使用方法。
b） 用放射源练****测谱。
c） 测量放射源的全能谱的半宽度。
（3） 启动CT程序，根据所测量的样品，选择适当的测量条件，采集一个断层的完整实验数据。
（4） 通过图像重建和图像处理，或得断层图像。
（5） CT图像重建程序的使用。
【注意事项】
实验结束后，关闭放射源室开关。
探测器高压不超过900V,线性放大器输出幅度不超过2V。
严格遵守放射源的安全操作规程。
主要规则如下：
不得擅自打开放射源的屏蔽罐后盖；
不得擅自打开仪器罩，更不得沿铅罐的准直孔向里看；
离开实验室前要洗手。
【补充内容】
1 Y射线与物质作用过程可以看作是Y光了与物质中的原了或分了碰撞而损失能量的过程。主 要的相互作用有光电效应、康普顿效应和电子对效应。1)光电效应：
当入射Y光子与物质原子中的束缚电子作用时，Y光子把能量全部转移给某个电子，使它脱 离原了的束缚变成自由电了，而V光了本身消失掉。
在光电效应中，原子吸收光子的全部能量，其中一部分消耗于光电子脱离原子束缚所需的电 离能，另一部分就作为光电子的动能。所以，释放出来的光电子能量就是入射光子能量和该束缚 电子所处的电子壳层的结合能3,之差。因此，
E光电子=E广Bj « E,
康普顿效应：
Y光子与原子的外层电子发生非弹性碰