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医用x线ct扫描机架工作原理医用X线CT扫描机架工作原理引言：医用X线CT扫描机架是一种常见的医疗设备，它通过利用X射线的特性来获取人体内部的影像信息，从而帮助医生进行疾病的诊断和治疗。
本文将详细介绍医用X线CT扫描机架的工作原理。
一、X射线的产生医用X线CT扫描机架中的核心部件是X射线发生器。
X射线发生器通过高压电源将电能转化为X射线能量。
高压电源产生的高电压通过X射线管中的阴极和阳极之间形成强电场，使阴极上的电子加速并撞击到阳极上。
这个撞击过程会产生大量的能量，并将其转化为X射线。
二、X射线的探测X射线发生后，需要通过探测器来接收和记录。
医用X线CT扫描机架中常用的探测器是闪烁晶体探测器。
当X射线通过闪烁晶体时，晶体中的原子会被激发并发光，然后通过光电倍增管将光信号转化为电信号。
电信号经过放大和处理后，就可以得到X射线在人体内部的分布情况。
三、X射线的旋转扫描为了获得更加准确的影像信息，医用X线CT扫描机架需要进行旋转扫描。
扫描过程中，患者需要躺在扫描床上，而X射线发生器和探测器则固定在一个环形结构上，可以沿环形轨道旋转。
当X射线发生器和探测器旋转时，会通过不同角度和位置来对患者进行扫描，从而得到多个切片的影像信息。
四、数据重建与图像生成在完成扫描后，医用X线CT扫描机架会将得到的原始数据进行处理和重建。
首先，通过计算机将多个切片的数据进行整合和配准，形成一个三维的数据集。
然后，通过图像重建算法将三维数据集转化为二维的图像。
最后，根据需要进行图像的增强和处理，以便医生更好地观察和诊断。
五、安全性和注意事项医用X线CT扫描机架在使用过程中需要注意安全性。
由于X射线对人体有一定的辐射风险，所以在进行扫描时需要控制辐射剂量，避免对患者造成伤害。
同时，扫描过程中需要确保患者的身体部位正确定位，以避免影像信息的偏差和误诊。
结论：医用X线CT扫描机架是一种通过利用X射线的特性来获取人体内部影像信息的医疗设备。
医用X射线成像技术的研究及应用随着医疗技术的不断进步，医学成像技术也在不断地发展。
其中，X射线成像技术以其快速、无创、准确的特点，在医学领域得到广泛应用。
本文将探讨医用X射线成像技术的研究及应用。
一、X射线成像技术简介X射线成像技术是一种利用X射线通过人体组织，将有效信息投影到成像设备上的技术。
它主要由X射线源、吸收体、成像器等组成。
X射线源是产生X射线的装置，它一般采用高电压、大电流的电子加速器或射线管。
吸收体是指被X射线穿过的人体组织，它的密度和厚度对X射线的吸收有很大的影响。
成像器则是将从吸收体中穿过的X射线转化为图像的设备。
常用的成像器有胶片、数字化放射学系统、计算机断层扫描（CT）等。
二、X射线成像技术在医学领域的应用1. 诊断X射线成像技术作为一种非侵入性的检查手段，被广泛应用于各种疾病的诊断。
它可以展示出人体内部的结构和异常情况，如肺部炎症、骨折、肿瘤等。
与其他成像技术相比，X射线成像技术具有快速、便宜、简单的优势。
而且，它可以对病情做一个相对准确的判断，为医生提供可靠的诊断依据。
2. 治疗除了诊断，X射线成像技术在治疗上也发挥着重要作用。
在肿瘤治疗中，医生可以将高剂量的X射线照射到肿瘤部位，达到杀死肿瘤细胞、减轻病痛的效果。
这种治疗方式被称为放射治疗。
放射治疗的操作需要高精度的X射线成像技术来指导，以保证照射的准确性和安全性。
同时，X射线成像技术也可以用于放射性粒子的跟踪和测量。
3. 新生儿筛查新生儿筛查是指通过对新生儿进行常规检查，以预防或及早发现某些常见疾病的一种医学检查。
X射线成像技术就是其中一种被广泛使用的检查手段。
例如，新生儿胸部X线检查可以用来检测新生儿肺功能的成熟度、是否存在肺部感染等问题。
这种检查方法节省时间、操作简单，同时也具有较高的准确率。
三、X射线成像技术的研究近年来，随着技术的不断升级，X射线成像技术也在不断地研究和改进中。
以下是一些当前的研究方向：1. 三维重建传统的X射线成像技术只能提供二维的图像信息，无法形成人体真实的三维结构。
X射线衍射仪综述摘要：X射线衍射技术的应用范围非常广泛，现已渗透到物理、化学。
材料科学以及各种工程技术科学中成为一种重要的近代物理分析方法,本文介绍了X射线衍射的基本原理、主要应用和进展.关键词：X射线衍射；应用引言X射线衍射技术在材料、化工、物理、矿物、地质等学科越来越受到重视，由于现代X射线衍射实验技术的不断完善、数据处理之自动化程度越来越高，受到研究者的欢迎。
X射线衍射技术的应用范围非常广泛,现已渗透到物理、化学、材料科学以及各种工程技术科学中，成为一种重要的分析方法物质结构的分析。
尽管可以采用中子衍射、电子衍射、红外光谱、穆斯堡尔谱等方法，但是X 射线衍射是最有效的、应用最广泛的手段, 而且X 射线衍射是人类用来研究物质微观结构的第一种方法。
从70年代以来，随着高强度X射线源(包括超高强度的旋转阳极X射线发生器、电子同步加速辐射，高压脉冲X射线源)和高灵敏度探测器的出现以及电子计算机分析的应用，使X射线学获得新的推动力。
这些新技术的结合，不仅大大加快分析速度,提高精度，而且可以进行瞬时的动态观察以及对更为微弱或精细效应的研究。
一X射线衍射仪工作原理X射线是利用衍射原理,精确测定物质的晶体结构，织构及应力。
对物质进行物相分析、定性分析、定量分析.广泛应用于冶金、石油、化工、科研、航空航天、教学、材料生产等领域。
特征X射线是一种波长很短（约为20～0.06nm)的电磁波，能穿透一定厚度的物质，并能使荧光物质发光、照相乳胶感光、气体电离.在用电子束轰击金属“靶”产生的X射线中，包含与靶中各种元素对应的具有特定波长的X射线，称为特征（或标识）X射线.考虑到X射线的波长和晶体内部原子间的距离相近，1912年德国物理学家劳厄（M。
von Laue)提出一个重要的科学预见：晶体可以作为X射线的空间衍射光，即当一束X射线通过晶体时将发生衍射，衍射波叠加的结果使射线的强度在某些方向上加强，在其他方向上减弱。
浅谈医用X射线诊断设备广东药学院医药信息工程学院生物医学工程05作者：梁刚毅指导老师：刘华【摘要】：今天X射线已经成为了医学领域中不可或缺的一项诊断设备，本文将从X射线的发展、X射线在医学领域中的应用、X射线对人体的危害以及X 射线诊断设备未来的发展方向等方面对X射线诊断设备进行简单的阐述。
【关键词】：X射线胸透 CT DR DSA 检测器孔径量子噪声一.前言自1895伦琴发现了X射线以来，X射线凭着它强大的穿透能力，在医学透视检测领域中作出了不可多得的贡献。
经过了一个多世纪，X射线的检测能力得到了不断的发展，从过去的二维透视成像发展成了今天的三维断层数字化成像，因此X射线在医学领域中的应用也越来越广泛。
但同时也由于X射线所具有的强大的穿透力，以至对被检测者和检测着身体所造成的损害也是不容忽视的。
因此X射线诊断射线应该以提高其诊断的精确度和安全性这两大方面作为其以后发展的目标。
二.X射线成像的原理X射线管是具有阴极和阳极的真空管，阴极用钨丝制成，通电后可发射热电子，阳极（就称靶极）用高熔点金属制成（一般用钨，用于晶体结构分析的X 射线管还可用铁、铜、镍等材料）。
用几万伏至几十万伏的高压加速电子，电子束轰击靶极，X射线从靶极发出。
X射线的穿透能力很强，当照射不同的介质的时候，由于不同介质的组成和密度不同，从而使X光的穿透量不同，当剩余的X光照射到感光胶片上就会对穿透量少的介质形成清晰的图象。
这就是“X射线透射衰减效应”。
随着计算机技术的发展，X射线成像的数字化技术也有了突破。
作为图像载体的X射线感光胶片因为其储存不便、管理困难和分辨率低等原因，已经不能满足人们的需求。
取而代之的是直接将X射线造成的影像光信号转化为电信号，再经过计算机数字图像处理后，变成光信号记录在成像底片上。
这就是现在广泛使用的“X射线摄影数字化技术”。
三.X射线在医学中的应用及其发展1896年1月3日，在世界医学史上，有一件惊天动地的大事出现。
医用 X射线机使用现状及发展浅析摘要：医疗器械的安全性、有效性与生命安全密不可分。
为了解基层医疗机构在医用诊断X射线机的质量安全状况，提高医疗器械使用质量监督管理工作的针对性，保证用械安全有效，某省医院对医用诊断X射线的使用情况进行了抽样调查，分析其中存在的问题，提出相应的解决方法。
关键词：医用诊断X射线机；使用；措施医用X射线机发射的X射线对人体的作用是来自体外照射。
辐射防护方案的设计目标是保证医疗质量和医疗安全，以确保放射诊疗工作人员、患者和公众的健康权益。
X 射线和γ射线一样是高能电磁波，是“致电离辐射”的一种。
因此，当受检者接受 X 射线检查时，必然受到直射线的伤害，操作 X 射线设备的人也必然受到“散射线”和“漏射线”的伤害。
做好 X 射线防护，保障从业人员和公众的健康与安全，保护受检者免受不必要的照射，是一个文明社会安全文化素养的标志。
一、医用诊断X射线机使用现状按照《医疗器械质量抽验工作计划》安排，医疗器械监管处组织对基层医疗机构在用医疗器械进行评价性抽验，分别对医院开展了现场抽样检测工作，医疗器械所专业人员按照相应标准现场检测，调查情况如下：(1)抽样情况：按照抽验方案，随机抽取医院在用医用诊断x射线机各1台共30台进行现场检验，。
(2)检验依据及检验项目：本次抽验的检验依。
据是《医用电气设备要求》诊断x射线发生装置的高压发生器安全专用要求，检验项目分别是：外部标记、指示灯颜色、不带灯按钮颜色、外壳的封闭性、指示灯及指示灯颜色、间歇方式下的重复性与线性、x射线管电压准确性、x射线管电流准确性、加载时间准确性、电流时间积准确性。
(3)抽验结果统计及分析：通过对检验结果的分析，进口设备合格率明显高于国产设备。
现场检验抽验30台在用医用诊断x射线机，合格10台，不合格20台，合格率33．3％。
4台进口设备中3台合格，1台不合格，合格率75．0％，26台国产设备中，7台合格，19台不合格，合格率26．9％。
X线机管头支持装置的结构设计王士清;钱炜【摘要】Objective X-ray tube target supporting device is an important component of the radiography X-ray equipment,with the problems of low automatization and low displacement precision. Methods We design an X-ray tube target supporting device which can freely switch between manual and automatic according to the demand. The synchronous belt drive and open synchronous belt feedback mechanism are applied in the moving mechanism. And the composition and function of this device are discussed. Results This device solved the problem of the motor-driven block in the long rail and the displacement feedback. Conclusions This device freely switches between manual and automatic, and meets the positioning requirements of X-ray tube head in photography.%目的 X线机管头支持装置是摄影X线机中的重要部件,目前存在自动化程度及移动精度低的问题.方法设计了一种根据需求可在手动和电动之间自由切换的X线管头支持装置,在移动机构中采用同步带传动机构和开口同步带反馈机构,并对装置的组成和功能进行了讨论.结果解决了滑车在长导轨上的电动和滑车在导轨上位置的反馈.结论本装置可实现电动和手动之间的切换,并满足X线机在摄影时所需的X线管头位置要求.【期刊名称】《北京生物医学工程》【年(卷),期】2013(032)001【总页数】5页(P90-94)【关键词】X线机;支持装置;同步带传动【作者】王士清;钱炜【作者单位】上海理工大学机械工程学院,上海,200093;上海理工大学机械工程学院,上海,200093【正文语种】中文【中图分类】R318.6X线管头支持装置用于把X线管头锁定在摄影所需的位置和角度上，使X线管在一定的距离和角度上进行摄影。
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 CR DR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。
1.1常规X射线成像一、伦琴开创了人体图像的先河提起医学图像,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氰化钡(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,使铂氰化钡发光。
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。
二、 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0I 的X 射线通过厚度为x 的物体。
输出X 射线强度1I 与该物体的衰减系数μ有关,即10x I I e -μ =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2I 为(123......)20x x x nxn I I e -μ1 +μ2 +μ3 ++μ=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 光透视检查。
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。
1.2 X 射线计算机断层扫描成像在X 射线透视和摄影技术中,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,这就需要采用计算机断层扫描技术(computed tomography,简称CT)。
一、 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射线的发展过程中,经历了三个不同的阶段(见图1)。
首先,是使用单一的点X射线源-探测器对沿某个方向平移。
每移动一次,相当获取一条光线数据。
从头到尾扫描一趟得到一个角度上的数据。
然后X射线源-探测器对同步旋转一个角度,再获取一组数据。
依此,每隔一定角度获取一组数据,直至旋转一周。
另一种扫描方式是使用点X射线源-平板探测器阵列对构成扇型扫描,扫描过程相同,但节省很多时间。
再一种扫描方式是使用点X射线源-弧状探测器阵列对构成扇型扫描,扫描过程相同,效率和性能均有较大提高。
图1.三种不同的扫描方式图2.Radon变换重建图像图3.人脑CT断层图像比较(a)1972年,(b)2005年二、CT断层图像的反投影重建从探测器数据生成断层图像的过程称做图像反投影重建。
在线性方程组求解过程中,系数矩阵的行列式值可能为零,无法用计算逆矩阵的方法求解。
即使用奇异值分解等其他方法,由于断面图像数十万像素,方程组的求解也是十分困难的。
其实,关于断层图像的重建, 1917年奥地利数学家Radon就已从理论上证明了利用投影重建图像的可能性。
但由于计算量很大,直到今天才得以实现。
Radon变换可以从0—2π每隔1度的一维傅里叶变换组合,或直接进行二维傅里叶变换,然后再做二维逆傅里叶变换重建图像(图2)。
目前医用CT 广泛使用的是滤波反投影方法(filtered back projection, FBP)。
三、三维计算机断层图像技术重建的断层图像(,)f x y只是物体的一个层面。
要想获得整个物体的三维信息,还要将点X射线源-探测器对沿z方向一起平移并对下一个层面扫描。
当扫描范围超过物体的大小时就可以停止扫描。
所获得的一系列二维断层图像数据构成三维体数据(volume data)用于计算机图像的后处理,进行感兴趣区的三维重建。
这就是计算机断层扫描技术(CT)。
最早的CT并非用于医学。
20世纪六七十年代,随着半导体技术的迅速发展,半导体集成电路的集成度越来越高。
在一个很小的芯片内封装成千上万个晶体管和电阻、电容等器件。
大规模的生产线需要对半导体芯片缺损进行快速检测,工业CT应运而生。
这种CT技术能否用于人体的检查呢?如果从上到下逐层对人体某一部位扫描,这些串起来的层片就构成了人体的三维图像。
当代图像重建理论最杰出的贡献者之一是美国的物理学家CormackAM。
他自20世纪50年代起发表了一系列论文,不仅证明了在医学领域中从X射线投影数据重建图像的可能性,而且提出了相应的实现方法,并完成了仿真与实验研究。
真正设计出一个装置能够实现人体断面成像的是英国工程师Housfield G H 。
在1972年英国放射学年会上,Housfield 公布了计算机断层成像研究结果。
CT 的发明是20世纪最重大的科学技术成就之一,也是放射学史上一个里程碑。
为此,Housfield 与Cormack 共享1979年诺贝尔生理和医学奖。
四、 重建图像灰度与X 射线衰减系数的对应关系CT 重建的图像是衰减系数μ的分布。
人体内部大部分软组织的衰减系数与水的衰减系数相近,因此不能用计算得到的μ值直接成像。
在实际应用中,通常将μ值转换为一个相对值—CT 值。
CT 值又称Hounsfield 数,定义如下:CT 值=w wμμμ-×1000, 其中μ与w μ分别为组织和水的衰减系数。
CT 值用HU 表示。
例如水的HU 值是零,空气的HU 值为-1000,骨骼的HU 值为+1000。
人体组织的HU 值可以跨越从几百到数千的范围。
由于常规显示图像灰度范围是(0—255),所有的X 射线图像装置都配有窗宽、窗位调节功能,可以将感兴趣的HU 值区间映射到(0—255)全灰度范围,便于观察病灶细节。
五、 CT 断层图像的特点(1)与二维X 射线透视和摄影技术的直接物理成像不同,CT 图像是通过计算机按照某种数学模型计算出来的结果并重建的图像。
图像的质量完全取决所采用的算法。
(2)就图像剖面而言,二维X 射线透视和摄影技术得到的图像是X 射线从前到后穿透人体得到的人体正面像,而CT 断层图像则是从上向下看到的水平剖面。
(3)二维X 射线透视和摄影技术得到的图像没有物体形状、大小和彼此间的空间关系,较难理解。
CT 技术使我们能够看到人体的内部,传统的平面的医学图像立体化了。
1.3二维X 射线医学成像技术的发展和应用虽然CT 断层图像的出现给人类医学带来划时代革命性转变,由于方便易用,价格便宜和医院已有设备沿袭,二维X 射线透视和摄影系统仍然在医院广泛应用,不可取代。
相应的技术也有迅速的发展。
一、 数字减影血管造影通常的X 射线图像中包含血管、骨骼和软组织。
但在血管疾病诊断中只希望突出血管结构。
数字减影血管造影(digital subtraction angiography,DSA)可以将X 射线血管造影剂注入血管,并在同一部位摄下注入造影剂前后的两幅图像,然后相减得到清晰的血管图像。
二、计算机放射成像计算机放射成像(computed radiography, CR)自上世纪80年代起,已经成为应用最广泛的医学成像设备之一,CR使用数字化影像板( image plate, IP)替代传统X射线成像胶片。
它将影像以能量潜影形式暂时储存在IP板的荧光闪烁层内,之后再通过高能量激光束激发扫描,荧光闪烁层能量释放并发出可见光,被光电二极管读取并转换为数字信号,为图像后处理。
与传统屏-片系统相比,避免了图像质量易受增感屏类型及曝光条件影响,无须冲洗胶片,灵敏度高,动态范围宽(10000: 1),图像矩阵为2500×2000,图像可擦除、可反复使用。
