物理试验_CT的技术原理

1 CT 技术原理实验【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0I 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I 。有吸收定律可知：0lII e（1）式中为物质的线性吸收系数；l 为穿过物质的厚度。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：( , )0lx y dlII e（2）0( , )lnlIx y dlI（3）上式中左侧的积分称为射线投影，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：(, )0ln ( )x y dyII x（4）2 然后再旋转某一角度φ 后，重复上述操作，得到一系列透射强度。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 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）用计算机多道练习测谱。a)练习使用计算机多道，熟悉它的各种与测谱有关的功能的使用方法。3 b)用放射源练习测谱。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】（1）实验结束后，关闭放射源室开关。（2）探测器高压不超过900V，线性放大器输出幅度不超过2V 。（3）严格遵守放射源的安全操作规程。主要规则如下：a)不得擅自打开放射源的屏蔽罐后盖；b)不得擅自打开仪器罩，更不得沿铅罐的准直孔向里看；c)离开实验室前要洗手。【补充内容】1γ 射线与物质作用过程可以看作是γ 光子与物质中的原子或分子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 γ 光子与物质原子中的束缚电子作用时，γ ...