2024年CT實驗教學實驗報告

近代物理試驗試驗匯報試驗課題：CT試驗教學班級：物理學061姓名：任軍培學號：06180130指導老師：林根金老師10月24曰摘要：簡樸簡介了CT系統(tǒng)的基本構成、CT教學試驗裝置的特點、CT掃描方式及工業(yè)CT。之後重點簡介了CT試驗原理和吸取定律。簡樸闡明了試驗中要注意的事項，使用工業(yè)CT探測了物體。引言：CT全稱computedtomography，是一種功能齊全的病情探測儀器，它是電子計算機X射線斷層掃描技術簡稱，是一種高新技術可它是核物理、核電子學、精密機械核計算機科學相結合的產(chǎn)物，是近代核科學技術應用研究領域很快發(fā)展的一種重要領域。1971年英國EMI企業(yè)的工程師毫斯菲特研制成功的第一臺臨床用的計算機斷層掃描裝置，并于1972年初次應用于臨床并獲得了病者腦部囊腫得CT照片，同年毫斯菲特與醫(yī)生阿姆勃勞斯在英國放射性學會上刊登了他們有關CT技術的論文，毫斯菲特也因此獲得了1979年的生理和醫(yī)學諾貝爾獎。如今，運用CT已發(fā)展到了第五代，即超高速動態(tài)三位CT。因此CT技術被公認是20世紀後期最偉大的科技成果之一。工業(yè)CT是計算機斷層掃描技術的工業(yè)應用，目前也是發(fā)展飛速的高新技術，他不僅成為工業(yè)設備和部件無損檢測和質(zhì)量評估的新軍，并以強勁之勢，步入工業(yè)生產(chǎn)過程的在線實時質(zhì)量監(jiān)控和工業(yè)設備在役安全檢查等領域，顯示出用常規(guī)手段無法替代的優(yōu)秀功能。CT的工作程序是這樣的：它根據(jù)人體不一樣組織對X射線的吸取與透過率的不一樣，應用敏捷度極高的儀器對人體進行測量，然後將測量所獲取的數(shù)據(jù)輸入電子計算機，電子計算機對數(shù)據(jù)進行處理後，就可攝下人體被檢查部位的斷面或立體的圖像，發(fā)現(xiàn)體內(nèi)任何部位的細小病變。關鍵詞：ＣＴ系統(tǒng)、ＣＴ試驗原理、吸取定律，γ射線正文：CT系統(tǒng)CT系統(tǒng)的基本構成,如圖1所示.圖1CT系統(tǒng)基本構成。CT系統(tǒng)重要由射線源防護系統(tǒng)、探測器系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、機械掃描運動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、計算機圖像系統(tǒng)等6部分構成.CT掃描方式有平行束掃描方式、窄角扇形束掃描、廣角扇形束掃描3種基本的掃描方式.CT設備重要有如下三部分：①掃描部分由X線管、探測器和掃描架構成；②計算機系統(tǒng)，將掃描搜集到的信息數(shù)據(jù)進行貯存運算；③圖像顯示和存儲系統(tǒng)，將經(jīng)計算機處理、重建的圖像顯示在電視屏上或用多幅攝影機或激光攝影機將圖像攝下。探測器從原始的1個發(fā)展到目前的多達4800個。掃描方式也從平移/旋轉、旋轉/旋轉、旋轉/固定，發(fā)展到新近開發(fā)的螺旋CT掃描（spiralCTscan）。計算機容量大、運算快，可到達立即重建圖像。由于掃描時間短，可防止運動產(chǎn)生的偽影，例如，呼吸運動的干擾，可提高圖像質(zhì)量；層面是持續(xù)的，因此不致于遺漏病變，并且可行三維重建，注射造影劑作血管造影可得CT血管造影（Ctangiography，CTA）。超高速CT掃描所用掃描方式與前者完全不一樣。掃描時間可短到40ms如下，每秒可獲得多幀圖像。由于掃描時間很短，可攝得電影圖像，能防止運動所導致的偽影。CT試驗原理工業(yè)CT是計算機斷層掃描技術在工業(yè)上的應用，其物理原理與醫(yī)學CT相似，均是基于射線與物質(zhì)的互相作用原理，射線穿越物體時，由于產(chǎn)生光電效應、康普頓效應及電子對效應等物理過程，相稱部分的入射光子為物質(zhì)散射，從而入射方向下的射線強度減弱，下圖為吸取定律示意圖：圖2吸取定律示意圖由吸取定律可知，一束初始強度為I0的射線穿越密度為ρ的均勻物質(zhì)後，其強度減弱為1-1 其中μm為質(zhì)量吸取系數(shù)，與物質(zhì)種類和射線能量有關，D為射線愛慕物質(zhì)中的行程，亦即被測部位的橫向線段，當穿越多種物質(zhì)時，則1-2亦即射線強度衰減為不一樣物質(zhì)吸取作用可以的指數(shù)和，它是被被測物拋面圖像重建最重要的信息來源，如令Di→0，則又可寫為1-3或1-4積分途徑L指射線所通過的途徑，為射線投影。若要得到整個物質(zhì)的值分布，必須用掃描方式，如圖3，在x處得到特設強度I後放射源和探測器平移d之後又得到一強度I＇的投射的γ射線，通過一系列的平移就能得到某一方向上的樣品的透射強度，然後旋轉一定角度Ф，如此反復操作，一直旋到１８０ｏ為止，這樣就得到了一系列投射強度Ｉ，根據(jù)記錄到的數(shù)據(jù)，通過一定的圖像重建算法就能得到μ（ｘ，ｙ），從而獲得樣品內(nèi)部的詳細信息。圖3CT掃描示意圖試驗環(huán)節(jié)。圖4CT教學試驗儀CT教學試驗儀的外觀如圖4所示，將多種待測的工件放于其轉臺上，手動調(diào)整轉臺高度，使得想要獲取的工件斷面對準探測器的接受孔，采用128×128矩陣進行掃描，為保證掃描成果清晰，同步考慮時間長短，采樣定期時間定為0.2s，視場直徑設為50mm，設置如圖5，掃描完畢後，調(diào)用圖像重建程序?qū)⒈槐Ａ魹?ict格式的數(shù)據(jù)進行重建，重建圖像見附表。圖5顧客使用程序界面參照資料：1.《近代物理試驗》，馬洪良、裴寧、王