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    X射線成像的原理基本特點

    文章出處:超級管理員 人氣:337發表時間:2022-07-27 15:04:12

    我們對弈X射線的產生原理大多比較了解,那么X射線的成像又有哪些什么特點呢?下面讓我們來了解X射線成像的一些基本光路,以及相關的放大原理和畸變。

    X射線成像原理

     

    在可見光領域,光路設計中有一個非常重要的小部件,那就是透鏡。然而,在X射線領域基本上是沒有透鏡的,這也決定了它將與可見光的光路完全不同。借用每個人小時候玩過的手影游戲,可以用來理解x射線成像的原理。把手放在燈光前,畫出狗和鷹的影子。X射線成像與游戲的原理特別相似:有一盞燈,你的手放在墻和燈的中間,燈的光照在你的手上,屏蔽部分投射陰影,沒有屏蔽部分光通過。還原到X射線上,燈是點光源,手是樣品,墻是探測器。這就是X射線成像原理。

    可見光成像的放大倍數主要是通過調節鏡頭來實現的,而X射線相對簡單直接,即調節樣品與X射線源和探測器的距離:樣品越靠近X射線源,放大倍數越大;越靠近探測器,放大倍數就越小。這就是X射線成像基本光路的放大原理。

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    那么這種光路有什么特點?最值得一提的就是成像時會產生的畸變。以圓柱形結構的樣品為例,其截面是環形的。如果X射線正好在截面上方,成像將接近一條線;當線源移動并離開其正上方時,當X射線從側面打開時,它的成像將不再是一條線,而是一個橢圓。

    以上是X射線成像光路的一些特點,但使用X射線成像的根本原因是其穿透性。這一特征又與許多因素有關。

    首先,樣品的厚度和密度會對樣品產生影響,這很容易理解,一般來說,原子序數越大,對X射線的吸收越強。

    以下19世紀倫琴夫人手的圖片一定大家都很熟悉。這是人類第一次拍攝X射線圖像。事實上,在這張圖到很多信息:

    X射線 

    首先,我們可以看到骨頭看不到肉。為什么?因為骨頭主要含有大量的鈣,但肉中基本上只有碳氫氧,沒有鈣的原子系數高,X射線吸收少,滲透性大,這是第一點。第二,你可以看到倫琴夫人手里戴著一枚戒指。普通戒指基本上比骨頭薄,但圖像上的戒指更明顯。它阻擋了更多的X射線,這表明這種材料比骨頭(鈣)更吸收。雖然我不知道它是金是銀,但至少它必須是金屬制品。

    了解了X光成像的原理及特點,我們就可以從圖像質量、成像速度等方面,去理解X射線源、探測器、成像光路與其的影響關系。


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