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CT实验教学实验报告 【摘要】 本实验简单介绍了CT系统的基本组成、CT教学实验装置的特点、CT扫描方式及工业CT。实验通过对仪器定标、校准测量的射线强度、选择合适的测量条件，对选定的样品进行扫描，处理图像并打印出结果，最终进行图像重建处理分析。。简单说明了实验中要注意的事项，使用工业CT探测了物体。 【关键词】 ＣＴ系统、ＣＴ实验原理、吸收定律，γ射线 【引言】 CT是一种功能齐全的病情探测仪器，它是电子计算机X射线断层扫描技术简称，是一种高新技术可它是核物理、核电子学、精密机械核计算机科学相结合的产物，是近代核科学技术应用研究领域很快发展的一个重要领域。1971年英国EMI公司的工程师毫斯菲特研制成功的第一台临床用的计算机断层扫描装置，并于1972年首次应用于临床并获得了病者脑部囊肿得CT照片，同年毫斯菲特与医生阿姆勃劳斯在英国放射性学会上发表了他们关于CT技术的论文，毫斯菲特也因此获得了1979年的生理和医学诺贝尔奖。如今，运用CT已发展到了第五代，即超高速动态三位CT。因此CT技术被公认是20世纪后期最伟大的科技成果之一。工业CT是计算机断层扫描技术的工业应用，目前也是发展飞速的高新技术，他不但成为工业设备和部件无损检测和质量评估的新军，并以强劲之势，步入工业生产过程的在线实时质量监控和工业设备在役安全检查等领域，显示出用常规手段无法替代的优异功能。 　CT的工作程序是这样的：它根据人体不同组织对X射线的吸收与透过率的不同，应用灵敏度极高的仪器对人体进行测量，然后将测量所获取的数据输入电子计算机，电子计算机对数据进行处理后，就可摄下人体被检查部位的断面或立体的图像，发现体内任何部位的细小病变。 【正文】 一、CT系统 CT系统的基本组成,如图1所示. 图1　CT系统基本组成。 CT系统主要由射线源防护系统、探测器系统、数据采集系统、机械扫描运动系统、控制系统、计算机图像系统等6部分组成. CT扫描方式有平行束扫描方式、窄角扇形束扫描、广角扇形束扫描3种基本的扫描方式. CT设备主要有以下三部分：①扫描部分由X线管、探测器和扫描架组成；②计算机系统，将扫描收集到的信息数据进行贮存运算；③图像显示和存储系统，将经计算机处理、重建的图像显示在电视屏上或用多幅照相机或激光照相机将图像摄下。探测器从原始的1个发展到现在的多达4800个。扫描方式也从平移/旋转、旋转/旋转、旋转/固定，发展到新近开发的螺旋CT扫描（spiral CT scan）。计算机容量大、运算快，可达到立即重建图像。由于扫描时间短，可避免运动产生的伪影，例如，呼吸运动的干扰，可提高图像质量；层面是连续的，所以不致于漏掉病变，而且可行三维重建，注射造影剂作血管造影可得CT血管造影（Ct angiography，CTA）。超高速CT扫描所用扫描方式与前者完全不同。扫描时间可短到40ms以下，每秒可获得多帧图像。由于扫描时间很短，可摄得电影图像，能避免运动所造成的伪影。 二、CT实验原理 工业CT是计算机断层扫描技术在工业上的应用，其物理原理与医学CT相似，均是基于射线与物质的相互作用原理，射线穿越物体时，由于产生光电效应、康普顿效应及电子对效应等物理过程，相当部分的入射光子为物质散射，从而入射方向下的射线强度减弱，下图为吸收定律示意图： 图2 吸收定律示意图 由吸收定律可知，一束初始强度为I0的射线穿越密度为ρ的均匀物质后，其强度减弱为 1-1 其中μm为质量吸收系数，与物质种类和射线能量有关，D为射线喜爱物质中的行程，亦即被测部位的横向线段，当穿越多种物质时，则 1-2 亦即射线强度衰减为不同物质吸收作用能够的指数和，它是被被测物抛面图像重建最主要的信息来源，如令Di→0，则又可写为 1-3 或 1-4 积分路径L指射线所经过的路径，为射线投影。 若要得到整个物质的值分布，必须用扫描方式，如图3，在x处得到特设强度I后放射源和探测器平移d之后又得到一强度I＇的投射的γ射线，经过一系列的平移就能得到某一方向上的样品的透射强度，然后旋转一定角度Ф，如此反复操作，一直旋到１８０ｏ为止，这样就得到了一系列投射强度Ｉ，根据记录到的数据，经过一定的图像重建算法就能得到μ（ｘ，ｙ），从而获得样品内部的详细信息。　　 图3 CT扫描示意图 三、实验过程： 打开计算机，初始化系统软件。 调整样品的初始位置，手动调整水平和垂直方向。 双击CT图标，启动CT程序。 单击“初始化设置”键，在弹出的对话框里输入初始化参数（典型实验参数可设置如下：平移扫描总长50mm，平移扫描