2024年CT實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

近代物理試驗(yàn)試驗(yàn)匯報(bào)試驗(yàn)課題：CT試驗(yàn)教學(xué)班級：物理學(xué)061姓名：任軍培學(xué)號：06180130指導(dǎo)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(gòu)成、CT教學(xué)試驗(yàn)裝置的特點(diǎn)、CT掃描方式及工業(yè)CT。之後重點(diǎn)簡介了CT試驗(yàn)原理和吸取定律。簡樸闡明了試驗(yàn)中要注意的事項(xiàng)，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(jì)算機(jī)X射線斷層掃描技術(shù)簡稱，是一種高新技術(shù)可它是核物理、核電子學(xué)、精密機(jī)械核計(jì)算機(jī)科學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物，是近代核科學(xué)技術(shù)應(yīng)用研究領(lǐng)域很快發(fā)展的一種重要領(lǐng)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(jì)算機(jī)斷層掃描裝置，并于1972年初次應(yīng)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(xué)會上刊登了他們有關(guān)CT技術(shù)的論文，毫斯菲特也因此獲得了1979年的生理和醫(yī)學(xué)諾貝爾獎。如今，運(yùn)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(shù)被公認(rèn)是20世紀(jì)後期最偉大的科技成果之一。工業(yè)CT是計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用，目前也是發(fā)展飛速的高新技術(shù)，他不僅成為工業(yè)設(shè)備和部件無損檢測和質(zhì)量評估的新軍，并以強(qiáng)勁之勢，步入工業(yè)生產(chǎn)過程的在線實(shí)時(shí)質(zhì)量監(jiān)控和工業(yè)設(shè)備在役安全檢查等領(lǐng)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(yīng)用敏捷度極高的儀器對人體進(jìn)行測量，然後將測量所獲取的數(shù)據(jù)輸入電子計(jì)算機(jī)，電子計(jì)算機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)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(xì)小病變。關(guān)鍵詞：ＣＴ系統(tǒng)、ＣＴ試驗(yàn)原理、吸取定律，γ射線正文：CT系統(tǒng)CT系統(tǒng)的基本構(gòu)成,如圖1所示.圖1CT系統(tǒng)基本構(gòu)成。CT系統(tǒng)重要由射線源防護(hù)系統(tǒng)、探測器系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、機(jī)械掃描運(yùn)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)圖像系統(tǒng)等6部分構(gòu)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(shè)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(gòu)成；②計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，將掃描搜集到的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行貯存運(yùn)算；③圖像顯示和存儲系統(tǒng)，將經(jīng)計(jì)算機(jī)處理、重建的圖像顯示在電視屏上或用多幅攝影機(jī)或激光攝影機(jī)將圖像攝下。探測器從原始的1個發(fā)展到目前的多達(dá)4800個。掃描方式也從平移/旋轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)/旋轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)/固定，發(fā)展到新近開發(fā)的螺旋CT掃描（spiralCTscan）。計(jì)算機(jī)容量大、運(yùn)算快，可到達(dá)立即重建圖像。由于掃描時(shí)間短，可防止運(yùn)動產(chǎn)生的偽影，例如，呼吸運(yùn)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(shí)間可短到40ms如下，每秒可獲得多幀圖像。由于掃描時(shí)間很短，可攝得電影圖像，能防止運(yùn)動所導(dǎo)致的偽影。CT試驗(yàn)原理工業(yè)CT是計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)在工業(yè)上的應(yīng)用，其物理原理與醫(yī)學(xué)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(shí)，由于產(chǎn)生光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)及電子對效應(yīng)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(qiáng)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(qiáng)度為I0的射線穿越密度為ρ的均勻物質(zhì)後，其強(qiáng)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(guān)，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(dāng)穿越多種物質(zhì)時(shí)，則1-2亦即射線強(qiáng)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(shè)強(qiáng)度I後放射源和探測器平移d之後又得到一強(qiáng)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(qiáng)度，然後旋轉(zhuǎn)一定角度Ф，如此反復(fù)操作，一直旋到１８０ｏ為止，這樣就得到了一系列投射強(qiáng)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(xì)信息。圖3CT掃描示意圖試驗(yàn)環(huán)節(jié)。圖4CT教學(xué)試驗(yàn)儀CT教學(xué)試驗(yàn)儀的外觀如圖4所示，將多種待測的工件放于其轉(zhuǎn)臺上，手動調(diào)整轉(zhuǎn)臺高度，使得想要獲取的工件斷面對準(zhǔn)探測器的接受孔，采用128×128矩陣進(jìn)行掃描，為保證掃描成果清晰，同步考慮時(shí)間長短，采樣定期時(shí)間定為0.2s，視場直徑設(shè)為50mm，設(shè)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(jìn)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(yàn)》，馬洪良、裴寧、王