在ct扫描中x射线辐射场均匀性的理论计算

《在ct扫描中x射线辐射场均匀性的理论计算》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第4卷第5期杭州师范学院学报{自然科学版)Vol.4No.52005年9JJJournalofHangzhouTeachersCOliege(NaturalScienceEdition)Sep.2005文章编号:1008-9403(2005)05一0372-04在CT扫描中X射线辐射场均匀性的理论计算士咀李(沈阳师范大学物理科学与技术学院，辽宁沈阳110(34)摘要:由于具有无痛、高效等优势，XCT被广泛应用于医疗方面.X射线辐射场的均匀性对图像的质量产生重要影响.利用C语言编制计算机程序，其中的参数取自医用XCT的技术参数，以探讨靶角、管电压、距离和过滤材料如何影响反射式X射线管辐射场

2、的均匀性.关键词:辐射场;靶角;管电压;距离;过滤材料;XCT中圈分类号:0434.1文献标识码:AO引言自1972年第一台XCT扫描仪诞生至今，己成为影像诊断学领域不可缺少的检查仪器.图像质量对医学诊断具有重要影响.现有医用XCT扫描仪采用微焦点X射线管，以减少X射线源辐射剂量分布的不均匀对图像质量的影响.由于辐射场在与X射线管轴线垂直的方向上CO'A)具有几何对称性，现有的医用诊断X射线管较多利用该方向上的辐射场(图l).XCT扫描仪利用准直装置对出射X射线柬进行准直.其中:前准直器于X射线管一侧，以控制X射线源的出射角;后准直器于探测器一侧，以减少散射线，减小读数误差.以下对靶角、

3、管电压、距离、过滤材料如何影响射线管辐射场的均匀性进行研究，探讨提高反射式射线管辐射场均匀性的方法.l基本原理图1与X线管轴线垂直方向上的计算模型反射式X射线管发出的连续谱的光谱分布为[IJICE)dE工11(E)dE+12CE)dEcosf)I11CE)dE=JKCr/1_"P(TJ"_F)rn...!l/rn41~~~Vr(1-e-pYwι)co蚓，/ω，Ur)dE1sμ[J"r[JPPCO划。ticos812CE)dE=JkCSPCOSeie-~u'co，ß，Ico川

4、气古「削EEc."=eμpcu"-E")店、COS()i/cosO.881'收稿日期:2005-05-30作者简介

5、:李志(1979-)，男，辽宁锦州市人，满族，沈阳师范大学物理科学与技术学院粒子物理与原子核物理专业硕士研究生.第5期李志:在CT扫描中X射线辐射场均匀性的理论计算373其中:J(E)能量为E的光谱强度;J一一管电流CmA);K、是一一一韧致辐射效率因数[2JCK=9.26X11214210Z/A;k=4.73X10Z/A);8i电子束的人射角;8r-X射线的出射角阴阳极靶的线衰减系数;P一一一平均穿透能力CP=1.08X10-6CA/Z)2.5);U一一管电压CkV);E电子能量CkeV);点一一与靶材和X射线能量相关的参数.对于鸽靶，k，=0.32川=1.6;C，一→散射修正因子.在

6、连续谱中有几条强度很高的特征光谱，它们只占X射线管辐射总能量的很小一部分.DLWebster和HClark提出特征X射线辐射强度的经验公式向:1=FKCU。一1)"11其中:对于鸽靶，Fk=4.5X10[4J[5J;Uo=Eo/Ek;E。管电压CkV);Ek特征X射线能量CkeV);n=1.61.反射式X射线管发出的特征谱的光子通量分布情况为[IJmd2Cos8,NCE,)=FkJψC8i)C旦-1)ηICEi)(1-e一川I)Pkt(Un-E;)cüs(}:μCEi)P走，，CU"-E;)cos8i11其中:NCE，)一一一产生的光子数;对于鸽靶，几=4.5X10;J管电流CmA)Hþ

7、C8i)与X射线管阴极电子束入射角相关的函数tþC8，)=cosC7.89X10斗。;.6);U一一管电压CkV);Ek特征X射线能量6(keV);n=1.60;,t.t阳极靶材的线衰减系数;P-一平均穿透能力CP=1.08X10-CA/Z)2.5);走，-2.2;8,电子束的入射角爪一-x射线的出射角;fCEi)一一与能量相关的散射因素;06/bA当8i<86时，1"11(Ei)=土二乙;其中x''''''''.~:X=1.~.~~，，~~08XlO-'z'C一)2.5μt'-CEi)k,CU"-Ek)二止;A一一阳极靶元素的质量数;Z阳极靶元素的原子序数.将光子通量转化为辐射量，利用

8、光子通量与辐射量之间的转换公式出:J(E)-,,/2F(E)dEz-E-e国dEkeV/cm•s.mA.kev某中:FCE)在管电流为1mA的情况下，每秒钟每千电子伏能量问隔的X射线垂直入射到每平方厘米面积上的光子数♂光子能量CkeV).Tucker采用了质量衰减系数与人射射线能量之间的非整数拟合[6J…7μmCE)=al十a2X1.6十a3X2.十a4X3.5+asX'1.5其中:aj、a2、肉、a4、民与元素原子序数和能量相关的