4-92 影响线吸收系数确定的二个主要因素

施将君 刘 军 刘 进

　　影响吸收系数或X射线光程（L）的二个主要因素是能谱效应和散射效应。二个因素都使吸收系数变小，这一现象类似于医学CT数分布的凹形现象。

　　图像上各个像素的X射线光程是线吸收系数沿X射线路程的线积分。用底片H&D曲线将光学密度转换到照射量：光学密度D_T与照射量X_T=X_D+X_S之间的关系为D_T=D₀+g logX_T；其中g 是H&D曲线的斜率或显形因子，D₀是底片的雾本底光学密度。使用转换屏记录方法时，该积分与像素的光学密度成正比。

_测量=； _实际=_测量

其中d_in与d_out分别是对应点到光源中心的距离；D_in和D_out客体投影区内、外像素的光学密度；m _l是材料的线吸收系数。以上方程形成了图像分析的理论基础，DSR为直散比。

　　在单能假定下，图像上任何一点所对应的吸收系数都相同。在能谱情况下，由于X光在客体输运过程中能谱被改造而不断变窄。X光能谱对吸收系数的影响是使较大光程的像素的有效线吸收系数较小。轫致辐射可用一个平均有效单色能量来表征其特性。对于最大光程约为9的闪光照相，客体组成材料的铝、铁、钨的平均吸收系数分别为0.080 (1± 0.020)，0.265(1± 0.010)，0.830(1± 0.025)cm^{- 1}。可见能谱引起的线吸收系数误差≤2.5%。

　　MC模拟表明：由于散射的存在，使本来为9的最大光程，其测量值为5.07。散射的存在使最大光程降低43.7%。若使该误差<2.5%，对光程约为9客体时，DSR>4.0。

　　散射对光程的测量起严重的干扰作用。需要特别指出的是，散射的卷入，使成像过程成为一个强烈的非线性问题。扣除散射方法，要求利用X光输运的精确MC数值模拟来提供底片上的直散比（DSR）。客体计算机合成图像见图1。图2是CT重建的线吸收系数空间分布：图2(a)是包含散射的重建结果，散射所形成的分布凹形明显可见；图2(b)是扣除散射后的CT结果，分布中所显示的微凹形是能谱效应的结果。