28、波数变换与医学成像技术详解

波数变换与医学成像技术详解

1. 技术发展引发的思考

如今，数字相机、录音机和接收器所使用的处理器取得了显著进步，打破了过去 50 年的传统模式。就像作者小时候，父亲通过调整天线成功接收远方电视台信号，尤其是重要棒球比赛信号时，那是一项了不起的成就。这种对信号接收的探索激发了许多孩子学习电子学和信号处理的兴趣。或许 MPEG 技术的一些特点会吸引下一代年轻的信号处理人员，但当他们的孩子对信号和系统产生好奇时，这些技术可能已经过时。

2. 计算机辅助断层扫描（CAT - 扫描）

2.1 CAT - 扫描概述

计算机辅助断层扫描，即“CAT - 扫描”，在医学诊断中广泛应用，为大众所熟知。它不仅能在不切割人体组织的情况下生成人体的“切片”图像，还在工业领域有诸多用途，如管道、容器、结构的检查，以及高科技材料和化学品的制造。

X 射线由德国物理学家威廉·康拉德·伦琴（Wilhelm Konrad Roentgen，1845 - 1923）于 1895 年发现。当电子在 1 kV - 1 MV 的电位差下加速撞击金属靶时会产生 X 射线，其波长极短（约 10⁻¹⁰ m）。电子在原子内壳层跃迁到外层高能态，再回到原壳层时释放 X 射线；而在最外层电子壳层，较低电压下只会产生可见光。X 射线能穿透许多固体物体，但持续高剂量照射会导致动物辐射中毒和患癌。不过，现代工程已近乎完善低剂量 X 射线系统，供医疗界安全定期使用，尽管所有剂量的 X 射线都属于电离辐射。

2.2 X 射线成像原理

X 射线图像通常通过将高分辨率摄影胶片放置在被 X 射线源照射物体的另一侧来创建。由于 X 射线波长极短，在离源较近的