医学影像诊断的主要依据是图像。MRI、Χ线和CT成像的最终结果是形成各种灰阶图像。但由于成像机制不同，这些影像检查技术对人体组织和病变的显示能力存在较大差别。了解他们的成像机制和过程，有助于科学地解释不同的图像对比度和诊断准确性。
Χ线（X-ray，Χ射线）于1895年由德国物理学家伦琴发现。以Χ线照射人体时，仅少部分射线被组织吸收，大部分射线透过原子间隙穿越人体，表现出很强的穿透能力。Χ线具有荧光和感光作用，因而可以形成图像。医用Χ线成像时（图60），Χ线由球管内的发射源射出，穿过人体，再经滤线器滤过，抵达胶片（film）或成像板（imaging plate，IP）。人体由不同的组织构成，各种组织的密度和厚度也有所差异，这导致这些组织吸收（衰减）Χ线的能力不同，因而在胶片或成像板上不同区域接收的Χ线量也不相同，结果形成反映不同组织对比度的Χ线图像。
图60 普通Χ线片形成示意图
图示部分Χ线在人体内衰减
Χ线计算机体层成像（X-ray computed tomography，CT）是一种特殊的Χ线成像技术。与普通Χ线成像不同，CT成像时Χ线球管围绕人体做360°快速旋转，与此同时，球管发射的Χ线对检查部位（器官）进行一定厚度的断层扫描（图61），位于球管对侧的探测器则从不同方向接收已穿越该层面内多种组织的Χ线（衰减值），并将光信号转换为电信号，数据通过计算机处理与重建，形成一系列二维断层图像。
图61 Χ线CT成像示意图
图示部分Χ线在扫描层面内衰减
磁共振成像（MRI）也是一种体层成像技术，可以通过采集MR信号形成各个方向的断层图像。但是，MRI不需要发射Χ线，而是利用核磁共振（NMR）现象。成像过程如下：MRI系统对处于静磁场中的人体施加一个与氢质子进动频率相同的RF脉冲，组织中进动的氢质子受到激励并发生共振（吸收RF能量）；RF脉冲中止后，氢质子逐渐释出已吸收的能量，并向其初始状态恢复（弛豫），同时产生一个MR信号（图62）。这个信号由接收线圈感应并记录，而后经计算机处理与重建，形成MR图像。
图62 MR成像示意图
由发射线圈施加的RF激发脉冲引起人体内氢质子共振一次，接收线圈感应一个MR信号
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