在X射线中衰减是吸收和散射的结果。X射线可以由于光电效应而衰减,也可以由于康普顿效应而衰减和散射。长波长X射线对CT图像形成的贡献不显著,但会增加患者的剂量,总体的来讲就是要保留穿透能力强的X光。
光电效应是指当光子与物质中的原子相互作用时,光子能量被完全吸收,从而将一个电子从原子中排出的现象。这过程中,光子能量转移到电子,使其获得足够的能量以克服原子束缚,从而导致电子的发射。
而其中光子携带能量的公式如下:
其中h为普朗克常量,v为频率,可以推导出光子的能量仅与光子的频率相关,并不是光子的数量越多,就能累计到的能量越大;频率越高的光子携带的能量越大,而波长越大,频率越低携带的能量就越弱,而滤除掉这些低能量的光子就能提供平均能力大的光子,使其变得“硬”。
使用过滤来塑造束流的能量分布,使用成型过滤器,如“蝴蝶结”过滤器,以最小化吸收变化并减少束流硬化伪影。成型过滤器通常由低原子序数和高密度的材料制成,如聚四氟乙烯(Teflon),以减小对束流硬化的影响(由于技术壁垒没有那么高,自家都有个各自不同的方案)。
其次这种均匀的辐射束减小了电子学设备的动态范围,减少伪影,提高了成像精度。
在扫描身体时使用的滤光片与扫描头部时使用的不同。人体解剖学通常具有中心较厚、边缘较薄的圆形截面。因此,身体扫描时使用滤光片以减小辐射束在辐射束的边缘的强度,对应于患者解剖学中较薄的区域。