医学影像设备学重点简答题

1、模拟影像和数字影像有何不同？成像类型模拟数字成像特点一次采集，固定不变一次采集，多重成像存储与传输方式硬件存储与传输无胶片软件传输灰阶动态范围小大密度分辨率较小较咼其他连续，直观，获取方便线性好，层次丰富，可进行后 处理DR&CR 性能比较有哪些优点？ 1辐射剂量地，X线量子检测（DQE ）高;2.空间分辨力可达 mm ; 3工作效率高，省去了屏-胶系统更换胶片的繁琐程序；4应用DR系统的后处理功能，可获得优异的图像质量。DSA的时间减影方式有哪几种？1常规方式；2脉冲方式PI ； 3超脉冲方式SPI ；4.连续方式；5时间间隔差方式；6路标方式；7.心电触发脉冲式 ECG。MRI成像基本原理

2、： 当 处于磁场中的物质受到射频电磁波的激励时，如果RF电磁波的频率与磁场强度的关系满足拉莫尔方程，则组成物质的一些原子核会发生共振（MR），此时原子核吸收了 RF电磁波的能量，当RF电磁波停止激励时，吸收了能量的原子核又会把这部分能量释放出来，即发射MR信号，通过测量和分析此 MR信号，可得到物质结构中的许多物理和化学信息。MRI设备的缺点：扫描速度慢；易出现运动、流动伪影；定量诊断困难；对钙化灶和骨皮质病灶不够敏感； 禁忌证多。磁体的作用、分类及场强的选择：作用：长生一个均匀的静磁场，使处于该磁场中的人体内氢原子和被磁化而形成磁化强度矢量；分类：永磁体，常导磁体，超导磁体；场强的选 择：磁

3、体场强有低、中、高、超高场四大类。应用型 MRI设备：低中场；应用兼研究型MRI设备：高场；研究性 MRI设备：超高场。场强的选择一般应以能完成任务所要求的最低场强为原 则。三个梯度场的关系：Gx使样品X方向各点信号的频率与 x有关，因此Gx叫做频率编码梯 度磁场；Gy使样品Y方向上信号的相位与 y有关，因此Gy叫做相位编码梯度磁场；Gz使样品Z方向信号的频率与 z有关，在Gz和一定带宽的RF磁场共同作用下，样品中只有与 Z轴垂直 的一定厚度截层上的磁化强度才能产生MR信号，因此Gz叫做选层梯度磁场。 简述X线产生原理：X线的发生程序是接通电源，经过降压变压器，供X线管灯丝加热，产生自由电子并

4、云集在阴极附近。当升压变压器向 X线管两级提供高压电时，阴极与阳极间的电势差陡增，处于活 跃状态的自由电子， 受强有力的吸引，使成束的电子以高速由阴极向阳极行进，撞击阳极钨靶原子结构。此时发生了能量转换，其中约1%以下能量形成 X线，其余99%以上则转换为热能。前者主要由X线管窗口发射，后者由散热设施散发。简述IP的读出原理：需采用激光扫描系统，随着高精度电动机带动 IP匀速移动，激光束由摆动式反光镜或旋转多面体反光镜进行反射，对IP整体进行精确而均匀地逐行扫描。受激光激发而产生的PSL荧光被高效导光器采集和导向传输到光电倍增管的光电阴极上，经光电倍增管进行光电转换盒放大后，再经A/D转换为数

5、字信号。这一过程反复进行，扫面完一张IP后得到一副完整的数字图像。影响CR图像质量的因素：主要是PSL荧光物的特性和读取系统的电光特性。（1）激光束的直径：读取装置的激光束直径越小，读取的信息量越少，得到的图像质量越好；（2 ）光电及传动系统的噪声CR的X线量子噪声是X线被IP吸收过程中产生的， 与IP检测到的X线量成反比；（3）数字化的影响：在A/D 转换过程中，对模拟信号进行取样和量化会产生量化噪声和伪影。DSA处理的新技术：（1）旋转DSA :是在C形臂旋转过程中注射对比剂、进行曝光采集、达到动态观察的检查方法。优点 是可以获得不同角度的血管造影图像，增加了图像的观察角度，能从最佳位置观

6、察血管分布，有利于提高病变血管的显示率。（2）岁差运动DSA :利用和托架的两个方向的旋转，精确控制其转动方向和速度，形成了 X线管在同一平面内的圆周运动，增强器则在C形臂的另一端做相反方向圆周运动，从而形成岁差运动。有利于观察血管结构的立体关系。（3）RSM-DSA :实时模糊蒙片是另一种减影方式。（4）步进DSA :即下肢血管造影的跟踪采集。主要技术环节是控制 床面移动速度分段采蒙片像，以同样程序分段采集血管造影图像，计算机造影后拼接连接成长腿，并实时显示DSA图像。（5）自动最佳角度定位系统（6） C形臂CT成像（7） 3D路径图。螺旋 CT的硬件和软件：硬件:X线管，探测器，机架和扫描

7、床，控制台和计算机；软件：系统软件： 各类系统扫描机均需要具有扫描功能，诊断功能，显示和记录功能，图像处理功能和故障诊断功能等软件；应用软件：（1）动态扫描 （ 2）快速连续扫描 （ 3）定位扫描 （4）目标扫描（5） 平滑过滤（6）三维图像重建（ 7）高分辨率（ 8）定量骨密度测定（9）疝气增强CT扫描。超 声诊断仪的基本结构及其工作原理：基本结构：分为超声换能器部分、基本电路部分和换能部分；工作原理：依靠超声在人体内传播，遇到不同组织和器官时会因其声特性阻抗不同而产生强 有差异的回波来建立影像。 超声诊断仪探头的分类：按工作原理可分为脉冲回波式和多普勒式两大类。脉冲回波式探头的发射和接收由

8、同一晶片完成。主要有单晶探头、机械探头、电子探头、 术中探头、穿刺探头、腔内探头。多普勒式探头主要利用多普勒效应测量血流参量，以进行心血 管疾病的诊断，亦可用于胎儿监护。分为常见形式和梅花形探头，前者包括连续波（CW）和脉冲波（PW）。凸阵探头与线阵探头相比的优点：（1）相同的体表接触面，深部的视野宽；（2）能避开骨头引起的死角进行观察；（3）凸阵探头的前部是圆弧形，可自由选择方向压迫探头，能方便的排除死角内的部分气体进行观察。高压发生装置的组成及作用：组成：高压变压器、X线管灯丝变压器、高压整流器、高压交换闸、高压插头和插座等高压元器件构成。作用：（1）把自耦变压器输入的交流电压升高数百倍，

9、再经整流，为X线管供产生X线所需的支流高压；（2）把X线管灯丝初级电路输入的交流电压降低，为X线管提供加热电压；（3）如配有两只以上 X线管，还要完成kV和灯丝加热电压的切换。高压变压器的特点：连续工作负荷小，瞬时工作负荷大；变压比大，次级输出电压高；设计容量小于最高输出容量；浸在绝缘油中使用。灯丝变压器的结构及特点： 结构：铁芯、初级绕组、次级绕组组成；特点：次级绕组电位高、变压比小、 次级电流大。高压发生器的作用：（1为X线管灯丝提供加热电压；（2）为X线管提供直流电；（3）如配有两只或两只以上的 X线管，还需切换 X线管。X-TV的基本工作原理：穿过病人的 投射X线照射到的输入屏上，获得

10、亮度较弱的荧光图像，在经增强后在输出屏上获得一个尺寸 较小的、亮度比输出屏上的亮度强数千倍乃至上万倍的荧光图像。输出屏上的荧光图像经光学系统或光纤传输到摄像机靶面或光敏区，从摄像机输出的视频信号经预放器放大，再经控制器进行控制、处理和放大后获得全电视信号，输送到监视器，在监视器荧光屏上获得亮度较高的X线透视图像。影响DSA图像质量因素：（1）成像方式：脉冲图像方式采用间歇X线脉冲来形成掩模像和造影像，脉冲持续时间一般大于视频信号一帧时间。超脉冲方式具有频率高、脉宽窄的特点，能以实现视频的速度连续观察X线数字图像或减影像，具有较高的动态清晰度；（2）投照X线的稳定性：要求 X线机的高压稳定性、脉

11、冲时序稳定以及采样时间的合理和准确；（3）曝光与图像采集的匹配同步： 曝光信号的有效时间要在场消隐期内需保证奇偶场图像采集时光强度 的一致性并且要等信号幅值稳定时才能采样；（4）噪声：噪声会使图像不清晰，对比度增加时噪声更明显。增大曝光剂量可减少噪声积分技术可在剂量不明显增大的情况下减少噪声；（5）设备性伪影：主要包括条纹伪影、漩涡伪影和软件伪影。现代医学影像诊断设备包括哪些：（1） X线设备，包括X线机和CT ；（ 2） MRI设备；（3） US设备；（4）核医学技术；（5）热成像技术；（6）医用光学设备。X线机高压变压器的特点：高压次级中心点接地高压比小设计容量小 于最高输出容量体积小，重

12、量轻。专用X线机的种类：牙科X线机；口腔全景摄影 X线机；乳腺摄影X线机；床边X线机；手术用X线机。乳腺X线机的特点：kV调节范围较低，一般在 2050kV;使用钼靶X线管，以产生软射线；配有对软射线吸收率低的铍窗口；焦点小（0、30、6mm）配用乳腺摄影专用支架。中频机可以减小高压发生器的体积和重量的原因：根据变压器工作原理，变压器初级线圈的匝数和铁心截面积的乘积与初级电压的频率之间的关系 为：NS=E/，由于f越大，NS就越小，因此中频机的高压发生器要小的多。丫相机作为一种无创伤诊断仪器其优点：通过连续显像，追踪和记录放射性药物通过某脏器的形态和功能进行动态 研究；由于检查时间相对较短，方

13、便简单，特别适合儿童和危重病人检查；由于显像迅速， 便于多体位、多部位观察；通过对图像相应的处理，可获得有助于诊断的数据或参数。特殊X线管类型：金属陶瓷大功率 X线管、三级X线管、软X线管、CT用X线管。软X线管特点:输出窗用铍制成、阳极靶面材料用钼制成、极间距短。X线管的结构及各部分的作用 ：）阳极阳极头：承受高速运动的电子流轰击，产生X射线，传导热量阳极帽：吸收二次电子和散射线玻璃圈：阳极与玻璃壳的过渡连接部分阳极柄：传导热量2)阴极灯丝：发射电子阴极头：对灯丝发射的电子进行聚焦阴极套玻璃芯柱3)玻璃壳作用：用来固定支撑阴、阳两极并保持管内的高真空度.管电压控制电路的三种方式 ：1用接触器

14、控制高压初级电路2、用晶闸管控制高压初级电路3、初、次级配合控制与三级 X线管控制。DR优势:图像清晰度高，噪声减少，拍片速度快，X线转换效率高，探测器寿命长，有升级为透视的能力；DR不足:DR不能应用于常规 X线机，大面积TFT工业生产有难度，不够灵活，设备费用大。按图说明桥式逆变电路的工作原理：K1K4 开关，Z负载阻抗。本电路基本特点：适当控制四肢电子 开关的通断来实现直流到交流的变换，t1时间段：K1 , K2拟合，K3 , K4断开，电流为i1,z上电压为E。t2时间段：K1 , K2断开，K3 , K4断开，电流为0, Z上电压为0。t3时间段：K1 , K2断开，K3 , K4闭

15、合，电流为i2 , Z上电压为-E。t4时间段：K1 , K2断开，K3, K4断开， 电流为0, Z上电压为0。t1t4为一个周期T,然后周而复始，适当控制四只电子开关的切换频 率，就可获得不同频率的正负交替的矩形波交流电。多普勒效应的用途：1探测血流状态，区分层流和湍流。2鉴别液性暗区的性质 3检测血流速度4估计压差5估计血流量6判断血流方向， 明确是正常或异常血流 7通过测量的压力所差值，评估血流近心端和远心端之间是否存在狭窄极 其狭窄程度。彩色显色方法：1通过数字电路和计算机处理，将血流的某种信息参数处理成任何 一种色彩模拟量2人为规定红绿蓝三基色 3朝向探头运动的血流用红色， 背离探

16、头的血流用蓝色， 湍流用绿色。4速度与色彩成正比，绿色的混合比率与血流的湍动程度呈正比，这样，用三种色 彩显示了血流的方向，速度和湍流程度，为临床提供了实时血流分析的资料。双积分式ADC组成及工作原理：积分器，比较器，计数器，控制门。采样阶段：转换开始时，开关与输入点接通， Vin在一个固定时间内对积分电容充电，积分器开始积分。比较阶段：当时间到时，控制门把开 关转到基准电压上， 电容器开始放电，放点期间计数脉冲的多少反映了放电时间的长短，从而决定了 Vin大小，输入电压大则放电时间。当比较器判定放电完毕时，便输出信号令技术停止，此 后积分进入休整状态，等待下一次测量。单相全波X线机电路工作原

17、理：特点是在高压交流电的任一半周，X线管都有电流通过，都能产生X线。该电路由四个高压硅堆D1D4构成单相全波整流桥，两个交流输入端分别接到高压变压器B次级输出的两端。高压变压器次级中心点接地。在单相全波整流电路里，一般均将流过高压变压器中性点的交流电流整流后，再用直流mA表进行测量。非晶态硒型平板探测器的构成和工作原理：基板、集电矩阵、硒层、电介层、顶层电极和保护层。原理：入射X线光子在硒层中产生电子 -空穴对，在顶层电极和集电矩阵间外加高压电场的作用下， 电子和空穴向相反方向移动，形成信号电流，被相应单元的接收电极所收集，形成信号电荷，存储在电容中。因电容存储的电荷量与入射X线强度成正比，故

18、 X线图像被转换为信号电荷多少图像或电容电压高低图像。每个像素都有一个场效应管，其开关作用。在读取控制信号的作用下，场效应管依次导通。 信号读取后，扫描电路自动清除各像素电容中的残余电荷，以保证非晶硒 FPD能反复使用。非晶硅平板探测器构成和工作原理：基板层、非晶硅阵列、碘化铯层构成。原理：穿透病人被检部位后的X线光子，照射到非晶硅 FPD上，由碘化铯晶体层将X线图像转换成荧光图像，荧光沿碘化铯针状晶体传递到由非晶硅光电二极管构成 的探测器矩阵，将荧光图像转换成信号电荷的多少图像。计算机控制读出电路，依次读出各像素 信号电荷信息，再经 A/D转换后，获得数字图像信号，传送到图像处理器进行处理和

19、存储后， 在监视器上显示。曝光 5秒后即可快速浏览图像。分析下图X线机电源的工作原理：电源电路是为自耦变压器输送电能的电路，SW-L为继电器，SWL4所在电路为自锁电路。 当K1打开时电路不通，不能触发SW-L向自耦变压器供电。 当k1闭合时，触发继电器，此时SW-L1、SW-L2 SW-L3 SW-L4全部闭合。电路导通，电源电路向自耦变压器供电。此时k1松掉，由于自锁电路的作用，SW-L4闭合电路依旧导通。此时，断开K2,电路不通，电源电路停止供电。MSCT多层螺旋CT）与SSCT单层螺旋CT）的不同点:1、探测器的排列不同，SSCT的 Z轴方向上只有一排探测器，MSCT采用4组通道的多排

20、探测器；2、X线束不同，SSCT通过准直器的 X线束为薄扇束，X线束的宽度等于层厚；3、数据采集通道不同；4、同一扫描周期内获得的层数不同；5、决定层厚的方法不同，SSCT的层厚仅通过改变 X线束的宽度来完成；6、图像重建的方法不同，新算法以减 少伪影噪声提高图像质量；7、MSCT螺距的概念：多层的称谓源自 X线管旋转一周可以获得多个层面的图像。空间电荷补偿的方法与原理：通常采用改变灯丝加热电压的方法来补偿管电压对管 电流造成的影响，即在增加管电压的同时，相应的减小灯丝加热电压，使管电流保持不变。X线机故障检查的常用方法：1直观法2.短接法3切除法4替代法5测量法。非同轴高压电缆的结构 及作用：（1）导电芯线位于高压电缆的最内层。电缆芯线数目有二芯、三芯、四芯等几种。芯 线的作用：传送 X线管的kV、阴极侧电缆传送灯丝加热电流。（2）高压绝缘层主要作用是使芯线的高电压与地之间绝缘。主要由天然橡胶制成。（3）半导体层由具有半导体性能的橡胶制成，紧包在高压绝缘层外。在非同轴电缆结构中，芯线外围还有一层半导体层，称为内半导体层，它的作用是使芯线与高压绝缘层间的静电场分布均匀。（4）金属屏蔽层 由直径不大于0、3mm的镀锡铜丝编织而成。 主要作用是：一旦高压电缆击穿，金属屏蔽层通过固定环接地，从而保护