医学影像物理学复习资料lxn

1、医学影像物理学复习资料第一章：X射线物理第一节：X射线的产生一X射线管医学成像用的X射线辐射源都是利用高速运动的电子撞击靶物质而产生的。1. 产生X射线的条件：（1）电子源（2）高速电子流（包括高电压产生的强电场和高度真空的空间）（3）阳极靶2.x射线管的主要构成部分：阴极和阳极。阴极包括灯丝和聚焦杯；阳极即靶物质，可以分为固定阳极和旋转阳极。X射线靶物质的特性见表1-1. x射线的焦点：灯丝发射的电子，经聚焦杯加速后撞击在阳极靶上的面积为实际焦点。X射线管的实际焦点在垂直于X射线射线管的轴线方向上投影的面积，称为有效焦点。3.x射线管的三个参数及其关系：管电压，灯丝电流，管电流。结合图1-2

2、 对于任意给定的灯丝电流，x射线管将会随着管电压的升高而增大，并达到其最大值。这个时候进一步增加管电压，将不会使管电流增大。超过管电压，只有通过提高灯丝温度来提高管电流。二X射线的产生机制1.电子轰击阳极靶原子时，它们便将其动能传递给了靶原子。能量分为碰撞损失（多）和辐射损失（少）。2.辐射损失只涉及原子的内层电子和原子核。高速电子除与原子的外层电子发生碰撞而损失能量外，也可能电离原子的内层电子，将能量转化为特征辐射；另外，高速电子还可能与靶原子核发生相互作用，将能量转化为韧致辐射。凡电子与原子的内层电子或原子核作用而损失的能量统称为辐射损失。结合公式1-1可知，提高x射线产生率可以通过增大原

3、子序数或增大管电压的方法。3.韧致辐射的原理：当高速电子经过原子核时，它会慢下来，并改变其原有轨迹。按上述理论，电子将向外辐射电磁波而损失能量。电子的这种能量辐射称为韧致辐射，这种能量产生为hv的电磁波称为x射线光子。（参考图1-6）谱线参考图1-7. 掌握公式1-2 1-3 1-44.影像因素：滤过和管电压。二x射线辐射场的空间分布一X射线强度 掌握公式1-6 表1-3二X射线空间分布厚靶周围x射线强度的空间分布：（阳极效应）越靠近阳极的一侧x射线辐射强度下降越多，且靶倾角越小，下降越程度越大。如何避免阳极效应？ 答：一般来说，将厚度大，密度高的部位置于阴极侧，这样就可以使成像探测器辐射较为

4、均匀，获得更好的影像。另外，应尽量使用中心线附近强度较均匀的X射线束摄影。三X射线与物质相互作用一.作用系数即作用概率二作用过程1）光电效应1.光电效应（photoelectric effect）的过程：能量为hv的x射线光子与轨道电子发生相互作用，把能量传递给电子。光子消失，电子获能变为光电子；原子的轨道出现一个空位处于激发态，将通过特征x射线或俄歇电子的形式回到基态的过程称为光电效应。2.公式1-23的意义光电子质量衰减系数与Z的三次方成正比，与hv的三次方成反比。因此必须让hv的值尽量的比较小，这样发生光电效应的概率才会尽可能的增大。3.诊断放射学中的光电效应：从有利的方面来说，首先光电

5、效应不产生散射线，减少了照片的灰雾；其次可增加不同组织的吸收差别，对比度较高。从不利的角度来说，入射的x射线会全部被人体吸收，增加了受检者的剂量。2）康普顿效应1.当入射x射线和原子内的一个轨道电子发生相互作用时，光子损失了一部分能量，并改变运动方向，电子获螚脱离原子，成为康普顿效应（Compton effect）康普顿效应发生的概率只与能量有关，与原子序数无关。2. 诊断放射学中的康普顿效应：在x射线诊断中，从受检者身上产生的散射先与原放射线相差很少，散射线比较对称的分布在整个空间中，必须采取相应的防护措施。另外康普顿效应增加了照片灰雾，但受检者剂量较低。3）电子效应当高能x射线光子从核旁经

6、过时，形成一对正负电子，称为电子对效应。（electric pair effect）4）相干散射：相干散射是x射线光子与物质相互作用中唯一个不产生电离的过程。5）x射线的基本特性及应用1.x射线的穿透作用是医学影像学的基础；x射线的荧光作用是透射成像的基础；x射线的电离作用是损伤的基础；x射线的热作用是测定x射线剂量的量热法；x射线的化学和生物效应使胶片的乳剂感光。另外x射线的电力激发作用是肿瘤放疗的基础。四X射线在物质中的衰减1.单能窄束x射线在物质中的衰减规律 公式（1-32）（1-33）2.宽术与窄束的区别3.连续x射线在物质中的衰减规律。1）特点2）影响因素：一是x射线本身的性质，另外

7、三个属于吸收物质的性质，即物质的密度，原子序数，每千克物质含有的原子数。一般认为，入射光子的能量越大，x射线的穿透能力越强；吸收物质的密度越大，原子序数越高，每千克电子数越多，x射线衰减就越多。第二章 x射线影像第一节 模拟x射线影像一 普通x射线摄影1.透射2.X射线摄影基本原理?X射线贯穿本领强，当一束强度大致均匀的x射线照到人体时，由于人体各种组织、器官在 度、厚度方面的差异，对投照在其上的x射线的衰减各不相同，使透过人体的x射线强度分布发生变化，携带人体信息，形成x射线信息影像。再通过一定的采集，转换，显示系统将x射线强度分布转换成可见光的分布，形成人眼可见的X射线影像。公式（2-1）

8、 图（2-2）的意义：拍摄时的曝光量应该在曲线的直线部分，这样光密度和曝光量才成正比的线性关系。另外，曲线的起始光密度并不是零，虽然没有感光，但经显影后会呈现出一定的光密度值，此即胶片的底片灰雾。两曝光点的光密度差别用反差系数 表示。 过小会降低图像反差。胶片宽容度是胶片的性能指标之一，即胶片特性曲线直线部分的照射量范围，称胶片宽容度。二 特殊x射线1.软x射线摄影：采用2040kv的峰值管电压产生的低能x射线（即软x射线）进行摄影，称为软x射线摄影。2.x射线造影：将某种对比剂引入欲检查的器官内或其周围，形成物质密度的差异，使器官与周围组织的x射线影响密度增大，显示出器官的形态和功能的方法称

9、为x射线造影。3.对比剂：对比剂可以分为阴性和阳性对比剂两大类。阳性对比剂是指对比剂的有效原子序数大，物质密度高，对x射线的吸收能力强，在透视荧光屏上显示浓黑的对比剂影像，在胶片上则是淡白的对比剂影像，如各种钡剂和碘剂等。阴性对比剂是指对比剂的有效原子序数低，物质密度小，对x射线吸收差，在透视荧光屏上显示淡白的对比剂影像，胶片上则是浓黑的对比剂影像。如空气，氧气，二氧化碳及氧化亚氮等。4. x射线摄影图像质量评价模糊与空间分辨力：成像系统的空间分辨力是成像系统区分或分开相互靠近的物体的能力，是评价影像设备性能的重要参数之一，也是决定临床能够观测到的病灶的最小尺寸。噪声与信噪比：图像噪声是指图像

10、中可观察到的光密度随机出现的变化，在图像中表现的存在表现为斑点，细粒网纹或雪花等。常采用信噪比来描述成像系统的噪声水平。第二节数字x射线影像一 数字图像基础1.像素：每个单独像素的大小决定图像的细节可见度，像素数量与像素大小的乘积决定视野。2.灰度级：模/数转换器将连续变化的灰度值转化为一系列离散的整数灰度值，这个过程叫做图像的量化。量化后的整数灰度又称为灰度级。3.图像处理1）对比度增强：图像对比度差经常是由于灰度范围不足或非线性造成的，用对每一像素值重新分布的方法可以改善图像的对比度。常用的方法有线性变换，非线性变换，灰度反转和 矫正。2）图像平滑技术：平滑的目的在于减弱图像中的噪声，平滑

11、抑制了噪声的高频成分，同时也会使图像边缘的轮廓变得模糊。平滑技术主要是在空间域和频域中实现的。具体方法有临域平均法，选择平均法，中值滤波法，多图像平均法，频域低通滤波法。3）图像的锐化：相对于灰度变换，从另一个角度来改善图像质量，使图像所具有的信息让人们更易观察的方法是图像的锐化。锐化处理能加强图像的轮廓，使图像看起来比较清晰，也是一种常用的图像处理方法。具体方法为：频率高通滤波法，频域带通滤波和适当滤波，反锐化掩模，伪彩色显示和代数运算。二数字减影血管造影（DSA）1.原理：数字减影血管造影是将造影前，后获得的数字图像进行数字减影，在减影图像中消除骨骼和软组织结构，使浓度很低的对比剂所充盈的

12、血管在减影图像中显示出来，有较高的图像对比度。当血管内注入碘对比剂后，即减影后的图像信号与对比剂的厚度成正比，与对比剂和软组织的线性吸收系数有关，与骨和软组织的结构无关。在减影后的图像中可以消除骨和软组织等其他无关组织的影响，突出造影的血管。2.数字减影血管造影的三种基本方法：时间减影，能量减影，混合减影。时间减影：欲在图像中显示出血管，可以从静脉或动脉注入对比剂。在对比剂进入欲显示血管区域之前，利用计算机技术采集一帧图像贮存在储存器内，作为掩模，也称蒙版。用作减影的两帧图像是在不同的显影时期获得的，这种方法被称为时间减影。这种方式易受病人移动和动脉搏动等慢运动的影响。能量减影：在欲显示血管引

13、入碘对比剂后，分别用略高于或略低于碘k-缘能量（33kev）的x射线曝光，可以突出减影图像中的碘对比度，消除其他无关组织结构对图像的影响，这种减影方式被称为能量减影。用这中方法，两种能量的影响消除只能得到一种材料的像。二 数字x射线摄影（CR）与传统x射线照片相比，CR系统的不同之处在于其影像记录与显示不是在同一媒介上完成的，其成像过程是先用成像版进行影响信息的采集，然后通过读取装置将成像版中的影响信息读出后，由计算机图像处理，再经显示，记录装置成像，显示，贮存。 第三节 x射线计算机断层成像1普通的x射线影像与x-ct像相比，具有极大的不同，普通x射线影响是多器官图像，而x-ct像是数字图像

14、，且是清晰的断层图像。2.x-ct像的本质是衰减系数成像。3.体素：是指在受检者体内欲成像的断层表面上，按一定的大小和坐标人为地划分的很小的体积元。体素衰减系数的平均值可体现在空间上对应的体素的灰度值。引入体素的概念后，按前述介绍的ct像本质是衰减系数成像，重建ct像的任务就是要求出每个体素的衰减系数值，从而获得衰减系数值在欲成像断层上的分布矩阵。4.扫描与投影：扫描是为获取投影值采用的物理技术。所谓扫描，是用x射线束以不同的方式，按一定的顺序，沿不同的方向对划分好的体素编号的受检体断层进行投照，并用高灵敏度的检测器接受透射体素阵后的出射x射线束强度。5.ct用x射线束：扫描用的x射线束是有一

15、定能谱宽度的连续x射线。准直器用一定厚度的且对x射线有较强吸收的铅制成，其准直孔径很小，通过准直器道后的x射线束亦很细。6.传统图像重建的数字基础：ct图像重建的原理在于x射线通过介质时衰减的物理规律。目前，ct机普遍采用的方法是滤波反投影法。反投影法的原理是沿扫描路径的反方向，把所得的数值反响投回各体素中去，并用计算机进行运算，求出各体素 值而实现图像的重建。为消除反投影法产生的图像边缘失锐，实际采用的方法是滤波反投影法。7.ct值：本质是线性衰减系数分布 （x，y）ct影像中每个像素所对应的物质对x射线线性平均衰减量大小的表示。8.窗口技术：在图像的任意位置上测量或显示该位置的ct值；随意

16、选择感兴趣区。所谓窗口技术指ct机放大或增强的灰度范围，把确定灰度范围的上限以上增强为完全白，把确定灰度范围度的下限一下压缩为完全黑，这样就放大或增强了确定灰度范围内不同灰度之间黑白程度的对比度。这个被放大或增强的灰度范围称为窗口。计算见公式（2-20） （2-21）二传统ct的扫描方式1.单数平移-旋转扫描方式，窄扇形束平移-旋转扫描方式，旋转-旋转扫描方式，静止-旋转扫描方式。三.电子束扫描方式四螺旋ct1.螺旋ct扫描与常规传统扫描的优势：1）提高了扫描速度，整个器官或一个部位一次屏气下完成，不会遗漏病灶，并减少运动伪影2）由于容积扫描，即对人体的某一区域作连续扫描，获得的是某一区域连续

17、数据（容积数据），在体层与体层之间没有采集数据上的遗漏，因而提高了二维和三维重建图像的扫描质量3）根据需要任意回顾性重建图像，无间隔大小的约束和重建次数的限制4）单位时间内的扫描速度提高，提高了增强ct检查时对比剂的利用率。2.螺距（参见公式2-25）3.msct锥形束4.双源ct：两个X射线管的管电压分别为80kv和140KV探头由多层检测器和滤线层组成能同时探测低能和高能X射线5X-ct图像的质量的控制1）对比度及对比度分辨力2）高对比度分辨力和低对比度分辨力3）空间分辨力4）图像噪声与x射线剂量5）均匀性6）空间分辨力第三章 磁共振物理第一节 原子核的磁性一 原子核的自旋1.原子核的自旋

18、角动量是量子化的，即离散的，不连续的。从取值上来说，角动量只能取一系列不连续的值。从空间分布上来说，处于静磁场中的原子核，它的自旋在空间所取的方向也是离散的，不连续的，具有空间量子化的性质，即在静磁场反方只能有若干个特定的取向。有2i+1种可能。2.原子核的磁矩。在mri中，从磁矩的方面考察，水分子就是两个裸露的氢核。第二节 静磁场中的磁性核一 微观描述1.能级劈裂现象。氢核的自旋i=1/2，它在磁场中的取向有两种，一是顺着磁场方向，能量状态较低，另一种是反着磁场方向能量状态较高。掌握裂距的公式。二宏观描述1.为了描述磁性核在磁场中的运动所表现出来的宏观特性，引入磁强度矢量。磁强度矢量定义为样

19、品中单位体积核磁矩的矢量和。2磁（能级劈裂）（I=1/2），=1/2或-1/2 裂距：3.向上的氢核能量比较多且比较低。第四节弛豫过程从“不平衡”状态（激励状态）恢复到平衡状态的过程。T1为系统的纵向驰豫时间，T2为横向驰豫时间。纵向弛豫：又称自旋晶格弛豫，是MZ在激励过后恢复到最大值M0这一过程中的时间常数，样品中的自旋核核晶格以热辐射的形式相互作用。横向弛豫：又称自旋自旋弛豫，是自旋核之间的相互作用产生的，是Mxy以Max衰减到0的变化快慢，本质是自旋核的磁矩方向由相对有序状态向无序状态的过渡过程。弛豫过程相对独立 晶格一般指自旋核以外的部分，即自旋核的外环境。弛豫过程及其特征量 T1、T

20、2。纵向弛豫时间T1处于高能态的自旋核向低能态过渡。横向弛豫时间T2由相对有序状态向无序状态的过渡过程。T1、T2都是时间常数， T1表示Mz随时间变化的快慢， T2表示Mxy随时间变化的快慢。第五节 自由感应衰减信号自由感应衰减信号（free induced decay, FID):射频脉冲停止后，样品在弛豫过程中，由于磁矩大小和方向变化在接受线圈中产生的电磁感应信号。它是分析核磁共振过程的基本素材。特点：（1）信号强度随时间迅速衰减。（2）信号有一定频宽。如果是在90°脉冲激励下发生的驰豫过程称为狭义的驰豫过程，而在一般的角脉冲激励下发生的驰豫过程称为广义的驰豫过程第六节 化学位

21、移和磁共振谱公式（3-23） （3-24）第四章 磁共振成像第一节 磁共振信号与加权图像一 自旋回波信号与加权图像1.脉冲序列的组成参考（图4-1）2.TI、TE、TR3.180度脉冲的作用：在90度脉冲后加180度脉冲可以消除主磁场不均匀的影响。4.se序列的加权与图像对比度名称TE选择TR选择效果T1加权图像短 短T1小I值大T2加权图像长长T2大I值大质子密度加权图像短长质子密度大I值大三 反转恢复信号与加权图像1. 反转恢复序列 图4-42.图4-5 转折点的存在 公式（4-15）3.短时反转回复成像技术（STIR）：俗称压脂肪技术，通常情况下由于脂肪中氢核密度较大，无论T1还是T2加

22、权均成强信号。当采用短T1、长TR时，脂肪的MZ=0，这就一只了脂肪的信号。4.流动衰减反转序列信号（FLAIR）：在T2加权图像中，脑脊液的信号很强，且常有脉动产生伪影。选T1=0.7T1CSF，可抑制脑脊液的信号。第二节 图形重建一 梯度和梯度磁场：1.梯度场1）如果梯度磁场沿梯度方向大小都相等，这样的梯度称线性梯度，对应的磁场称为线性梯度磁场。2）3）方向同B0 4）大小沿x、y、z轴方向变化。二层面选择1.原理：只使被选定断层的自旋核受到激励来实现 2.公式4-18 图4-6三相位编码和频率编码1.作用：相位编码确定各体素的y坐标；频率编码确定各体素的x坐标。2.空间位置四二维傅立叶变

23、换图像重建作用使时域信号转换为频域信号五 K空间与磁共振图像重建1.本质：K空间是抽象的频率空间，用于存储采集的MR信号。2.存储的信息：MR信号3如何存储（KX、KY） 图4-104.Nx、Ny：列数Nx等于采样点数，行数Ny等于相位编码步数。5.特点1）K空间的频率分布是中心频率为零，距中心约远则频率越高。2）在K空间内信号的幅度分布是K空间中心部分所对应的MR信号幅度大，主要形成图像的对比度。K空间的外围部分所对应的MR信号幅度低，主要形成图像的分辨力。6.成像时间：公式（4-32）第三节快速成像序列一快速自旋回波序列1.FSE与多回波SE的区别：ppt p89页2.公式4-343.K空

24、间的节段技术FSE序列中，K空间被分成ETL个趋于或节段，假定256*256像素的层面，ETL=4，经过64个TR周期，K空间就被填满了，形成一幅MR图像二梯度回波序列1.与SE序列的区别2.WI与TR、TE有关三回波平面成像序列1. 本质：EPI技术实质上是一种数据读出模式。2.最快3.相位编码与梯度：（1）采用恒定相位编码梯度，利用相位积累形成相位逐渐升高的相位编码（2）采用脉冲式相位编码梯度，在每个读出梯度后施加脉冲式相位编码梯度进行相位编码4.要求（对硬件要求高）四磁共振血管成像1.信号饱和：成像容积内静态组织，受到90º脉冲反复激励，在TR远小于T1时，其纵向磁化来不及恢复

25、，这样静态组织所产生的MR信号幅度很小。 2.留空效应：由于RF脉冲的激发和采集时间间隔内，被激发的血液完全流出了成像层面，而采集不到MR信号的现象称为留空效应。3.流动增强：设RF脉冲激发一片层，厚度为TH，引入临界速度vc, v vc时TH层内完全被未饱和的自旋核充满。新流进血液产生较强的MR信号，该现象叫流入性增强效应，vc为临界速度 4.预报和技术：在选择的层面内流入的血液既有动脉血又有静脉血，方向相反，会产生相互干扰。为了准确判断动脉或静脉的病变，可以采用预报和技术选择性的在图像上除掉动脉或静脉血液的MR信号。具体做法是在MRI的视野外对从一个方向流入的血液施加饱和脉冲，等它进入成像

26、区域时由于处于饱和状态，不能接受新的RF激励产生MR信号，血流呈现黑色；于此同时，从相反方向进入成像区域的血流未经预报和处理，血流可以接受新鲜的RF激励产生MR信号。第五章 核医学物理第一节 原子核的基本性质1.核力 将质子和中子结合在一起的即不是万有引力，也不是电磁力（因为中子不带电），而是一种被称为核力的特殊能力。核力具有的特征1）核力与电荷无关2）核力是短程强吸引力3）核力具有饱和性2.原子核的稳定性1）质量亏损：原子核的质量与组成它的所有核子能量总和之差称为质量亏损。2）平均结合能：由单个核子结合成原子核时放出的能量称为原子核的结合能。3）原子核的稳定性：在原子物理学中常用平均结合能来

27、表示原子核的稳定性。因为平均结合能的大小可以表示原子核结合的松紧程度，平均结合能越大，则原子核分解为单个核子所需要的能量就越大，原子核就越稳定。可以看出：中等质量的原子核，其平均结合能比氢核和重核都大，因此，中等质量的核比较稳定。第三节 原子核衰变的宏观规律放射性核素在衰变时都遵循着共同的宏观基本规律 它表明放射性核素衰变是按照指数衰减的规律减少的公式5-13 5-14 5-16 5-17 5-19 5-20 5-21 5-22 对式5-22的讨论：1）当核素一定（即不变）时，即在体外测得的活度数值正比于体内对应投影位置上的放射性核素的数目，这是核医学成像技术的基本原理之一。2）当两种核素的N

28、相同而 不同时，有 。即如果引入体内两种数量相等的不同的核素，短寿命的核素的活度大。3)当A一定时，有 。即满足体外测量的一定活度下，引入体内的放射性核素寿命约短，所需数量越小，这就是为什么临床上都要用短寿命核素的原因。四。放射平衡在递次衰变中，当满足一定条件时，各代核的数量比会出现与时间无关的多种衰变现象，统称这些衰变现象为放射平衡。5-33此时子核的数量变化将按照母核的衰变规律而变化，他们之间保持与t无关的暂时固定比例，这就叫暂态平衡。由于A=N,故在达到暂时平衡时，可得 公式（5-34） 2.长期平衡 且时间足够长t³7T2公式5-38 五、放射性计数的统计规律 通常计数测量是

29、以计数率表示的，计数率n的定义是： 第五节 医用放射性核素的来源临床应用的放射性核素来源主要由反应堆、回旋加速器、和放射性核素发生器等产生。第六章 核医学物理第一节 概述一 核素示踪1.放射性核素或其标记化合物应用于示踪是基于两个基本依据：1）同一元素的同位素有相同的化学性质，进入生物体后化学变化与生物变化完全相同，而生物体不能区分同一元素的各个同位素，这就有可能用放射性核素来代替其同位素中的稳定核素；2）放射性同位素在和衰变时发生射线，利用高灵敏度的放射性测量仪器可对它所标记的物质进行精确定性、定量及定位测量。二、核医学影像及其技术特点特点：1）核医学影像技术方便且安全 2）核医学影像是一种

30、功能显像，不是组织的密度变化。第二节 g射线探测1.测量原理：g射线晶体内产生荧光，光导和反射器组成的光收集器将光子投射到光电倍增管光阴极上，击出光电子，光电子在光电倍增管内倍增、加速在阳极上形成电流脉冲，电流脉冲高度与射线能量成正比，电流脉冲个数与辐射源入射晶体的光子数成正比，即与辐射源的活度成正比。2.准直器的作用：仅局限于某一空间单元的射线能进入闪烁计数器，其他区域射线不得进入，排除干扰成像的射线,建立放射性核素与图像的空间对应关系。与x-ct准直器的区别3.准直器的技术参数 ：记空间分辨力，是分辨两线源或点源的最小距离的倒数。定量评价 Ø 两线源分辨距离RØ 半峰宽

31、度(FWHM)Ø 调制传递函数(MTF) 范围0,1第四节 g照相机和单光子发射型计算机断层1.g照相机探头结构：1）准直器 2）闪烁体 3）光电倍增管 4）电阻矩阵2.单光子发射型计算机断层原理：发射型计算机断层（ECT）是通过计算机图像重建来显示已进入人体内的放射性核素在断层上的分布。SPCET和g照相机的区别是断层成像。第五节 PET及其融合技术1.PET原理：采用具有自准直符合计数方法，湮灭辐射产生的双光子同一直线上反方向飞行，b衰变区域两侧放置两个光子探测器，两探测器同时( 10-8s内) 接收g光子，符合电路给出一个计数。2.PET技术优势1）PET所用的放射性制剂中的核

32、素是构成人体生物分子的主要元素，在理论上可以显示机体进行的生理、生化过程，因此PET有生化断层、生命断层、活体分子断层的称谓。2）由于采用了贫中子核素，其半衰期极短，故对人体的放射性剂量很小，在临出检查上可以进行多次给药、重复成像检查。3）PET采用了具有自准直的符合电路技术方法，省去了准直器，使探测效率即灵敏度大为提高。SPECT图像质量更高，患者的安全性更高。4）由于正电子发生电子对湮灭的距离为1.5mm左右，可有效检查出510mm的病灶。5）因为衰减矫正更为精确，PET便于做定量分析。3.PET融合技术PET/CT图像融合技术的发展大致可分为三个阶段：1）原始阶段 2）异源图像融合阶段

33、3）设备整合阶段第七章 超声波物理1.诊断用超声波的频率在1MHz至100MHz之间2.脉冲波的几个特征量：t 脉冲宽度 振动持续时间 通常在1.55mS之间Ø T 脉冲重复周期(PRP)：两个相邻脉冲前沿相隔时间Ø f 脉冲重复频率(PRF)：每秒内脉冲重复出现的次数Ø Tr 间歇期：相邻脉冲的间歇时间Ø S 占空因子：脉冲宽度与静止期之比 3.超声波产生的机制：产生超声波的两个必要条件是：一要有高频声源、二是要有传播超声的介质4.压电效应：机械力引起材料内部正负电荷重心相对位移,产生符号相反的表面电荷而产生电场。机械能转化为电能。5.电致伸缩效应：

34、电场引起材料内部正负电荷重心相对位移,内部产生应力导致宏观上的几何形变。电能转化为机械能。6.声速、声压、声强与声阻抗的关系：7. 人体组织分成三大类 Ø 低声阻的气体或充气组织 如肺部组织Ø 中等声阻的液体和软组织 如肌肉Ø 高声阻的矿物组织 如骨骼三类组织声阻相差甚大，彼此不能传播声波超声检测主要适用第二类组织 第二类组织中，声阻抗相差不大，声速大致相等，又可利用不同类组织间的声阻抗造成的反射、散射识别不同软组织与器官的形态和性质。这是超声成像及读片的基本物理依据。临床用声强级表示仪器的探测灵敏度：第二节 超声场1.超声场轴线上的声压分布声压极小值：公式7-1

35、5 7-16 声压极大值：7-17 7-18进场长度用L表示 公式7-20结论：原型单晶片辐射半径越大，超声频率越高，则进场长度L就越长。2，远场区内声压分布：声压p随声程x成单值变化。在远场区内，声压p与声程x都是成反比减弱的。公式7-24 关于进场和远场的简略结论：超声振动频率f愈高，即波长愈小，晶片半径a愈大，则进场长度L愈大，同时扩散角愈小。这表示超声成束性好，方向性强。2. 声束的聚焦：实际应用中，希望焦点直径d小，而焦距f应大些。电子控制延迟。第三节 超声波在介质中的传播特性一反射与透射在超声界面上声压和法相速度连续。3. 透射系数Z1>>Z2 tP®0 超声

36、强烈反射无透射Z1Z2 tP1 超声全部透射 Z2>> Z1 tP2 驻波现象 反射强烈 超声的反射和透射只有在垂直入射时声强才守恒。二散射和衍射1.衍射当超声传播过程中，遇到界面或障碍物的线度与超声波长相近时，超声可以绕过障碍物的边缘传播，这一现象叫衍射。由于衍射与障碍物的线度有关，声波遇到障碍物时会发生两种现象：1）声影：由于障碍物线度较大，声波不能完全绕过障碍物，在障碍物之后声波不能到达的空间称之为声影。声影在图像上表现为暗区，是探测不到的盲区。2）与波长相仿的病灶探测不到：此时声波会完全绕过病灶，不能形成明显的反射回波，所以在图像上不会出现病灶的外轮廓图形，但可存在反向散射

37、，由此可以判断病灶的性质。2.散射：超声传播过程中，遇到界面或障碍物的线度小于且接近超声的波长时，超将发生散射现象。如果介质中存在许多悬浮粒子（如气体中的尘埃、烟雾、液体和固体中的杂质、气体泡等），当超声传到这些障碍物上时，这些粒子又将成为新的波源而向四周发射超声，有一部分声能就要偏离原来的传播方向。散射无传播性。三声波在介质中传播的衰减规律1.衰减的概念：声波声强随传播距离增加而逐渐减弱的现象。声波衰减的规律主要有：1）扩散衰减：声波能量分布改变造成的衰减;2）散射衰减：声波与散射中心多次相互作用部分声能转化为热能散失3）吸收衰减：声能转变为热能、机械能等其它形式能量2.生物组织的主要声学参数：衰减系数a是由吸收衰减系数和散射衰减系数两部分组成的。生物组织的衰减系数和组织的厚度、超声的频率有关，人体软组织对超声的品均衰减系数约0.81dB。其含义是超声频率每增加1Mkz，超声传播每增加1cm，则组织对超声的衰减系数增加0.81dB。3.为什么要使用耦合剂：探头与体表间存在声阻抗差很大的界面，使