南京邮电大学医学成像技术复习提纲课件

1、复习提纲填空题: 30分,每空2分选择题: 15分，每题1分简答题: 35分，5-6题计算题: 20分（2-3）题第二章X射线的物理基础X射线摄影技术成像原理和设备X射线摄影技术的发展数字减影血管造影X射线摄影图像质量评价第二章X射线的物理基础X射线的产生X射线的五个性质与物质的相互作用三个效应X射线的产生A: 金属阳极C: 阴极灯丝Uh: 低电压，加热灯丝，产生电子Ua: 几万伏至几十万伏高电压，使 电子加速撞向阳极与物质的相互作用三个效应光电效应康普顿效应电子对效应X射线在介质中的传输X射线的能量衰减公式计算机X射线摄影技术(Computed Radiography, CR)数字X射线摄影

2、技术(Digital Radiography, DR)成像板的特性,如何使用以及保存,如何擦除数字减影血管造影(Digital Subtraction Angiography, DSA )时间减影能量减影混合减影对比度就是有差异的程度客体对比度主体对比度图像对比度物体本身的物理对比度透射出人体的X 射线的强度发生 变化，形成了X 射线对比度图像各部分反 差的大小，有 差异的程度不锐度用于衡量图像模糊程度的一项指标图像模糊降低了小物体和细节的对比度和可见度几何模糊运动模糊屏模糊由于X射线源尺寸大小引起的由于物体运动引起的由于检测器厚度引起的噪声噪声：图像上观察到的亮度水平中随机出现的波动广义上说

3、，影像上任何妨碍观察者解释的像点均可作为噪声通俗：图像中的“斑点”、“雪花”常见噪声高斯噪声泊松噪声椒盐噪声伪影伪影：实际物体被扫描时，重建后的医学图像中出现的实物中不存在的成分大大降低医学图像的可信度和准确性，降低医学图像的分辨率会给医生的临床诊断带来困难，甚至会使医生做出错误的判断主要是由设备和病患引起 伪影设备伪影运动伪影金属伪影第三章X-CT的简单介绍X-CT的工作原理X-CT的发展X-CT的成像原理X-CT图像的后处理X-CT图像的质量控制X-CT的简单介绍X射线计算机断层成像X-ray Computed Tomography, X-CT 计算机断层成像X-CT的工作原理工作流程X射

4、线管产生X射线探测器捕获透射过人体的射线X射线管和对应的检测器 围绕着人体某一平面产生携带人体信息的投影数据传送到计算机里获得图像X-CT的工作原理物理原理:利用了人体各组织对X射线的衰减程度不同在实际工作中用CT值来说明人体各组织密度 mt表示传播介质的衰减系数，mwater表示水的衰减系数CT值的单位是Hounsfield，简称为Hu 如何获得投影数据-平行束平行束投影线L公式是如何获得的？证明：投影线L的方程可以写成其中斜率a，截距b为 中心切片定理证明极坐标转化f(x, y)的二维傅立叶变换可表示为 极坐标转化令u=rcosq ，v=rsinq 卷积反投影重建算法-实现待重建图像的步长

5、为 =x=y图像大小为NN图像左下角像素标号设 为(1,1)，右上角像素标号 设为(N, N)，则坐标原点 O标号为(N+1)/2, (N+1)/2)投影数据的格式为 180185X射线方程为xcosq +ysinq =sS平面是探测器平面，它与X轴成q角度将坐标原点O在探测器平面上的垂足设为探测器的坐标原点 卷积反投影重建算法-实现图像尺寸N，待求灰度值的点坐标为(X, Y)；已知投影数据角度，在该角度下共有185个投影数据1. 计算坐标步长2. 把像素标号转变为直角坐标系下的坐标卷积反投影重建算法-实现3. 经过点(x0, y0)的投影线为4. 转换Sx的定义域5. 插值计算窗宽窗位调节C

6、T值国际标准的定义：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相对于水的衰减系数计算出来的相对值单位是HUmw是能量为73keV的X射线在水中的衰减系数P57第四章简要介绍核物理基础放射性核素断层成像原理简要介绍放射性(Radioactivity)天然放射性人工放射性天然存在的放射性核素所具有的放射性用核反应的办法所获得的放射性四个原子模型汤姆逊模型卢瑟福模型玻尔模型薛定谔模型核素同位素(Isotope)具有相同质子数而质量数不同的核素各种元素都有各自的同位素化学性质基本相同，物理性质可能有很大不同同量异位素(Isobar)质量数相同而质子数不同的核素同质异能素(Isome

7、r)质量数和质子数相同而处于不同能量状态的核素核衰变主要分为a衰变、b衰变和g衰变核衰变b+衰变反应式为e是正电子，即b+粒子实际上是一个质子转化为一个中子和一个正电子的过程核衰变b+衰变正电子极易与周围的电子进行合并，发生湮灭放射出一对511keV 光子，方向相反且沿直线飞出一般原理放射性同位素示踪计作用追踪各种元素的新陈代谢途径来源：反应堆、回旋加速器和放射性核素发生器g相机成像优点不仅能提供静态图像，还能提供动态图像具有丰富的功能信息可以对人体某个部位成像，也可对全身成像缺点图像存在重叠，不能获得断层图像第四章SPECT, PET中文名,英文全称PET成像原理成像原理放射性核素在进入人体

8、之后，参与人体内的新陈代谢活动，发生b+衰变产生正电子正电子发生湮灭放射出一对能量为511keV、方向相反且沿直线飞出的光子 第五章简单介绍核磁共振现象磁共振成像原理和成像设备磁共振图像后处理技术MRI的中文和英文全称原子核的磁性原子核的磁性原子核可看成是具有一定质量与体积的均匀带电球体原子核的自旋产生角动量，形成了绕核心旋转的环形电流根据法拉第的电磁理论， 环形电流在其周围产生 磁场，因此原子核具有 一定磁性物质的磁性物质原子磁性磁性顺磁性逆磁性铁磁性核磁共振现象核磁共振现象核磁共振现象核磁共振现象弛豫过程弛豫过程可分为纵向弛豫和横向弛豫纵向弛豫：纵向磁化向量M逐渐达到M0的过程横向弛豫：横

9、向磁化向量Mxy逐渐衰减为0的过程磁共振图像重建过程可分为以下四个阶段 激励阶段空间定位编码阶段数据读出阶段重建图像阶段第六章简单介绍超声波的基本性质超声波传播特性多普勒效应超声成像技术原理超声图像的后处理和质量评价 超声波的基本性质超声(Ultrasound, US)一种高频机械波，振动频率超过20000Hz，最高可达1015Hz人耳的听觉范围在2020000Hz之间，因此听不到超声波诊断用超声频率在1MHz100MHz之间超声波的基本性质产生 由电场作用引起材料内部正负电荷重心发生相对位移，使材料内部产生应力导致宏观几何形变，这种电能转变为机械能的效应称为电致伸缩效应电致伸缩效应超声波的基

10、本性质产生压电效应 某些各向异性的材料，在外部拉力或压力的作用 下引起材料内部原来重合的正负电荷重心发生相 对位移，在相应表面上产生符号相反的表面电荷， 即在机械力作用下产生了电场，这种机械能转换 为电能的现象称为压电效应反射与透射全反射水作探头与皮肤间夹层，临界角 7630石蜡油作夹层，临界角 6710实际应用中探头探测角度不超24全反射现象对超声诊断无意义，应尽量避免。减少信号强度损失避免产生透射伪像及全反射现象衍射与散射超声波长与物体尺寸可以比拟甚至更大时，会发生衍射和散射现象衍射界面或障碍物线度与超声波波长相近时，超声绕过障碍物传播的现象声波的多普勒效应多普勒效应(Doppler ef

11、fect)声源或接收体或两者同时相对介质运动，接收频率发生变化的现象多普勒频移的数学表示多普勒频移公式由多普勒效应引起的接收频率的变化称为多普勒频移第一次多普勒频移被血液颗粒散射超声波返回接收体血液颗粒作为波源相对接收体运动超声波射入血液颗粒血液颗粒作为接收体相对波源运动第二次多普勒频移A型超声成像对回波显示采用幅度调制由探头定点发射获得回波所在位置可测得人体脏器的厚度、病灶在人体组织中的深度以及大小一维的回波图像，只能反映局部组织的回波信息，不能获得二维图像检查运动脏器时不稳定临床已较少使用M型超声成像M型超声纵轴表示脏器深度，横轴表示时间，构成活动曲线图用辉度调制(brightness m

12、odulation)方式显示超声回波光点强弱代表幅度大小以光点形式在显示器垂直扫描线上显示M型超声成像M型超声成像对人体中的运动脏器功能的检查具有优势 可进行多种心功能参数的测量 M型超声成像仍不能获得真正的二维解剖图像不适用于静态脏器诊查 辉度调制式断面图像的形成 采用辉度调制式显示,光点强弱代表回波信号幅度大小, 快速移动探头发射声束逐次获得不同位置界面反射回波 B型超声成像(二维超声成像) B型超声成像原理图辉度调制式断面图像的形成B型和M型主要差别 M型帧扫描是与时间成线性关系慢变化 显示动态状况 B型帧扫描与声线实际位置严格对应显示断面图像辉度调制 探头固定辉度调制 声束运动第七章电

13、离辐射的生物效应医学照射的基本概念及防护要求影像检查的防护非电离性的电磁波和超声的防护 电离辐射的概念和种类电离辐射一切能引起物质电离的辐射总称电离将电子从基态激发到脱离原子电离辐射的概念和种类辐射剂量单位放射性活度（radioactivity)放射性元素或同位素每秒衰变的原子数，简称活度SI单位是“S-1”，SI单位专名是贝可勒(Becquerel)，符号为Bq照射剂量(exposure dose)单位质量空气中产生的正离子或负离子的总电量单位是伦琴 辐射剂量单位吸收剂量(absorbed dose)单位质量物质受辐射后吸收辐射的能量SI单位专名是戈，符号Gy曾用名称拉德，符号为rad当量剂量(equivalent dose)乘上了适当的修正系数后的吸收剂量比较不同类型辐射照射所造成的生物效应的严重程度或产生机率国际制单位：希伏(Sv) 电离辐射防护的基本原则国际辐射防护委员会提出辐射防护的三项基本原则正当化原则防护最优化原则剂量限值的应用原则电离辐射防护的基本方法电离辐射防护外照射防护 内照射防护 电离辐射防护的基本方法外照射防护三大原则时间防护 距离防护 屏蔽防护 影像检查的防护六条一般性原则非电离性的电磁波和超声的防护非电离性的电磁波和超声的防护非电离辐射是指