《医学影像成像理论》课程教学大纲

《医学影像成像理论》教学大纲课程名称：医学影像成像理论英文名称：TheoryofMedicalImaging课程编号：F088122151学分：4总学时/课内实践学时：72/24课程性质：必修课程开课单位：临床学院影像物理教研室适应对象：医学影像技术专业（四年制本科）一、课程简介《医学影像成像理论》（Theory

of

Medical

Imaging

）是医学影像技术专业基础课程,

主要讲解X射线成像、磁共振成像、放射性核素成像的物理学原理。它将为学生奠定有关医学影像的物理基础，为学生的图像诊断提供物理学依据。其主要任务是：使学生通过本课程的学习,在已有的数学、物理学、电子学理论知识的基础上,较系统地掌握地掌握医学影像物理的基本理论、基本知识,为专业课的学习及以后的工作打下良好的基础。本课程共72学时，理论48学时，实验课24学时，第3学期上课，为必修课程，学分4.0。二、课程目标（一）思政教育医学影像学专业课程具有丰富的思想政治教育素材，如影像检查工作需要无私奉献精神，X线相关检查对从业人员会产生辐射损害，这就要求从业人员具有高尚的自我牺牲精神和社会主义人道主义精神。教学过程中以广大医学影像工作者不怕牺牲、无私奉献、爱岗敬业精神为指导，以先进典型的美德善行为榜样，潜移默化使社会主义核心价值观成为广大学生日常的行为准则。影像检查技术的发展体现四个自信，医学影像在改革开放后蓬勃发展，影像影像学科从一穷二白发展到今天，影像设备配置已经世界领先，影像检查技术也在紧跟世界先进潮流，影像设备制造技术也突飞猛进、日新月异。通过展示学科发展辉煌成就，有利于培养学生制度自信、理论自信、道路自信和文化自信。医学影像学设备的每一次技术进步，不仅带动了医学影像学本身的发展，同时也给临床各科室提供了更加先进的检查技术和手段，促进了临床医学各学科科研进步和发展。在医学影像学教学中，紧扣教学大纲，关注影像检查相关的研究前沿及热点问题，培养学生相关专业能力，同时有意识塑造学生的科研思维、创新意识及实事求是的工作态度、团结协作的工作作风，对于学生科学素养的形成也有极大帮助。（二）基本理论知识内容绪

论X线成像理论模拟X射线影像数字化X射线成像技术X射线计算机体层成像（X-CT）磁共振成像放射性核素显像（三）基本技能初步认识X射线成像、磁共振成像、放射性核素成像；通过医学影像物理学理论课程的学习，为后继课程打下良好基础，为图像诊断提供物理学依据。（四）基本素质通过理论知识的讲授，加强对学生抽象与逻辑思维能力的培养；强调理论与实际相结合；在教学过程中，要注意培养学生的自学能力，分析问题和解决问题的能力，课后应给予学生一定数量的习题作业，并介绍一些课外参考书。三、课程目标与毕业要求对应关系表1：课程目标与毕业要求对应关系毕业要求指标点课程目标毕业要求1：知识要求：要求学生掌握创造性思维的方法和技巧，能与社会和环境发展变化相协调，具备良好的社会适应能力和交流能力；掌握现代影像学设备的成像原理、基本结构、发展趋势，掌握基础医学、临床医学、医学影像学的基础理论与知识；熟悉有关放射防护的方针、政策和法规；熟悉影像设备的日常维护及常见问题处理；并熟悉医学影像技术前沿技术的基本知识，了解其各分支学科的理论前沿和发展动态。毕业要求2：能力要求：具有自主的学习能力以及终生学习的观念；具有良好的专业知识表达能力和基本外语表达能力；掌握医学影像技术的知识与技能，具备从事医学影像技术工作所需的专业能力；毕业要求3：素质要求：热爱祖国，拥护中国共产党的领导；具有责任心和社会责任感；具有法律意识，自觉遵纪守法；热爱本专业，谨记“健康所系，性命相托”的重任；具有为人民身心健康服务的思想理念和坚定的职业观，达到大学生体质健康标准四、课程教学安排课程共有13项教学内容，具体安排如下。表2：课程教学安排表序号教学内容思政元素课堂教学学时实验/实践教学学时学时小计1绪论职业教育和爱国教育222X线成像基本理论科学精神培养4263模拟X线成像科学精神培养28104数字X线成像科学精神培养2465医学影像相关成像基础科学精神培养226CT成像基本原理科学精神培养82107CT特殊成像原理科学精神培养2248CT图像质量科学精神培养229磁共振成像原理科学精神培养42610磁共振成像序列科学精神培养62811磁共振特殊成像原理科学精神培养4412磁共振图像质量科学伦理教育2213核医学成像理论科学精神培养8210合计482472教学安排理论教学目标与内容理论讲授部分的学习要求分为三个方面：1.要求学生掌握的内容；2.要求学生熟悉的内容；3.要求学生了解的内容。掌握内容要求学生深入全面领会贯通这些知识，并能熟练地联系实际加以运用，做到牢固掌握；熟悉的内容要求学生深刻理解，并能加以运用；了解的内容，要求学生应知道其要点，学到有关知识。第一单元

绪论目标1.掌握：①普通X线成像基础，CT、MRI成像理论；②各类成像方式的特点；③医学影像成像理论新进展。2.熟悉放射性核素成像原理。内容1.详细讲解：①普通X射线成像基础；②CT成像理论概述；③MRI成像理论概述。2.一般介绍：①各类成像方式的特点；②医学成像理论新进展。第二单元

X线成像基本理论目标1.掌握：①X射线与物质的几种相互作用过程；②X射线衰减规律。2.熟悉影响X线衰减的因素。3.了解X线在诊断放射学中各种发生作用的概率。内容1.重点阐述：①线性衰减系数；②光电效应；③康普顿效应；④电子对效应。2.详细讲解：①单能X线的衰减；②半价层。3.一般介绍：①连续X线的衰减；②X线滤过；③X线在人体内的衰减。第三单元

模拟X线成像目标1.掌握：①X线透视和普通X线摄影的基本原理；②软X线摄影和高千伏X线摄影。2.熟悉：①X线影像信息的形成；②X线影像信息的转换与显示。3.了解：①X线影像质量评价参数；②影响X线摄影图像质量的因素。内容1.重点阐述：①X线成像原理；②X线透视基本原理；③X线摄影基本原理。2.详细讲解：①软X线摄影；②高千伏X线摄影；③X线影像信息形成的基本原理。3.一般介绍：①X线影像质量评价参数；②影响X线摄影图像的因素。第四单元

数字X线成像目标1.掌握：①数字成像的特点；②CR的成像过程，CR成像理论；③数字X线摄影的特点；④DSA的成像原理及基本过程，DSA的减影方法及图像图像处理功能；⑤数字体层摄影的基本原理及双能X线DR成像基本理论。2.熟悉：①数字成像概念，CR系统成像原理和IP的结构及特性；②CR的后处理方法；③DR直接成像和DR间接成像原理；④影响DSA图像质量因素以及改善图像质量的措施；⑤DTS图像重建的不同算法。3.了解：①数字X线成像原理；②影响CR图像质量的因素；③影响DR图像质量因素；④DSA成像方式及DSA系统的成像链；⑤DTS及DE的特点、适应症及临床应用。内容1.重点阐述：①数字图像；②数字成像基本概念；③数字图像的形成；④数字图像的基本处理；⑤数字X线摄影。2.详细讲解：①CR系统工作流程与成像原理；②成像板；③CR系统的图像处理；④影响CR影像质量因素；⑤DR直接成像原理；⑥DR间接成像原理；⑦DSA成像原理。3.一般介绍：①影响DR图像质量因素；②DSA图像处理；③影响DSA图像质量因素；④数字体层摄影原理；⑤图像重建算法；⑥双能X线DR成像基本理论；⑦DTS及DE的特点、适应症及临床应用。第五单元

医学影像成像相关基础目标1.掌握：①胶片分类和胶片基本参数、基本成像原理；②显示器及激光打印技术的基本分类；③X线对比剂及MRI顺磁性对比剂的分类、特点、作用机理及不良反应机理；④高压注射器的工作原理、工作流程、主要参数及各参数对图像质量的影响。2.熟悉：①数字胶片累心核特点；②显示器的技术参数；③激光打印机的基本原理；④MRI对比剂的分类及特点，MRI超顺磁性和铁磁性对比剂的增强机制，MRI对比剂不良反应的表现，预防及处理，对比剂外渗的原因及处理；⑤常用碘对比剂的化学名及临床应用，对比剂的引入方式及体内代谢作用机理，水溶性碘对比剂不良反应的分类、预防及处理；⑥高压注射器的基本结构和功能，工作特点及临床应用。3.了解：①数字胶片结构；②CRT、LED显示器，激光相机的具体结构；③MRI特异性对比剂的作用机理及临床应用，对比剂肾病的诊断标准及发生机制；④高压注射器的种类。内容1.重点阐述：①胶片分类；②胶片结构、参数和成像原理；③显示系统与显示器；④激光打印技术分类。2.详细讲解：①影像增强对比剂的分类；②对比剂的作用机理；③对比剂不良反应机理。3.一般介绍：①高压注射器工作原理；②高压注射器的主要参数及各参数对图像质量的影响。第六单元

CT成像基本原理目标1.掌握：①CT图像本质特点，CT成像相关基本概念，CT成像的基本原理；②非螺旋CT扫描方式、螺旋CT扫描方式；③Radon变换，中心切片定理的原理；④显示处理及二维、三维重组。2.熟悉：①CT成像基本过程；②单层螺旋CT扫描与多层螺旋CT扫描方式的区别；③滤波反投影算法与迭代重建算法的基本原理及优缺点；④兴趣区域测量、最大密度投影及最小密度投影。3.了解：①断层螺旋CT扫描与多层螺旋CT扫描方式的优缺点；②各种重建算法的数学原理；③容积再现及仿真内镜。内容1.重点阐述：①CT图像本质特点；②CT成像相关基本概念；③CT成像的基本原理与过程；④CT图像重建的数学基础；⑤CT图像重建算法。2.详细讲解：①非螺旋CT成像；②单层螺旋CT成像；③多层螺旋CT成像；④二维重组的原理、显示方法、临床应用；⑤三维重组的原理、显示方法、临床应用。3.一般介绍最大密度投影原理、显示方法、临床应用。第七单元

CT特殊成像原理目标1.掌握：①CT剂量的表征量和CT扫描参数与辐射剂量的关系；②能量/能谱成像的物质分离、单能量成像和能量曲线；③灌注成像的灌注参数和灌注特点。2.熟悉：①辐射剂量CT成像的理念；②能量/能谱成像的各项功能和参数的应用特点；③灌注模型的分类和参数的应用特点。3.了解：①综合降低CT辐射剂量的方法；②能量/能谱成像的定义、原理、临床应用范畴；③灌注成像的概念、临床应用。内容1.重点阐述：①CT剂量的表征量；②CT扫描参数与辐射剂量的关系；③综合降低CT辐射剂量的方法。2.详细讲解：①双能量CT成像；②能谱CT成像。3.一般介绍CT灌注成像。第八单元

CT图像质量目标1.掌握空间分辨力、密度分辨力、信噪比、伪影的定义及其影响因素。2.熟悉影响CT图像质量的因素。3.了解：①常用CT图像质量测试方法；②CT图像质量控制；③质量控制基本内容的测试方法。内容1.重点阐述：①空间分辨力；②密度分辨力；③信噪比。2.详细讲解：①与机器性能及CT成像技术有关伪影影响因素；②与病人相关因素的伪影；③螺旋CT固有特征引起的伪影。3.一般介绍：①因CT操作者导致的伪影；②机器的校准。第九单元

磁共振成像原理目标1.掌握：①原子核的性质及在静磁场中的运动规律；②自旋核的宏观特性及磁化强度矢量M的运动规律；③弛豫概念；④自由感应衰减信号；⑤选层、相位编码、频率编码；⑥K空间的基本概念。2.熟悉：①磁共振概念及产生条件；②射频磁场的作用及发生；③自由感应衰减信号的形成与检测；④梯度磁场的作用原理和MRI的空间定位；⑤K空间的填充方式。3.了解：①磁共振成像发展史；②磁共振成像的特点及局限性；③FID信号的傅立叶变换和化学移位；④二维磁共振数据采集；⑤傅立叶变换图像重建。内容1.重点阐述：①原子核与核磁矩；②静磁场中的核自旋；③宏观磁化；④磁共振成像空间定位。2.详细讲解：①磁共振产生条件；②磁化强度矢量M的激发和章动；③弛豫和弛豫时间。3.一般介绍：①磁共振信号检测；②图像重建与K空间。第十单元

磁共振成像序列目标1.掌握：①脉冲序列概念以及自旋回波序列和快速自旋回波序列的基本原理和序列特点；②IR序列的基本形式和序列特点，TI时间的概念；③GRE序列的基本形式、原理和序列特点；④EPI序列的概念、成像原理和常用分类。2.熟悉：①自旋回波序列和快速自旋回波序列的基本原理及特点；②IR序列的基本原理及特点；③GRE序列基本原理及特点；④EPI序列的临床应用。3.了解：①自旋回波序列及快速自旋回波序列的临床应用；②IR序列的临床应用；③GRE序列的临床应用；④EPI序列伪影产生的原理及降低伪影的因素。内容1.重点阐述：①快速自旋回波序列的基本形式；②快速自旋回波序列的特点；③快速自旋回波序列的衍生序列；④翻转恢复序列的基本形式；⑤IR序列的特点；⑥翻转恢复序列的衍生序列。2.详细讲解：①GRE序列与SE序列的区别；②梯度回波序列的特点；③梯度回波序列的衍生序列。3.一般介绍：①平面回波的特点；②平面回波序列的分类。第十一单元

特殊磁共振成像原理目标1.掌握：①组织抑制成像技术的基本原理和参数设置；②弥散加权成像；③弥散张量成像；④磁共振灌注成像；⑤磁共振波谱；⑥磁共振功能成像及磁敏感成像。2.熟悉：①血管成像技术的种类、基本原理和应用过程；②弥散加权成像、弥散张量成像、磁共振灌注成像、磁共振波谱、磁共振功能成像及磁敏感成像的相关评价指标及分类。3.了解：①组织抑制技术的基本方法；②血流类型及不同血流的流动效应；③弥散加权成像、弥散张量成像、磁共振灌注成像、磁共振波谱、磁共振功能成像及磁敏感成像的作用、序列特点。内容1.重点阐述：①脂肪抑制成像；②水抑制成像；③磁化传递技术。2.详细讲解磁共振血管成像。3.一般介绍：①弥散加权成像和弥散张量成像；②磁共振灌注成像；③磁共振波谱成像；④磁共振功能成像；⑤磁敏感成像。第十二单元

磁共振图像质量目标1.掌握常见伪影的解决方案。2.熟悉：①磁共振图像信噪比，对比度和空间分辨率的影响因素；②常见磁共振图像伪影的表现和成因。3.了解磁共振图像的质量指标和内涵。内容1.重点阐述磁共振成像设备的质量参数。2.详细讲解磁共振图像伪影。3.一般介绍磁共振图像质量的内涵。第十三单元

核医学成像理论目标1.掌握：①原子核的放射衰变和核医学成像原理；②照相机成像原理和图像采集；③SPECT成像、PET成像；④图像融合的基本原理和影响图像的因素。2.熟悉：①放射性核素示踪技术的原理、显像剂摄取的机制；②照相机的基本结构；③SPECT、PET的信息采集、重建校正以及SPECT/CT、PET/CT基本原理。3.了解：①核医学成像特点；②照相机的性能指标；③ECT与TCT的区别，PET/MRI的进展。内容1.重点阐述：①衰变、衰变；②核医学成像原理；③照相机结构、原理。2.详细讲解：①SPECT结构、成像原理；②PET结构、成像原理。3.一般介绍：①SPECT/CT；②PET/CT；③PET/MRI。五、课内实践教学内容及要求表3：课内实践教学内容及要求序号教学类型教学内容教学要求1实验X线管检查与实验熟悉X线管外观及旋转阳机的启动，X线管灯丝加热，加深对X线管结构和性能的理解。2实验模拟X射线成像见习了解x线机的基本结构，掌握设备各部分的作用。3实验X射线影像增强器的使用了解X射线影像增强器的结构，掌握X射线影像增强器的工作原理，X射线影像增强器的优点4实验滤线器的使用了解滤线器的结构和作用，掌握不正确使用滤线器造成的不良后果，正确使用滤线器的方法。5实验X线的量与X线的质对图像的影响加深理解什么是X线的量与X线的质，掌握如何调节X线的量与X线的质，观察X线的量与X线的质对图像的影响6实验见习DR系统了解DR系统的成像原理及后处理功能。参观DR系统，对DR系统有一个整体了解；

7实验X射线图像质量控制见习熟悉描述X射线图像质量的参数以及影响X射线图像质