醫(yī)學影像復習1

1、填空題-10分 共10空單選題-50分 共50題多選題-10分 共5 題判斷題-10分 共10題問答題-20分 共4 題第一章 概論 10分左右第二章 放射物理基礎 20分左右第三章 X線發(fā)生裝置和模擬X線成像 20分左右第四章 數(shù)字X線成像 25分左右第六章 CT成像 10分左右第七章 MRI成像 10分左右第八章 超聲成像 5分左右第一章 概論醫(yī)學影像技術有哪些？各自的信息源、信息載體、信息檢測方式、信息的意義是什么？X線的發(fā)現(xiàn)？X線影像形成的條件？X線成像設備有哪些？1895年11月8日，倫琴發(fā)現(xiàn)X線，奠定放射學發(fā)展的基礎。 1901年12月10日 倫琴獲得諾貝爾物理學獎。X線影像形成的

2、條件：X線具有一定的穿透力。因密度和厚度不同形成衰減差異。有X線影像顯示裝置。第2章 放射物理基礎介紹X線的本質和特性。X線是如何產(chǎn)生的？其產(chǎn)生的必備條件是？介紹連續(xù)輻射和標識輻射。計算管電壓為80KV時連續(xù)X線的 min、最強 、平均 。什么是X線的強度？用什么表示？其影響因素有哪些？X線的本質和特性：電磁波:具有波粒二性波動性：具有反射、折射、干射、衍射等波動特征。 微粒性：具有光電效應、康普頓散射、熒光作用和電離作用等現(xiàn)象。 以一定的波長和頻率在空間傳播，其傳播速度即為光速。X線的產(chǎn)生：真空中高速運行的電子群突然受阻，陰極射線遇到障礙產(chǎn)生陰影產(chǎn)生X線的必備條件：電子源-陰極，燈絲發(fā)射電子

3、；高速電子流-高真空及強電場加速電子；障礙物-陽極靶，電子轟擊產(chǎn)生X線。X線的產(chǎn)生原理：陰極加熱發(fā)射電子在高壓電場的作用下高速飛向陽極靶面，由于電子束受到靶面的急劇阻止，在陽極靶面上產(chǎn)生能量轉換。X線產(chǎn)生的本質是：高速運動電子與物質原子碰撞中能量轉換 E電子=E熱+E電離+E輻射影響連續(xù)X線強度的因素？靶物質原子序數(shù)：Z管電流：mA管電壓：KV連續(xù)X射線譜最短波長：min = 1.24 / U （nm）min 的數(shù)值僅與管電壓U 有關，不受其他任何因素的影響最強波長：連續(xù)X射線譜中強度最大值對應的波長。最強 = 1.5min 平均波長：平均 = 2.5min X線的產(chǎn)生原理：標識輻射；高速電子

4、擊出原子內(nèi)層電子所引發(fā)；標識輻射產(chǎn)生固定波長的X射線譜標識X射線的波長僅取決于陽極靶物質。每一種元素的標識X射線波長固定不變X線的強度：單位時間內(nèi)穿過單位平面內(nèi)X光子數(shù)量與能量乘積的總和。通常用X線的質和量分別表示影響X線強度的因素什么是X線的質？X線的硬度用穿透能力表示 什么是X線的量？1.敘述光電效應、康普頓效應、及電子對效應的產(chǎn)生過程和產(chǎn)生條件.2.光電效應的實質是？產(chǎn)生的次級粒子有哪些?3.光電效應中的特征輻射與x線產(chǎn)生中特征輻射的區(qū)別?4.光電效應在X線成像中的利弊?5.簡答光電效應的吸收限及其意義。6.康普頓效應在診斷放射中的影響有哪些？7. 什么是X線的電離作用、熒光作用、感光作

5、用、著色作用？hv < Ei 相干散射 hv Ei 光電效應hv >> Ei 康普敦效應hv 1.02Mev 電子對效應hv 很高 光核反應光電效應在X線成像中作用有利：1、無散射線、減少照片灰霧.2、完全被人體吸收，產(chǎn)生差異.有害：增加輻射劑量. X線的衰減：距離衰減、單能窄束X線的衰減距離衰減：點光源X線的衰減與距離的平方成反比。什么是單能窄束X射線？單能：由能量相同的光子組成的X線。窄束：不包含散射X線。射線束有一定的寬度，其中沒有散射光子。什么是連續(xù)X射線？連續(xù)能譜X射線可看成多個單能窄束X射線之和連續(xù)X線的衰減：強度變?。繙p少），硬度變大（質提高）人體的物質組成：

6、骨骼 / 軟組織 / 管腔內(nèi)氣體X射線與人體的相互作用：除直接透射部分外，主要為光電效應和康普頓散射 第3章 X線發(fā)生裝置與模擬X線成像什么是X線發(fā)生裝置？以及該裝置的構成？X線管構成？二次電子？危害？陰極構成？作用？陽極效應？高壓發(fā)生器的作用高壓發(fā)生器的構成單相全波橋式整流電路組成結構：高壓變壓器、高壓整流器、X線管燈絲變壓器、高壓交換閘、高壓電纜、高壓插頭與插座、變壓器油高壓發(fā)生器的作用：給X線管陽極提供直流高壓。給X線管陰極提供加熱電壓。配兩只以上X線管時，負責球管之間管電壓和燈絲電壓的切換。高壓變壓器的構造鐵芯：采用閉合式導磁體。初級繞組：匝數(shù)少、電流大（幾十-幾百A）， 電 壓不高（

7、500V以下）；次級繞組：匝數(shù)多、電流很小（1000MA以下），電壓很高（診斷機30150KV,治療機200300KV）。高壓變壓器工作特點：1、零相位時接通。2、曝光時間為偶數(shù)個脈沖（周期）。 曝光時間為偶數(shù)個脈沖（周期） 時，暫態(tài)電流對KV幾乎無影響。燈絲變壓器作用：給X線管提供燈絲電壓。結構：鐵芯：采用閉合式導磁體，口或C型。初級繞組：匝數(shù)1000、電流小、線徑小。次級繞組：匝數(shù)幾十、電流較大、線徑大。燈絲變壓器的特點：降壓變壓器：初級電壓100220V之間，次級電壓515V之間，功率100w左右。次級與X線管陰極相連，初次級間絕緣強度要求不低于高壓變壓器輸出最高電壓的一半。高壓交換閘作

8、用：把高壓發(fā)生器產(chǎn)生的高壓、燈絲電壓在不同X線管之間切換。控制臺的作用？控制臺的電路有哪些？基本組成電路： 一、電源電路 二、燈絲加熱電路 三、高壓發(fā)生電路 四、控制電路診斷X線機頻率劃分？ 工頻X線機(50或60Hz) 中頻X線機(40020kHz) 高頻X線機(>20kHz)影像增強器：Image Intensifier 簡寫：I.I作用: 將穿過人體的X線影像轉換成亮度較強（比普通熒光強數(shù)千至萬倍）的可見光影像。影像增強器的工作原理第4章 數(shù)字X線成像模擬量數(shù)字量模擬信號轉換為數(shù)字信號用？線對的概念與計算空間分辨率、密度分辨率的決定因素計算機存儲的圖像與顯示器顯示的圖像是？數(shù)字化的

9、核心處理技術是？CR系統(tǒng)組成影像板(IP)工作原理PSL平板數(shù)字探測器FPDDSA技術原理和基本方法數(shù)字化醫(yī)院信息系統(tǒng)主要有哪些？簡述其功能。PACS、RIS、HIS融合條件CR系統(tǒng)信息源：信息采集：信息轉換：信息處理：信息顯示：信息記錄：影像板(IP)工作原理PSLCR組成：普通X線機、IP板、IP掃描儀、后處理計算機。IP板工作原理：PSL現(xiàn)象用波長為600nm的激光能使IP板受激發(fā)而釋放出最高強度的波長為390400nm的可見光。 CR成像技術特點：數(shù)字化平板數(shù)字探測器FPD(Flat Panel Detector)材料種類：非晶硒探測器非晶硅探測器多絲正比室掃描CCD探測器直接型平板探

10、測器FPD：非晶硒是一種光電導材料，經(jīng)X射線曝光后由于電導率的改變而形成圖像電信號，通過TFT檢測陣列，再經(jīng)A/D轉換、處理獲得數(shù)字化圖像在顯示器上顯示。 非晶硒探測器工作原理間接型平板探測器FPD ：間接FPD的結構主要是由閃爍體或熒光體層加具有光電二極管作用的非晶硅層( a-Si)再加TFT陣列構成的平板檢測器。 非晶硅探測器工作原理普通攝片、CR、DRDSA技術原理：在通常的血管造影過程中，運用數(shù)字計算機處理技術，取人體同一部位兩幀不同的數(shù)字圖像，進行相減處理，消去兩幀圖像的相同部分，得到造影劑充盈的血管圖像DSA基本方法：時間減影：對比劑進入血管之前采集蒙片(mask)-充有對比劑的血

11、管圖像(充盈圖像)=血管圖像。缺點：受被檢者移動或動脈搏動的影響。能量減影：使用碘對比劑進入血管后用33Kev左右的X線能量，管電壓為70KV曝光產(chǎn)生的圖像管電壓為120130KV曝光產(chǎn)生的圖像，也稱雙能減影、K緣減影能量減影優(yōu)缺點優(yōu)點：圖像連續(xù)采集，被檢者少許移動不會 影像圖像效果。可以抑制吞咽、胃腸蠕動造成的圖像模糊。缺點：能量影像相減只能消除一種組織的影像，不能將骨骼和軟組織同時減去。要求X線管能在兩種能量高速切換設備復雜，只能用在專用X線機上。混合減影：造影前和造影后均用能量減影減去軟組織的圖像得到雙能減影像，再用時間減影處理雙能減影像減去骨骼的影像。 優(yōu)缺點：綜合了時間減影和能量減影

12、的優(yōu)點，比較費力，X線劑量很高。附屬設備：高壓注射器。注射速度快，與X線機連動數(shù)字化醫(yī)院信息系統(tǒng)主要有哪些？列出至少四種的中文全程和英文簡稱并簡述其功能。PACS、RIS、HIS融合條件第6章 CT成像CT與DR的區(qū)別(成像原理、空間分辨率、密度分辨率、動態(tài)范圍)CT的發(fā)明CT值的定義和計算CT圖像的窗口技術及使用的原因普通CT與螺旋CT(關鍵技術及四個連續(xù))窗口技術顯示的CT值范圍床面運動的精度范圍螺距的相關知識什么是CT？與X射線攝片有何不同？1、顯示真正的斷面影像2、圖像清晰，密度分辨率高3、可用CT值進行密度測量4、立體定位準確5、可進行三維成像等后處理什么是CT值？以吸收系數(shù)為依據(jù)，

13、表征人體組織密度的量值。定義：CT影像中每個像素所對應的物質對X線線性平均衰減量大小的表示。實際應用中，人們更關心組織衰減系數(shù)的差異不是絕對衰減系數(shù)。為了便于比較和計算， Hounsfield將骨皮質和空氣衰減系數(shù)作為上下限劃分為2000個單位，然后與水的µ值作比照，得到各種組織結構的CT值。 單位： Hu（Hounsfield Unit）紀念亨氏 物質的CT值反映物質的密度。圖像上黑表示物質密度低，白表物質密度高。探測器的特性：一致性探測器的一致性指所有探測器單元之間吸收和轉換要一致，即相同X線照射得到相同電信號。每天早上CT開機時，常規(guī)要作空氣校正，其目的就是確保探測器性能的一致

14、性。探測器的特性：動態(tài)范圍探測器的特性：探測器能探測到最大信號與最小信號之比。一般為106：1CT探測器的種類：氣體、固體（閃爍晶體探測器、固態(tài)稀土陶瓷探測器）氣體探測器特點：各通道電離室相互連通，處于同一氣壓、溫度、密度、純度條件，有較好一致性；間隔很薄，幾何效率高轉換效率相對較低對溫度敏感固態(tài)稀土陶瓷探測器:更高的轉換效率；更好的穩(wěn)定性；余輝時間短，可以做快速連續(xù)的螺旋掃描;冷卻系統(tǒng)：包括X線管冷卻和電子線路的冷卻 。X線管用絕緣油與空氣進行熱交換，掃描機架靜止部分則用風冷或水冷進行熱交換。冷卻方式：1、風冷+油冷2、 水冷+風冷+油冷窗口技術窗寬窗位窗寬 Window width (W)

15、: 選取顯示的CT值范圍大小窗位 Window center/level (C/L): CT值范圍中心CT值 選取感興趣的CT值范圍，將其轉換成人眼能分辨的灰階顯示。意義：提高人眼對圖像的分辨率。窗寬、窗位共同決定圖像的CT值顯示范圍計算CT值范圍的公式： CW/2CW/2C代表窗位、W代表窗寬例如： W:1500 C：-600顯示范圍：？ -1350150窗寬對圖像顯示的意義CT值大于窗寬上限的像素灰度均為最白；CT值小于窗寬下限的像素灰度均為最黑；窗寬窄：顯示的CT值范圍小，每個灰階代表的CT值幅度小，圖像層次少，對比度強，可分辨密度較接近的組織或結構。窗寬寬：顯示的CT值范圍大，每個灰階

16、代表的CT值幅度大，圖像層次多，對比度差，但其輪廓較光滑，密度較均勻，適用于分辨密度差別大的結構，如肺組織。窗寬主要影響圖像的對比度螺旋掃描特點:四個連續(xù)球管探測器 連續(xù)旋轉檢查床 連續(xù)移動X線 連續(xù)產(chǎn)生數(shù)據(jù) 連續(xù)采集球管探測器:連續(xù)旋轉螺旋CT實現(xiàn)的關鍵技術滑環(huán)技術：采用封閉環(huán)狀銅條和碳刷實現(xiàn)機架旋轉部分的供電。CT機的主要技術性能參數(shù)：圖像質量 空間分辨率空間分辨率又稱高對比分辨率，是在高對比情況下（CT值100HU）區(qū)分相鄰最小物體的能力。通常以每厘米的線對數(shù)（LPcm）表示?？臻g分辨率至少應不低于14LPcm，有的產(chǎn)品已能高達30LPcm。 極限空間分辨率主要受探測器最小尺寸的影響 圖

17、像質量 密度分辨率密度分辨率又稱低對比分辨率，是在低對比情況下（CT值差10HU時）分辨物體微小差別的能力，以毫米百分單位表示（mm） 主要受探測器靈敏度等整機綜合性能的影響 第七章 MRI成像90°脈沖 與 180°脈沖影響橫向馳豫時間T2的因素磁共振成像設備組成結構SE脈沖序列90°脈沖 與 180°脈沖作用三梯度施加順序MRI圖像特點、臨床應用優(yōu)勢多參數(shù)成像任意截面成像清晰軟組織對比無骨偽影干擾無需造影劑可進行血管成像、MRCP等功能成像、MRS等新技術應用 MR信號攜帶組織生理、生化特性信息，可從分子水平提供診斷信息 無電離輻射像素的灰度（黑白程

18、度）相應體素產(chǎn)生的MR信號強度自旋和核磁的概念自旋：某些原子核有一特性：總以一定的頻率繞著自己的軸進行高速旋轉，原子核的這一特性稱為自旋（spin）核磁：由于原子核帶有正電荷，原子核的自旋就形成電流環(huán)路，從而產(chǎn)生具有一定大小和方向的磁化矢量。這種由帶有正電荷的原子核自旋產(chǎn)生的磁場稱為核磁。 磁性和非磁性原子核并非所有原子核的自旋運動均能產(chǎn)生核磁;如果原子核內(nèi)的質子數(shù)和中子數(shù)均為偶數(shù)，自旋并不產(chǎn)生核磁，稱為非磁性原子核。自旋運動能夠產(chǎn)生核磁的原子核稱為磁性原子核。磁性原子核需要符合以下條件： 含奇數(shù)質子或中子用于人體磁共振成像的原子人體內(nèi)有許多種磁性原子核，臨床用于磁共振成像的原子核為氫質子（1

19、H），選擇1H的理由：氫質子在人體內(nèi)分布廣，數(shù)量多，約占人體原子核總數(shù)2/3；氫原子核只有單一質子具有最強的磁化率磁化率：質子產(chǎn)生的磁場強度與自身質量之比。一般所指的MRI圖像即為1H的共振圖像質子進入外磁場前后的情況進動頻率(Precession Frequency)拉莫方程：0 =.B0其中：0 ：進動頻率 ,又稱拉莫頻率（Hz或MHz） B0 ：外磁場強度(單位T，特斯拉) ：旋磁比；氫質子的為 42.6MHz / T質子在靜磁場中的宏觀磁化表現(xiàn)由于低能級的質子略多于高能級的，最后會產(chǎn)生一個與主磁場同向的宏觀縱向磁化矢量。不管是平行于或反平行于靜磁場方向的質子都會在XY平面上產(chǎn)生投影向量

20、值，叫做橫向磁化。由于質子進動時的初始相位不同，表現(xiàn)得雜亂無章，相互抵消，宏觀橫向磁化矢量為零。宏觀縱向磁化矢量發(fā)生偏轉本質：縱向磁矩的減?。芰總鬟f）橫向磁矩產(chǎn)生（質子進動相位一致）相位？表示周期變化的物理量變化進程相位差：兩頻率相同物理量變化的先后順序差值相位一致：相位差為零即同步運動。90°脈沖 與 180°脈沖偏轉的角度與射頻脈沖的能量有關，能量越大偏轉角度越大。當射頻脈沖的能量正好使宏觀縱向磁化矢量偏轉90°，即完全偏轉到X、Y平面，這種脈沖為90°脈沖。如果射頻脈沖的能量足夠大，使宏觀磁化矢量偏轉180°，即產(chǎn)生一個與主磁場方向相反

21、的宏觀縱向磁化矢量，我們把這種射頻脈沖稱為180°脈沖。MR信號的產(chǎn)生核磁弛豫射頻脈沖關閉后，質子的宏觀磁化矢量將逐漸恢復到原來的狀態(tài) ，該恢復過程稱為弛豫。馳豫：指磁化矢量恢復到平衡態(tài)的過程。馳豫包含兩個相互獨立的過程：縱向恢復（能量釋放）橫向衰減（相位離散）縱向弛豫時間T1：縱向磁化矢量從最小恢復至平衡態(tài)的63%所經(jīng)歷的馳豫時間。意義：反映縱向磁矩恢復快慢。本質：能量傳遞不同組織的T1時間不同。橫向弛豫時間T2：橫向磁化矢量從由最大衰減至37%所經(jīng)歷的馳豫時間。意義：反映橫向磁矩衰減快慢。本質：進動相位離散不同的組織T2時間不同。影響橫向馳豫時間T2的因素：不同成分和結構的 組織

22、T2不同。例如水的T2值要比固體的T2值長；T2與磁場強度無關；T2的長短取決于組織內(nèi)部的局部小磁 場的均勻性，與組織內(nèi)部自旋運動 一致性有關，橫向馳豫又稱自旋-自旋馳豫；一般組織分子的大小均勻性越好（如水），散相效果越差，T2越長。 組織分子的大小越不均勻（如肌肉），散相越快，T2越短。磁共振成像設備組成結構簡介主磁體 、梯度磁場系統(tǒng) 、射頻系統(tǒng) 、計算機系統(tǒng) 主磁體：提供均勻穩(wěn)定的靜磁場B0。主磁體主要的技術指標：磁場強度磁場均勻度磁場穩(wěn)定性磁體類型：永磁、常導、超導永磁體：永久磁鐵 如鐵氧體或釹鐵性能特點：造價低、耗能低、運行維護費用低；磁場強度低、磁場均勻性欠佳;環(huán)境溫度敏感;磁體重量

23、大，磁場不能關閉。超導磁體運行環(huán)境及特點：線圈中電流建立后，無需外加電源；通過液氦維持低溫273.15 液氦易蒸發(fā)和泄漏，須定期補充；失超現(xiàn)象：如系統(tǒng)故障，致使線圈溫度升高線圈會產(chǎn)生電阻，這種情況非常危險。超導系統(tǒng)中一般設有液氦損耗安全警報。超導磁體性能特點：磁場強度高；穩(wěn)定性和均勻性好；技術復雜、液氦冷卻、運行維護費用高；梯度磁場系統(tǒng)結構：梯度磁場線圈及梯度磁場控制系統(tǒng)作用：提供線性良好、可快速切換的梯度磁場，對MR信號進行三維空間定位；射頻系統(tǒng)射頻控制： 發(fā)射通道、接收通道；發(fā)射線圈: 發(fā)射射頻脈沖（無線電波）激發(fā)人體內(nèi)的質子發(fā)生共振，就如同電臺的發(fā)射天線；接收線圈: 接收人體內(nèi)發(fā)出的MR信號（也是一種無線電波），就如同收音機的