影像設(shè)備原理課后習(xí)題與答案(1~8章)

1、第一章 X射1-1 產(chǎn)生X射線需要哪些條件？答：這個(gè)題目實(shí)際上把高速電子轟擊靶產(chǎn)生X射線這一事實(shí)在條件上予以明確。首先要有產(chǎn)生電子的陰極和被轟擊的陽(yáng)極靶，電子加速的環(huán)境條件即在陰極和陽(yáng)極間建立電位差，為防止陰極和陽(yáng)極氧化以及電子與中性分子碰撞的數(shù)量損失，要制造壓強(qiáng)小于10-4Pa的真空環(huán)境，為此要有一個(gè)耐壓、密封的管殼。1-2 影響X射線管有效焦點(diǎn)大小的因素有哪些？ 答：影響有效焦點(diǎn)大小的因素有：燈絲大小、管電壓和管電流、靶傾角。1-3 在X射線管中，若電子到達(dá)陽(yáng)極靶面的速度為1.5m·s-1，求連續(xù)X射線譜的最短波長(zhǎng)和相應(yīng)的最大光子能量。答：此題的思路是由動(dòng)能公式求出電子的最大動(dòng)能

2、，此能量也是最大的光子能量，從而求出最短波長(zhǎng)。但當(dāng)速度可與光速c=3m·s-1相比較時(shí)，必須考慮相對(duì)論效應(yīng)，我們可以用下面公式求出運(yùn)動(dòng)中電子的質(zhì)量此題使用并不合適，實(shí)際上考慮相對(duì)論效應(yīng)，應(yīng)用Ek=mec2-me0c2的計(jì)算動(dòng)能。1-4 下面有關(guān)連續(xù)X射線的解釋，哪些是正確的？A連續(xù)X射線是高速電子與靶物質(zhì)軌道電子相互作用的結(jié)果；B連續(xù)X射線是高速電子與靶物質(zhì)的原子核電場(chǎng)相互作用的結(jié)果；C連續(xù)X射線的最大能量決定于管電壓；D連續(xù)X射線的最大能量決定于靶物質(zhì)的原子序數(shù)；E連續(xù)X射線的質(zhì)與管電流無(wú)關(guān)。正確答案：B、C、E1-5 下面有關(guān)特征X射線的解釋，哪些是正確的？A特征X射線是高速電子

3、與靶物質(zhì)軌道電子相互作用的結(jié)果；B特征X射線的質(zhì)與高速電子的能量無(wú)關(guān)；C特征X射線的波長(zhǎng)由躍遷電子的能級(jí)差決定；D濾過(guò)使特征X射線變硬；E靶物質(zhì)原子序數(shù)越高，特征X射線的能量就越大。正確答案：A、C、E1-7 影響X射線強(qiáng)度的因素有哪些？答：X射線在空間某一點(diǎn)的強(qiáng)度是指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)垂直于X射線傳播方向上的單位面積上的光子數(shù)量與能量乘積的總和?？梢?jiàn)，X射線強(qiáng)度是由光子數(shù)目和光子能量?jī)蓚€(gè)因素決定的。影響X射線強(qiáng)度（量與質(zhì)）的因素很多，主要有：增加毫安秒，X射線的質(zhì)不變、量增加，X射線強(qiáng)度增大；增加管電壓，X射線的質(zhì)和量均增加，X射線強(qiáng)度增大；提高靶物質(zhì)原子序數(shù)，X射線的質(zhì)和量均增加，X射線強(qiáng)度增

4、加；增加濾過(guò)，X射線的質(zhì)增加、但X射線的量減少，X射線強(qiáng)度減??；增加離X射線源的距離，X射線的質(zhì)不變，X射線的量減少，X射線強(qiáng)度減??；管電壓的脈動(dòng)，X射線的質(zhì)和量均減少，X射線強(qiáng)度減小。1-10 0.5cm的鋁將單能X射線強(qiáng)度衰減到46.7%, 試求該光子束的HVL。答：此題是衰減規(guī)律的簡(jiǎn)單應(yīng)用。根據(jù)衰減規(guī)律，可知：，從而求得線性衰減系1.523cm-1再根據(jù)半價(jià)層HVL與線性衰減系數(shù)的關(guān)系：，得：HVL=0.455cmAl1-14 若空氣中各組分的質(zhì)量百分比為氮75%，氧23.2%，氬1.3%，試計(jì)算在能量為20keV光子作用下，空氣的質(zhì)量衰減系數(shù)。已知氮、氧、氬的質(zhì)量衰減系數(shù)分別為0.36

5、、0.587、和8.31m2·kg-1。答：根據(jù)混合物或化合物的質(zhì)量衰減系數(shù)公式：來(lái)計(jì)算?？諝獾馁|(zhì)量衰減系數(shù)為： =0.36×0.75+0.587×0.232+8.31×0.013 =0.514m2·kg-1第二章 X射線影像2-1 X射線信息影像形成的階段是AX射線透過(guò)被照體之后 B.X射線照片沖洗之后CX射線到達(dá)被照體之前 D.在大腦判斷之后分析：X射線到達(dá)被照體之前，不具有物體信息。X射線透射出被照體時(shí)，由于被照體對(duì)X射線的吸收衰減，使透射出的X射線強(qiáng)度產(chǎn)生不均勻分布，由此形成X射線信息影像。正確答案：A2-2 X射線照片圖像形成過(guò)程中，

6、起作用的是A. X射線的穿透作用 B. X射線的熒光作用C. 被照體對(duì)X射線吸收衰減的差異 D. X射線的光化學(xué)作用分析：由于X射線具有穿透作用，且不同的物體（組織）對(duì)X射線的吸收衰減不同，使透射出物體（組織）的X射線強(qiáng)度分布不均勻，攜帶了物體（組織）的信息，當(dāng)其投照到膠片上后，X射線的光化學(xué)作用使膠片形成潛影。但因X射線的光化學(xué)作用使膠片形成潛影的效率較低，利用X射線熒光作用的增感屏得到廣泛使用。在增感屏/膠片系統(tǒng)中，膠片潛影的形成，來(lái)自X射線光化學(xué)作用的貢獻(xiàn)不足10%，其余為X射線的熒光作用使增感屏發(fā)出的熒光的貢獻(xiàn)。正確答案：A、B、C、D2-4 關(guān)于密度的定義，正確的說(shuō)法是A. 密度為膠

7、片乳劑膜在光的作用下致黑的程度B. 密度是由膠片乳劑曝光后，經(jīng)沖洗還原出來(lái)的銀顆粒沉積而形成的C. 銀顆粒沉積越多的地方，照片越黑，密度越高；反之亦然D. 密度值用照片阻光率的常用對(duì)數(shù)表示分析：膠片感光層是感光靈敏的乳膠體薄層，在乳膠體中均勻地分布著鹵化銀微顆粒。X射線照射過(guò)的膠片，經(jīng)過(guò)顯影、定影后，膠片感光層中的鹵化銀被還原成金屬銀殘留在膠片上，形成由金屬銀顆粒組成的黑色影像。膠片變黑的程度稱為照片光密度（D）式中I0是投照在膠片上曝光點(diǎn)的光強(qiáng)，I是曝光點(diǎn)的透射光強(qiáng)。I0/I越大，表示該曝光點(diǎn)吸收光的能力越大（阻光能力強(qiáng)），I0/I也被稱為阻光率，膠片經(jīng)沖洗還原出來(lái)的銀顆粒沉積越多，照片越黑

8、，光密度越大（高）。正確答案：A、B、C、D2-5 均勻X射線透過(guò)被照體之后，形成的X射線強(qiáng)度分布變化，稱為A客體對(duì)比度 B主體對(duì)比度 C圖像對(duì)比度 DX射線對(duì)比度分析：強(qiáng)度均勻的X射線投照到人體，由于人體存在客體對(duì)比度（人體各種組織、器官間天然存在的密度、原子序數(shù)及厚度的差異），對(duì)X射線衰減不同，使透射出人體的X射線強(qiáng)度分布發(fā)生了變化，這種X線強(qiáng)度的差異，稱為X射線對(duì)比度（不可見(jiàn)的X射線信息影像），這是一種主體對(duì)比度。X射線照片上相鄰組織影像的光學(xué)密度差，稱為圖像（影像）對(duì)比度。圖像對(duì)比度依賴于被照體不同組織吸收所產(chǎn)生的X射線對(duì)比度，以及膠片對(duì)X射線對(duì)比度的放大結(jié)果。正確答案： B、D2-6

9、 關(guān)于圖像對(duì)比度，正確的說(shuō)法是A為提高乳腺組織各層次的對(duì)比，應(yīng)選用軟X射線B骨骼圖像所以有很高的圖像對(duì)比度，是因?yàn)榻M成骨骼元素的原子序數(shù)高C離體的肺組織圖像，應(yīng)具有很高的圖像對(duì)比度D消化道必須通過(guò)對(duì)比劑，才能形成良好的圖像對(duì)比度分析：脂肪與軟組織之間的物質(zhì)密度差別不大，只有應(yīng)用軟X射線才能使它們顯出光密度稍有不同的影像。組成骨骼元素的原子序數(shù)高、物質(zhì)密度大，吸收X射線多，因此有很高的圖像對(duì)比度。具有生命力的肺與離體肺，雖然在組織結(jié)構(gòu)上是相同的，但具有活力的肺組織內(nèi)充滿了空氣。氣體與血液、肌肉相比，X射線的吸收率為千分之一，反映在照片上就形成了高對(duì)比度的影像?？紤]到離體肺組織內(nèi)空氣的流失，因而不

10、可能形成良好對(duì)比的影像。消化道內(nèi)雖含有氣體、液體等，但在普通平片上得不到滿意的顯影，只能顯出其外形，不能顯示其內(nèi)腔，所以必須通過(guò)對(duì)比劑，才能形成良好的圖像對(duì)比度。正確答案：A、B、D2-11 作為被照體本身，有哪些因素影響圖像對(duì)比度A原子序數(shù) B形狀 C密度 D厚度分析：原子序數(shù)越高，因光電效應(yīng)產(chǎn)生的吸收就越多，X射線對(duì)比度就越大。骨骼由含高原子序數(shù)的鈣、磷等元素構(gòu)成，所以骨骼比肌肉、脂肪能吸收更多的X射線，在彼此間可形成較高的圖像對(duì)比度。被照體的形狀與圖像對(duì)比度無(wú)關(guān)。組織密度越大，對(duì)X射線吸收越多，因此，密度差別大的組織也可以形成較明顯的圖像對(duì)比度。人體除骨骼外，其他組織的密度大致相同，只有

11、肺是例外，具有生命力的肺是充滿氣體的組織，由于氣體與血液、肌肉相比，X射線的吸收率為千分之一，可形成較高的圖像對(duì)比度。在原子序數(shù)、密度相同的情況下，圖像對(duì)比度的形成取決于被照體的厚度差異。正確答案：A、C、D2-12 X射線光子統(tǒng)計(jì)漲落的照片記錄稱為A. 圖像斑點(diǎn) B. 屏結(jié)構(gòu)斑點(diǎn) C. 膠片結(jié)構(gòu)斑點(diǎn) D. 增感率分析：因增感屏熒光顆粒大小不等、分布不均勻等增感屏自身結(jié)構(gòu)因素所形成的斑點(diǎn)為屏結(jié)構(gòu)斑點(diǎn)；因膠片感光顆粒大小不等、分布不均勻等膠片自身結(jié)構(gòu)因素所形成的斑點(diǎn)為膠片結(jié)構(gòu)斑點(diǎn)。在產(chǎn)生同樣的照片圖像對(duì)比度條件下，使用增感屏與不使用增感屏所需X射線照射量的比稱為增感率。圖像（照片）的斑點(diǎn)現(xiàn)象主要

12、由X射線的量子斑點(diǎn)和結(jié)構(gòu)斑點(diǎn)形成，其中X射線的量子斑點(diǎn)起主要作用。正確答案：A2-13 下列說(shuō)法哪項(xiàng)是正確的A每個(gè)像素的信息包括在圖像矩陣中的位置和灰度值B數(shù)字圖像是在空間坐標(biāo)上和灰度值上離散化了的模擬圖像C像素的大小決定了圖像的細(xì)節(jié)可見(jiàn)度D像素的數(shù)目與灰度級(jí)數(shù)越大，圖像越模糊分析：一幅圖像可以用點(diǎn)函數(shù)f（x，y，z，t）的集合表示，其中f表示該點(diǎn)的明暗程度；（x，y，z）表示像點(diǎn)的空間位置，在二維圖像中像點(diǎn)的空間位置與z無(wú)關(guān)；t表示時(shí)間，靜止圖像與t無(wú)關(guān)。一幅靜止的二維圖可表示為：G=f（x，y）坐標(biāo)（x，y）決定了像點(diǎn)的空間位置，G代表像點(diǎn)的明暗程度（灰度）。 若G、x、y的值是任意實(shí)數(shù)，

13、則是模擬圖像；若G、x、y的值是離散的整數(shù)，則是數(shù)字圖像。描述一幅圖像需要的像素量是由每個(gè)像素的大小和整個(gè)圖像的尺寸決定的。當(dāng)一幅圖像的尺寸一定，若減少構(gòu)成圖像的像素?cái)?shù)量，則每個(gè)像素的尺寸就會(huì)增大，則圖像模糊，可觀察到的原始圖像細(xì)節(jié)較少，圖像的細(xì)節(jié)可見(jiàn)度低；反之，則可觀察到的圖像細(xì)節(jié)就比較多，圖像的細(xì)節(jié)可見(jiàn)度高。正確答案：A、B、C2-15 造影檢查的目的是A增加器官組織的密度 C增加器官組織的自然對(duì)比度B降低器官組織的密度 D增加器官組織的人工對(duì)比度分析：將某種對(duì)比劑引入欲檢查的器官內(nèi)或其周圍，形成物質(zhì)密度差異，以人工方式增大客體對(duì)比度，使器官與周圍組織的圖像對(duì)比度增大，進(jìn)而顯示出器官的形態(tài)

14、或功能的方法稱為造影。正確答案：D2-17 圖像儲(chǔ)存和傳輸系統(tǒng)（PACS）主要功能包括A高質(zhì)量、高速度、大容量地儲(chǔ)存影像B高質(zhì)量、高速度地傳輸影像C利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)影像資料共享D直接產(chǎn)生數(shù)字圖像分析：圖像儲(chǔ)存和傳輸系統(tǒng)（PACS）是把醫(yī)學(xué)影像學(xué)范疇的各種數(shù)字化信息施行存檔、提取、處理和傳輸?shù)挠?jì)算機(jī)系統(tǒng)。正確答案：A、B、C2-18 普通X射線攝影像與X-CT圖像最大不同之處是什么?答：普通X射線攝影像是重疊的影像，而X-CT圖像是數(shù)字化的斷層圖像。2-19 何謂體層或斷層? 何謂體素和像素? 在重建中二者有什么關(guān)系?答：體層或斷層是指在人體上欲重建CT像的薄層。體素是人體中欲重建CT像斷層上

15、的小體積元，是人為劃分的，是采集（或獲?。┏上駞?shù)（衰減系數(shù)值）的最小體積元（實(shí)際中是掃描野進(jìn)行劃分）；像素是構(gòu)成圖像的最小單元，是人為在重建平面上劃分的，其數(shù)值是構(gòu)成CT圖像數(shù)據(jù)的最小單元。體素和像素的關(guān)系是二者一一對(duì)應(yīng)。按重建的思想是體素的坐標(biāo)位置和成像參數(shù)值被對(duì)應(yīng)的像素表現(xiàn)（坐標(biāo)位置對(duì)應(yīng)、衰減系數(shù)值以灰度的形式顯示在CT圖像上）。2-20 何謂掃描? 掃描有哪些方式? 何謂投影?答：所謂掃描系指在CT的重建中使用的采集數(shù)據(jù)的物理技術(shù)，具體言之就是以不同的方式，沿不同的角度，按一頂?shù)拇涡蛴肵射線對(duì)受檢體進(jìn)行投照的過(guò)程稱為掃描。掃描方式從總體上說(shuō)有平移掃描和旋轉(zhuǎn)掃描兩種。掃描的目的是為了采集

16、足夠的重建數(shù)據(jù)。所謂投影的本意系指透射物體后的光投照在屏上所得之影。若物體完全透明，透射光強(qiáng)等于投照光強(qiáng)，則影是完全亮的；若物體半透明, 透射光強(qiáng)小于投照光強(qiáng)，則影是半明半暗；若物體完全不透明，透射光強(qiáng)等于零，則影是完全暗的。按此種考慮，所謂投影的本質(zhì)就是透射光的強(qiáng)度。對(duì)重建CT像過(guò)程中投影p的直接含義就是透射人體后的X射線強(qiáng)度，即書中X射線透射一串非均勻介質(zhì)（或人體）后的出射X射線的強(qiáng)度In ，即p =In 。廣義之，這個(gè)投影p又是由In 決定的=p 。2-23現(xiàn)有四體素陣列且在四個(gè)方向上的反投影值已填寫在各個(gè)體素中，如圖所示，試求四個(gè)體素的成像參數(shù)的數(shù)值。 解:分三步第一步求和：每個(gè)體素在

17、全部各個(gè)方向上的反投影值分別求總和，分別為20、26、23、29；第二步減基數(shù)：基數(shù)=成像參數(shù)總和=任一投影方向 (對(duì)本題而言或?yàn)?º,45º,或?yàn)?0º,或誒135º)上投影值總和，如下基數(shù)=任一方向上投影值總和=5+9=2+7+5=6+8=4+7+3=14 由各像素值總和20、26、23、29分別減基數(shù)14求得各體素為 6、12、9、15第三步化簡(jiǎn)：把各體素值6、12、9、15化成相對(duì)最簡(jiǎn)數(shù)(用3約)。202623296129152435求和減基數(shù)化簡(jiǎn) 2-24 何謂CT值? 它與衰減系數(shù)m的數(shù)值有什么關(guān)系?答：按相對(duì)于水的衰減計(jì)算出來(lái)的衰減系數(shù)的相

18、對(duì)值被稱為CT值。國(guó)標(biāo)對(duì)CT值的定義為：CT值是CT影像中每個(gè)像素所對(duì)應(yīng)的物質(zhì)對(duì)X射線線性平均衰減量大小的表示。實(shí)際中，均以水的衰減系數(shù)mw作為基準(zhǔn)，若某種物質(zhì)的平均衰減系數(shù)為m，則其對(duì)應(yīng)的CT值由下式給出CT = kCT值的標(biāo)尺按空氣的CT值=-1 000HU和水的CT值=0HU作為兩個(gè)固定值標(biāo)定，這樣標(biāo)定的根據(jù)是因空氣和水的CT值幾乎不受X線能量影響。CT值的單位為“亨”（HU），規(guī)定mw為能量是73keV的X射線在水中的衰減系數(shù)，mw =19m-1。式中k稱為分度因子，按CT值標(biāo)尺，取k=1 000，故實(shí)用的定義式應(yīng)表為CT = ×1000 HU2-27 何謂窗口技術(shù)? 什么叫

19、窗寬? 窗寬取得寬或窄，對(duì)圖像有什么影響?什么叫窗位? 窗位取得高或低，對(duì)圖像有什么影響? 答：所謂窗口技術(shù)系指CT機(jī)放大或增強(qiáng)某段灰度范圍內(nèi)對(duì)比度的技術(shù)。把觀察組織器官所對(duì)應(yīng)的CT值范圍確定為放大或增強(qiáng)的灰度范圍，這個(gè)放大或增強(qiáng)的灰度范圍叫做窗口。具體做法是：把放大或增強(qiáng)的灰度范圍的上限以上增強(qiáng)為完全白，下限以下壓縮為完全黑，結(jié)果就增強(qiáng)了觀察灰度范圍的對(duì)比度。 窗寬指窗口的數(shù)值范圍，它等于放大或增強(qiáng)的灰度范圍的上下限灰度值之差，用CT值表示則為：窗寬=CTmax- CTmin ；窗寬取得寬的優(yōu)點(diǎn)是不易丟失圖像數(shù)據(jù)，不丟失信息，表現(xiàn)在圖像上就是不丟失結(jié)構(gòu)（對(duì)應(yīng)組織結(jié)構(gòu)）；缺點(diǎn)是對(duì)比度差。窗位指

20、放大或增強(qiáng)的灰度范圍的中心灰度值，用CT值表示則為： 窗位=窗位取得高或低（同窗位取得標(biāo)準(zhǔn)相比）都易是圖像數(shù)據(jù)丟失，表現(xiàn)在圖像上都是丟失圖像結(jié)構(gòu)，窗位取得高圖像偏白，窗位取得低圖像偏黑。2-28 觀察腦組織時(shí)，一般取窗寬為120HU，窗位為35HU，試估計(jì)腦組織的CT值范圍。 解：由于 窗寬=CTmax- CTmin =120HU 窗位=35HU可解得CTmax = 95 HU，CTmin =-25HU，可見(jiàn)腦組織的CT值范圍約為-25HU95 HU。2-29 螺旋掃描同傳統(tǒng)掃描有何不同?答：與傳統(tǒng)CT第一個(gè)不同點(diǎn)是螺旋CT對(duì)X射線管的供電方式。螺旋CT因采用了滑環(huán)技術(shù)，對(duì)X射線管供電方式采用

21、的是：電刷與滑環(huán)平行，作可滑動(dòng)的接觸式連接，不再使用電纜線供電。第二個(gè)不同點(diǎn)是與傳統(tǒng)CT的掃描方式不同。螺旋CT采集數(shù)據(jù)的掃描方式是X射線管由傳統(tǒng)CT的往復(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)改為向一個(gè)方向圍繞受檢體連續(xù)旋轉(zhuǎn)掃描，受檢體（檢查床）同時(shí)向一個(gè)方向連續(xù)勻速移動(dòng)通過(guò)掃描野，因此，X射線管相對(duì)于受檢體的運(yùn)動(dòng)在受檢體的外周劃過(guò)一圓柱面螺旋線形軌跡。掃描過(guò)程中沒(méi)有掃描的暫停時(shí)間（X射線管復(fù)位花費(fèi)的時(shí)間），可進(jìn)行連續(xù)的動(dòng)態(tài)掃描，故解決了傳統(tǒng)掃描時(shí)的層隔問(wèn)題。其優(yōu)點(diǎn)主要有二，一是提高了掃描速度，單次屏氣就可以完成整個(gè)檢查部位的掃描，且減少了運(yùn)動(dòng)偽像；二是由于可以進(jìn)行薄層掃描，且在斷層與斷層之間沒(méi)有采集數(shù)據(jù)上的遺漏，所以可

22、提供容積數(shù)據(jù)，由此可使在重建中有許多新的選擇，如三維重建、各種方式各個(gè)角度的重建、各種回顧性重建等。第三章 磁共振物理3-1 以下是原子質(zhì)量數(shù)與原子序數(shù)的幾種組合,使原子核的自旋為零的組合是A奇數(shù)，奇數(shù) B奇數(shù)，偶數(shù) C偶數(shù)，奇數(shù) D偶數(shù)，偶數(shù)分析：原子核的自旋量子數(shù)的取值由原子核內(nèi)部的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)決定。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)都為偶數(shù)的原子核，其自旋；質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)都為奇數(shù)的原子核，其自旋為整數(shù)；質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)有一個(gè)為奇數(shù)，一個(gè)為偶數(shù)的原子核，其自旋為半整數(shù)。正確答案：C3-2 原子核磁矩與靜磁場(chǎng)的夾角增加，是由于A原子核從外界吸收能量 B原子核向外放出能量C系統(tǒng)能量保持不變 D以上說(shuō)法都

23、不對(duì)分析：在穩(wěn)定狀態(tài)下原子核磁矩與靜磁場(chǎng)的夾角保持不變；當(dāng)外界施加的電磁波的頻率正好和原子核在靜磁場(chǎng)的旋進(jìn)頻率相同時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生核磁共振。發(fā)生核磁共振時(shí)，核系統(tǒng)吸收外界電磁波能量躍遷到高能態(tài)，而在微觀來(lái)看原子核磁矩就會(huì)在電磁波的磁矢量作用下偏離磁場(chǎng)方向，即夾角增大。正確答案：A 3-3 I=3的磁性核在靜磁場(chǎng)中有 種取向。A3 B5 C6 D7答：磁性核在靜磁場(chǎng)中存在2I+1種可能的取向。正確答案：D 3-4 氫核在靜磁場(chǎng)中進(jìn)動(dòng)時(shí)，其自旋角動(dòng)量 。A不發(fā)生變化 B大小不變，方向改變C大小改變，方向不變 D大小改變，方向也改變分析：在靜磁場(chǎng)的作用下，自旋會(huì)有特定的空間取向，使得和靜磁場(chǎng)存在特定的夾

24、角；靜磁場(chǎng)與自旋間的相互作用還會(huì)產(chǎn)生一施加在上的力矩，此力矩會(huì)使得以?shī)A角在以靜磁場(chǎng)為軸（z方向）的圓錐面上以恒定的角速度旋進(jìn)，在旋進(jìn)過(guò)程中大小保持不變，但方向時(shí)時(shí)在改變。 正確答案：B 3-5 磁化強(qiáng)度矢量偏離的角度和所施加的RF脈沖有關(guān)，加大RF脈沖強(qiáng)度，角度 ；縮短RF脈沖的持續(xù)時(shí)間，角度 。A減小，減小 B增大，增大 C減小，增大 D增大，減小分析：在RF脈沖的作用下，樣品產(chǎn)生了磁共振，其宏觀表現(xiàn)就是樣品的磁化強(qiáng)度矢量偏離靜磁場(chǎng)方向角度，角的大小取決于RF脈沖的強(qiáng)度及作用時(shí)間。加大RF脈沖強(qiáng)度，角增大；縮短RF脈沖的持續(xù)時(shí)間，角減小。正確答案：D3-6 在核磁共振的馳豫過(guò)程中，偏離平衡狀

25、態(tài)的程度越 ，則恢復(fù)到平衡狀態(tài)的速度越 。A小，快 B大，慢 C大，快 D都不是 分析：Bloch從實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，弛豫過(guò)程中磁化強(qiáng)度偏離平衡狀態(tài)的程度越大，則其恢復(fù)的速度就越快。正確答案：C 。3-7 90°RF脈沖過(guò)后，將作 ，將作 。A指數(shù)衰減，指數(shù)衰減 B指數(shù)增加，指數(shù)增加C指數(shù)衰減，指數(shù)增加 D指數(shù)增加，指數(shù)衰減 分析：90°RF脈沖過(guò)后，將指數(shù)衰減，將指數(shù)增加。正確答案：C 3-10 樣品的磁化強(qiáng)度矢量與哪些量有關(guān)？ 答：樣品的磁化強(qiáng)度矢量與樣品內(nèi)自旋核的數(shù)目、靜磁場(chǎng)的大小以及環(huán)境溫度有關(guān)。樣品中自旋核的密度越大，則越大；靜磁場(chǎng)越大，也越大；環(huán)境溫度越高，越小。3-1

26、3 90°RF脈沖過(guò)后，磁性核系統(tǒng)開(kāi)始向平衡狀態(tài)恢復(fù)，在這個(gè)過(guò)程中，恢復(fù)到零時(shí)是否同時(shí)恢復(fù)到到？為什么？答：恢復(fù)到零時(shí)不會(huì)同時(shí)恢復(fù)到到，因?yàn)榭v向弛豫和橫向弛豫是兩個(gè)完全獨(dú)立的過(guò)程，它們產(chǎn)生的機(jī)制是不同的。一般同一組織的遠(yuǎn)比長(zhǎng)，也就是說(shuō)橫向磁化在RF脈沖停止后很快完成弛豫而衰減為零，但縱向磁化的恢復(fù)卻需要較長(zhǎng)時(shí)間才能完成。3-14 180°RF脈沖過(guò)后,磁性核系統(tǒng)開(kāi)始向平衡狀態(tài)恢復(fù)，在這個(gè)過(guò)程中，和會(huì)經(jīng)歷一個(gè)怎樣的變化過(guò)程？ 答：180°RF脈沖過(guò)后, 為零，而在磁性核系統(tǒng)向平衡狀態(tài)恢復(fù)的過(guò)程中，并沒(méi)有外來(lái)因素改變核磁矩的均勻分布狀態(tài)，所以一直保持為零不變；180&

27、#176;RF脈沖過(guò)后, 則由負(fù)向最大逐漸增加到零，再由零向正向最大恢復(fù)。第四章 磁共振成像4-1 如何理解加權(quán)圖像？答： 磁共振成像是多參數(shù)成像，圖像的灰度反映了各像素上MR信號(hào)的強(qiáng)度，而MR信號(hào)的強(qiáng)度則由成像物體的質(zhì)子密度、縱向弛豫時(shí)間、橫向弛豫時(shí)間等特性參數(shù)決定。出于分析圖像的方便，我們希望一幅MR圖像的灰度主要由一個(gè)特定的成像參數(shù)決定，這就是所謂的加權(quán)圖像。例如圖像灰度主要由決定時(shí)，就是加權(quán)圖像；主要由決定時(shí)，就是加權(quán)圖像；主要由質(zhì)子密度決定時(shí)，就是質(zhì)子密度加權(quán)圖像。通過(guò)選擇不同的序列參數(shù)，可以獲得同一斷層組織無(wú)數(shù)種不同對(duì)比情況的加權(quán)圖像，以便在最大限度上顯示病灶，提高病灶組織和正常組

28、織的對(duì)比度。4-2 簡(jiǎn)述SE序列時(shí)序和180°脈沖的作用。答：(1)SE序列時(shí)序?yàn)橄劝l(fā)射90°射頻脈沖經(jīng)過(guò)時(shí)間后，再發(fā)射180°脈沖，當(dāng)tTE時(shí)出現(xiàn)回波峰值，采集信號(hào)。(2)90°脈沖使倒向軸，由于的不均勻性造成各個(gè)核磁矩旋進(jìn)的角速度不同，相位很快散開(kāi)。經(jīng)時(shí)間TI后，在方向施以180°脈沖使得所有自旋磁矩都繞軸旋轉(zhuǎn)180°，但并不改變旋進(jìn)方向，所以互相遠(yuǎn)離的核磁矩變?yōu)榛ハ鄥R聚的磁矩，最后匯聚于-軸上，使去相位狀態(tài)的自旋核重新處于同相位狀態(tài)，抵消了磁場(chǎng)不均勻造成的影響。4-4 采用SE序列，為獲得T1加權(quán)像，應(yīng)選用（ ）。A.長(zhǎng)TR，短

29、TE B.短TR，短TE C.長(zhǎng)TR,長(zhǎng)TE D.短TR，長(zhǎng)TE分析：因?yàn)樵赟E脈沖序列中，圖像的加權(quán)主要由掃描參數(shù)TR和TE決定，其中TR的長(zhǎng)度決定了縱向磁化強(qiáng)度矢量的恢復(fù)程度，而TE的長(zhǎng)度決定了橫向磁化強(qiáng)度矢量的衰減程度，所以選擇短TR可使各類組織縱向磁化強(qiáng)度矢量的恢復(fù)程度存在較大差異，突出組織的對(duì)比；而選擇短TE可使各類組織橫向磁化強(qiáng)度矢量的衰減程度差異不大，對(duì)圖像對(duì)比度的影響較小。 正確答案：B4-6 在反轉(zhuǎn)恢復(fù)脈沖序列中，為有效地抑制脂肪信號(hào)，應(yīng)選用A短的TI B長(zhǎng)的TI C中等長(zhǎng)度的TI D以上方法都正確分析：因?yàn)楫?dāng)非常短時(shí)，大多數(shù)組織的縱向磁化強(qiáng)度矢量都是負(fù)值，只有短組織的縱向磁

30、化強(qiáng)度矢量處于轉(zhuǎn)折點(diǎn)，如脂肪，因此圖像中該組織的信號(hào)完全被抑制。正確答案：A4-7 一磁共振成像儀，其靜磁場(chǎng)為1.5T，假設(shè)z方向的梯度場(chǎng)選定為，為獲取10mm層厚的橫斷圖像，射頻脈沖的頻寬應(yīng)為多少?假設(shè)梯度場(chǎng)改為，射頻脈沖的頻寬不變，層厚變?yōu)槎嗌? （旋磁比gI = 42.6MHz·T-1，1T=104Gs） 答：(1)在疊加上線性梯度磁場(chǎng)后，坐標(biāo)z不同的自旋核，其共振頻率也就不同，為 （1）解法1：假定施加的RF脈沖頻率范圍為 ，其中最大頻率對(duì)應(yīng)最大z值設(shè)為最小頻率對(duì)應(yīng)最小z值記為于是射頻脈沖的頻寬 =解法2：對(duì)（1）式微分： 此后與上述解法相同。(2)當(dāng)梯度場(chǎng)改為,射頻脈沖的頻

31、寬不變時(shí),層厚變?yōu)?= 4-8 采用二維傅里葉變換成像（2DFT）為獲取 256×256個(gè)像素的圖像，至少要施加多少次幅度各不相同的相位編碼梯度場(chǎng)？A. 1 B. 256 C. 128 D. 256×256分析：因?yàn)樵?DFT圖像重建中，沿相位編碼方向排列的像素的個(gè)數(shù)決定了為實(shí)現(xiàn)重建圖像所需進(jìn)行的相位編碼的次數(shù)。正確答案：B4-9 用二維多層面法對(duì)16個(gè)層面進(jìn)行掃描時(shí)，如果脈沖周期的重復(fù)時(shí)間為1.5秒，重復(fù)測(cè)量次數(shù)為2，圖像矩陣為256×256，則整個(gè)掃描時(shí)間為多少秒？A. 16×1.5×2×256×256 B. 16

32、15;1.5×2×256 C. 16×1.5×2 D. 1.5×2×256分析：因?yàn)槎鄬用鎾呙枋峭瑫r(shí)進(jìn)行的，這就使得多個(gè)層面所需的掃描時(shí)間與一個(gè)層面的成像時(shí)間幾乎相同，而2DFT完成一個(gè)層面的掃描時(shí)間等于序列重復(fù)時(shí)間×相位編碼次數(shù)×重復(fù)測(cè)量次數(shù)。正確答案：D。4-10 在一般的SE序列中，說(shuō)明各梯度場(chǎng)施加的次序。答：首先在z方向施加選層線性梯度場(chǎng)，確定斷層的位置，該斷層內(nèi)具有相同旋進(jìn)頻率和同樣的初相位。緊跟在值后沿y方向施加相位編碼梯度場(chǎng)，持續(xù)時(shí)間，使y坐標(biāo)不同的體素得到不同的相位，然后在x方向施加頻率編碼梯度場(chǎng)，

33、持續(xù)時(shí)間，在頻率編碼的同時(shí)采集信號(hào)。4-16 設(shè)主磁場(chǎng)強(qiáng)度為1.5T，z方向施加線性選層梯度場(chǎng)，持續(xù)時(shí)間3ms，片層厚度為5mm，求梯度場(chǎng)撤銷時(shí)，片層兩邊的自旋核累計(jì)的相位偏移加反向梯度場(chǎng)是否能消除這個(gè)偏移？若反向梯度值不變，持續(xù)時(shí)間為多少時(shí)？（旋磁比） 解：已知z5mm，T3ms，求(1)由 此處，z0處=0， 所以(2)加反向梯度場(chǎng)能消除這個(gè)偏移，因?yàn)橄喈?dāng)于對(duì)靜態(tài)組織施加雙極脈沖，反向梯度值不變只差符號(hào) 所以加反向梯度場(chǎng)能消除這個(gè)偏移。若反向梯度值不變，設(shè)持續(xù)時(shí)間為T24-19 用時(shí)間飛躍法（TOF）血管成像需利用和采用（ ）。A流入性增強(qiáng)效應(yīng) B 流空效應(yīng) C相位偏移效應(yīng) D預(yù)飽和技術(shù)分

34、析：因?yàn)橐玫搅己玫膭?dòng)脈（或靜脈）血管影像，必須抑制周圍組織的信號(hào)，可通過(guò)較短TR使周圍靜止組織被多次激勵(lì)達(dá)飽和，再采用預(yù)飽和技術(shù)除去靜脈（或動(dòng)脈）的信號(hào)，以免干擾；利用流入性增強(qiáng)效應(yīng)新流進(jìn)的血液能產(chǎn)生較強(qiáng)的MR信號(hào)。正確答案：A、D第五章 核醫(yī)學(xué)物理 5-4 放射性樣品，其質(zhì)量為5.76g，實(shí)際測(cè)量的放射性活度為0.52mCi，其半衰期為4.47×109a，求該放射性樣品中核素的百分含量。解：因?yàn)?A=0.52mCi=0.52×3.7×104 Bq=1.92×104 Bq； T=4.47×109×365×24×3

35、600s=1.41×1017s 所以，由A=0.693N/T得該放射性樣品中的原子個(gè)數(shù) N=AT/0.693=3.91×1021個(gè)又因?yàn)?.91×1021個(gè)的質(zhì)量為1.55g，所以5.76g放射性樣品中核素的百分含量為1.55g/5.76g=26.9%。5-5 一定量的99mTc經(jīng)過(guò)3T1/2后放射性活度為原來(lái)的A1/3B1/4C1/8D1/16分析：根據(jù)，當(dāng)t3T1/2時(shí)，。正確答案：C5-7 利用131I的溶液作甲狀腺掃描，在溶液出廠時(shí)只需注射1.0ml就夠了，若出廠后存放了4d，則作同樣掃描需注射溶液為（131I半衰期為8d）A0.7ml B1.4ml C1

36、.8ml D2.8ml分析：作同樣掃描必須保證同樣的活度，設(shè)單位體積內(nèi)131I核素?cái)?shù)目為n，根據(jù)放射性衰變規(guī)律，T1/2=8d剛出廠時(shí)，V0=1ml溶液放射性活度為A0=lN0=ln0V0，存放t=4d后，V1體積的溶液放射性活度為A1=lN1=ln1V1，根據(jù)A1=A0，得出正確答案：B5-9 表示放射性核素衰變快慢的三個(gè)物理常數(shù)間的關(guān)系是什么?答：平均壽命、衰變常數(shù)l和半衰期T1/2這三個(gè)從不同角度表示放射性核素衰變快慢物理量之間的關(guān)系是 另外，有效衰變常數(shù)le和物理衰變常數(shù)lp、生物衰變常數(shù)lb之間的關(guān)系為 le=lp+lb；有效半衰期Te1/2和物理半衰期T p 1/2、生物半衰期Tb

37、1/2之間的關(guān)系為 。5-10 為什么臨床上愿意用短壽命的核素？答：(1)當(dāng)兩種核素N相同l不同，有。即如果引入體內(nèi)兩種數(shù)量相等的不同的核素，短壽命的核素的活度大。(2)當(dāng)A一定時(shí)，有。即在滿足體外測(cè)量的一定活度下，引入體內(nèi)的放射性核素壽命越短，所需數(shù)量越少，這就是為什么臨床上都要用短壽命核素的原因。第六章 核醫(yī)學(xué)影像6-1核醫(yī)學(xué)影像的方法是根據(jù)A超聲傳播的特性及其有效信息B根據(jù)人體器官的組織密度的差異成像C射線穿透不同人體器官組織的差異成像D放射性藥物在不同的器官及病變組織中特異性分布而成像分析：根據(jù)核醫(yī)學(xué)影像的定義及成像原理，答案D是正確的。正確答案：D6-2核醫(yī)學(xué)影像射線的來(lái)源是A體外X

38、射線穿透病人機(jī)體B引入被檢者體內(nèi)放射性核素發(fā)出C頻率為2.5MHz7.5MHz超聲D置于被檢者體外放射性核素發(fā)出分析：A是X射線攝影和X-CT的射線來(lái)源，C是超聲成像所用的超聲，對(duì)于B、D來(lái)說(shuō)，顯然B正確。正確答案：B6-399mTc是SPECT最常用的放射性核素，其衰變時(shí)產(chǎn)生的g射線能譜中能量最大的峰（稱為光電峰或全能峰）為A140keVB411keVC511keVD635keV分析：140keV是99mTc 的g射線光電峰， 190keV是81mKr的峰，411keV是198Au和152Eu的峰，511keV是電子對(duì)湮滅時(shí)產(chǎn)生的一對(duì)光子中每個(gè)光子的能量。正確答案：A6-4引入體內(nèi)的11C、

39、13N、15O、18F等核素發(fā)生b衰變時(shí)，產(chǎn)生的正電子b+在體內(nèi)移動(dòng)一段距離后即與電子發(fā)生湮滅，其移動(dòng)距離大約為A0.15mmB15mmC1.5mmD1.5cm正確答案：C6-5b與電子b發(fā)生湮滅時(shí)，產(chǎn)生一對(duì)飛行方向相反的光子，每個(gè)光子的能量為A140keVB511keVC635keVD1.022MeV正確答案：B6-6放射性核素或其標(biāo)記化合物應(yīng)用于示蹤的根據(jù)是什么？答：放射性核素或其標(biāo)記化合物應(yīng)用于示蹤是基于兩個(gè)基本根據(jù)：同一元素的同位素有相同的化學(xué)性質(zhì)，進(jìn)入生物體后所發(fā)生的化學(xué)變化和生物學(xué)過(guò)程均完全相同，而生物體不能區(qū)別同一元素的各個(gè)同位素，這就有可能用放射性核素來(lái)代替其同位素中的穩(wěn)定性核

40、素；放射性核素在核衰變時(shí)發(fā)射射線，利用高靈敏度的放射性測(cè)量?jī)x器可對(duì)它所標(biāo)記的物質(zhì)進(jìn)行精確定性、定量及定位測(cè)量。這兩點(diǎn)的有機(jī)結(jié)合，是建立放射性核素示蹤技術(shù)的理論基礎(chǔ)。借助這種技術(shù)，就能有效地動(dòng)態(tài)研究各種物質(zhì)在生物體內(nèi)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，揭示其內(nèi)在關(guān)系。6-13PET為何不需要準(zhǔn)直器？答：根據(jù)動(dòng)量守恒定律，正負(fù)電子湮滅輻射發(fā)射兩個(gè)飛行方向相反的光子，湮滅輻射有自準(zhǔn)直作用，無(wú)需準(zhǔn)直器，這樣PET的靈敏度大大提高，引入體內(nèi)的放射性制劑的量大為減少。第七章 超聲物理7-1 提高超聲檢測(cè)的空間分辨率的有效途徑是增加超聲波的( )，但帶來(lái)的弊病是探測(cè)( )的下降。A波長(zhǎng)；頻率 B頻率；強(qiáng)度 C波長(zhǎng)；強(qiáng)度 D頻率；深

41、度分析：由于空間分辨率與脈沖寬度有關(guān)，脈沖寬度愈小，縱向分辨率愈高。脈沖寬度的大小一般與超聲頻率有關(guān)，頻率愈高脈沖寬度愈??；而頻率愈高則衰減快。 所以提高超聲檢測(cè)的空間分辨率的有效途徑是增加超聲波的頻率，但帶來(lái)的弊病是探測(cè)深度的下降。正確答案：D7-2 某超聲發(fā)射面積為3cm2，超聲波的強(qiáng)度為200W·m-2，脈寬為5ms，脈沖的間歇時(shí)間為15 000ms，求峰值發(fā)射功率。解： 平均功率為 峰值功率根據(jù) 答：峰值發(fā)射功率為180W。7-3 在水中傳播的某超聲頻率為10MHz，聲傳播速率是1 500m·s-1，在某點(diǎn)上的聲強(qiáng)是1.0×105W·m-2，水的

42、密度等于103kg·m-3，求(1)該點(diǎn)的聲壓幅值是多少? (2)忽略介質(zhì)中聲能的衰減，在一個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)，各點(diǎn)聲壓的最大差值是多少?解：由 得 答：該點(diǎn)的聲壓幅值是，一個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)，各點(diǎn)聲壓的最大差值是。7-4 已知超聲探測(cè)器的增益為100dB，探頭是發(fā)射和接收兩用型，在某組織中的最大探測(cè)深度是0.5米，求該組織的吸收系數(shù)。解：根據(jù)公式 得 答：該組織的吸收系數(shù)為或。7-8 用連續(xù)型多普勒診斷儀研究心臟壁的運(yùn)動(dòng)速率。超聲頻率為5MHz，垂直入射心臟，已知聲速為1 500m·s-1，測(cè)得的多普勒頻移為500Hz，求此瞬間心臟壁的運(yùn)動(dòng)速率大小。解：設(shè)某瞬間心臟壁間探頭運(yùn)動(dòng)探頭接

43、到 第八章 超聲波成像8-1 在B超成像中，對(duì)組織與器官的輪廓顯示主要取決于()回波；反映組織特征的圖像由( )回波決定。A反射 B衍射 C散射 D透射分析：在B超成像中，組織與器官的輪廓的顯示主要是取決于反射和散射回波。因?yàn)锽超是在入射一方接收信息，故透射波所攜帶的信息是不能接收得到的；而超聲回波對(duì)特殊的組織結(jié)構(gòu)也可能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，但這在超聲成像中不是主要決定因素，用排除法，剩下A和C，在教材中也已明確介紹。正確答案：A、C8-2 提高超聲成像的空間分辨力的有效途徑是增加超聲波的( )，但帶來(lái)的弊病是影響了探測(cè)的( )。A波長(zhǎng)；頻率 B頻率；強(qiáng)度 C波長(zhǎng)；強(qiáng)度 D頻率；深度分析：第一個(gè)填空選

44、項(xiàng)有兩個(gè)被選目標(biāo)：一個(gè)是波長(zhǎng)；另一個(gè)是頻率。由教材書介紹，空間分辨力可分為橫向分辨力和縱向分辨力。對(duì)橫向分辨力，若兩個(gè)相鄰點(diǎn)之間最小距離用Dy表示，依據(jù)公式l 是超聲波長(zhǎng)；f是聲透鏡的焦距。顯然Dy隨距離的增加而增大，而Dy增大意味著橫向分辨力下降。所以，提高超聲成像橫向分辨力的有效途徑是增加超聲波的頻率。對(duì)于縱向分辨力，假設(shè)脈沖寬度為t，兩界面可探測(cè)最小距離是d，聲速用c表示，若使兩界面回波剛好不重合，必須滿足 這里，脈沖寬度t 的大小與超聲頻率大小有關(guān)，t 值越大，頻率越??；而t 值越小，頻率越大。t 值與d成正比，而d增大意味著縱向分辨力下降。所以，提高超聲成像縱向分辨力的有效途徑也是增加超聲波的頻率。因此，就問(wèn)題第一個(gè)填空選項(xiàng)而言，可選B和D。對(duì)第二個(gè)填空選項(xiàng)而言，在B和D中也有兩個(gè)被選目標(biāo)：一個(gè)是強(qiáng)度；另一個(gè)是深度。分析題意，由于提高超聲成像空間分辨力的有效途徑是增加超聲波的頻率，所以當(dāng)頻率增加時(shí)，超聲波的強(qiáng)度依據(jù)公式顯然也要增加；而探測(cè)深度依據(jù)超聲波衰減