影像物理知識點課件

1、影像物理學(xué)知識點2學(xué)時1、X射線的產(chǎn)生條件（P1） 電子源，高速電子流（高電壓、高真空度），X射線靶（或陽極靶）2、陰極與陽極的作用 （P1-2）陰極：發(fā)射電子、 使電子聚焦，陽極：產(chǎn)生 X 射線第一章X射線物理3、韌致輻射 （P5） 當(dāng)高速電子經(jīng)過原子核時，它會慢下來，并改變其原來的軌跡，電子將向外輻射電磁波，電子的這種能量輻射叫韌致輻射。4、X射線的基本特性 （P8） 電磁波、不帶電，穿透作用，熒光作用，電離作用，熱作用，化學(xué)和生物作用第一章X射線物理第一章X射線物理5、X射線與物質(zhì)的主要作用形式（P15-19）光電效應(yīng)，康普頓效應(yīng)，電子對效應(yīng)。6、 連續(xù)X射線在物質(zhì)中衰減的特點（P23）

2、強度（量）變小，硬度（質(zhì)）變大。7、 水分子有效原子序數(shù)的近似計算（P27）8、X射線強度、硬度、濾過、半價層的概念強度：單位時間通過單位面積的x和射線的總能量（光子數(shù)與單光子能量之積）硬度：單光子能量或所有光子的平均能量濾過：用一定厚度金屬將X射線的低能部分吸收，使X射線的硬度提高的過程。分為固有濾過和附加濾過。半價層：使X射線束強度減弱為原一半的濾過板厚度。第一章X射線物理3、評價醫(yī)學(xué)影像質(zhì)量的參數(shù) （P35） 對比度與對比度分辨力， 模糊與細節(jié)的可見度，噪聲 ，偽影 ， 畸變（失真）、為什么不宜無限增加灰階？ （P41） 增加灰隊階可以獲得更高的細節(jié)可見度，但是因為電子噪聲和量子噪聲的存

3、在，使信號包含了一定的隨機誤差，只有用適當(dāng)?shù)幕译A才能不明顯增加誤差，因此過多的增加灰階是一種浪費。第二章X射線影像5、數(shù)字圖像處理的主要方法 （P42） 對比度增強（灰度變換法，直方圖修正法）， 圖像平滑（ 鄰域平均法，低通濾波法） 圖像銳化（高通濾波法，反銳化掩模，偽彩色顯示， 代數(shù)運算 ）興趣區(qū)定量估值6、CR系統(tǒng)成像基本過程 （P55） X射線照射IP，貯存潛影；激光束掃描，PSL被激勵釋放貯能；發(fā)出熒光集光器收集送光電倍增管；信號放大并轉(zhuǎn)成電信號；A/D轉(zhuǎn)成數(shù)字信號；顯示與貯存第二章X射線影像像素：組成圖像的最小基本單元?；叶龋好靼祷蚝诎壮潭然译A：數(shù)字量化后的灰度值稱為灰度級或灰階。光

4、激勵發(fā)光：某些物質(zhì)在第一次受到光照時，能將一次激發(fā)光所攜帶的信息貯存下來，當(dāng)二次受光照時，能發(fā)出與一次激發(fā)光所攜帶的信息相關(guān)的熒光。這種現(xiàn)象被稱為光激勵發(fā)光第二章X射線影像1、普通X射線與XCT圖像的最大不同是什么？（P61） 普通X射線：重疊像，XCT：斷層像2、體層，體素，像素是什么？在重建中二者是什么關(guān)系？（P62） 體層：受檢體的一薄層。體素：組成體層的最小單元。像素：組成圖像的最小單元。體素與相應(yīng)位置的像素相對應(yīng)。第三章XCT3、何謂掃描？有哪些方式？何謂投影？（P63）掃描：用X射線束以不同方式、按一定順序、沿不同方向?qū)澐趾皿w素編號的受檢體斷層進行投照，并用高靈敏度的檢測器接收出

5、X射線束強度。掃描方式：平移、旋轉(zhuǎn)、平移加旋轉(zhuǎn)。投影：把投照受檢體后出射X射線束的強度稱為投影。第三章XCT8、何謂CT值？它與衰減系數(shù)有何關(guān)系？（P71）CT影像中每個像素所對應(yīng)的物質(zhì)對X射線線性平均衰減大小的表示。是按相對于水的衰減計算出來的衰減系數(shù)的相對值。關(guān)系式：10、請簡述XCT的重建過程。通過掃描得到投影值。根據(jù)投影值，利用各種方法（如反投影法）求出衰減系數(shù)二維數(shù)組。把衰減系數(shù)轉(zhuǎn)換成CT值。把CT值轉(zhuǎn)換成灰度。儲存或顯示。第三章XCT11、何謂窗口技術(shù)？什么叫窗寬？窗寬的寬或窄對圖像有何影響？什么叫窗位？窗位的高或低對圖像有何影響？（P76）窗口技術(shù)：把人體中被觀測組織的CT值范圍

6、相對應(yīng)的灰度范圍確定為放大或增強的灰度范圍，上限以上增強為全白，下限以下壓縮為全黑，為增強對比度。窗寬：放大的灰度范圍的上下限之差。窗寬窄觀察對象的范圍窄，但對比度強，適于觀察相近密度物質(zhì)。窗寬寬觀察對象的范圍寬，但對比度差，適于觀察密度差別大的物質(zhì)。窗位：放大的灰度范圍的中心灰度值。窗位的選擇決定于需要觀察的組織的CT值。第三章XCT3、T1、T2是MRI中的兩個弛豫時間常數(shù)，以下敘述哪個正確？ DA、T1、T2都是橫向弛豫時間常數(shù)B、T1、T2都是縱向弛豫時間常數(shù)C、T1是橫向弛豫時間常數(shù)，T2是縱向弛豫時間常數(shù)D、T2是橫向弛豫時間常數(shù)，T1是縱向弛豫時間常數(shù)第四章核磁共振現(xiàn)象6、具有自

7、旋角動量的1H核在外磁場中旋進時，其自旋角動量 BA、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9、樣品的磁化強度矢量與那些量有關(guān)？（P104） 自旋核密度越大，磁化強度矢量越大；外磁場的磁感應(yīng)強度越大，磁化強度矢量越大；環(huán)境溫度越高，磁化強度矢量越小。第四章核磁共振現(xiàn)象10、為什么磁場的不均勻性會使T2急劇縮短？（P108）因為磁場的不均勻性會大大加劇自旋核磁矩方向分散，使T2急劇縮短。補：1、MRI基本原理利用射頻電磁波對置于磁場中含有自旋不為零的原子核的物質(zhì)進行激發(fā)，發(fā)生核磁共振，用感應(yīng)線圈采集共振信號，按一定數(shù)學(xué)方法建立數(shù)字圖像。第四章核磁共振

8、現(xiàn)象2、化學(xué)位移核不孤立，被外帶磁性的電子云包圍，處于屏蔽之中，可能大于或小于B0 ，故同類核有不同共振頻率。樣品中自旋核的共振頻率與標準物質(zhì)中自旋核的共振頻率之差稱為化學(xué)位移。3、核磁共振譜（MRS）的物理基礎(chǔ)與意義物理基礎(chǔ)：化合物有自己特有的特征峰的頻率位置；共振峰面積正比于化合物中自旋核的數(shù)量；共振峰的形態(tài)反映分子結(jié)構(gòu)。意義：細胞能量代謝的變化在組織學(xué)結(jié)構(gòu)改變之前，所以MRS先于MRI出現(xiàn)異常。第四章核磁共振現(xiàn)象1、如何理解加權(quán)成像？由某個量主要決定的圖像，則稱為該量的加權(quán)成像。短TE,長TR時，圖像主要由質(zhì)子密度決定，叫密度加權(quán)成像；短TE,短TR時，圖像主要由T1決定，叫T1加權(quán)成像

9、；長TE,長TR時，圖像主要由T2決定，叫T2加權(quán)成像；密度加權(quán)成像的特點為：共振信號最強，最清晰，分辨率最高，但組織含水差別很小，反差不大，氫核周圍的生化病理信息反映少。T1、T2加權(quán)成像的特點為：T1、T2值差別遠大于水比例，反差大，同時能反映氫核周圍分子結(jié)構(gòu)的生化信息。3、采用自旋回波脈沖序列，為獲得T1加權(quán)像，應(yīng)選用第五章磁共振成像8、在MRI中，梯度場是如何選層，定層厚和層面位置的？ 選層： Gz 各層B不同，同層B相同；拉莫爾公式，不同層共振頻率不同；設(shè)計RF，使某一層產(chǎn)生共振。層厚由RF脈沖寬度和梯度場的斜度有關(guān)，RF脈沖寬度越小，梯度場的斜度越小，層厚越大。定位置：位相編碼：X

10、軸加一梯度場 Gx ；垂X方向同一直線B相同，不同直線略有差異；各線旋進速度不一樣，相位也不一樣；一定時間后去掉Gx，頻率相同，相位不一樣；不同位相信號即為不同直線體素；頻率編碼：接收信號時，沿Y方向加一較大梯度場Gy；垂Y, B相同，不同直線B不同，旋進頻率不同；不同頻率信號即為不同直線體素。第五章磁共振成像1、放射性核素顯像的方法是根據(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第六章放射性核素顯像2、放射性核素顯像時射線的來源是 BA、體外X射線穿透病人機體 B、引入被檢者體

11、內(nèi)放射性核素發(fā)出 C、一定頻率的超聲波 D、置于被檢者體外放射性核素發(fā)出3、一定量的放射性核素經(jīng)過3T1/2后放射性活度為原來的 CA、1/3 B、1/4 C、1/8 D、1/16第六章放射性核素顯像12、表示放射性核素衰變快慢的三個物理常數(shù)間的關(guān)系是什么？衰變常數(shù)：一放射性核單位時間的衰變概率。半衰期：衰變半數(shù)核所需的時間。平均壽命：放射性核平均存在的時間。關(guān)系為 第六章放射性核素顯像3、超聲波在水中的速率為1500m/s，求頻率為0.5MHZ和10 MHZ的超聲波在水中的波長分別是多少？ 3mm 0.15mm9、用連續(xù)型多普勒診斷儀研究心臟壁的運動速率。原頻率為5MHZ，垂直入射心臟，已知

12、聲速為1500m/s，測得多普勒頻移為500HZ，求此瞬間心臟壁的運動速率大小。（P190公式7-44）第七章超聲物理11、怎樣減小探頭與皮膚表面的入射超聲衰減？在探頭與皮膚表面加一層適當(dāng)厚度的聲阻抗值介于探頭與皮膚之間的液體或半液體狀材料耦合劑。補：2、超聲波的反射或折射條件 （P177）介質(zhì)的聲阻抗在界面處發(fā)生突變；界面的線度遠大于聲波波長及聲束的直徑。第七章超聲物理3、為什么與波長相仿的病灶探測不到？（P179）當(dāng)病灶與波長相仿時，由于衍射現(xiàn)象，聲波會完全繞過病灶，不形成明顯的反射回波，所以在圖像上不會出現(xiàn)病灶的外輪廓圖形。4、物體線度d對散射的影響 （P180） d遠大于波長時散射不明

13、顯，主要為反折射，有聲影；d遠小于波長時散射明顯，散射場強度均勻分布；d約等于波長時散射情況復(fù)雜。第七章超聲物理5、聲束通過介質(zhì)薄層的特征（P186）當(dāng)Z2遠小時，聲束不能透射。當(dāng)d等于中間層波長的一半或等情況時，相當(dāng)于薄層消失。當(dāng)?shù)惹闆r時，相當(dāng)于兩界面不在。 6、 壓電效應(yīng)與電致伸縮效應(yīng)（P191）某些各向異材料，在外部壓力或拉力的作用下正負電重心相對位移，表面產(chǎn)生相反電荷，即在機械作用產(chǎn)生電場。（反之亦然電致伸縮效應(yīng)）7、 血流動力學(xué)效應(yīng)中的幾個概念（P197）渦流：連續(xù)效應(yīng)：感應(yīng)：渦流發(fā)放距離：掩蓋：第七章超聲物理1、在B超成像中，對組織與器官的輪廓顯示主要取決于（反射）回波，反映組織特

14、征的圖像由（散射）回波決定。2、超聲束如果不能垂直入射被檢部位，所帶來的弊病是產(chǎn)生（）(P178) A、折射偽像 B、半波損失 C、回波增大 D、頻率降低第八章超聲波成像補：1、超聲波臨床診斷技術(shù)分類及作用 （P200）基于回波掃描的探測技術(shù) 解剖學(xué)范疇檢測基于多普勒效應(yīng)的診斷技術(shù) 人體內(nèi)部運動信息 2、反射波和散射波分別得到什么信息（P200）反射波：位置信息 散射波：結(jié)構(gòu)信息第八章超聲波成像3、超聲成像的物理假設(shè)前提（P202） 1)、聲束在介質(zhì)中直線傳播。2)、在各種介質(zhì)中聲速不變。3)、在各種介質(zhì)中吸收系數(shù)不變。第八章超聲波成像4、A超、M超、B超的基本原理（P204）A超：一維超聲成像;探測界面的位置;幅度調(diào)制，表示界面的性質(zhì)。M超：一維超聲成像; 探測界面的位置隨時間運動的規(guī)律;輝度調(diào)制，表示界面的性質(zhì)。常與心電圖等共