醫(yī)學影像設備

醫(yī)學影像設備X線產生條件（RadiationConditions）1?要有一個電子源，能根據需要，隨時提供足夠數(shù)量的電子，這個電子源稱為陰極（cathode）；要有一個能經受高速電子撞擊而產生X線的靶，即陽極（anode）；3?要有高速電子流。兩個方面，其一是高壓電場，使電子獲得動能；其二是有高真空環(huán)境，使電子在運動中不受氣體分子的阻擋和電離放電而降低能量，同時也能保護燈絲不致因氧化而被燒毀。X線的作用（FunctionsofX-ray）物理作用穿透作用（X線的能量很大，波長很短，穿透力很強，故能穿透物質的原子間隙，但其穿透程度與物質的性質、結構有關）熒光作用（某些物質受到X線照射時會產生熒光，如磷、鉑氰化鋇、硫化鋅鎘等）電離作用（具有足夠能量的X線光子照射物質時，使核外電子脫離原子軌道）X線的質和量（Quality&Quantity）物理方面在一定時間內，通過與射線方向垂直的單位面積的輻射能量，叫做X射線的量；X射線穿透物質的本領或者說這些光子的能量就表示X射線的質（或硬度）。診斷方面以X線管的管電流與X射線照射時間的乘積來表示X射線的量一毫安秒（mAs）；以X線管的峰值管電壓（KVp）來表示X射線的質。半價層（Half-thickness）半價層是使一束X線的強度減弱到其初始值一半時所需要的標準物質的厚度。通常也用半價層來表示X線的質，表示X線穿透能力。診斷用X線通常用鋁作為表示半價層的物質，半價層愈大表示X線的質愈硬。X線球管1?固定陽極X線球管(StationaryAnodeX-rayTub匕)電子動能99％轉換為熱能，燈絲及靶面采用鎢：熔點高（3370°C）、機械強度高、壽命長、延展性好。二次電子：高速電子轟擊靶面，少量電子反射回來形成二次電子，能量為原來的90％左右。

危害：1.降低真空度影響成像質量造成燈絲損害集射罩：1.使電子集中2.防止二次電子壬際焦點貢2.防止二次電子壬際焦點貢燈舉有效焦點的大小與X線球管的管電流強度(管電流)和電壓(管電壓)有關。在管電流一定的條件下，管電壓越高，電子間排斥力相對電場力的作用變小，所以有效焦點尺寸略有減小；在管電壓一定的條件下，尤其在低壓時，管電流增大，電子間的排斥力增大，有效焦點尺寸將明顯增加，這種現(xiàn)象稱為焦點增漲。要提高陽極功率及散熱，就要增大實際焦點面積1.增加陰極燈絲的長度L；2.增大陽極傾角e。增大實際焦點面積又影響了清晰度。因此提高陽極功率與保證圖像清晰成為矛盾。2?旋轉陽極X線球管(RotatingAnodeX-rayTube)旋轉陽極 定子燈絲旋轉陽極 定子燈絲高壓整流器(HighVoltageRectifier)定義：將高壓變壓器次級輸出的交流電壓整流為脈動直流電壓的電子器件。早期使用高壓真空二極管，目前采用半導體整流器。高壓真空二極管結構陰極：通過加熱發(fā)射電子陽極：接受電子，傳導管電流玻璃管：維持高真空環(huán)境陽極插腳玻璃壁陽極燈絲陰極罩燈絲支架玻璃柱陰極插腳

陽極插腳玻璃壁陽極燈絲陰極罩燈絲支架玻璃柱陰極插腳半導體(硅silicon)高壓整流器壽命長，機械強度高，無須燈絲加熱，體積小。內部由許多單晶硅二極管串聯(lián)而成，外殼用環(huán)氧樹脂(epoxyresin)封裝。高壓整流電路(HighVoltageRectificationCircuits)一、半波自整流(self-rectification)球管直接與高壓發(fā)生器次級輸出端相接，正半周產生X線，負半周截止，球管本身就起整流作用。?優(yōu)缺點：當陽極過熱，負半周存在反向電流；球管易損壞效率低下；電路簡單，組合機頭中常用。單相全波橋式整流(single-Phasefullwaverectification)采用半導體高壓整流器。優(yōu)點：球管效率高，容許負載大半波自整流電路及波形圖單相全波橋式整流波形圖三相十二波橋式整流波形圖三相全波橋式整流半波自整流電路及波形圖單相全波橋式整流波形圖三相十二波橋式整流波形圖(three-Phasefullwaverectification)?優(yōu)點：功率更大、效率更高；管電壓脈動量??；縮短曝光最短時限；?缺點：電路復雜，造價高三相電路比較單相電路的優(yōu)越性三相電路產生軟輻射線少，皮膚劑量相應減少；2?對于同樣的KV和mA,三相電路能產生更多X線；同樣曝光量，三相電路可縮短曝光時間；4?三相電路熱負荷更均勻，可延長球管壽命。倍壓整流優(yōu)點：體積??；管電壓脈動量?。惠椛湫矢?。缺點：球管負擔重。倍壓整流，可以把較低的交流電壓，用耐壓較低的整流二極管和電容器，“整”出一個較高的直流電壓。倍壓整流電路一般按輸出電壓是輸入電壓的多少倍，分為二倍壓、三倍壓與多倍

壓整流電路。二倍壓整流電路由變壓器B、兩個整流二極管DI、D2及兩個電容器Cl、C2組成。'%二倍壓整磴電路正半周：二極管D1導通，D2截止，電流經過Dl對Cl組成。'%二倍壓整磴電路負半周：二極管D2導通，D1截止，電流經過D2對C2充電X線電視系統(tǒng)(X—TVSystem)定義：利用影像增強器將不可見的X線轉換為亮度很高的可見光影像，再通過攝像機轉換為電信號，經放大處理后用電纜輸送到顯示器，顯示出人體各部位的組織結構的系統(tǒng)。優(yōu)點：輸入屏 光電陰極聚焦電極 陽極25kV ?透視劑量低改善醫(yī)生工作環(huán)境為科學和教研打好基礎輸入屏 光電陰極聚焦電極 陽極25kV 影像增強器結構影像增強器工作原理X線在輸入屏上成熒光影像，輸入屏內側的光電陰極按熒光的強弱產生光電子(光電效應)，形成電子影像。光電子束高速飛向陽極，在聚焦電極作用下于輸出屏前方形成了縮小的電子倒像，其電子束射到輸出熒光屏上，形成了熒光影像，亮度增加1000?10000倍。影像增強器參數(shù)(Parameters)視野(fieldofview)在指定的電極電壓下，用于影像增強器軸線平行的X線照射時在輸出屏上顯示的最大輸入影像尺寸。由于球管發(fā)出的是點射線，故有效視野比標稱視野小。輸出圖像直徑(outputimagediameter)在指定的電極電壓下，有效輸出視野在輸出屏上映出的影像直徑。15、20、30mm圖像分辨率(imageresolutionfactor)在管電壓45kV、管電流0.1mA的照射條件下，將影像增強器輸入屏置于離球管中心1m處，在輸入屏前安放由不透過X線的重金屬線按不同間隙構成的分辨率測試卡，觀測輸出影像在1cm寬度內能看清的線對數(shù)。25?50LP/cm影像對比度(image_contrast)在影像增強器入射面中心部位放置相當于入射面有效面積10%的2mm厚的圓形X線屏蔽鉛板上，從輸出屏上觀察沒有鉛板屏蔽部分的最大亮度與鉛板屏蔽部分亮度之比。10：1?20：1信噪比(SignalNoiseRatio)未被熒光層吸收的X線打到輸入屏上；殘留氣體電離引起的自由電子；光學系統(tǒng)的來回反射；防護不佳造成散射X線影響；(5)本底噪聲。DSA系統(tǒng)定義：數(shù)字減影血管成像(DigitalSubtractedAngiography)是在通常血管造影的過程中運用數(shù)字計算機技術，取人體同一部位2幀不同的數(shù)字影像進行相減處理，消去影像的相同部分，得到造影劑充盈的血管影像。CR成像的基本原理使用IP板(ImagingPlate)記錄下X射線穿透人體衰減后的潛影(latentImage),此為第一次激發(fā)。激發(fā)的IP板，再經過激光掃描儀(激光束掃描)依據光致發(fā)光原理(PSLPhotoStimulatedLumines)讀取影像數(shù)據，此過程為第二次激發(fā)。將讀取的影像數(shù)據轉換成圖像信號，并傳輸?shù)綀D像工作站(ImageWorkstation)進行各種圖像處理和顯示、照相等。CR定義CR定義數(shù)字影像與傳統(tǒng)影像的比較PACS(PictureArchivingandCommunicationSystem)，中文全稱是醫(yī)學影像存檔和通訊系統(tǒng)。定義

CT:ComputedTomography計算機斷層成像為表示物質對X射線的衰減能力卩（吸收能力），Hounsfield引入CT值。CT值定義：某物質的CT值等于該物質的衰減系數(shù)與水的衰減系數(shù)之差，再與水的衰減系數(shù)之比后乘以1000。u—uCT二水X1000卩值：水：1CT值：水：卩值：水：1CT值：水：0致密骨：1.9－2.0空氣：-1000骨：常見組織CT值:骨：200-1000血液：12＋1000腦灰質：34－46腦白質：22－32脂肪：-100CT的影像重建 典型重建方法有三種代數(shù)重建（很少采用，較精確）反投影重建褶積一反投影重建（三代以后CT通常采用）衡量影像質量的指標主要指標2種：1.對比度分辨率（page56）空間分辨率 （page56）其它：1.厚度、線性、均勻性、偽影、噪聲等1、 對比度分辨率定義：當感興趣細節(jié)與背景間對比度低的情況下，將一定大小的細節(jié)鑒別出來的能力影響因素：層厚度；探測器接收到的能量大小2、 空間分辨率定義：高對比度條件下（＞10％）鑒別出細微差別的能力。影響因素： 探測器孔的寬度矩陣大小和顯示象素的大小采樣點間的距離重建運算機械精度 X線管焦點的大小窗位——WindowLevel （WindowCenter）興趣區(qū)灰階的中心CT值。窗寬——WindowWidth興趣區(qū)灰階的上下閾值間的范圍窗口技術意義：觀察者可以隨意調整影像的對比度，使觀察的部位影像更清晰。窗口技術螺旋CT概念 （Page66）螺旋CT是X線球管繞被檢物體勻速旋轉，被檢查物體勻速前進，X線連續(xù)發(fā)生的掃描過程。X線在被檢查物體上留下的軌跡是螺旋曲線，故稱螺旋CT。螺旋CT的結構

硬件三件套Y掃描床控制臺檢查功能定位功能計算機系統(tǒng)控制通訊軟件三維或四維重建、虛擬內窺鏡硬件三件套Y掃描床控制臺檢查功能定位功能計算機系統(tǒng)控制通訊軟件三維或四維重建、虛擬內窺鏡血管成像、圖像層面重建滑環(huán)技術(slipring)區(qū)分是否螺旋CT的代表技術。傳統(tǒng)常規(guī)CT機架部分電源的傳輸靠電纜，在機架旋轉過程中，存在纏擾問題。不能單一方向無限制旋轉?；h(huán)技術解決了這一問題。通過嵌在機架旋轉上的滑環(huán)和固定在機架上的電刷來進行電流和數(shù)據的傳輸?；h(huán)的分類：｛高壓滑環(huán)：高壓在機架外發(fā)生，易打火低壓滑環(huán)：高壓在機架上發(fā)生，電流大1、 高壓滑環(huán)把產生球管高壓的高壓發(fā)生器放在機架外部，通過電刷和滑環(huán)傳輸?shù)氖歉邏弘姟?yōu)點：對高壓發(fā)生器要求低，缺點：(1)吸附灰塵，影響電刷和滑環(huán)的保養(yǎng)。⑵高壓易打火灼傷滑環(huán)影響使用壽命。⑶安全問題。2、 低壓滑環(huán)將高壓發(fā)生器放到機架上，滑環(huán)上通過低壓大電流。在機架上完成高壓的產生優(yōu)點：1相對高壓滑環(huán)，易于保養(yǎng)。⑵滑環(huán)上通過的是低壓，不打火，延長滑環(huán)的壽命。⑶安全性提高。缺點：1對高壓發(fā)生器的要求提高，要體積小，重量輕。

■滑環(huán)該技術的實現(xiàn)，包括兩個關鍵的解決：第一，它應用了中頻技術將高壓發(fā)生器制作得很小，并與凹球管連在一起形成組合，固定在機架內，隨機架旋轉而同步運動。第二，它運用高速旋轉的封閉滑環(huán)來代替機架運動器件的供電和傳送數(shù)據的電纜。所謂滑環(huán)，實際上是一個圓形寬帶狀封閉的銅條制成的同心環(huán)。其一面與探測器、控制器、控制電路以及檢測電路相連接并固定于機架的旋轉部分。另一面則于一組固定的碳刷頭緊密接觸，每個碳刷頭對應一個滑道，這樣在掃描時，滑環(huán)與機架一起高速同步旋轉，數(shù)據則通過滑環(huán)與機架相連的一面及時傳遞到滑環(huán)?！龌h(huán)另一面的各個滑道也就隨即獲取了各自所需負責傳遞的數(shù)據。這些數(shù)據再通過各個滑道同與之對應的碳刷頭的緊密接觸，這就能及時地準確無誤地被傳送給數(shù)據處理系統(tǒng)，這很像電機的結構。X管和探測器相當于電機的轉子，滑環(huán)系統(tǒng)相當于碳刷和集電環(huán)。由于像這樣電源和數(shù)據的傳遞不是通過電纜而是通過封閉的滑動的銅環(huán)來連接的，所以稱之為滑環(huán)技術?；h(huán)裝置則由一個連續(xù)移動的轉子和一個供電系統(tǒng)組成?；h(huán)裝在固定部分，電刷裝在移動部分，電刷沿滑環(huán)移動，供電系統(tǒng)則經滑環(huán)和電刷向轉子高壓供電，稱高壓滑環(huán)，如Siemens公司的SomatomPlus;也可用低壓滑環(huán)向轉子低壓供電持再升壓，稱低壓滑環(huán)，如Toshiba的X—Vision。采用滑環(huán)技術，X線管在掃描期間就可以連續(xù)旋轉，高速連續(xù)掃描30-50s。螺旋CT工作原理CT的成像原理利用X線束從不同角度穿過人體組織，（一薄層），并由探測器接收X線束的衰減值，然后由計算機準確的重建出該層面的圖像。線性衰減系數(shù)（p）X線穿過人體組織，發(fā)生各種效應p用來表示這種衰減的能力。電子顯微鏡基礎電磁透鏡球面相差遠近軸光線在光程上的差異，或者光線與光軸相對傾斜引起成像點位置的前后不同。消除方法：加光闌、合軸。見圖電子顯微鏡基礎電磁透鏡球面相差遠近軸光線在光程上的差異，或者光線與光軸相對傾斜引起成像點位置的前后不同。消除方法：加光闌、合軸。見圖11.21）透射式電子顯微鏡（TEM）結構：總體結構包括鏡體和輔助系統(tǒng)兩大部分鏡體部分包括：照明系統(tǒng)成像系統(tǒng)觀察記錄系統(tǒng)調校系統(tǒng)輔助系統(tǒng)部分：真空系統(tǒng)電路系統(tǒng)水冷系統(tǒng)透射式電子顯微鏡總體工作原理口在物鏡之下，常設有中間鏡、第一、第二投影鏡口共同配合完成放大作用，改變各級透鏡的工作電流，可實現(xiàn)放大倍率的變換M=MO?MI?MP1?MP2口工作臺面板上有對應的旋鈕，供使用者調整口電鏡的工作放大倍率M=各級中間鏡和投影鏡放大倍率之積核磁共振定義：用T1值表示縱向弛豫時間，-T1是時間常數(shù)，表示縱向磁化矢量恢復到它的初始值的63%所需要的時間-生物組織的T1值從大約50毫秒到幾秒不等。橫向（自旋一自旋）弛豫（spin—spinrelaxation）激勵后，自旋磁矩以相同相位進動，產生較大磁化橫向成分，單個自旋磁矩間相互作用引起局部隨機性磁場的變化，使得單個核的進動頻率波動，相互分散，出現(xiàn)自旋磁矩逐漸的、隨機的相位異步（dephase），引起凈磁化橫向成分呈指數(shù)形式衰減（reduce）用T2值表示橫向弛豫時間，?T2是時間常數(shù)，表示橫向磁化矢量恢復到它的初始值的37%所需要的時間?橫向磁化在縱向磁化恢復以前很久就消失了，因此生物組織的橫向弛豫時間要短于縱向弛豫時間MRI梯度磁場：選層梯度場頻率編碼梯度場相位編碼梯度場T1加權像在序列中采用短TR(V500ms)和短TE(V25ms)就可得到所謂的T1加權像。掃描時，脂肪等短T1組織在給定TR時間內可充分弛豫，而腦脊液等長T1組織的弛豫量相對較少，因此，在下個RF脈沖出現(xiàn)時對能量的吸收程度也就不同，短T1組織因吸收能量多而顯示強信號，長T1組織則因飽和而不能吸收太多的能量，呈低信號。這種組織間信號強度的變化使圖像的T1對比度得到增強。由于信號檢測是在橫向進行，采用短TE可最大限度地削減由于T2弛豫造成的橫向信號損失，從而排除T2的作用。T2加權像?T2加權像通過長TR(1500—2500ms)和長TE(90-120ms)的掃描序列來取得，在長TR的情況下，掃描周期內縱向磁化矢量已按T1時間常數(shù)充分弛豫，采用長的TE后，信號中的T1效應也被進一步排除，長TR的另一作用是突出液體等橫向弛豫較慢的組織信號。一般病變部位都會出現(xiàn)大量水的聚集，用T2加權像可以非常滿意地顯示這些水的分布。因此，T2加權像在確定病變范圍上有重要作用。T1加權像(T1WI)在SE序列中主要采用短TR、短TE的技術獲得的重在表現(xiàn)組織之間縱向弛豫時間差別的圖像。T2加權像(T2WI)在SE序列中主要采用長TR、長TE的技術獲得的重在表現(xiàn)組織之間橫向弛豫時間差別的圖像。射頻線圈用于激勵和/或信號探測必須能產生一個貫穿成像部位均勻磁場線圈可同時用于激勵或探測，或者一個線圈用于激勵，另一個用于探測信號為了獲得較好的信號，所要成像物體應填滿探測線圈的大部分。最好達到或超過70％的占空使用表面線圈可以使信噪比增加3?5倍正交射頻線圈使信噪比改善減少所需射頻功率及減少在病人體內能量耗散由二個線圈軸線相互垂直排列所組成?可得到V2倍信噪比增益MRI成像原理ECTSPECT(singephotonemissioncomputedtomography)單光子發(fā)射型計算機斷層PET(positronemissiontomography)正電子發(fā)射型計算機斷層。ECT與XCT異同?穿透型CTTCT(XCT)(TRASMISSION)

?發(fā)射型CTECT(EMISSION)單光子CTSPECT正電子CTPETY射線組織的物理密度變化組織的代謝功能差異ECT機:4—10mmY射線組織的物理密度變化組織的代謝功能差異ECT機:4—10mmECT——功能顯像+解剖結構2、 成像原理不同；3、 影像的重建參數(shù)和診斷依據不同。XCT 衰變系數(shù)ECT 放射性濃度變化4、 影像構成成分不同；5、 空間分辨率不同；XCT機:1—3mm、功能不同；XCT－－精細解剖結構、電離輻射損傷不同；、探測技術都采用閃爍探測技術；9、影像重建技術都采用濾波反投影法。顯像原理比較CT:利用外來的X射線作為放射源穿透人體，由于正常和病變組織的物理密度不同，構成一副反應人體組織密度差異的解剖圖像。SPECT：利用注入體內的放射性藥物發(fā)出的Y光子成像；放射藥物可選擇性聚集在特定的組織器官或病變部位中，使該臟器或病變與鄰近組織之間有放射性濃度差，構成一副反應人體器官組織功能的解剖圖像。有效半衰期?有效半衰期(effectivehalflife,Te)：放射性核素活度由于放射性衰變和生化代謝過程共同作用減少到原來的一半所需的時間。SPECT最常用的放射性核素目前為99Tcm其次為131IPET 最常用的放射性核素目前為18F其次為11C、13N、15OSPECT系統(tǒng)構成1、探頭(探測器)2、機架3、計算機及輔助設備探測器構成及工作原理1、準直器(collimator) 2、晶體(Crystal)3、光導 4、光電倍增管(PMT)5、預放大器與線性放大器6、模擬定位計算電路探測器工作原理一定視野范圍內一定方向上的Y光子通過準直器小孔進入晶體，使晶體原子、分子電離和激發(fā)，受激發(fā)的原子或分子在退激時發(fā)出大量光子；這些光子射到光電倍增管陰極，通過光電效應產生光電子，光電子受極間電場的加速射向第一打拿極，在打拿極上產生更多的次級電子，這種電子倍增過程依次在聯(lián)級中發(fā)展下去，在到達陽極前要通過8?14個聯(lián)級，電子數(shù)可增加106?109倍，倍增后的電子最后收集到陽極，形成電流脈沖；這電信號通過位置網絡處理，形成與Y射線能量成正比的Z脈沖和與位置有關的信號(X+,X-,Y+,Y-)。

計算機處理顯示計算機處理顯示準直器：1、準直器：它安裝在探頭的最外層，是由具有單孔或多孔的鉛或鉛合金塊構成，其孔的長度、孔的數(shù)量、孔徑大小、孔與孔之間的間隔厚度、孔與探頭平面之間的角度等依準直器的功能不同而有所差異。2、準直器作用：是讓一定視野范圍內的一定角度方向上的Y射線通過準直器小孔進入晶體，而視野外的與準直器孔角不符的射線則被準直器所屏蔽，也就是限制Y光子通過準直器小孔進入晶體的方向角度，起到空間定位選擇器的作用。平行孔準直器低能W150keV)低能通用型低能高分辨率低能超高分辨率低能高靈敏度中能(150?350keV)高能(M350keV)(2)針孔準直器(3)擴散孔準直器(4)聚焦孔準直器采集矩陣1、矩陣(matrix):計算機把探頭的視野劃分為由一定量的行與列所組成的方塊狀陣形，稱之為矩陣。矩陣中的一個小方塊則稱為一個像素(pixel)。每一個像素在計算機存儲器中都有與之對應的存儲單元，以存放模擬點陣中每對經ADC轉換后屬于該像素的有效X、Y坐標值。2、不同的采集方式需采用不同的矩陣DynamicTomoStatic20%20%64X64 128X128DynamicTomoStatic20%20%256X256 512X512SPECT機采集參數(shù)1、 選擇核素種類、能峰及窗寬如：99mTc 141kev131I 364kev2、 選擇采集方式及合適的影像矩陣Static 256X256 512X512Dynamic 64X64 128X128Tomo 64X64 128X128Wholebody256X1024 512X2048256X1024 512X2048放大因子(ZOOM)

1、放大因子作用：在不改變矩陣大小的情況下提高數(shù)字分辨率。數(shù)字分辨率是指在水平和垂直兩個方向上單位長度內的像素數(shù)（或者用單位視野面積內包含的像素數(shù)來表示），單位peixl／cm（cm2）?？臻g分辨率是指能清晰分辨出兩個點源或線源之間的最小距離。斷層重建技術與ECT不同（比較它們的不同）?影像重建：已知物體在不同方向的投影值，求物體內各點的分布值。在SPECT中，已知每個角度上的投影值，求斷層面內各點的放射性分布值。加法因子迭代法迭代法可以加入各種誤差校正因子，重建精度高，但運算量大，重建速度慢。迭代法是通過不斷地修正，使估計值一步步逼近真實的斷層圖像。一般說來，迭代次數(shù)越多，圖像質量越好，重建耗時越多。死時間是指探測器能夠分開2個閃爍光子的最短時間稱為死時間，用T表示；反映了對兩個相鄰閃爍事件在時間上的的分辨能力。一般SPECT機的死時間為4.5?10ps。（現(xiàn)要求〈=5微妙）湮沒輻射：是指B+粒子與物質作用能量耗盡時，和物質中的自由電子（e-）結合，正負電荷抵消，兩個電子的靜止質量轉化為2個能量相等（511keV）、方向相反的Y光子而自身消失。符合線路（coincidencecircuit）：只有進入兩個探頭的兩個Y光子是同時到達的閃爍事件才能被記錄，否則不予接受，這種線路稱符合線路。壓電效應泛指晶體處于彈性介質中所具有的一種聲-電可逆特性，此現(xiàn)象為法國物理學者居里兄弟于1880年所發(fā)現(xiàn)，故也稱居里效應。柱形單振元探頭柱形單振元探頭主要用于A超和M超，又稱筆桿式探頭。由壓電晶體、墊襯吸聲材料、聲學絕緣層、匹配層、保護面板組成。壓電晶體：常用鋯鈦酸鉛類壓電陶瓷晶體壓電晶體：常用鋯鈦酸鉛類壓電陶瓷晶體發(fā)射和接收聲波其形狀確定聲束的形狀和聲場分布其厚度確定發(fā)射超聲的頻率墊襯吸聲材料：衰減并吸收壓電晶體背向發(fā)射的超聲能量要求墊襯具有較大的衰減能力，并具有與壓電材料接近的聲阻抗匹配層和保護層：聲阻抗等于晶體和皮膚聲阻抗的幾何平均值選擇衰減系數(shù)低并耐磨的材料3?厚度為入/4聲學絕緣層：防止超聲能量傳至探頭外殼引起反射，造成對信號的干擾外殼：作為探頭內部材料的支承體，并固定電纜引線聲匹配層聲匹配層脈沖回波原理——醫(yī)學超聲成像的基本原理人體組織和臟器具有不同的聲速和聲阻抗，聲波在傳播途中，遇到不同介質的界面時會反射聲波，稱為回波。發(fā)射超聲脈沖，遇界面反射，接收回波，檢測出其中所攜帶的信息；由于界面兩邊聲學差異并不是很大，大部分聲波穿過界面繼續(xù)向前傳播，到達第二個界面時又產生回波，并仍有大部分聲波透過該界面繼續(xù)行進；將每次回波信號接收放大，并在顯示器上顯示。A\B\M\D超的異同比較A超 B超 M超 D超利用的物理特性超聲波發(fā)射類型獲取信息空間檢測的信息調制/顯示方式得到的人體信息脈沖重復頻率FPRFPR指脈沖工作方式超聲儀器每秒重復發(fā)射超聲脈沖的次數(shù)，決定了儀器的最大探測距離。Dmax<c/2TPR相控陣掃描原理對成線陣排列的多個聲學上相互獨立的壓電晶體振元同時給予電激勵，可以產生合成波束發(fā)射,且合成波束的方向與振元排列平面的法線方向一致。

對線陣排列的各振元不同時給予電激勵，而是使施加到各振元的激勵脈沖有一個等值的時間差T，合成波束的波前平面與振元排列平面之間，將有一相位差0，合成波束的方向與振元排列平面的法線方向就有一相位差e。通過控制激勵時間而實現(xiàn)波束方向變化的掃描方式，叫做相控陣掃描。增益控制TGC（TimeGainCompensation）對來自不同深度（不同時間到達）的回聲給予不同的增益補償，即使接收機的近場增益適當小，遠場增益適當大，通常稱此種控制手段為時間增益。多普勒效應定義：多普勒效應原理在超聲醫(yī)學診斷中應用（用公式推導）血流運動狀態(tài)的彩色顯示方法2003級醫(yī)學影像學專業(yè)本科《醫(yī)學影像設備》期終試卷（A）一、選擇題（每題2分，共20分）調節(jié)電子顯微鏡影像的亮度主要是通過改變哪一級透鏡的工作電流來實現(xiàn)的？A聚光鏡 B物鏡 C中間鏡 D投影鏡SPECT中晶體的主要作用是：A將Y光子轉化為熒光光子 B將熒光光子轉化為Y光子C將Y光子放大增強 D將熒光光子放大增強3供給X線管的電能量有多少可以轉換成X線能量？A小于A小于1% B10%左右4MRI中磁體部分的作用是：A提供MRI必需的主磁場C激發(fā)氫質子產生MR信號C接近50% D達到99%以上B發(fā)射射頻電磁波D接受MR信號5以下四種頻率的超聲波，哪個可能被用于US診斷儀?A20kHzB100kHzC3.5MHzD50MHzA20kHzB100kHzC3.5MHzD50MHzB型超聲成像儀是采用下列哪種調制成像方法？A幅度調制型B輝度調制型 C時間調制型 D頻率調制型以下四種人體組織中，哪種對超聲波的回聲最強？A肌肉B血液C顱骨D脂肪X—CT機探測器的主要作用是：A接受穿過掃描物體的X線 B接受X線球管發(fā)生的X線C接受穿過掃描物體的衰減值D測量掃描物體的密度螺旋CT的信號和電源傳輸是依靠下述哪種方式完成？A電纜線 B光電耦合C滑環(huán)D激光螺旋掃描時，機架與床的運動方式是：A機架連續(xù)單方向旋轉，床勻速直線進退B機架每螺旋360度改變一次方向，床進退一個掃描層厚C機架先正轉5圈再反轉5圈，床進退5個掃描層厚距離D機架逐漸加速旋轉，床逐漸加速前進二、填空題（每空1分，共22分）TOC\o"1-5"\h\zX線是由德國科學 于 年11月8日發(fā)現(xiàn)的，因此X線亦稱為 。X線管主要有 和 兩種陽極結構形式。X線機的基本結構主要是由 、 、 及機械裝置和輔助裝置構成。SPECT斷層圖像以 濃度變化為重建參數(shù)，以組織的 差異作為診斷依據。X—CT圖像質量的最主要的指標 ， 。X—CT機的主要組成部分是 、 、 三套件。MRI設備中的常見勵磁方式有—磁式與 磁式導磁性能又分為 導型與 導型。SPECT三維斷層影像是指 面、 面、 面斷層圖像。三、 名詞解釋（每題5分，共20分）CT圖像觀察中的“窗口技術”MRI理論中的“T］、T2加權像”電磁透鏡的“球面像差”SPECT診斷中所用放射性核素的"物理半衰期和生物半衰期"四、 問答題（共38分）1試述X光機中影像增強器的工作過程，它在應用中體現(xiàn)了哪些優(yōu)點？（8分）2多普勒效應在彩色US診斷儀中的應用原理和意義是什么？（6分）試述核磁共振現(xiàn)象。（6分）磁共振設備中如何實現(xiàn)空間定位？（8分）綜述本課程所學習的六種影像設備各自成像特點和實際應用的優(yōu)劣。（10分）03級本科醫(yī)學影像學專業(yè)《醫(yī)學影像設備》（A）答案一．選擇題：1A2A3A4A5C6B7C8A9C10A二．填空題：1．倫琴1895倫琴射線2．固定旋轉3．X線管控制臺高壓發(fā)生器4．放射性藥物聚焦和代謝5．密度分辨率空間分辨率6．掃描機架掃描床操作臺7．永電常超8．冠狀面橫斷面矢狀面三．名詞解釋：1．窗口技術就是從5000個CT值中選出其中的一小部分，并用整個灰度級(灰階)來顯示。這其中的一小部分CT值稱為窗寬，而中心CT值稱為窗位。用窗位決定觀察影像的中心，而用窗寬決定觀察CT值的范圍。窗寬的下限以下部分的影像呈現(xiàn)全黑，窗寬的上限以上部分的影像呈現(xiàn)全白，只有在窗寬選定范圍內的CT值用64級灰度等級(灰階)來顯示。有了窗口技術，觀察者可以隨意調整影像的對比度，使得欲觀察的部位影像清晰.人體不同組織不論它們是正常的還是異常的，有它們的各自的T2以及質子密度值，這是MRI區(qū)分正常與異常以及診斷疾病的基礎。為了評判被檢組織的各種參數(shù)，在操作中可通過調節(jié)重復時間TR、回波時間TE以突出某個組織特征的影像，這種影像被稱作加權像(weightedimage,WI)。把分別反映組織T?和質子密度N(H)特性的影像，相應稱作—加權像、丁2加權像和N(H)加權像。球面相差——通過透鏡邊緣的旁軸光線與靠近中心的近軸光線，由于光程不同而產生會聚差異，因之造成的成像質量下降。物理半衰期是指放射性核素歷經核衰變，其放射性強度或放射性原子數(shù)減弱或減少到一半所需要的時間；生物半衰期是指由于生物代謝，生物體內的放射性核素從體內排泄到原來引入量的半數(shù)所需要的時間。四.問答題：X線帶有的信息在影像增強器的輸入屏上形成熒光影像(可見光影像)，緊貼輸入屏內側的光電陰極各點按熒光的強弱程度產生數(shù)量對應不同的光電子(光電效應)，形成電子影像。光電子束被陽極正電位吸引，高速飛向陽極，在聚焦電極作用下于輸出屏前方形成縮小了的電子影像(倒像)，其電子束射到輸出熒光屏上，在電致發(fā)光作用下，形成了熒光影像，但其亮度卻比輸入屏熒光影像增加了約1000?10000倍。(1)透視劑量低由于采用了影像增強器，使透視劑量大為降低。這樣不僅減輕了對受檢者和放射醫(yī)生的輻射危害，而且降低了X線管的工作負荷，有利于延長機器壽命。(2)改善醫(yī)生工作環(huán)境普通X線機透視時必須在暗室里進行操作和診斷，而X線電視可以將診斷醫(yī)生從暗室中“解放”出來，使其在寬敞明亮的環(huán)境里進行遙控操作和診斷。并且可以配備透視亮度自動控制器(IBS),減化操作的復雜性，無論檢查部位、厚度的隨機變化，均可由IBS來自動保持顯示屏影像亮度恒定。(3)為教學和科研打好基礎X線電視使用方便靈活，可配置多路顯示器、錄像機及其他高科技的影像處理及記錄系統(tǒng)，以方便會診、教學和資料的記錄與傳輸。利用多普勒效應，采用自相關處理技術解得血流方向和速度，并規(guī)定血流的方向用紅和藍表示，朝向探頭的運動血流用紅色，遠離探頭運動的血流顏色用藍色，而湍動血流用綠色，通過彩色轉換處理器把血流信息變?yōu)椴噬珗D像顯示。彩色多普勒血流顯像對血流的顯示是直觀的，它對于辨別血流的湍動、了解流速在心血管內分布較脈沖多普勒更快更好。處于靜磁場中的物質受到電磁波的激勵時，如果射頻電磁波的頻率與靜磁場強度的關系滿足拉莫爾方程，則組成物質的一些原子核會發(fā)生共振，即核磁共振。4．根據拉莫爾方程，在均勻的強磁場中，生物體內質子群旋進頻率由場強決定且是一致的，如在主磁場中再附加一個線性梯度磁場，由被檢物體各部位質子群的旋進頻率可因磁場強度的不同而有所區(qū)別，這樣就可對被檢體某一部位行MR成像。因此，MRI空間定位靠的是梯度磁場，MRI的梯度磁場有三種：選層梯度場Gz、頻率編碼梯度場Gx,相位編碼梯度場Gy。2003級醫(yī)學影像學專業(yè)本科《醫(yī)學影像設備》期終試卷（B）一、選擇題（每題2分，共20分）作為ECT顯像劑的放射性核素，必須能夠發(fā)射AX射線 BB射線 CY射線以下哪項屬于PACS系統(tǒng)的內容？A影像采集 B顯示與處理 C傳輸與存儲螺旋CT的信號和電源傳輸是依靠下述哪種方式完成？A電纜線 B光電耦合4MRI中磁體部分的作用是：A提供MRI必需的主磁場C激發(fā)氫質子產生MR信號磁場梯度包括：A層面選擇梯度 B相位編碼梯度 C頻率編碼梯度a射線D以上都是C滑環(huán)D激光B發(fā)射射頻電磁波D接受MR信號D以上均是調節(jié)電子顯微鏡影像的亮度主要是通過改變哪一級透鏡的工作電流來實現(xiàn)的？A聚光鏡 B物鏡 C中間鏡 D投影鏡為什么要調節(jié)X線管的燈絲電流？A控制產生X線的質 B控制產生X線的量C阻止反向電動勢 D阻止軟X線的產生以下四種頻率的超聲波，哪個可能被用于US診斷儀？A20kHz B100kHzC3.5MHzD50MHz以下四種人體組織中，哪種對超聲波的回聲最強？C顱骨A肌肉 B血液10X—CT機探測器的主要作用是：A接受穿過掃描物體的X線C接受穿過掃描物體的衰減值二、填空題（每空1分，共26分）SPECT斷層圖像以 異作為診斷依據。X—CT機的主要組成部分是 件。3X線機的基本結構主要是由 及機械裝置和輔助裝置構成。4MRI設備中的常見勵磁方式有—磁式與 磁式；導磁性能又分為與 導型。D脂肪B接受X線球管發(fā)生的X線D測量掃描物體的密度濃度變化為重建參數(shù)，以組織的三套導型SPECT三維斷層影像是指 面、 面、 面斷層圖像。X線是由德國科學 于 年11月8日發(fā)現(xiàn)的，因此X線亦稱為 X—CT圖像質量的最主要的指標 ， 8X線管主要有 和 兩種陽極結構形式。9透射式電子顯微鏡的成像放大倍數(shù)M等于 。10在彩超成像中統(tǒng)一規(guī)定 色表示血流朝向探頭的運動， 色表示血流背向探頭的運動，對目標運動方向和速度探測的原理基于 效應。三、名詞解釋（每題4分，共20分）放射性藥物的“有效半衰期”電磁透鏡的“球面像差”MRI理論中的“T］、T2加權像”CT圖像觀察中的“窗口技術”5X射線的量和質四、 問答題（共34分）請介紹電子顯微鏡中電子槍、聚光鏡、物鏡和投影鏡在整個成像過程中的各自的主要功用。（8分）SPECT與X-CT的影像構成因素有何不同？（6分）試述核磁共振現(xiàn)象。（6分）4請分別解釋超聲的工作頻率f和脈沖重復頻率FPr,兩者有何不同？（6分）5試述X光機中影像增強器的工作過程，它在應用中體現(xiàn)了哪些優(yōu)點？（8分）五、 附加題（本題另計10分）請試預測5年以后醫(yī)學影像設備的發(fā)展狀況。03級本科醫(yī)學影像學專業(yè)《醫(yī)學影像設備》（B）答案一．選擇題：CCCADABCCA二．填空題：1．放射性藥物 聚焦和代謝2．掃描機架；掃描床；操作臺X線管控制臺高壓發(fā)生器4.永電常超5.冠狀面、橫斷面和矢狀面6.倫琴1895 倫琴射線7?密度分辨率空間分辨率8.固定旋轉9.Mem=M"”XM 込10.紅藍多普勒TEM 物 中 投三.名詞解釋：有效半衰期：由于放射性衰變和生物代謝的共同作用，生物體內的放射性核素減少到原來引入量一半所需要的時間。球面相差——通過透鏡邊緣的旁軸光線與靠近中心的近軸光線，由于光程不同而產生會聚差異，因之造成的成像質量下降。人體不同組織不論它們是正常的還是異常的，有它們的各自的T2以及質子密度值，這是MRI區(qū)分正常與異常以及診斷疾病的基礎。為了評判被檢組織的各