醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)復(fù)習(xí)整理（四種成像技術(shù)的物理原理，基本思想等）第一章：X射線(xiàn)物理第一節(jié)：X射線(xiàn)的產(chǎn)生醫(yī)學(xué)成像用的X射線(xiàn)輻射源都是利用高速運(yùn)動(dòng)的電子撞擊靶物質(zhì)而產(chǎn)生的。產(chǎn)生X射線(xiàn)的四個(gè)條件：（1）電子源（2）高速電子流（3）陽(yáng)極靶（4）真空環(huán)境X射線(xiàn)管結(jié)構(gòu)及其作用（陰極，陽(yáng)極，玻璃壁）（1）陰極：包括燈絲，聚焦杯，燈絲為電子源，聚焦杯調(diào)節(jié)電流束斑大小和電子發(fā)射方向。（2）陽(yáng)極：接收陰極發(fā)出的電子；為X射線(xiàn)管的靶提供機(jī)械支撐；是良好的熱輻射體。（3）玻璃壁：提供真空環(huán)境。a.實(shí)際焦點(diǎn)：燈絲發(fā)射的電子，經(jīng)聚焦加速后撞擊在陽(yáng)極靶上的面積稱(chēng)為實(shí)際焦點(diǎn)。b.有效焦點(diǎn)：X射線(xiàn)管的實(shí)際焦點(diǎn)在垂直于X射線(xiàn)管軸線(xiàn)方向上投影的面積，稱(chēng)為有效焦點(diǎn)。c.有效焦點(diǎn)的面積為實(shí)際焦點(diǎn)面積的sine倍。（。為靶與豎直方向的夾角）補(bǔ)充：影響焦點(diǎn)大小的因素有哪些？答：燈絲的形狀、大小及在陰極體中的位置和陽(yáng)極的靶角e有關(guān)。碰撞損失：電子與原子外層電子作用而損失的能量。輻射損失：電子與原子內(nèi)層電子或原子核作用而損失的能量。管電流升高，焦點(diǎn)變大；管電壓升高，焦點(diǎn)變小。a.標(biāo)識(shí)輻射：高速電子與原子內(nèi)層電子發(fā)生相互作用，將能量轉(zhuǎn)化為標(biāo)識(shí)輻射。b.韌致輻射：高速電子與靶原子核發(fā)生相互作用，將能量轉(zhuǎn)化為韌致輻射。連續(xù)X射線(xiàn)的短波極限只與管電壓有關(guān)。且與其成反比。X射線(xiàn)的產(chǎn)生機(jī)制：電子與物質(zhì)的相互作用，X射線(xiàn)是高速運(yùn)動(dòng)的電子在與物質(zhì)相互作用中產(chǎn)生的。韌致輻射是產(chǎn)生連續(xù)X射線(xiàn)的機(jī)制。*影響X射線(xiàn)發(fā)射譜的因素：因素影響管電流能譜的幅度管電壓能譜的幅度和位置附加濾過(guò)能譜幅度，在低能時(shí)更加有效靶材料能譜的幅度和標(biāo)識(shí)X射線(xiàn)譜的位置管電壓波形能譜幅度，在高能時(shí)更加有效8.X射線(xiàn)的基本特征（1）X射線(xiàn)的穿透作用（2）熒光作用（3）電離作用（4）熱作用（5）化學(xué)和生物效應(yīng)*X射線(xiàn)的穿透作用是X射線(xiàn)醫(yī)學(xué)影像學(xué)的基礎(chǔ)。第二節(jié)：X射線(xiàn)輻射場(chǎng)的空間分布X射線(xiàn)強(qiáng)度：X射線(xiàn)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(xiàn)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。補(bǔ)充：X射線(xiàn)強(qiáng)度是由光子數(shù)量和光子能量?jī)蓚€(gè)因素決定。X射線(xiàn)的量是射線(xiàn)的光子數(shù)目，而質(zhì)是射線(xiàn)的光子能量，表示X射線(xiàn)的硬度。各種因素對(duì)X射線(xiàn)強(qiáng)度的影響影響因素（增加）X射線(xiàn)的質(zhì)X射線(xiàn)的量毫安秒不變?cè)黾庸茈妷涸黾釉黾影性有驍?shù)增加增加濾過(guò)增加降低距離不變降低電壓脈動(dòng)降低降低管電流不變?cè)黾拥谌?jié)：X射線(xiàn)與物質(zhì)的相互作用X射線(xiàn)與物質(zhì)三種作用形式：光電效應(yīng)，康普頓效應(yīng)，電子對(duì)效應(yīng)光電效應(yīng)：能量為hv的X射線(xiàn)光子通過(guò)物質(zhì)時(shí)，與物質(zhì)原子的軌道電子發(fā)生相互作用，把全部能量傳遞給這個(gè)電子，光子消失，獲得能量的電子掙脫原子束縛成為自由電子（光電子）；原子的電子軌道出現(xiàn)一個(gè)空位而處于激發(fā)狀態(tài)，他將通過(guò)發(fā)射標(biāo)識(shí)X射線(xiàn)或俄歇電子的形式很快回到基態(tài)，這個(gè)過(guò)程成為光電效應(yīng)。診斷放射學(xué)中的光電效應(yīng)：利：能產(chǎn)生質(zhì)量好的影像，原因是：（1）不產(chǎn)生散射線(xiàn)，減少照片灰霧（2）可增加人體不同組織和造影劑對(duì)射線(xiàn)的吸收差別，產(chǎn)生高對(duì)比度的X射線(xiàn)照片，對(duì)提高診斷的準(zhǔn)確性有好處。弊：入射乂射線(xiàn)通過(guò)光電效應(yīng)可全部被人體吸收，增加了受檢者的劑量。康普頓效應(yīng):當(dāng)入射乂射線(xiàn)光子和原子內(nèi)一個(gè)軌道電子發(fā)生相互作用時(shí)，光子損失一部分能量，并改變運(yùn)動(dòng)方向，電子獲得能量而脫離原子，這個(gè)過(guò)程成為康普頓效應(yīng)。診斷放射學(xué)中的康普頓效應(yīng)：散射線(xiàn)增加了照片灰霧，降低了影像的對(duì)比度，但與光電效應(yīng)相比受檢者的劑量較低。散射較強(qiáng)，醫(yī)生和技術(shù)人員應(yīng)注意防護(hù)。電子對(duì)效應(yīng):當(dāng)X射線(xiàn)光子從原子核旁經(jīng)過(guò)時(shí)，在原子核庫(kù)倫場(chǎng)的作用下形成一對(duì)正負(fù)電子，此過(guò)程稱(chēng)為電子對(duì)效應(yīng)。各種相互作用的相對(duì)重要性：光子能量處于低能端部分，光電效應(yīng)占優(yōu)勢(shì)；中間部分，康普頓效應(yīng)占優(yōu)勢(shì)；高能端部分電子對(duì)效應(yīng)占優(yōu)勢(shì)第四節(jié)：X射線(xiàn)在物質(zhì)中的衰減這部分給的比較模糊，看書(shū)吧。主要是連續(xù)X射線(xiàn)在物質(zhì)中的衰減規(guī)律。補(bǔ)充：濾過(guò)分為固有濾過(guò)和附加濾過(guò)。第二章第一節(jié)X射線(xiàn)攝影基本原理？X射線(xiàn)貫穿本領(lǐng)強(qiáng)，當(dāng)一束強(qiáng)度大致均勻的x射線(xiàn)照到人體時(shí)，由于人體各種組織、器官在度、厚度方面的差異，對(duì)投照在其上的x射線(xiàn)的衰減各不相同，使透過(guò)人體的x射線(xiàn)強(qiáng)度分布發(fā)生變化，攜帶人體信息，形成x射線(xiàn)信息影像。再通過(guò)一定的采集，轉(zhuǎn)換，顯示系統(tǒng)將x射線(xiàn)強(qiáng)度分布轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)光的分布，形成人眼可見(jiàn)的X射線(xiàn)影像。醫(yī)用X線(xiàn)膠片的作用膠片的主要功能是影像的記錄，顯示與貯存。膠片成像原理X射線(xiàn)照射的膠片，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(chēng)為膠片光密度。臨床上，影像白對(duì)應(yīng)組織的密度高，吸收X射線(xiàn)多，照片上呈白影；黑對(duì)應(yīng)組織的密度低，吸收的X線(xiàn)少，照在膠片上的多，膠片呈黑影。膠片特性曲線(xiàn)（看書(shū)上介紹）膠片寬容度是膠片的性能指標(biāo)之一，指感光材料按線(xiàn)性關(guān)系正確記錄被檢體反差的范圍，即膠片特性曲線(xiàn)直線(xiàn)部分的照射量范圍，又稱(chēng)曝光寬容度。第二節(jié)軟X射線(xiàn)攝影原理是利用人體各種組織對(duì)不同質(zhì)地軟X射線(xiàn)的吸收有顯著差別，使密度相差的基本不大的脂肪、肌肉和腺體等軟組織在感光膠片上形成對(duì)比度高的影像。高千伏X射線(xiàn)攝影的基本原理是利用管電壓達(dá)到120kv以上時(shí)，組織吸收以散射效應(yīng)（康普頓散射）為主，各部分結(jié)構(gòu)影像密度的高低受其組織原子序數(shù)和厚度的影響減少，骨骼、軟組織、脂肪的氣體的影像密度差別隨之減少，骨骼的影像密度與軟組織和氣體的影像密度相差不大，即使相互重疊也不致為骨影所遮蓋，從而使與骨骼相重疊的軟組織或骨骼本身的細(xì)小結(jié)構(gòu)及含氣的管腔等變得易于觀察。X射線(xiàn)體層攝影的基本原理是根據(jù)X射線(xiàn)的投照原理，在曝光過(guò)程中，X射線(xiàn)管焦點(diǎn)、肢體、膠片三者必須保持相對(duì)靜止，才能獲得清晰的影像。因此在曝光的過(guò)程中，欲成像部位的各點(diǎn)必須固定地投影在膠片的同一位置上，影像才能清楚顯示。如果三者之一在曝光中移動(dòng)，影像就會(huì)模糊。X射線(xiàn)體層攝影的目的是攝取人體某一體層的影像，而使其它各層影像模糊不清。因此必須使焦點(diǎn)、被攝體層和膠片保持相對(duì)靜止，而使其它各層對(duì)焦點(diǎn)和膠片作相對(duì)運(yùn)動(dòng)。第三節(jié)影像質(zhì)量是由對(duì)比度、模糊度、噪聲、偽影及畸變等多種因素綜合體現(xiàn)出來(lái)的。對(duì)比度：差異的程度。模糊度：通常用小物點(diǎn)的模糊圖像的線(xiàn)度表示物點(diǎn)圖像的模糊程度。第五節(jié)數(shù)字減影血管造影（DSA）的原理是？數(shù)字減影血管造影是將造影前、后獲得的數(shù)字圖像進(jìn)行數(shù)字減影，在減影圖像中消除骨骼和軟組織結(jié)構(gòu)，使?jié)舛群艿偷膶?duì)比劑所充盈的血管在減影圖像中顯示出來(lái)，有較高的圖像對(duì)比度。數(shù)字減影的3種基本方法：時(shí)間減影，能量減影，混合減影。影像DSA影像質(zhì)量的因素？DSA的優(yōu)缺點(diǎn)？第六節(jié)計(jì)算機(jī)X線(xiàn)攝影（CR）CR與傳統(tǒng)X線(xiàn)攝影的不同之處？曝光量少，寬容度大b.數(shù)字化成像，可進(jìn)行圖像處理，為X射線(xiàn)長(zhǎng)期保存和高效率的檢索提供可能。C.其影像記錄與顯示不是在同一媒介上完成的，成像過(guò)程為：先用成像板（IP）進(jìn)行影像信息的采集，然后通過(guò)讀取裝置將成像板中的影像信息讀出后，由計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)處理，再經(jīng)顯示、記錄裝置成像、顯示、貯存。光激勵(lì)發(fā)光的發(fā)光特性P53直接數(shù)字化X射線(xiàn)攝影（DDR）其與其他攝影技術(shù)的不同點(diǎn)體現(xiàn)在探測(cè)器上。即二維平板探測(cè)器（FPD）：A.非晶態(tài)硒型平板探測(cè)器B.非晶態(tài)硅型平板探測(cè)器C.氣體電離室探測(cè)器DDR的主要特點(diǎn)：其與傳統(tǒng)增感屏一膠片系統(tǒng)不同，由于成像環(huán)節(jié)明顯減少，可以在兩個(gè)方面避免了圖像信息的丟失。一時(shí)在屏一片系統(tǒng)中X射線(xiàn)照射使增感屏發(fā)出可見(jiàn)光后，再使X射線(xiàn)膠片感光的過(guò)程中的信息丟失，二是暗室化學(xué)處理過(guò)程中的信息丟失。圖像具有較細(xì)節(jié)可見(jiàn)度，能夠滿(mǎn)足臨床常規(guī)X射線(xiàn)攝影診斷的需要。放射劑量小，曝光寬容度大，曝光條件易掌握?？梢愿鶕?jù)臨床需要進(jìn)行各種圖像后處理。第七節(jié)數(shù)字X射線(xiàn)影像的主要技術(shù)優(yōu)勢(shì)(與傳統(tǒng)X射線(xiàn)攝影比較)量子檢出效率高，X射線(xiàn)劑量低。對(duì)比度高，曝光寬容度大，但細(xì)節(jié)可見(jiàn)度低于X射線(xiàn)膠片影像，但是可以通過(guò)圖像處理的方式進(jìn)行彌補(bǔ)。攝影條件好，無(wú)需連續(xù)輻照4.圖像存儲(chǔ)、傳輸方便5.可進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助診斷第三章第一節(jié)：霍斯菲爾德(Housefield)發(fā)明了CTX-CT成像過(guò)程：X-CT是運(yùn)用掃描并采集投影的物理技術(shù)，以測(cè)定X射線(xiàn)在人體內(nèi)的衰減系數(shù)為基礎(chǔ)，采用一定算法，經(jīng)計(jì)算機(jī)運(yùn)算處理，求解出人體組織的衰減系數(shù)值在某剖面上的二維分布矩陣后，再轉(zhuǎn)為圖像上的灰度分布，從而實(shí)現(xiàn)建立斷層解剖圖像的現(xiàn)代醫(yī)學(xué)成像技術(shù)。反投影法的原理沿掃描路徑的反方向，把所得投影的數(shù)值反投回各體素中去，并用計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算，求出各體素u值而實(shí)現(xiàn)圖像的重建。要會(huì)做反投影法的題目P69反投影法的缺點(diǎn)：產(chǎn)生圖像的邊緣失銳。解決的辦法：采用濾波反投影法。CT值的定義：CT影像中每個(gè)像素所對(duì)應(yīng)的物質(zhì)對(duì)X射線(xiàn)線(xiàn)性平均衰減量大小的表示。ICT=k土土￡71.CT'lSEJ單位為皿虬，第三節(jié)：窗口技術(shù)：窗口技術(shù)是把放大或增強(qiáng)了局部灰度范圍內(nèi)不同灰度之間黑白對(duì)比度。這個(gè)被放大或增強(qiáng)的灰度范圍叫做窗口，放大的灰度范圍上下限之差叫窗寬，放大的灰度范圍的平均值，即所放大灰度范圍的灰度中心值叫窗位。窗寬和窗位P76（計(jì)算題）第五節(jié)：螺旋CT（SCT或者HCT）與傳統(tǒng)CT的不同點(diǎn)：a.螺旋CT對(duì)X射線(xiàn)管的供電方式不同。b.掃描方式不同。什么是螺旋掃描CT?X射線(xiàn)管向一個(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。螺旋CT掃描方式的優(yōu)點(diǎn)：a.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，減少了運(yùn)動(dòng)偽像；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，所以不僅可在任意位置上重建圖像，而且還可提供較好的三維圖像重建的容積數(shù)據(jù)補(bǔ)充：1、普通X射線(xiàn)影像與X-CT影像最大的不同之處是什么？答：二者最大的不同之處在于：X-CT像是斷層的、經(jīng)過(guò)重建的數(shù)字影像；而普通X射線(xiàn)攝影像是多器官重疊的模擬圖像。第四章第一節(jié)V-L=—-—, ￡產(chǎn)生核磁共振（NMR）時(shí)，射頻電磁波的頻率"—第三節(jié)馳豫過(guò)程：從“不平衡”狀態(tài)恢復(fù)到平衡狀態(tài)的過(guò)程。T1為系統(tǒng)的縱向馳豫時(shí)間，T2為橫向馳豫時(shí)間。晶格一般指自旋核以外的部分，即自旋核的外環(huán)境。第五章第一節(jié)成像物體的基本參數(shù)：質(zhì)子密度P，馳豫時(shí)間T1,T2自旋回波序列P1133.SE序列的加權(quán)圖像名稱(chēng)TE選擇TR選擇效果T1加權(quán)圖像短短T1小I值大T2加權(quán)圖像長(zhǎng)長(zhǎng)T2大I值大質(zhì)子密度加權(quán)圖像短長(zhǎng)質(zhì)子密度大I值大第二節(jié)各個(gè)方向上梯度磁場(chǎng)分量的作用分別是：BGx進(jìn)行頻率編碼；BGy進(jìn)行相位編碼；梯度磁場(chǎng)BGz選出一個(gè)垂直于Z軸的薄層。K空間P124第六章： 放射性核素顯像（RNI）RNI主要技術(shù)有Y照相、單光子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層（SPECT）、正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層（PET）。其中后兩者又統(tǒng)稱(chēng)為發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層（ECT）RNI以功能顯像為主。補(bǔ)充：1、RNI的技術(shù)特點(diǎn)是