醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)_課后習(xí)題解答_(第三版)

1、例1-1測(cè)量但能窄束 射線的衰減，經(jīng)過2.1mmAl后，強(qiáng)度I為原來強(qiáng)度I0的1/2；若改為寬束時(shí)，有相當(dāng)于I0的10的散射線到達(dá)探測(cè)器，即 II00.6I0，試求寬束時(shí)的半價(jià)層。解。由窄束時(shí)得線性衰減系數(shù)0.33mm-1由寬束時(shí)得積累因子B=1.2設(shè)寬束時(shí)的半價(jià)層為HVL,則BVL = 2.65mmAl例1-2假定骨骼組成如下:骨膠蛋白占70% (其平均原子序數(shù)用水替代) , Ca3 (P04)2占25.5% ,CaC03占3 % , Mg3 ( PO 4 ) 2占1.5%,試求骨組織的平均原子序數(shù)。 解:先求各化合物的平均原子序數(shù)Ca3 (P04)2中Z(Ca)=20,Z(P) = 15

2、,Z(O) = 8a(Ca) =3,a(P):2,a(O)=8同樣,計(jì)算可知: 。用類似混合物質(zhì)量吸收系數(shù)方法去計(jì)算混合物的平均原子序數(shù),即,故第一章 課后習(xí)題解答1-1,產(chǎn)生X射線需要哪些條件? 答：首先要有產(chǎn)生電子的陰極和被轟擊的陽極靶：在陰極和陽極間的高壓直流電,為防止陰極和陽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)陽極靶面的速度為1.5xl08ms-1,求連續(xù)X射線譜 的最短波長(zhǎng)和

3、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,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c3×108ms-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。此題的結(jié)果告訴我們,管電壓為73.8kV。反過來,如果知道管電壓,求電子到達(dá)陽極 靶表面的電子速度時(shí),同樣需要考慮相對(duì)論效應(yīng)。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決定于靶物質(zhì)

4、的原子序數(shù); E.連續(xù)X射線的質(zhì)與管電流無關(guān)。正確答案:B、C、E1-6影響X射線能譜的因素有哪些? 答：電子轟擊陽極靶產(chǎn)生的X射線能譜的形狀(歸一化后)主要由管電壓、靶傾角和固有濾過決定。當(dāng)然,通過附加濾過也可改變X射線能譜的形狀。 1-7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?，射線強(qiáng)度是由光子數(shù)目和光子能量?jī)?個(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)度增加;增加管電壓，X射線的質(zhì)和量均增加，X射錢強(qiáng)度增加;提高靶物質(zhì)原子序數(shù)。

5、X射線的質(zhì)和量均增加，X射錢強(qiáng)度增加;增加濾過，X射線的質(zhì)增加，但X射線的量減少；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)度減少；管電壓的脈動(dòng)，X射線的質(zhì)和量均降低，X射線強(qiáng)度減少。18 原子放出X射線前是靜止的，為了保持活動(dòng)不變，當(dāng)它發(fā)出X射線時(shí)，原子經(jīng)歷反沖。設(shè)原子的質(zhì)量是M，X射線的能量為h，試計(jì)算原子的反沖動(dòng)能。答：次提到關(guān)鍵在于利用X射線的動(dòng)量和能量的關(guān)系：根據(jù)動(dòng)量守恒，可知：這樣，原子的反沖動(dòng)能為19 X射線攝影中，光電效應(yīng)和康譜頓效應(yīng)對(duì)影響質(zhì)量和患者防護(hù)各有和利弊？答：診斷中的光電效應(yīng)有利的方面是能產(chǎn)生質(zhì)量好的影像。原因是：（1）不產(chǎn)生散射線，大大減少了照片

6、灰霧；（2）可增加人體不同組織和造影劑對(duì)造影劑的吸收差別，產(chǎn)生高對(duì)比度的X射線照片，對(duì)提高診斷的準(zhǔn)確性有好處。有還的方面是：入射X射線通過光電效應(yīng)可全部被人體吸收，增加了受檢者的吸收劑量。從全面質(zhì)量觀點(diǎn)講，應(yīng)盡量減少每次X射線檢查劑量?？底V頓效應(yīng)產(chǎn)生的散射線增加了照片灰霧，降低了影響的對(duì)比度，但與光電效應(yīng)相比受檢者吸收的計(jì)量較低。另外，從受檢者身上產(chǎn)生的散射線能量與原射線相差很少，并且散射線對(duì)稱的分布在整個(gè)空間，這一事實(shí)必須引起重視，醫(yī)生和技術(shù)人員及病人家屬注意防護(hù)。110 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：根據(jù)衰減規(guī)律可知得線性衰減系數(shù)1.523cm-1

7、據(jù),得HVL=0.455cmAl1-11 質(zhì)量衰減系數(shù)、質(zhì)能轉(zhuǎn)移系數(shù)和質(zhì)能吸收系數(shù)三者之間的區(qū)別和聯(lián)系怎樣？答：X射線與物質(zhì)相互作用時(shí)，一般情況，光子的一部分能量以散射輻射的方式從吸收體中輻射掉，另一部分轉(zhuǎn)化為高速電子或正電子的動(dòng)能。質(zhì)量衰減系數(shù)表示入射X射線與相互作用的總概率，它包括所有可能發(fā)生的相互作用的概率之和。質(zhì)能轉(zhuǎn)移系數(shù)表示相互作用過程中光子能量轉(zhuǎn)移給帶電粒子的那一部分份額的總和。不過，由于光和反應(yīng)及其他一些過程的發(fā)生概率很小，因而帶電粒子的能量主要來自光電效益、康普頓效應(yīng)和電子對(duì)效應(yīng)。傳遞給帶電粒子的能量，其中又有一部分轉(zhuǎn)移成韌致輻射。質(zhì)能吸收系數(shù)表示扣除韌致輻射后，光子交給帶電粒

8、子的能量用于造成電離、激發(fā)，從而真正被物質(zhì)吸收的那一部分能量所占的份額。在數(shù)量上他們之間的關(guān)系為1-12已知人射光子的能量為hv,散射角為,試求散射光子的能量,并分析低能入射和高能入射光子在900方向上光子散射的情況。電子的靜止能量為2meC2。 答：由能量守恒和動(dòng)量守恒可得,散射光子能量h'為:為人射光子能量h和電子的靜止能量m0c2的比值, m0C2=meC2 =0. 511 MeV。 當(dāng)=900時(shí),由于(1+)>,故,這說明,不管入射光子的能量有多高， 900散射光子的能量最大不超過0.511MeV 。1-13 X射線在物質(zhì)中的衰減規(guī)律的適用條件是什么?答：?jiǎn)文?、窄束、均?/p>

9、物質(zhì)。1,-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、0.587、和8.31 (m2.kg -1)。答：根據(jù)混合物或化合物的質(zhì)量衰減系數(shù)公自我檢測(cè)題1.何為實(shí)際焦點(diǎn)、有效焦點(diǎn)、靶傾角?三者關(guān)系如何? 2.韌致輻射產(chǎn)生的連續(xù)譜中為何存在最短波長(zhǎng)? 3.在X射線管的鴿靶中K、L、M殼層的電子結(jié)合能分別是69keV、12keV、2keV ,則在 X射線管中產(chǎn)生的K標(biāo)識(shí)線的能量為A.2keV B.12keV C. 55keV D. 57keV4.能量為80keV的電子人射到

10、X射線管的鎢靶上產(chǎn)生的結(jié)果是A.連續(xù)X射線的最大能量是80keVB.標(biāo)識(shí)X射線的最大能量是80keVC.產(chǎn)生的X射線絕大部分是標(biāo)識(shí)X射線D.僅有1%的電子能量以熱量的形式沉積在鎢靶中5.在120kV管電壓下鎢靶X射線管產(chǎn)生的標(biāo)識(shí)X射線的能量取決于 A.靶傾角B.焦點(diǎn)大小c. mAsD.靶物質(zhì)的原子序數(shù)6.一單能X射線通過3個(gè)半價(jià)層的厚度后強(qiáng)度為原來的A. B. C. D.7.是非判斷題(1)在診斷X線能量范圍內(nèi)也有電子對(duì)效應(yīng)產(chǎn)生。(2)低能X線與高原子序數(shù)物質(zhì)最容易發(fā)生光電效應(yīng)。(3)在窄束條件下測(cè)量的半價(jià)層比寬束條件下測(cè)量的半價(jià)層小。(4)康普頓效應(yīng)的質(zhì)量減弱系數(shù)對(duì)所有物質(zhì)(除氫外)都幾近于

11、相等。 (5)在康普頓效應(yīng)中,所有方向上都能找到反沖電子。8.簡(jiǎn)述X射線與物質(zhì)相互作用的主要過程。9. X射線管發(fā)射的每秒1012個(gè)光子以窄束方式撞擊在0.lmm厚的增感屏上。假定X射線束由40keV光子組成,對(duì)于40keV而言,增感屏的線性衰減系數(shù)和線性能量吸收系數(shù)分別為23m -1和5m-1。試求在0.5秒曝光時(shí)間內(nèi)增感屏吸收的總能量。 10.試證明無論入射光子的能量多大,在900方向上散射光子的最大能量為511keV。 第二章 X射線影像例2-1下列說法中,不正確的一項(xiàng)是A.照片上白影部分表示該部分組織的物質(zhì)密度高B.照片上黑影部分表示該部分組織的物質(zhì)密度低c.肺組織在照片上顯示為白影

12、D.骨組織在照片上顯示為白影分析：x射線攝影的成像過程為：X射線被檢者X射線信息影像膠片顯影、 定影處理可見的x射線影像。投射到膠片上的X射線強(qiáng)度與其貫穿組織的物質(zhì)密度有關(guān),物質(zhì)密度大,對(duì)X射線 吸收衰減大,投射到膠片上的X射線強(qiáng)度小,膠片相應(yīng)的位置曝光量小,經(jīng)沖洗還原出來的銀顆粒沉積少,在X射線照片上呈白影。反之,組織的物質(zhì)密度小，對(duì)X射線吸收衰減小,投射到膠片上的X射線強(qiáng)度大,膠片相應(yīng)的位置曝光量大,經(jīng)沖洗還原出來的銀顆粒沉積多,在X射線照片上呈黑影。人體中骨組織物質(zhì)密度最大,其在照片上的圖像應(yīng)是白影;肺是軟組織并含氣體,物 質(zhì)密度低,在照片上的圖像應(yīng)是黑影。本題考察的知識(shí)點(diǎn)是X射線影像的

13、物理基礎(chǔ)、X射線攝影成像過程及X射線照片圖像特征。答案:c例2-2如果透射X射線強(qiáng)度為入射X射線的1/10，X射線照片的光學(xué)密度應(yīng)為:A. 1.1 B. 0.01 C. 0.1 D. 1. 0分析:照片的光學(xué)密度值(D)定義為阻光率的常用對(duì)數(shù)值。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)。阻光率是透光率的 倒數(shù),透光率等于透過光強(qiáng)度比人射光強(qiáng)度。當(dāng)透光率為1/10時(shí),阻光率為10，則密度值 為1。本題考察的是X射線照片光學(xué)密度知識(shí)點(diǎn)與光學(xué)密度值計(jì)算能力。答案:D例2-3關(guān)于增感屏對(duì)X射線成像的影響,不正確的說法是 A.降低了X射線照射劑量B.降低影像清晰度 C.提高影像清晰度D.

14、提高信息傳遞功能 分析：增感屏上的熒光物質(zhì)受到X射線激發(fā)后,能發(fā)出容易被膠片所接收的熒光,因 此,增感屏最大的優(yōu)點(diǎn)是能將X射線曝光量按一定的比例進(jìn)行放大,從而大幅度地提高 了X射線光子的有效利用率,減少了被檢者X射線照射劑量。但增感屏 的使用會(huì)降低X射線照片的圖像清晰度,這是使用增感屏的最大弊端。其原因是:熒 光擴(kuò)散：增感屏上的熒光顆粒是多面形晶體,而不是一個(gè)幾何點(diǎn),致使接受X射線光子的 熒光顆粒產(chǎn)生的熒光向四周擴(kuò)散,膠片感受的是面光源,而不是一個(gè)點(diǎn)光源,由此造成影 像模糊。增感屏的熒光擴(kuò)散,將隨熒光顆粒的增大、熒光顆粒涂層與保護(hù)層厚度的增加、 反射層反射效率的增加而加大。雙面增感屏的交疊效應(yīng)

15、：對(duì)于雙面增感屏與雙面乳膠劑膠片組合,除熒光擴(kuò)散外,還會(huì)因交迭效應(yīng)的產(chǎn)生降低影像的清晰度。一束熒光由膠片一面的乳膠劑層穿過片基,擴(kuò)散到膠片另一面的乳膠劑層使之感光;膠片另一邊增感屏所發(fā)出的熒光也會(huì)穿過片基,擴(kuò)散到另一面的乳膠劑層使之感光,照片影像中1/3的光密度是由這些散射光所產(chǎn)生的,這種現(xiàn)象稱為交疊效應(yīng)。增感屏與膠片的密著(緊密接觸)狀況：增感屏與膠片組合使用,屏片密著再好,熒光顆粒與膠片也存在一定距離,可導(dǎo)致熒光的進(jìn)一步擴(kuò)散。X射線斜射效應(yīng)：在X射線攝影中,當(dāng)X射線傾斜射入屏片系統(tǒng)時(shí),會(huì)在膠片兩面的乳劑層分別記錄下前后錯(cuò)開的影像,整個(gè)照片影像就出現(xiàn)了模糊。增感屏的結(jié)構(gòu)：增感屏熒光顆粒的大小

16、、分布等結(jié)構(gòu)因素也會(huì)影響到照片影像的清晰度。 由于增感屏的使用增加了照片影像的模糊度,因此使其影像信息的傳遞功能降低。 本題考察的知識(shí)點(diǎn)是增感屏的優(yōu)點(diǎn)與弊端。答案:c、D例2-4關(guān)于軟X射線攝影,不正確的說法是A. 40kV以下管電壓攝影稱“軟X射線攝影”B.可獲得反差良好的軟組織X射線照片c.軟X射線攝影的X射線是由鎢靶X射線管產(chǎn)生D.適用于乳腺組織分析：在普通X射線攝影技術(shù)中,由于各解剖結(jié)構(gòu)間具有較大的物質(zhì)密度差,因此可形成有良好反差的圖像(如胸腔、骨骼等) ,對(duì)于物質(zhì)密度差別小的器官和系統(tǒng)則通過各種造影檢查,人為地?cái)U(kuò)大被檢器官與周圍組織的物質(zhì)密度差別,以增加X射線照片上圖像的反差。乳房雖

17、然結(jié)構(gòu)復(fù)雜,包括皮膚、乳頭、乳暈、導(dǎo)管、腺體、血管、脂肪和結(jié)締組織等多種解剖結(jié)構(gòu),但均屬軟組織范圍,物質(zhì)密度近似,相互間X射線的衰減系數(shù)差別很小,以致無法在普通的X射線照片上形成良好的圖像反差。物質(zhì)的密度及厚度一定時(shí),其質(zhì)量吸收系數(shù)的差別越大,x射線的衰減差別也越大, 所得的X射線照片圖像的反差也會(huì)越大。對(duì)于低原子序數(shù)材料,光電效應(yīng)的發(fā)生概率與X射線光子能量的3次方成反比,與化合物的有效原子序數(shù)近4次方成正比,因此低密度物質(zhì)的X射線質(zhì)量衰減系數(shù)也有如此的規(guī)律,與X射線光子能量的3次方成反比,與化合物的有效原子序數(shù)近4次方成 正比。使用40kV以下的軟X射線照射乳腺時(shí),由于光電效應(yīng)對(duì)X射線的衰減

18、起決定性作用,此時(shí)光電效應(yīng)的發(fā)生概率與化合物的有效原子序數(shù)近4次方成正比,化合物有效原子序數(shù)的微小差別,可增大X射線的吸收衰減差別,使X射線對(duì)比度增大,若是透射X射線量恰好位于膠片感光乳劑特性曲線的直線部,就有可能攝得圖像反差良好、層次豐富的軟組織影像。軟組織攝影所用軟X射線是由鉬靶X射線管產(chǎn)生的。本題考察的知識(shí)點(diǎn)是軟X射線攝影原理與軟X射線的產(chǎn)生。答案:c例2-5關(guān)于對(duì)比劑,正確的說法是A.用以形成人工對(duì)比度 B.能顯示組織器官的形態(tài) c.有陰性及陽性兩類對(duì)比劑D.與周圍組織器官能形成密度差別 分析：當(dāng)人體組織的物質(zhì)密度相近,無法產(chǎn)生影像對(duì)比時(shí),需要借用高或低原子序數(shù)的物質(zhì)介入上述人體組織中

19、,以此形成人工對(duì)比度。對(duì)比劑可分為陽性對(duì)比劑和陰性對(duì)比劑兩大類。陽性對(duì)比劑是指對(duì)比劑的有效原子序數(shù)大,物質(zhì)密度高,對(duì)X射線吸收強(qiáng), 在透視熒光屏上顯示濃黑的對(duì)比劑影像,在照片上則是淡白的對(duì)比劑影像,如各種鋇劑和碘劑等。陰性對(duì)比劑是指對(duì)比劑的有效原子序數(shù)低,物質(zhì)密度小,對(duì)X射線吸收差,在透視熒光屏上顯示淡白的對(duì)比劑影像,照片上是濃黑的對(duì)比劑影像,如空氣、氧氣、二氧化碳 及笑氣(N2O)等。本題考察的知識(shí)點(diǎn)是對(duì)比劑的原理、分類及其圖像特征。答案:A、B、C、D例2-6與照片圖像對(duì)比度無關(guān)的因素是A.焦點(diǎn)大小B.管電壓C.管電流量D.膠片特性分析：改變管電壓會(huì)引起X射線質(zhì)(能量)的變化,使X射線與物

20、質(zhì)相互作用時(shí),光電效應(yīng)的發(fā)生概率發(fā)生變化,由此影響到X射線的主觀對(duì)比度,進(jìn)而影響照片的圖像對(duì)比度。管電流的大小能改變透過的X射線量,即膠片特性曲線坐標(biāo)系中橫坐標(biāo)的位置,曝光量不合適(曝光過度或曝光不足) ,可影響照片的圖像對(duì)比度。膠片的值對(duì)照片的圖像對(duì)比度有影響,值小,圖像對(duì)比度小,值大,圖像對(duì)比度大。焦點(diǎn)大小能對(duì)圖像的清晰度產(chǎn)生影響,但不影響照片的圖像對(duì)比度。本題考察的知識(shí)點(diǎn)是能夠影響圖像對(duì)比度的因素d答案:A例2-7從獲取最佳圖像對(duì)比度的角度考慮,影響數(shù)字減影血管造影X射線能量選擇的因素是A. X射線強(qiáng)度B. X射線量c. X射線檢測(cè)器與被照體的吸收特性D.曝光時(shí)間 分析：X射線檢測(cè)器和被

21、照體(被成像物質(zhì))的吸收特性,將影響DSA所需X射線能量的選擇。如碘在物理性質(zhì)上具有很理想的K層結(jié)合能(33keV) ,使用33keV能發(fā)揮碘的最大效率,從而使圖像產(chǎn)生最佳對(duì)比度。這也是DSA能量減影的物理基礎(chǔ)。 本題考察的知識(shí)點(diǎn)是提高DSA圖像質(zhì)量的策略、邊緣吸收限與DSA能量減影的物理基礎(chǔ)。答案:c例2-8關(guān)于DSA的成像過程說法正確的是A. DSA檢測(cè)器把X射線強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為光強(qiáng)度B.電視攝像機(jī)將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電子信號(hào) c.電子信號(hào)與檢測(cè)到的X射線量相匹配 D.成像過程中任一個(gè)部分出問題都會(huì)降低圖像質(zhì)量分析：X射線透射成像是基于人體內(nèi)不同結(jié)構(gòu)的臟器對(duì)X射線吸收的差別。一束能量均勻的X射線投射到

22、人體的不同部位,由于各部位對(duì)X射線吸收的不同,透過人體各部位的X射線強(qiáng)度亦不同,最后投影到一個(gè)檢測(cè)平面上,即形成一幅人體的X射線透射圖像。檢測(cè)器把X射線強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為光強(qiáng)度,電視攝像機(jī)又將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)。電子信號(hào)與檢測(cè)到的X射線量相匹配,再通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換器將電子信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。 一幅完整的數(shù)字X射線圖像的形成,必須經(jīng)過X射線管、X射線能譜濾過器、濾線柵、影像增強(qiáng)管、光學(xué)系統(tǒng)、電視攝像機(jī)及A/D轉(zhuǎn)換器等,因此,系統(tǒng)所獲得的數(shù)字圖像是這一系列環(huán)節(jié)共同貢獻(xiàn)的結(jié)果。如果其中的任何一個(gè)部分出了問題或者質(zhì)量低劣,都會(huì)對(duì)最后形成的數(shù)字X線圖像產(chǎn)生影響,降低圖像質(zhì)量。本題考察的知識(shí)點(diǎn)是DSA的成像過程及

23、可影響DSA圖像質(zhì)量的環(huán)節(jié)。 答案:A、B、C、D例2-9關(guān)于CR的工作原理,說法不正確的是 A.二次激發(fā)光所激發(fā)出的熒光與潛影成正比 B.透過人體的X射線信息影像以潛影形式儲(chǔ)存在成像板的光激勵(lì)發(fā)光物質(zhì)晶體內(nèi) c.透過人體的X射線信息影像被成像板轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像D. X射線照射過的成像板在讀出裝置接受激光束掃描分析：透過人體的X射線光子被成像板接收后,X射線信息影像在成像板的光激勵(lì)發(fā)光物質(zhì)層內(nèi)形成潛影。只有當(dāng)成像板再經(jīng)激光讀取儀掃描、讀取后,才能轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像。本題考察的知識(shí)點(diǎn)是CR的工作原理、成像板圖像性質(zhì)、CR為間接數(shù)字化X射線影 像技術(shù)。答案:C例2-10關(guān)于CR成像的優(yōu)缺點(diǎn),說法不正確的

24、是 A.空間分辨力最高B.有后處理功能 C.可與原有的X射線攝影設(shè)備匹配工作D.時(shí)間分辨力高 分析：由于在CR成像中是以成像板取代膠片作為X射線信息影像的載體,因此理論上只要掌握了成像板的X射線曝光特性,就可與原有的X射線攝影設(shè)備匹配工作。CR 具有多種后處理功能,如測(cè)量(大小、面積、密度)、局部放大、對(duì)比度轉(zhuǎn)換、對(duì)比度反轉(zhuǎn)、影像邊緣增強(qiáng)、雙幅顯示以及減影等,顯示的信息易為診斷醫(yī)生閱讀、理解,且質(zhì)量更易滿足診斷要求。數(shù)字圖像便于存儲(chǔ),及并入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行傳輸,節(jié)省了膠片,也可節(jié)約片庫占用的空間及經(jīng)費(fèi)。當(dāng)前CR系統(tǒng)的不足是,由于需要用專門的裝置將成像板的影像信息讀出,其時(shí)間分辨力較差,不能滿足動(dòng)態(tài)

25、器官和結(jié)構(gòu)的顯示;在細(xì)微結(jié)構(gòu)的顯示上,與常規(guī)X射線檢查的屏/片系統(tǒng)比較,CR系統(tǒng)的空間分辨力有時(shí)還稍嫌不足,但很多情況下可通過直接放大攝影方式彌補(bǔ)。本題考察的知識(shí)點(diǎn)是CR的優(yōu)點(diǎn)與不足。答案:D例2-11直接數(shù)字化X射線攝影使用的檢測(cè)裝置是A.膠片B.影像增強(qiáng)器c.平板探測(cè)器D.光電倍增管 分析：直接數(shù)字化X射線攝影是在具有圖像處理功能的計(jì)算機(jī)控制下,采用一維或 二維的X射線探測(cè)器直接把X射線影像信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的技術(shù),目前所用的探測(cè)裝置為平板探測(cè)器。本題考察的知識(shí)點(diǎn)是直接數(shù)字化X射線攝影的指導(dǎo)思想及其使用的探測(cè)裝置。 答案:C例212現(xiàn)有四體素陣列且在4個(gè)方向上的反投影值已填寫在各個(gè)體素中，

26、如圖所示，試求4個(gè)體素的成像參數(shù)。解.144133330o 2222 3333解果：1221例2-13某體素的CT值約為35 HU,試求該體素的衰減系數(shù)。 解：可從CT值.定義式出發(fā)求得如下由知解得該體素的衰減系數(shù)約為這個(gè)數(shù)值接近于水的衰減系數(shù)。例2-14觀察肝組織時(shí),一般取窗寬為450HU,窗位為45HU,試估計(jì)肝組織的CT值 范圍。解：這是應(yīng)用窗口技術(shù)的一個(gè)例子。對(duì)于本例,由于窗寬= CTmax - CTmin =450HU窗位= 可解得CTmax=270HU, Ctmin=-180HU,可見肝組織的CT值范圍約為-180270HU例2-15腦組織的CT值范圍約為-25HU95HU。試確定

27、做腦CT時(shí)應(yīng)選定的窗寬和窗位。解：這是應(yīng)用窗口技術(shù)的又一個(gè)例子。直接用窗寬和窗位公式可得窗寬= CTmax - CTmin =95HU - ( -25HU) = 120HU窗位=可見,做腦CT時(shí),窗位選定為35HU及窗寬選定為120HU較為合適。 例2-16窗寬和窗位的選擇對(duì)CT像有何影響? 答：總體上說窗寬和窗位的選擇對(duì)CT像有三方面的主要影響,一是影響圖像對(duì)比度,二 是影響圖像是否丟失信息(是否丟失CT值,表現(xiàn)在圖像上就是丟失的CT值所對(duì)應(yīng)的圖像上應(yīng)有的組織結(jié)構(gòu)) ,三是影響圖像畫面整體或偏黑或偏白或正好。從而影響CT像是否能完全及清晰地顯示相應(yīng)部分人體組織的解剖結(jié)構(gòu)。具體說,當(dāng)窗寬取得合

28、適時(shí),窗位也取得合適,則圖像的對(duì)比度適中,且不丟失圖像信息(表現(xiàn)在圖像上就是不丟失應(yīng)有的組織結(jié)構(gòu)) ,圖像畫面整體黑白適中;窗位若取得偏高,則圖像的對(duì)比度仍適中,但丟失圖像信息,圖像畫面整體偏黑偏暗;窗位若取得偏低, 則圖像的對(duì)比度仍適中,但丟失圖像信息,圖像畫面整體偏白偏亮。 當(dāng)窗位取得合適時(shí),窗寬取得偏寬,則圖像對(duì)比度差(低) ,但不丟失圖像信息,圖像畫面整體偏灰;若窗寬取得偏窄,則圖像對(duì)比度好(高) ,但丟失圖像信息,圖像畫面整體黑白反差偏大。以上就是窗寬和窗位的選擇對(duì)CT像的主要影響。第二章 課后習(xí)題解答2-1 X射線信息影像形成的階段是A. X射線透過被照體之后 B. X射線照片沖洗

29、之后c. X射線到達(dá)被照體之前 D.在大腦判斷之后 答：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程中,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 答：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

30、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。在增感屏一膠片系統(tǒng)中,膠片潛影的形成,來自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、D2-3關(guān)于X射線照片圖像的形成,正確的說法是A. X射線透過被照體之后的透射線和散射線,照射到膠片上形成照片圖像B. X射線照片圖像是X射線被被照體吸收與散射后形成的C. X射線照片圖像是利用了X射線的直進(jìn)性D. X射線膠片接受到的散射線不形成圖像答：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。散射線對(duì)透射過被照體的X射線的強(qiáng)度分布規(guī)律沒有影響,因

31、此散射線不形成影像,只能給照片帶來灰霧。正確答案:B、C、D2-4關(guān)于光密度的定義,正確的說法是A.光密度為膠片乳劑膜在光的作用下致黑的程度 B.光密度是由膠片乳劑曝光后,經(jīng)沖洗還原出來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.光密度值用照片阻光率的常用對(duì)數(shù)表示答：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射線照射過的膠片,經(jīng)過顯影、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)。越大,表示該

32、曝光點(diǎn)吸收光的能力越大(阻光能力強(qiáng)) , 也被稱為阻光率,膠片經(jīng)沖洗還原出來的銀顆粒沉積越多,照片越黑,光密度越大(高)。正確答案:A、B、C、D25 均勻X射線透過被照體之后,形成的X射線強(qiáng)度分布變化稱為A.客觀對(duì)比度 B.主觀對(duì)比度c.圖像對(duì)比度 D. X射線對(duì)比度 答：強(qiáng)度均勻的X射線投照到人體,由于人體存在客觀對(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(不可見的X射線信息影像) ,這是一種主觀對(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

33、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關(guān)于圖像對(duì)比度,正確的說法是 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.消化道必須通過對(duì)比劑,才能形成良好的圖像對(duì)比度 E.高千伏攝影的照片,圖像對(duì)比度均偏低答: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)

34、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,所以必須通過對(duì)比劑,才能形成良好的圖像對(duì)比度。 高千伏攝影時(shí),由于X射線能量較大,光電吸收減少,所以照片的圖像對(duì)比度均偏低。正確答案:A、B、D、E2-7客觀對(duì)比度、圖像對(duì)比度與成像系統(tǒng)的對(duì)比度分辨力三者之間存在怎樣的關(guān)系? 答：客觀對(duì)比度也稱物理對(duì)比度,為物體各部分(被檢者的組織器官)的密度、原子序 數(shù)及厚度的差

35、異程度?？陀^對(duì)比度的存在是醫(yī)學(xué)成像最根本的物理基礎(chǔ)。 圖像對(duì)比度是可見圖像中灰度、光密度或顏色的差異程度,是圖像的最基本特征。 一個(gè)物體要形成可見的圖像對(duì)比度,它與周圍背景之間要存在一定的客觀對(duì)比度,當(dāng)某種物理因子作用于物體后,能夠形成一定的主觀對(duì)比度,被成像系統(tǒng)的探測(cè)器檢測(cè)出。 如果客觀對(duì)比度較小,成像系統(tǒng)的對(duì)比度分辨力低,則所得的圖像對(duì)比度小,圖像質(zhì)量差, 所以圖像對(duì)比度的形成取決于客觀對(duì)比度、主觀對(duì)比度與成像系統(tǒng)的對(duì)比度分辨力。2-8可通過哪些方法形成主觀對(duì)比度? 答：廣義上講主觀對(duì)比度是某種物理因子(如X射線、超聲波、射頻電·磁波、放射性核素等與物體(人體)相互作用后所表現(xiàn)出

36、的特征變化,或物體(人體)自身某種物理因子表現(xiàn)出的特征(如溫度的分布) ,形成了某種物理因子對(duì)比度。當(dāng)強(qiáng)度均勻的X射線投照到人體,由于人體存在客觀對(duì)比度(人體各種組織、器官的密度、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射線的強(qiáng)度分布發(fā)生了變化,形成X射線對(duì)比度。由于聲遇到聲阻抗不同的界面時(shí),會(huì)產(chǎn)生反射,且在聲阻抗差別越大的界面,聲的 反射越強(qiáng),當(dāng)強(qiáng)度均勻的超聲波投照到人體,由于人體組織聲阻抗的差別,不同的界面對(duì)超聲波的反射不同,從而形成反映組織差異的超聲對(duì)比度;利用多普勒效應(yīng),探測(cè)投射到流動(dòng)血液上超聲波頻率的變化,則可形成另外一種超聲對(duì)比度反映血流情況。人體不同的部位、

37、組織溫度有所不同,其紅外輻射可形成紅外對(duì)比度。引入體內(nèi)的放射性核素會(huì)因參與體內(nèi)物質(zhì)的運(yùn)輸、集聚、代謝,而在空間有特定的分布,由此其衰變時(shí)發(fā)出的射線(如 射線)便會(huì)形成放射性活度對(duì)比度。人體中能夠產(chǎn)生核磁共振的自旋核(如IH)分布及所處的狀態(tài)不同,當(dāng)用靜磁場(chǎng)、射頻場(chǎng)激勵(lì)這些自旋核,使其發(fā)生核磁共振時(shí),它們所產(chǎn)生的核磁共振信號(hào)特性便會(huì)有所不同,從而形成核磁共振信號(hào)對(duì)比度。人體不同組織的電 特性不同,給人體施加特定的電場(chǎng),可形成電流對(duì)比度、電壓對(duì)比度和阻抗對(duì)比度等。 2-9圖像的模糊度與哪些因素有關(guān)? 答：理想、情況下,物體內(nèi)每一個(gè)小物點(diǎn)的像應(yīng)為一個(gè)邊緣清晰的小點(diǎn)。但實(shí)際上,每個(gè)小物點(diǎn)的像均有不同程

38、度的擴(kuò)展,變得模糊(失銳)了。通常用小物點(diǎn)的模糊圖像的線度表示物點(diǎn)圖像的模糊程度,稱為模糊度。圖像的模糊度與成像系統(tǒng)的空間分辨力有很大關(guān)系。成像系統(tǒng)的空間分辨力是成像系統(tǒng)區(qū)分或分開相互靠近的物體的能力,以單位距離(mm或cm)內(nèi)可分辨線對(duì)(一個(gè)白線條與一個(gè)黑線條組成一個(gè)線對(duì))的數(shù)目來表示,單位為L(zhǎng)P/mm(或LP/cm) ,顯然單位距離內(nèi)可分辨的線對(duì)數(shù)越多,成像系統(tǒng)的空間分辨力越高,所得圖像的模糊度越小。由于成像系統(tǒng)的對(duì)比度分辨力對(duì)成像系統(tǒng)的空間分辨力有影響,所以也會(huì)對(duì)圖像的模糊度產(chǎn)生影響.2-10圖像對(duì)比度、細(xì)節(jié)可見度、噪聲三者之間有怎樣的關(guān)系? 答：細(xì)節(jié)可見度與圖像對(duì)比度有關(guān)。圖像對(duì)比度高

39、,細(xì)節(jié)可見度高;圖像對(duì)比度低,細(xì)節(jié)可見度低。細(xì)節(jié)可見度減小的程度與細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)的大小及圖像的模糊度、圖像對(duì)比度有關(guān),當(dāng)模糊度較低時(shí),對(duì)于較大的物體,其圖像對(duì)比度的減小不會(huì)影響到細(xì)節(jié)可見度;如果物體較小, 但其線度比模糊度大,則圖像對(duì)比度的減小一般不會(huì)影響可見度;而當(dāng)細(xì)節(jié)的線度接近或小于模糊度時(shí),圖像對(duì)比度的降低會(huì)對(duì)細(xì)節(jié)可見度產(chǎn)生明顯的影響。噪聲對(duì)圖像中可見與不可見結(jié)構(gòu)間的邊界有影響。圖像噪聲增大,就如同一幅原本清晰的畫面被蒙上了一層霧,降低了圖像對(duì)比度,并減小細(xì)節(jié)可見度。在大多數(shù)醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)中,噪聲對(duì)低對(duì)比度結(jié)構(gòu)的影響最明顯,因?yàn)樗鼈円呀咏Y(jié)構(gòu)可見度的闊值。圖像對(duì)比度增大會(huì)增加噪聲的可見度。2-1

40、1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.厚度答：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。人體除骨悟外,其他組織的密度大致相同,只有肺例外,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

41、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 答：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

42、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)可見度 D.像素的數(shù)目與灰度級(jí)數(shù)越大,圖像越模糊答：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; (, 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元關(guān); t表示時(shí)間,靜止圖像 與t無關(guān)。一幅靜止的二維圖可表示為：G =f(x,y) 坐標(biāo)以（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),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

43、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)可見度高。正確答案:A、B、C2-14指出下列說法中正確者 A.同一窗口技術(shù)不能使不同密度的影像都得到滿意的顯示效果 B.同一窗口技術(shù)能使不同密度的影像都得到滿意的顯示效果 c.窗寬灰度值范圍以外的影像分別顯示黑色或白色影像 D.窗位是指顯示圖像的灰度值范圍答:窗口技術(shù)中的窗寬是指感興趣區(qū)圖像準(zhǔn)備調(diào)整的灰度值范圍,窗位是對(duì)應(yīng)準(zhǔn)備調(diào)整的灰度值范圍中心值。窗口技術(shù)只能使特定密度區(qū)域(窗寬范圍內(nèi))的影像得到較滿意的顯示效果。正確答案:A、C2-15造影檢查

44、的目的是A.增加器官組織的密度 B.降低器官組織的密度c.增加器官組織的自然對(duì)比度 D.增加器官組織的人工對(duì)比度 答：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,以人工方式增大客觀對(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)或功能的方法稱為造影。正確答案:D2-16為什么通過能量減影可分別顯示軟組織或骨的圖像? 答：光電效應(yīng)的發(fā)生概率與X射線光子的能量、物質(zhì)的密度、有效原子序數(shù)有關(guān),是 鈣、骨骼、碘造影劑等高密度物質(zhì)衰減X射線光子能量的主要方式;而康普頓效應(yīng)的發(fā)生概率與物質(zhì)有效原子序數(shù)元關(guān),與X射線光子的能量略有關(guān)系,與物質(zhì)的每克電子數(shù)有關(guān)(但因除氫外其他所有物

45、質(zhì)的每克電子數(shù)均十分接近,故所有物質(zhì)康普頓質(zhì)量衰減系數(shù)幾乎相同)。醫(yī)學(xué)影像診斷X射線攝片所使用的X射線束,在穿過人體組織的過程中,主要因發(fā)生光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)而衰減,常規(guī)X射線攝影照片所得到的圖像中包含這兩種衰減效應(yīng)的綜合信息。能量減影攝影照片利用骨與軟組織對(duì)不同能量X射線的衰減方式不同(不同有效原子序數(shù)物質(zhì)發(fā)生光電效應(yīng)的差別會(huì)在對(duì)不同能量X射線的衰減變化中更強(qiáng)烈地反映出來)，及康普頓效應(yīng)的產(chǎn)生在很大范圍內(nèi)與人射X射線的能量元關(guān),可忽略不計(jì)的特點(diǎn),將兩種效應(yīng)的信息進(jìn)行分離,選擇性去除骨或軟組織的衰減信息,便可得到分離的軟組織像或骨像。2-17圖像儲(chǔ)存和傳輸系統(tǒng)(PACS)主要功能包括A.高質(zhì)

46、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)字圖像答：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)字化信息進(jìn)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模擬像,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?在重建中兩者有什么關(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像斷層上的小體積元,是人為劃分的,是采集(或獲取)成像參數(shù)(衰減系數(shù)值)的最小體積元(實(shí)際中是

47、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)系是兩者一一對(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圖像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,按一定的次序用X射線對(duì)受檢體進(jìn)行投照的過程稱為掃描。掃描方式從總體上說有平移掃描和旋轉(zhuǎn)掃描兩種。掃描的目的是為了采集足夠的重建數(shù)據(jù)。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

48、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,投影的本質(zhì)就是透射光的強(qiáng)度。重建CT像過程中投影p的直接含義就是透射人體后的X射線強(qiáng)度,即教材中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決定的教材中表述的2-21 何謂層厚?它與哪些因素有關(guān)? 答：層厚的本意系指斷層的厚度。對(duì)于傳統(tǒng)CT和單螺旋CT,通常層厚由X線束在掃描野中心處掃描斷層的有效厚度決定,這個(gè)厚度一般用掃描野中心處層厚靈敏度曲線的半高寬表示。影響層厚的因素有準(zhǔn)直器的準(zhǔn)直孔徑

49、,檢測(cè)器的有效受照寬度(尤其是 MSCT) ,內(nèi)插算法等。以橫斷面為例,凡是影響在斷層內(nèi)外沿人體長(zhǎng)軸方向的X射線能量分布情況的因素,都將影響層厚的有效厚度。2-22什么是重建中的反投影法? CT的重建中,為何要用濾波反投影法? 答:重建中的反投影法,系指把投影沿掃描路徑的反方向?qū)⑺猛队爸捣赐痘氐礁鱾€(gè)體素中去的一種重建算法。反投影法又稱總和法,它幾乎是各CT生產(chǎn)廠家實(shí)際采用的唯一的算法。為克服反投影法重建產(chǎn)生的邊緣失銳偽像,所以要對(duì)投影進(jìn)行濾波后再進(jìn)行反投影, 這樣可以消除重建的邊緣失銳偽像。2-23現(xiàn)有四體素陣列且在4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

50、數(shù)值。5959解：分3步第一步求和：每個(gè)體素在全部各個(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)?° ,45° ,或?yàn)?90° ,或讀135°)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)。224 何謂CT值? 它與衰減系數(shù)的數(shù)值有什么關(guān)系? 答：按相對(duì)于水的衰減計(jì)算

51、出來的衰減系數(shù)的相對(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)w作為基準(zhǔn),若某種物質(zhì)的平均衰減系數(shù)為,則其對(duì)應(yīng) 的CT值由下式給出CT值的標(biāo)尺按空氣的CT值= 1000HU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w為能量是73keV的X射線在水中的衰減系數(shù), w=19m-1。式中k稱為分度因子,按CT值標(biāo)尺,取k = 1000,故實(shí)用的定義式應(yīng)表為2-25何謂準(zhǔn)直器? 準(zhǔn)直器有什么作用? 答：

52、準(zhǔn)直器系指在X-CT掃描中限定X線束的裝置,用鉛制成。如傳統(tǒng)X-CT中準(zhǔn)直器的準(zhǔn)直通道可限定X線束的束寬和束高。準(zhǔn)直器的基本作用有兩條,一是限定并準(zhǔn)直 X線束,二是吸收散射線。2-26請(qǐng)你簡(jiǎn)述X-CT重建過程(以傳統(tǒng)CT為例)。答：一是劃分體素和像素;二是掃描并采集足夠的投影數(shù)據(jù);三是采用一定的算法處理投影數(shù)據(jù),求解出各體素的成像參數(shù)值(即衰減系數(shù))獲取分布,并轉(zhuǎn)為對(duì)應(yīng)的CT值分布;四是把CT值轉(zhuǎn)為與體素對(duì)應(yīng)的像素的灰度,即把CT值分布轉(zhuǎn)為圖像畫面上的灰度分布,此灰度分布就是CT像。2-27 何謂窗口技術(shù)? 什么叫窗寬? 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

53、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)不易丟失圖像數(shù)據(jù)，不丟失信息，表示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。窗位指放大或增強(qiáng)的灰度范圍的中心灰度值，用CT值表示窗位取得高或低(同窗位取得標(biāo)準(zhǔn)相

54、比)都易使圖像數(shù)據(jù)丟失,表現(xiàn)在圖像上都是丟失圖像解構(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,可解得CT max = 95HU , CT min = - 25HU ,可見腦組織的CT值范圍約為- 25HU - 95HU。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)C

55、T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一圓柱面螺旋線形軌跡。掃描過程中沒有掃描的暫停時(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有采集數(shù)據(jù)上的遺漏,所以可提供容積數(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

56、種回顧性重建等。2-30何謂螺旋數(shù)據(jù)? 何謂螺旋插值? MSCT為什么要進(jìn)行螺旋插值?螺旋內(nèi)插方式有哪些?答：螺旋CT掃描采集數(shù)據(jù)的過程中因受檢體隨掃描床的不斷移動(dòng),故使采集到的數(shù)據(jù)不是取自對(duì)同一斷層掃描的采集結(jié)果,這些不是取自同一斷層的采樣數(shù)據(jù)稱為螺旋數(shù)據(jù)。在螺旋CT的重建中,必須安排螺旋圈間采樣數(shù)據(jù)的內(nèi)插,用以合成平面(即同一斷層內(nèi)的)采樣數(shù)據(jù),以補(bǔ)充欲重建圖像所對(duì)應(yīng)的同一斷層內(nèi)的采樣值。所以要這樣做的原因是:由傳統(tǒng)的重建理論知,為重建一幅斷層圖像而使用的采樣數(shù)據(jù),必須是取自對(duì)同一斷層掃描的結(jié)果(傳統(tǒng)CT的采集數(shù)據(jù)就是對(duì)同一斷層掃描獲取的,并據(jù)此重建一幅斷層圖像) ;而螺旋CT掃描采集數(shù)據(jù)的過程中因受檢體隨掃描床的不斷移動(dòng),故使采集到的數(shù)據(jù)不是取自對(duì)同一斷層掃描的螺旋數(shù)據(jù),見教材中圖3-28所示:傳統(tǒng)CT對(duì)同一斷層掃 描的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)和螺旋CT掃描的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)示意圖,傳統(tǒng)CT的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)在同一斷層內(nèi),螺旋CT掃描數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的空