醫(yī)學影像設備

1、醫(yī)學影像設備X線產生條件(Radiation Conditions)1.要有一個電子源，能根據需要，隨時提供足夠數量的電子，這個電子源稱為陰極（cathode）；2.要有一個能經受高速電子撞擊而產生線的靶，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(Functions of X-ray) 1.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（某些物質受到線照

2、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) 1.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）。 2.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

3、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（Stationary Anode X-ray Tube ） 電子動能99轉換為熱能，燈絲及靶面采用鎢：熔點 高（3370）、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 2.影響成像質量 3.造成燈絲損害 集射罩：1.使電子集中 2.防止二次電子有效焦點的大小與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

4、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。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（Rotating Anode X-ray Tube）高壓整流器(High Voltage Rectifier)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

5、 玻璃管：維持高真空環(huán)境半導體（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(epoxy resin)封裝。高壓整流電路(High Voltage Rectification Circuits)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。 半波自整流電路及波形圖單相全波橋式整流(single-Phase fullwave r

6、ectification) 采用半導體高壓整流器。 優(yōu)點：球管效率高，容許負載大；單相全波橋式整流波形圖三相全波橋式整流(three-Phase fullwave rectification) 優(yōu)點： 功率更大、效率更高； 管電壓脈動量小； 縮短曝光最短時限； 缺點：電路復雜，造價高； 三相十二波橋式整流波形圖三相電路比較單相電路的優(yōu)越性1.三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；3.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?。还茈妷好}動量??；輻射效率高。缺點：球管負擔重。倍壓整流，可以

7、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D1、D2及兩個電容器C1、C2組成。 正半周：二極管D1導通，D2 截止，電流經過D1 對C1充電負半周：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)（XTV System）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： 透視劑量低 改善醫(yī)生工作環(huán)境 為科學和教

8、研打好基礎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100010000倍。影像增強器參數(Parameters)視野（field of view）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（output image diameter）在指定的電極電壓下，有效輸出視野在輸出屏上映出的影

9、像直徑。15、20、30mm圖像分辨率（ image resolution factor）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。2550LP/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。10：120：1信噪比（Signal Noise Ratio）（1）未被熒光層吸收的X線打到輸入屏上；

10、（2）殘留氣體電離引起的自由電子；（3）光學系統(tǒng)的來回反射；（4）防護不佳造成散射X線影響；（5）本底噪聲。DSA系統(tǒng)定義：數字減影血管成像（Digital Subtracted Angiography）是在通常血管造影的過程中運用數字計算機技術，取人體同一部位2幀不同的數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( Imaging Plate) 記錄下X射線穿透人體衰減后的潛影(latent Image),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（PSL Photo Stimulated Lumine

11、s）讀取影像數據,此過程為第二次激發(fā)。 將讀取的影像數據轉換成圖像信號，并傳輸到圖像工作站（Image Workstation）進行各種圖像處理和顯示、照相等。CR定義CR定義數字影像與傳統(tǒng)影像的比較PACS(Picture Archiving and Communication System)，中文全稱是醫(yī)學影像存檔和通訊系統(tǒng)。定義CT: Computed Tomography 計算機斷層成像為表示物質對X射線的衰減能力m （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與水的衰減系數之差，再與水的衰減系數之比后乘以1000。m值： 水：1 致密骨

12、： 1.92.0CT值： 水：0 空氣：-1000 骨： 1000常見組織CT值： 骨： 200-1000 血液： 12 腦灰質： 3446 腦白質：2232 脂肪： -100CT的影像重建 典型重建方法有三種：代數重建（很少采用，較精確）反投影重建褶積反投影重建（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 (page 56) 空間分辨率 （page 56)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

13、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 Window Level （Window Center） 興趣區(qū)灰階的中心CT值。 窗寬 Window Width 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 （Page 66） 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的結構掃描架掃描床控制臺硬件三件套固定架旋

14、轉架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、圖像層面重建檢查功能滑環(huán)技術(slip ring)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。 滑環(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)傳輸的是高壓電。優(yōu)點： 對高壓發(fā)生器要求低，缺點：吸附灰塵，影響電刷和滑環(huán)的保養(yǎng)。 高壓易打火灼傷滑環(huán)影響使用壽命

15、。 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：相對高壓滑環(huán)，易于保養(yǎng)。 滑環(huán)上通過的是低壓，不打火，延 長滑環(huán)的壽命。 安全性提高。缺點：對高壓發(fā)生器的要求提高，要體 積小，重量輕。n 滑環(huán)該技術的實現，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

16、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，數據則通過滑環(huán)與機架相連的一面及時傳遞到滑環(huán)。n 滑環(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據。這些數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

17、壓供電，稱高壓滑環(huán)，如Siemens公司的Somatom Plus;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XVision。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（） X線穿過人體組織，發(fā)生各種效應。 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

18、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q 在物鏡之下，常設有中間鏡、第一、第二投影鏡q 共同配合完成放大作用，改變各級透鏡的工作電流，可實現放大 倍率的變換 M = MO · MI · MP1· MP2 q 工作臺面板上有對應的旋鈕，供使用者調整q 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，表示縱向磁化矢量恢復到它的初

19、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（自旋自旋）弛豫（spinspin relaxation） 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形式衰減（reduce) 用T2值表示橫向弛豫時間， T2是時間常數，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

20、位編碼梯度場T1加權像 在序列中采用短TR(500ms)和短TE(25ms)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(15002500ms)和長TE(90-120ms)的掃描序列來取得，在長TR

21、的情況下，掃描周期內縱向磁化矢量已按T1時間常數充分弛豫，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

22、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35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2倍信噪比增益MRI成像原理ECT SPECT(singe photon emission computed tomography) 單光子發(fā)射型計算機斷層。PET(positron emission tomography) 正電子發(fā)射型計算機斷層。ECT與XCT 異同 穿透型CT TCT(XCT)（TRASMISSION） 發(fā)射型C

23、T ECT(EMISSION) 單光子CT SPECT 正電子CT PET1、采用的射線不同； CT:X射線，SPECT：射線2、成像原理不同；3、影像的重建參數和診斷依據不同。 XCT 衰變系數 組織的物理密度變化 ECT 放射性濃度變化 組織的代謝功能差異4、影像構成成分不同；5、空間分辨率不同； XCT機:13mm ECT機:410mm6 、功能不同； XCT 精細解剖結構 ECT功能顯像解剖結構7 、電離輻射損傷不同；8 、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

24、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(effective half life, 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 、15O SPECT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

25、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814個聯(lián)級，電子數可增加106109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，形成與射線能量成正比的Z脈沖和與位

26、置有關的信號（X+,X-,Y+,Y-）。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。（1）平行孔準直器   低能150keV） 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（150350keV） 高能（350ke

27、V） （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一一對應的存儲單元，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 64X64 128X128 Dynamic Tomo 256X256 512X512 StaticSPECT機采集參數 1、 選擇核素種類、能峰及窗寬 如：99mTc

28、141kev 20% 131I 364kev 20%2、 選擇采集方式及合適的影像矩陣 Static 256X256 512X512 Dynamic 64X64 128X128 Tomo 64X64 128X128 Whole body 256X1024 512X2048 256X1024 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字分辨率。 數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(或者用單位視野面積內包含的像素數來表示)，單位peixlcm(cm2)。 空間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

29、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Ø 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4.510s。（現要求=5微妙）湮沒輻射：是指+

30、 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）、方向相反的光子而自身消失。符合線路（coincidence circuit）：只有進入兩個探頭的兩個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，此現象為法國物理學者居里兄弟于1880年所發(fā)現，故也稱居里效應。1. 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1. 發(fā)射和

31、接收聲波2. 其形狀確定聲束的形狀和聲場分布3. 其厚度確定發(fā)射超聲的頻率墊襯吸聲材料：1.衰減并吸收壓電晶體背向發(fā)射的超聲能量2.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：1.聲阻抗等于晶體和皮膚聲阻抗的幾何平均值2.選擇衰減系數低并耐磨的材料 3.厚度為/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 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

32、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。 ABMD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FPR

33、 FPR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，決定了儀器的最大探測距離。 Dmax<c/2 TPR 1.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，合成波束的波前平面與振元排列平面之間，將有一相位差 ，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。通過控制激勵時間而實現波束方向變化的掃描方式，叫做相控陣掃描。增益控制TGC( Time Gain Compensation) 對來自不同深度

34、(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） 1 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的？ A 聚光鏡 B 物鏡 C 中間鏡 D 投影鏡2 SPECT中晶體的主要作用是：A 將光子轉化為熒光光子 B 將熒光光子轉化為光子C 將光子放大增強 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1

35、% B 10%左右 C 接近50% D 達到99%以上 4 MRI中磁體部分的作用是：A提供MRI必需的主磁場 B發(fā)射射頻電磁波C激發(fā)氫質子產生MR信號 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？A 20kHz B 100kHz C 3.5MHz D 50MHz6 B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7 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8 XCT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

36、9 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10 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） 1 X線是由德國科學家 于 年11月8日發(fā)現的，因此X線亦稱為 。 2 X線管主要有 和 兩種陽極結構形式。 3 X線機的基本結構主要是由 、 、 及機械裝置和輔助裝置構成。4 SPECT斷層圖像以 濃度變化為重建參數，以組織的 差異作為診斷依據。 5 XCT

37、圖像質量的最主要的指標是 ， 。 6 XCT機的主要組成部分是 、 、 三套件。 7 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。8 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）1 CT圖像觀察中的“窗口技術” 2 MRI理論中的“T1、T2加權像” 3 電磁透鏡的“球面像差” 4 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）

38、3 試述核磁共振現象。（6分） 4 磁共振設備中如何實現空間定位？（8分）5 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 3X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

39、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全黑，窗寬的上限以上部分的影像呈現全白，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.2 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、以及質子密度值，這是區(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 ，在操作中可通過調節(jié)重復時間、回波時間以突出某個組織特征的影像，這種影像被稱作加權像（weighted image,）。把分別反映組織T1、T2和質子密度（）特性的影像，相應稱作T加權像、T加權像和N（H）加權像。3

40、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。4 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所需要的時間。四問答題：1 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

41、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倍。()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，而且降低了線管的工作負荷，有利于延長機器壽命。 ()改善醫(yī)生工作環(huán)境普通線機透視時必須在暗室里進行操作和診斷，而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（），減化操作的復雜性，無論檢查部位、厚度的隨機變化，均可由來自動保持顯示屏影像亮度恒定。 ()為教學和科研打好基礎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

42、料的記錄與傳輸。2 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。3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

43、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成像。因此，空間定位靠的是梯度磁場，的梯度磁場有三種：選層梯度場、頻率編碼梯度場，相位編碼梯度場。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）1 作為ECT顯像劑的放射性核素，必須能夠發(fā)射A X射線 B 射線 C 射線 D 射線2 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 D以上都是3 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4 MRI中磁體部分的作用是：A提供MRI必需的主磁場 B發(fā)射射頻電磁波 C激

44、發(fā)氫質子產生MR信號 D接受MR信號5 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 D以上均是6 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的？ A 聚光鏡 B 物鏡 C 中間鏡 D 投影鏡7 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8 以下四種頻率的超聲波，哪個可能被用于US診斷儀？A 20kHz B 100kHz C 3.5MHz D 50MHz9 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10 XCT機探測器的主要作用是：A接受穿過掃描物體的X線

45、 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 二、填空題（每空1分，共26分） 1 SPECT斷層圖像以 濃度變化為重建參數，以組織的 差異作為診斷依據。 2 XCT機的主要組成部分是 、 、 三套件。 3 X線機的基本結構主要是由 、 、 及機械裝置和輔助裝置構成。 4 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。 5 SPECT三維斷層影像是指 面、 面、 面斷層圖像。 6 X線是由德國科學家 于 年11月8日發(fā)現的，因此X線亦稱為 。 7 XCT圖像質量的最主要的指標是 ， 。 8 X線管主要有 和 兩種陽極結構形式。 9

46、透射式電子顯微鏡的成像放大倍數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）1 放射性藥物的“有效半衰期”2 電磁透鏡的“球面像差” 3 MRI理論中的“T1、T2加權像” 4 CT圖像觀察中的“窗口技術” 5 X射線的量和質 四、問答題（共34分） 1 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） 2 SPECT與X-CT的影像構成因素有何不同？（6分） 3 試述核磁共振現象。（6分） 4 請分別解釋超聲的工作頻率f和脈沖重

47、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3X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9MTEM = M物×M中×M投10紅藍多普勒三名詞解釋：1 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。2 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。3 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、以及質子密度值，這是區(qū)分正常與異常以及診斷疾