影像物理学总结复习资料

图像灰度主要由T1决定：短TE，短TR；图像灰度主要由T2决定：长TE，长TR；质子密度加权图像：短TE，长TR。混响时间及其成因1界面间多次反射2声波引起固有振动3介质不均匀性引起散射超声回波所携带的信息1反射回波主要携带结构信息2散射回波主要携带组织信息足跟效应(阳极效应)厚靶周围X射线分布，越靠近阳极靶一侧X射线辐射强度下降得越多X射线与物质相互作用时，底能端发生的是光电效应，中间部分主要发生康普顿效应，高能端主要发生电子对效应光电线性衰减系数，指X射线光子通过单位距离的吸收物质，因光电效应而导致的衰减。引入对比剂：形成密度差异，显示形态功能阳性对比剂原子序数大，密度高，吸收强，荧光屏上显示浓黑影像，胶片上为淡白影像阴性对比剂原子序数小，密度低，吸收弱，荧光屏上显示淡白影像，胶片上为浓黑影像。评价医学影像质量的参数有对比度模糊与细节可见度噪声与信噪比伪影畸变数字图像处理的主要方法：图像增强技术图像恢复灰度变换法数字减影血管造影有三种方法时间减影能量减影混合减影传统X-CT的扫描方式：单束平移-旋转方式；窄扇形束扫描平移-旋转方式；旋转-旋转方式；静止-旋转扫描方式；电子束扫描方式。传统CT扫描的技术缺憾：每次扫描完必需停止扫描而回原位，同时扫描床移动一小段距离后静止。使用较小螺距的CT可以增加原始扫描数据量，提高重建断层图像质量，但增加了扫描时间和受检体辐射剂量弛豫（一种向原有平衡状态恢复的过程）纵向弛豫，是指纵向磁化逐渐恢复为的过程；横向弛豫，是指横向磁化逐渐衰减恢复为零的过程化学位移：均匀静磁场中，处于不同化学环境下的同一种自旋核会受到不同磁场B的作用，因而会有不同的共振频率，这种共振频率的差异称为化学位移。自由感应衰减信号：磁化强度矢量在自由旋进的情况下所产生的MR信号。临床上用的三种序列脉冲：自旋回波反转恢复和梯度回波决定X射线衰减程度的因素，X射线本身的性质，另外三个属于吸收物质的性质，即物质密度原子序数每千克物质含有的电子数胶片宽容度是指感光材料按特性曲线直线及胶片线性关系正确记录被检体反差范围部分照射量范围，称曝光宽容度度图像的模糊度与成像系统的空间分辨率关系较大，成像系统的空间分辨率是成像系统区分或分开相互靠近的物体的能力，习惯用单位距离内可分辨线对的数目来表示。水分子核外有十个电子，角动量0，总磁矩为0，以对电子角动量为0，总自旋磁矩为0.核的自旋磁矩为0,2个裸露的氢核磷32的半衰期14.3天衰变常数为1.163每小时，平均寿命1.163小时探头是Y相机的关键部位由准直器，闪烁体，光电倍增管，电阻矩阵组成声波在介质中衰减的原因扩散衰减散射衰减吸收衰减超声的临床医学诊断技术：即于回波扫描和基于多普勒效应的超声诊断技术X射线照片系统主要包括医用胶片胶片处理系统两大系统图像模糊的主要影响是降低了小物体和细节的对比度，从而影响了细节的可见度X-CT的本质是衰减系数分布成像目前临床应用的磁共振核子主要是氢核其属于奇偶核其自旋量子数为1/2临床应用的放射性核素来源主要有：反应堆，回旋加速器，放射性核素发生器放射性核素示踪技术主要有反射层耦合剂光导生物组织的主要声学参数有衰减系数半价层混响时间在B超成像中，对组织和器官轮廓主要取决于反射回波，反映组织特征图像油散射回波决定。闪烁计数器的组成：闪烁体晶体；光学收集系统（反射层；耦合剂；光导）；光电倍增管脉冲波特征量1脉冲宽度2脉冲重复周期3间歇期4脉冲重复频率5占空因子6峰峰值功率7平均功率超声波的产生机制产生超声波必备条件：要有高频声源；要有传播超声的介质人体组织声阻抗分成三大类1低声阻的气体或充气组织，如肺部组织2中等声阻的液体和软组织，如肌肉。超声检测主要适用第二类组织3高声阻的矿物组织，如骨骼。声波衰减的主要原因1扩散衰减2散射衰减3吸收衰减红外辐射度学的两个基本假设1辐射按直线传播2辐射能是不相干梯度回波序列又称为场回波序列，采用小角度（900）RF激励、短重复时间，用反转梯度取代180°，重聚脉冲在磁化强度矢量形成稳定平衡状态下进行信号采集。M1核自旋磁量子数有2I+1个可能值，对应核自旋在外磁场中2I+1个可能取向自旋不为零的原子核都是磁性核，也只有磁性核才能和静磁场相互作用产生磁共振。但目前能用于临床MRI的只有氢核。自旋不为0的原子核置于外磁场中。磁共振成像中的两个基本脉冲：90°脉冲（半球面螺旋线Y'Z'平面划四分之一圆周）、180°脉冲（球面螺旋线Y'Z'平面划半个圆周）。“自由水”合磁场一致以相同频率旋进MRS呈单个窄峰。磁共振中，所施加的电磁波又叫射频波,简称RF波，其含义是指该电磁波的频率处于无线电波频率范围内，而无线电波是可以发射出去再向各个方向传播开来的，故称射频。RF波又常被称为射频脉冲。RF波只持续很短的一段时间（以ms计）。放射性核素自发放出射线变为另一种核素的过程称为原子核衰变，简称核衰变。吸收衰减：吸收衰减是由于介质的黏滞、热传导和复杂的弛豫过程引起超声吸收，把有序的声波转变为热能和内能。衰减概念：声波声强随传播距离增加而逐渐减弱的现象。声影、混响：声源停止发射后，声场中某点振动延续时间。s化学位移是核磁共振波谱分析的主要对象横轴位断层选择：RF的脉宽越宽选中的层厚就越厚，一定时，梯度越大选层越薄。改变梯度磁场的方向可获得任意方向的断层信号。红外线是一种电磁波，其波长范围是0.75～1000μm,红外线频率范围3×1011～4×1014Hz红外光谱学中还常用波数来表征，波长的倒数就是波数值，相当于在真空中1米长的路程上包含有多少个波长的数值1、简述X射线管的阳极用钨做材料的原因？1、钨原子序数较高，使其产生x射线的效率高和产生高能X射线；2、钨的热传导性几乎与铝完全相同，它是一种能有效散热的金属；3、钨具有很高的熔点，因此，在大的管电流下，钨仍能承受而不会出现伤痕或起泡。2、产生X射线需要哪些条件？首先要有产生电子的阴极和被轰击的阳极靶，电子加速的环境条件即在阴极和阳极间建立电位差，为防止阴极和阳极氧化以及电子与中性分子碰撞的数量损失，要制造压强小于10-4Pa的真空环境，为此要有一个耐压、密封的管壳。3、影响X线强度的因素有哪些？管电流、管电压、靶材料、滤过、传播距离、电压脉冲4、影响X射线强度的因素有哪些？X射线在空间某一点的强度是指单位时间内通过垂直于X射线传播方向上的单位面积上的光子数量与能量乘积的总和。可见，X射线强度是由光子数目和光子能量两个因素决定的。影响X射线强度（量与质）的因素很多，主要有：增加毫安秒，X射线的质不变、量增加，X射线强度增大；增加管电压，X射线的质和量均增加，X射线强度增大；提高靶物质原子序数，X射线的质和量均增加，X射线强度增加；增加滤过，X射线的质增加、但X射线的量减少，X射线强度减小；增加离X射线源的距离，X射线的质不变，X射线的量减少，X射线强度减小；管电压的脉动，X射线的质和量均减少，X射线强度减小。5、普通X射线摄影像与X-CT图像最大不同之处是什么?普通X射线摄影像是非数字化的模拟像，且是多器官的重叠影像，而X-CT图像是数字化的断层图像。6、螺旋扫描同传统扫描有何不同?答：与传统CT第一个不同点是螺旋CT对X射线管的供电方式。螺旋CT因采用了滑环技术，对X射线管供电方式采用的是：电刷与滑环平行，作可滑动的接触式连接，不再使用电缆线供电。第二个不同点是与传统CT的扫描方式不同。螺旋CT采集数据的扫描方式是X射线管由传统CT的往复旋转运动改为向一个方向围绕受检体连续旋转扫描，受检体（检查床）同时向一个方向连续匀速移动通过扫描野，因此，X射线管相对于受检体的运动在受检体的外周划过一圆柱面螺旋线形轨迹。扫描过程中没有扫描的暂停时间（X射线管复位花费的时间），可进行连续的动态扫描，故解决了传统扫描时的层隔问题。其优点主要有二，一是提高了扫描速度，单次屏气就可以完成整个检查部位的扫描，且减少了运动伪像；二是由于可以进行薄层7、90°RF脉冲过后，磁性核系统开始向平衡状态恢复，在这个过程中，Mxy恢复到零时Mz是否同时恢复到M0？为什么？答：Mxy恢复到零时Mz不会同时恢复到到M0，因为纵向弛豫和横向弛豫是两个完全独立的过程，它们产生的机制是不同的。一般同一组织的T1远比T2长，也就是说横向磁化在RF脉冲停止后很快完成弛豫而衰减为零，但纵向磁化的恢复却需要较长时间才能完成。8、放射性核素示踪两个基本根据：1.同一元素的同位素有相同化学性质，在生物体内生物化学变化过程完全相同，生物体不能区别同一元素的各个同位素，可用放射性核素来代替其同位素中的稳定性核素2.放射性核素衰变时发射射线，利用高灵敏度放射性测量仪器可对其标记物质进行精确定性、定量及定位测量。这两点的有机结合，是建立放射性核素示踪技术的理论基础。借助这种技术，就能有效地动态研究各种物质在生物体内的运动规律，揭示其内在关系。9、放射性核素示踪技术的优越性主要表现在：灵敏度高；测量方法简便；可用于生命活动过程的各个阶段。10、螺旋CT扫描与常规CT扫描相比主要优点：①扫描速度高，不遗漏病灶，减少运动伪影；②数据连续，采集无遗漏，二维和三维重建图像质量高；③任意回顾性重建图像，无层间隔大小约束和重建次数限制；④单位时间内扫描速度高，11、CT检查请简述X-CT重建过程（以传统CT为例）:答：一是划分体素和像素；二是扫描并采集足够的投影数据；三是采用一定的算法处理投影数据，求解出各体素的成像参数值（即衰减系数）获取分布，并转为对应的CT值分布；四是把CT值转为与体素对应的像素的灰度，即把CT值分布转为图像画面上的灰度分布，此灰度分布就是CT像。时对比剂利用率增强。12、产生伪像的原因：成像系统测量误差；X线的原因；受检体的原因；成像装置的原因13、伪像识别的意义：深刻认识真实图像；设备最佳状态运行；受检体体位调整；完善设备软、硬件13、K空间的特点1.k空间内的空间频率分布式中心频率为零，距中心越远则频率越高2.K空间内信号的幅度分布式K空间中心部分所对应的MR信号幅度大，主要形成图像对比度，K空间外围部分对应MR信号幅度低，主要形成图像分辨力3.k空间每一个数据点都是断层上所有体素贡献的，虽然二维空间是由二维数据点构成，但并不与物理空间直接对应。14、闪烁计数器测量原理:器将光子投射到光电倍增管光阴极上，击出光电子，光电子在光电倍增管内倍增、加速在阳极上形成电流脉冲，电流脉冲高度与射线能量成正比，电流脉冲个数与辐射源入射晶体的光子数成正比，即与辐射源的活度成正比。15、MRS分析主要依据：1.化合物有自己特有的共振吸收峰的频率位置2.从共振吸收峰频率位置知道每种质子所处电子环境3.共振吸收峰面积正比于化合物中质子的比数或数量4.共振吸收峰分裂情况可知它邻近有多少个不同质子。16、原子核的稳定性在原子核物理学中常用平均结合能来表示原子核的稳定性。因为平均结合能的大小可以表示原子核结合的松紧程度，平均结合能越大，则原子核分解为单个核子所需要的能量就越大，原子核就越稳定中等质量原子核平均结合能比轻核和重核大，中等质量的核比较稳定。17、超声诊断成像的三个物理假定1声束在介质中直线传播，估计成像方位2各介质中声速均匀一致，估计成像层面3各种介质中介质吸收系数均匀一致，确定增益补偿等技术参数18、黑体辐射的普朗克定律的特点：1.不同曲线代表不同温度黑体光谱辐射出射度随波长连续变化的情况，每条曲线都有一个极大值。2.不同温度的曲线彼此不相交。在任一波长上，温度越高，光谱辐射出射度越大，反之亦然。3.随着温度T的升高，峰值波长λm向短波方向移动，表明黑体辐射中短波部分所占比例增大。4、波长小于λm部分的能量约占25%，波长大于λm部分的能量约占75%。5.温室下辐射峰值波长在红外波段。19、A型超声和M型超声的调制方式：A超对回波进行幅度调制，回波脉冲大小决定显示器中脉冲幅度，脉冲幅度（坐标纵轴）代表回波强度，脉冲位置或脉冲间距（坐标横轴）正比于反射界面位置或界面间距；M型超声成像对不同深度界面反射回波信号进行辉度调制。