《医学物理学》教学大纲

医学物理学教学大纲 总学时：52 学分：3 第一部分 大纲说明 一 课程的性质、目的和任务 医学物理学是关于物理学理论与技术在医学领域的研究与应用的一门 学科。如其他学科一样，它的根本进展是依赖物理学的理论、方法与技术的发 展。医学物理学日益发展和壮大得益于医学发展的需要，反过来它又促进了物 理学的发展。 医学物理学以医学基础及临床研究与应用的物理学方法与技术为重点，以 新技术、新知识为基础，可使学生在有限的学时里了解世界科技在医学中应用 的前景，在以后的工作中学会自我调节，把握科技发展的动态。 根据高等职业学校工科专业的培养目标，物理教学的任务是： 1、使学生在初中物理知识的基础上，进一步学习物理学的基本 知识和基本技能，掌握并熟练运用经典物理学中的基本概念和基本 规律; 对近代物理学中的一些主要概念和成就有初步的了解，并使学 生在物理知识上达到相当于高中的文化水平，为学习专业知识打下 必要的基础。 2、培养学生观察物理现象和独立完成物理基础实验的能力， 使 他们掌握基本的实验技能和技巧。 3、培养学生的思维能力，使他们学会分析问题和解决问题的方 法，为学习后续课程和进一步学习现代化科学技术打下一定的 基础。 4、培养学生辩证唯物主义观点和爱国主义思想 二预备知识 高等数学、医用物理学、电子学 三课程特点： 理论与实践并重 四教学总体目标与要求 理论课讲授内容应把教材的先进性、科学性、实用性结合 起来，尽可能作到深入浅出、循序渐进。 通过理论知识的讲授加强对学生抽象与逻辑思维能力的培养； 强调理论与实际相结合；在教学过程中，要注意培养学生的自 学能力，分析问题和解决问题的能力，课后应给予学生一定数 量的习题作业，并介绍一些课外参考书。 实验课是训练学生基本技能的重要环节，应给予足够的重视， 并使每个学生都能获得充分的操作机会。 理论讲授部分的学习要求分为三个方面： 1.要求学生掌握的内容；掌握内容要求学生全面领会贯通这 些知识，并能联系实际加以运用，做到牢固掌握； 2.要求学生理解的内容；理解的内容要求学生较深刻理解， 并能加以运用； 3.要求学生了解的内容。了解的内容，要求学生应知道其要 点，学到有关知识。 五教材和参考书目： 1教材；人民卫生出版社 张泽宝主编 医学影像物理学 2广西师范大学出版社 秦任甲主编 医用物理学 3 高等教育出版社 黄泉荣主编 医学影象成像原理 第二部分 课程学时分配 本课程的理论课总学时数为50，实验学时数为4学时 章节 内容 本章总学时 理论讲授 参观见习 第0章 绪论 1 1 第1章 普通X射线影象 10 8 2 第2章 数字化X射线影象技术 10 8 2 第3章 X射线计算机体层成像 8 8 第4章 磁共振成像 10 10 第5章 放射性核素成像 8 8 第6章 超声波成像 6 6 机动 1 1 总计 54 50 4 第三部分 教学内容和教学要求 第0章 绪论 （1学时） （一）教学内容 （1）医学影像技术发展概况、 （2）医学影像物理学与医学影像诊断的关系、 （3）医学影像物理学课程简介、 （4） 本课的学习方法。 （二）教学要求 对医学影像物理学课有一个正确的认识。了解本课的学习规律。 第1章 普通X射线影象（10学时） （一）教学内容 （1）X射线管的结构、X射线管的电特性、X射线的产生、连续X 射线射线、标识X射线、X射线管的焦点。 （2）X射线的物理特性、X射线的强度、X射线的硬度、X射线的 滤过与硬化、X射线辐射场的角分布 （3）作用概率、作用截面、光电效应、康普顿散射、电子对效 应、扩散衰减、线衰减系数、质量衰减系数、混合物和化合物的质 量衰减系数、化合物的有效原子序数、连续能谱X射线的衰减规律、 X射线在人体组织内的衰减 （4）X射线透视、影像增强器、X射线电视系统 普通X射线摄影、X射线胶片、潜影、灰度、透射率、曝光量、 增感屏、滤线器 软X射线摄影、高千伏X射线摄影、体层摄影、X射线造影、造影 剂、胃肠透视点片摄影 （5）对比度、对比度分辨力、模糊、空间分辨力、噪声、伪影、 畸变、影响X射线影像质量的因素 （二）教学要求 1 掌握X射线管的电特性。 2掌握X射线透视、X射线摄影与特殊X射线摄影的基本原理。 3掌握X射线在人体组织中的衰减规律。 4 掌握评价医学影像质量的参数。了解影响X射线影像质量的因 素。 5了解X射线辐射场的分布。 6了解X射线在介质中的衰减。 （三）教学建议 1组织学生参观本校X射线机，暗合 滤线器 洗片等设备。使 学生对本章内容增强感性认识。 2结合实际典型胶片，学习图象质量的参数。了解影响X射线 影像质量的因素。 第二章 数字化X射线影象技术 （10学时） （一）教学内容 （1）模拟图像、像素、数字图像、图像矩阵、灰度级、抽样、量 化 图像处理、图像增强、图像恢复、空域、频域、对比度增强、 灰度变换直方图调整、图像平滑、邻域平均法、低通滤波法、图像 锐化、高通滤波、伪彩色显示、代数运算 （2）减影、数字减影血管造影、时间减影、能量减影、混合减 影。 （3）扫描投影放射摄影、点扫描摄影、线扫描摄影、 （4）光激励发光、光激励发光物质发光特性、成像板、计算机 X射线摄影、激光照相机、直接X射线摄影探测器、平板探测器 （5）数字化X射线成像技术与传统X射线摄影的比较、图像存档 与传输系统、计算机辅助诊断 （二）教学要求 1掌握数字图像基础知识。 2掌握数字X射线成像技术的基本原理。 3掌握数字X射线影像的优点与不足。 4了解数字图像处理基本知识。 （三）教学建议 参观综合性医院放射科各类型X线机和CT室，重点是CR或DDR设备。 第三章 X射线计算机体层成像 （一）教学内容 1 体层、体素、扫描、投影、投影函数、 2 图像重建的数学基础、反投影法、滤波反投影法、CT值 3 X-CT扫描方式、螺旋CT、滑环扫描技术、电子束扫描 4 窗口技术、窗位、窗宽 5 高对比度分辨力、低对比度分辨力、均匀度、X-CT的伪像 6 X-CT展望 （二）教学要求 1 掌握X-CT成像的基本原理。 2 掌握X-CT扫描方式。 3 理解X-CT的图像后处理技术。 4 了解X-CT图像的质量控制。 5 了解X-CT现状与展望。 （三）教学建议 1 根据学生学习基础，对于CT图象的数学重建理论，着重于理解 思路，要避免繁复的数学内容。 2 重点是普通CT ，适当介绍螺旋CT的内容。 第四章 磁共振成像 （一）教学内容 1 角动量、角动量定理、旋进、电子轨道角动量、自旋、磁矩、 核自旋磁矩、水分子磁矩 2 磁场中原子能级分裂、核磁共振、磁化强度、射频脉冲、弛豫 过程、自由感应衰减信号、横向弛豫、纵向弛豫、横向弛豫时间、 纵向弛豫时间、弛豫时间的物理学意义与生物学意义、化学位移、 磁共振波谱分析 3 自旋回波序列、加权图像、多回波脉冲序列、部分饱和序列、 反转恢复序列、多自旋回波脉冲、梯度回波序列 4 梯度磁场、选层、频率编码、相位编码、空间编码、傅立叶变 换、体层图像重建时间 5 飞越时间、流入性增强、位相效应、磁共振造影技术 6 磁共振影像质量监控、磁共振成像技术进展 （二）教学要求 1 掌握核磁共振的基本概念。 2 掌握自旋回波、反转恢复、部分饱和序列。 3 掌握空间位置编码的物理思想、磁共振成像的基本原理。 4 理解磁共振影像诊断的物理学依据。 5 了解快速脉冲序列。 6 了解核磁共振波谱分析。 7 了解磁共振影像质量监控、磁共振成像技术进展。 （三）教学建议 1 本章重点为核磁共振的基本概念、SE脉冲序列、横向弛豫时间、 纵向弛豫时间、弛豫时间的物理学意义与生物学意义。 2 可以简介核磁共振图象重建的傅立叶分析和K空间概念。 第五章 放射性核素成像 （一）教学内容 1 放射性核素显像的技术特点、核素示踪技术、放射性制剂 2 核素分类、核力、质量亏损、结合能、比结合能、最后一个核 子的结合能、原子核能级 3 衰变常数、半衰期、平均寿命、放射性衰变规律、放射性活 度、递次衰变规律、暂时平衡、长期平衡、不成平衡、放射平衡 4 母核核素、子体核素、母牛、核素发生器中的平衡、子核提取、 放射性核素发生器的类型及构造 5 统计涨落、放射性计数的统计规律、放射性计数的质量控制 6 准直器、准直器的特性参数 7 闪烁体、光学收集系统、光电倍增管、闪烁计数器、脉冲幅度 甄别器 8 照相机的原理、照相机的性能指标、照相机的质量控制 9 单光子发射型计算机断层原理、正电子发射型计算机断层。 （二）教学要求 1 掌握放射性核素的基本性质 2 掌握放射性核素成像的基本原理 3 掌握放射性核素的衰变规律、放射性计数的统计规律 4 了解放射性核素发生器原理 （三）教学建议 1 重点是放射性活度、放射平衡、放射性计数的统计规律、准直 器。 2 简介 照相机的原理，注意和后继课程的衔接。 第六章 超声波成像 （一）教学内容 1 超声、波形转换、脉冲宽度、脉冲重复周期、脉冲重复频率、 间歇期占空因子、峰值功率、平均功率 2 声压、声强、声阻抗、声强级、声压级、声压的反射与透射系 数、声强的反射与透射系数、全反射、声衍射、声散射、声影、声 干涉、驻波、声束传播过程中的能量守恒 3 声衰减、扩散衰减、吸收衰减、超声与物质的相互作用、安 全剂量 4 压电效应、单晶片探头、超声场轴线上的声压分布、超声场的 角分布声束的聚焦 （二）教学要求 1 掌握