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医学物理实验 绪论 数据处理 岑剡 医学物理实验课总体安排 （上课地点：物理楼321室，若有变动另行通知） 第1周 绪论 第2周 实验原理讲授（第一组讲实验13，第二组讲实验46） 第35周 做实验 （第一组做实验13，第二组做实验46） 第6周 实验原理讲授（第一组讲实验46，第二组讲实验13） 第79周 做实验 （第一组做实验46，第二组做实验13） 第10周 五一长假 第11周 实验总结与讨论 第12周 实验原理讲授（实验7，实验8，实验9） 第1315周 做实验 （分三组循环） 第16周 答疑，复习 第17周 实验总结及汇报 实验内容 实验1 弯曲法测人造骨杨氏模量 13 实验2 毛细管法测液体黏度 20 实验3 眼睛的光学原理及物理矫正 24 实验4 压力传感器特性研究及血压、心率测量 31 实验5 人耳听觉听阈曲线测量 36 实验6 心电图机技术指标的测量及使用 41 实验7 A型超声探测及B型超声成像 46 实验8 X射线特性研究及透视. 54 实验9 核磁共振基础及成像 59 绪论（第一节） 医学物理实验的重要性 一、什么是医学物理实验？ 二、物理在医学研究与发展中的作用 物理在医学中的应用 诊断内窥镜、心电图、 X光、CT、核磁 共振、超声波 治疗放射性、激光、微波、刀、PDT、 热疗 内窥镜成像 日本胶囊形内窥镜 Electrocardiography Image showing a patient connected to the 10 electrodes necessary for a 12-lead ECG 12 Lead ECG of a 26-year-old male Schematic representation of normal ECG X-ray Image A: A normal chest radiograph. Image B: Q fever pneumonia. Star shaped bladder urolith on an X-ray of the pelvis. X-ray computed tomography(CT) A Multislice CT Scanner Example of a CTPA, demonstrating a saddle embolus (dark horizontal line) occluding the pulmonary arteries (bright white triangle) 亨斯费尔德和科马克共同获取1979 年诺贝尔生理学或医学奖 CT检查范围 一、头部：脑出血，脑梗塞，动脉瘤，血管畸形，各种肿瘤，外伤，出 血，骨折，先天畸形等； 二、 胸部：肺、胸膜及纵隔各种肿瘤，肺结核，肺炎，支气管扩张，肺 脓肿，囊肿，肺不张，气胸，骨折等； 三、 腹、盆腔：各种实质器官的肿瘤、外伤、出血，肝硬化，胆结石， 泌尿系结石、积水，膀胱、前列腺病变，某些炎症、畸形等； 四、 脊柱、四肢：骨折，外伤，骨质增生，椎间盘病变，椎管狭窄，肿 瘤，结核等； 五、 骨骼、血管三维重建成像；各部位的MPR、MIP成像等； 六、 CTA（CT血管成像）：大动脉炎，动脉硬化闭塞症，主动脉瘤及夹 层等； 七、 甲状腺疾病：甲状腺腺瘤、甲状腺腺癌等； 其他：眼科及眼眶肿瘤，外伤；副鼻窦炎、鼻息肉、肿瘤、囊肿、外伤 等。 核磁共振 广泛地用于确定分子结构，用于对生 物在组织与活体组织的分析、病理分 析、医疗诊断、产品无损检测等诸多 方面。 医生在为患者做核磁共振检查 用核磁共振技术拍摄的脑截面图像 拉比 1944年获得了诺贝尔物理学奖 伯塞尔 3.54 (3个); 0.003540 (4个); 3.5400 (5个)。 不确定度本身一般只取一个有效数字，测量值的末位有 效数字应与不确定度的有效数字对齐。 即：测量值的末位有效数字是不确定的。 计算结果的舍入原则：4舍6入，遇5末偶 如，计算值为3.54835; 3.65325 若不确定度为0.0003, 则取x=3.5484; 3.6532 若不确定度为0.002, 则取x=3.548； 3.653 若不确定度为0.04, 则取x=3.55; 3.65 若不确定度为0.1, 则取x=3.5; 3.7 大于5入，小于5舍；刚 好是5时，若前一位为奇 数则入，为偶数则舍 有效数字的运算规则: 加减法: 与不确定度最大项的末位有效数字对齐 。如： 57.310.01562.24342（=55.08218）=55.08 乘除法: 与最少个数的有效数字相同。 如： 57.310.01562.24342（=0.398514767）=0.399 注意：在前两种不确定度表示方法中，测量值也必须按 有效数字的规定来表示。 不确定度的传递: 在间接测量时，待测量是由直接测量的量通过计算而得 的。此时，待测量的不确定度由各直接测量的量的不确 定度传递而得。 加减法: 乘除法: 乘方： 一般传递公式： 当各直接测量的量相互独立无关时， 例题1： 用电子天平测得一个圆柱体的质量M=80.36g；电子天平的 最小指示值为0.01g；不确定度限值为0.02g。用钢尺测量该圆柱 体的高度HH2H1，其中，H14.00cm，H219.32cm；钢 尺的分度值为0.1cm，估读1/5分度；不确定度限值为0.01cm。 用游标卡尺测量该圆柱体的直径D（数据如下表所示）；游标 卡尺的分度值为0.002cm；不确定度限值为0.002cm。 试根据上述数据，计算该圆柱体的密度及其不确定度。 D/cm2.0142.0182.0162.0202.018 2.0182.0202.0222.0162.020 分析： 对质量的测量： 圆柱体高度： 圆柱体的直径的平均值： 实验结果： 材料的密度： 四. 作图与拟合 作图法 最小二乘法 1、清晰地看到定性关系（螺线管的磁场分布） 2、方便地比较不同特性（不同曲线用 不同符号或不同颜色） 3、合理地从图上得到有用的信息 （比如：求斜率或从图上读出曲线峰或谷处的信息等） 作图法直线拟合 一、为何作图？ 二极管伏安特性 直线求斜率螺线管中心轴线上 的磁场分布 二、如何作图？ 选择图纸（采用标准坐标纸、反映有效数字、实图占 1/2以上） 根据物理量的差（取整）选择图纸的格数 根据自变量因变量选择图纸的方向（一般取自变量 为横坐标） 画坐标轴、分度线（等间距、勿太密）并标明物理量 名称（斜体）及单位（正体） 画数据点（不标数据值、符号长度反映不确定度） 画直线或曲线，标明特殊点的坐标值（计算斜率用的 点、峰、谷等） 作图规则 1) 用标准坐标纸；坐标轴不一定取图纸的边线，标度不一定从0开始。 2) 在选择比例时，应使图纸上的1格所表示的物理量为原数据的量值 的1、2、5等倍（或它们的十进倍率）。 3) 对每一坐标轴，要标明物理量的名称及单位符号。每隔一定距离 划上短线并注明标度值，标度值不必取实验数据中的全部有效数字位数。 4) 数据点要用端正的符 号来表示。不同的数据 组应使用不同的符号。 直线或曲线的线条务必 匀、细、光滑，不通过 图线的数据点应匀称地 分布在图线的两侧，且 尽量靠近图线。 5）如用计算机作图，可 不用坐标纸，但仍应画 分隔线，其间隔仍应取 1、2、5的十进倍率， 以便于读图。 用铅笔作图 三、如何读图 1、 从图上读数据点的值（X，Y）时，应正确反 映有效数字。 2、从图上读某点的单一坐标值（X或Y）时，不 仅应正确反映有效数字，还要标明单位。 3、从图上求直线斜率时，取两数据点的距离应 远些，但不超过实验点的范围；斜率应有相应的