影像物理学五年制本科教学大纲(36)2.doc

医学影像物理学五年制本科教学大纲课程编号：20课程名称：医学影像物理学英文名称：Physics of Medicine Imaging课程类型：学科基础课总 学 时：36学时 讲课学时：36学时 实验（上机）学时：0学分：2学分适用对象：医学影像学现代医学影像技术从根本上说就是依据电离辐射（如X射线、射线）和非电离辐射自身的性质以及它们与物质相互作用的规律，用现代技术手段采集成像数据，再按一定的数学方法用计算机重建数字图像。这就要求医学影像学专业的学生掌握相当的相关数理基础。医学影像物理学是医学影像学专业学科基础课的骨干课程之一，主要介绍X射线及XCT成像、放射性核素成像、核磁共振成像及超声成像四大医学成像的物理学基础，但并不过多涉及具体医学图像诊断内容及成像仪器设备本身。通过对本门课程的学习，力图让医学影像学专业的学生系统掌握各大成像所涉及的基本概念、基本理论及成像机理，以便使学生能更加深入地理解分析医学图像，更好地控制图像质量，更为有效合理地使用成像设备。第二章 X射线影像目的要求：一、掌握数字图像的概念、数字减影血管造影的原理及CR、DR的成像过程。二、熟悉数字图像处理技术的原理。三、了解数字图像的获得过程、数字成像技术的优缺点。学时安排：理论课：4学时。教学内容： 一、基本概念或关键词 ：数字图像、时间减影、能量减影、光激励发光等。二、主要教学内容1、 数字图像基础：（1）数字图像；（2）数字图像的形成；（3）数字图像处理的主要方法；（4）数字图像的显示方法。2、数字减影血管造影：（1） DSA的物理基础；（2） DSA的基本方法；（3） DSA的影像质量与优缺点。3、数字X射线摄影：（1） 扫描投影放射摄影；（2） 计算机X射线摄影；（3） 直接数字化X射线摄影。第三章 X射线计算机断层成像（X-CT）目的要求：一、掌握XCT成像原理。二、熟悉评价图像质量的参数以及参数间的相互制约关系。三、了解螺旋CT的成像原理学时安排：理论课：6学时。教学内容： 一、基本概念或关键词 ：体素、像素、CT值、窗宽、窗位、对比度、对比度分辨率、空间分辨率、噪声、均匀度等。二、主要教学内容1、X-CT的基础知识：(1)断层与解剖断面；(2)体素与像素；(3)扫描与投影；(4)X-CT图像重建的数理基础；(5)CT值与灰度显示。2、X-CT后处理技术：（1）图像后处理技术的种类；（2）几个典型的图像处理技术。3、X-CT图像的质量控制：（1）图像的主要质量参数；（2）X-CT图像的伪像。4、螺旋CT：（1） 单层螺旋CT；（2） 多层螺旋CT。第四章 核磁共振现象目的要求：一、掌握核磁共振现象及其宏观描述、弛豫过程、纵向弛豫时间T1和横向弛豫时间T2的物理意义及其影响因素。二、熟悉自旋核在外磁场中的旋进现象。三、了解自旋核在磁场中的能级劈裂，劈裂能级间的跃迁。 学时安排：理论课：4学时。教学内容： 一、基本概念或关键词 ： 旋进、核磁共振现象、弛豫过程、纵向弛豫时间、横向弛豫时间、自由感应衰减信号等。二、主要教学内容1、原子核的自旋角动量与自旋磁矩（略讲）2、微观核磁共振：（1）自旋核在磁场中的能级劈裂；（2）劈裂能级间的跃迁；（3）自旋磁矩在外磁场中的旋进。3、核磁共振现象的宏观描述：（1）自旋核密度与磁化强度矢量；（2）射频电磁波对样品的激励；（3）角脉冲及磁共振信号；（4）狭义弛豫过程及其弛豫时间常数；（5）弛豫时间常数的理化、生物特性。第五章 核磁共振成像目的要求：一、掌握：（1）2D-FT成像原理；（2）信噪比、对比度、空间分辨力的概念及各参数间的相互制约关系。二、熟悉各种脉冲序列的结构及脉冲作用下MR信号的特点及IW、T1IW和T2IW。三、了解空间位置编码；常见图像伪影。 学时安排：理论课：6学时。教学内容： 一、基本概念或关键词 ： 自旋回波序列、信噪比、对比度、空间分辨力等。二、主要教学内容1、核磁共振信号与加权图像：（1）自由感应衰减信号与加权图像；（2）自旋回波信号与加权图像；（3）反转恢复信号与加权图像。2、磁共振图像重建：（1）梯度和梯度磁场；（2）断层选择；（3）相位编码和频率编码；（4）二维傅立叶变换图像重建。3、核磁共振图像质量：信噪比、对比度、空间分辨力、常见图像伪影。第六章 放射性核素显像目的要求：一、 掌握闪烁计数器原理；准直器的作用二、熟悉照相机、发射型计算机断层原理三、了解放射性核素显象的特点、准直器参数、脉冲幅度甄别器、照相及发射型计算机断层的机性能指标及质量控制。学时安排：理论课：6学时。教学内容： 一、基本概念或关键词 ： 准直器的灵敏度、脉冲幅度甄别器等。二、主要教学内容1、概述：(1)放射性核素显像的技术特点；(2)核素示踪；(3)放射性制剂2、原子核的放射性（略讲）：放射性衰变规律；放射平衡；放射性核素发生器基本原理。3、射线探测：(1)射线能谱；(2)闪烁计数器；(3)脉冲幅度分析器。 4、准直器：（1）准直器的作用；（2）准直器的技术参数。5、照相机和单光子发射型计算机断层：照相机原理；照相机的性能指标及质量控制；单光子发射型计算机断层原理；单光子发射型计算机断层的技术优势；单光子发射型计算机断层的性能指标及质量控制 6、正电子发射型计算机断层：正电子发射型计算机断层原理；正电子发射型计算机断层的技术优势；正电子发射型计算机断层应用评价及发展趋势第八章 超声波成像目的要求：一、掌握： 1、M型及B型超声显示原理；2、空间分辨力的概念及数学表述；3、多普勒效应的概念及多普勒频移公式。二、熟悉：1、超声成像的物理假定及时间增益补偿原理；2、脉冲多普勒距离选通及多道距离选通原理。三、了解：1、多普勒超声信号的采集和处理方法、频谱分析方法；2、彩色多普勒血流显像的自相关技术及血流彩色显示原理；3、对比度分辨率、图像均匀性的概念及伪像的分类与识别。学时安排：理论课：10学时。教学内容： 一、基本概念或关键词 ：距离选通、采样容积、采样频率、多普勒效应、自相关技术。二、主要教学内容1、超声波的物理性质（略讲）：声波的基本概念；声波的反射与折射；声波在介质中的衰减；超声场。2、超声回波所携带的信息：反射和散射回波；超声成像的基本特征。3、M超与B超原理： M超原理； 超声心动图曲线； B超原理； B超的图像处理与灰阶。4、超声多普勒成像原理：多普勒频移信号的成分；频谱分析方法；频谱显示技术。5、脉冲多普勒技术：采样容积；尼奎斯特频率极限；多道距离选通测量。6、彩色多普勒血流成像；自相关技术；信号输出的显示方式；彩色多普勒血流显像的特点；彩超的局限。7、超声图像的质量评价：空间分辨力；清晰均匀性；声像图的特征