《医学影像成像理论》教学大纲

1、医学影像成像理论教 学 大 纲（供医学影像学专业用）山东万杰医学院2010年12月1日医学影像成像理论课程教学大纲课程名称：医学影像成像理论课程类型：专业基础课总 学 时：108 讲课学时：86 实验学时：22 其他学时：0学分：6适用专业：医学影像学先修课程：高等数学、医学物理学、模拟电子、数字电子一、课程性质、目的与任务本门课程是综合理、工学的理论和技术，并将其应用于医学影像成像领域的一门综合性、边缘性学科，是医学影像学专业的主要专业基础课程之一。本课程的目的是研究医学影像领域的各种医学成像设备的理论基础、成像过程、影像处理技术和影像的质量评价的理论和方法，要求学生了解和熟悉医学影像成像的

2、手段和方法，并熟练掌握模拟X线成像、数字X线成像、CT成像、MR成像、US成像、核医学成像的原理和理论，熟悉获得质量高的影像照片的成像条件和方法，掌握医学影像质量评价的参数、理论与方法。二、教学内容及要求通过本课程的学习，使学生能正确认识和掌握医学影像设备成像的基本理论、成像过程、影像处理和影像质量评价的知识和体系，正确把握医学影像领域的主要设备的应用和临床实践的密切关系，使医学影像学专业的学生能较全面、完整和系统的获得有关医学影像设备的成像知识，为以后学习其它专业课打下必需的基础。三、教学方法在教学中以学生为主体，从学生的实际出发，根据教学内容的特点，采取灵活多样的教学方法，尤其注意将计算机

3、多媒体技术与传统教学手段相结合，充分利用计算机网络教学资源，增加图片与视频，加强学生的感性认识，调动学生学习的积极性和主动性。在传授知识的同时，还应注重对学生学习方法的指导，努力提高学生的自学能力。重视实验教学，积极培养学生动手操作能力和理论联系实际，分析问题、解决问题的能力，全面提高学生素质。四、正文第一章 概论目的要求 1、熟悉医学成像技术的分类；2、掌握医学影像成像的基本条件和医学成像系统的评价；3、了解医学影像技术发展的前景。教学内容 第一节 医学成像技术的分类一、X线成像了解X线成像的历史、物理原理以及成像系统。二、X线计算机体层成像了解CT的历史、物理原理以及优势和劣势。三、磁共振

4、成像了解MRI的历史、物理原理以及优势和劣势。四、超声成像了解超声的物理原理和发展趋势。五、放射性核素成像了解放射性核素的物理原理。六、其他成像了解其他成像技术的一般情况。第二节 医学影像成像的基本条件一、信息影像的传递和形成掌握模拟X线信息影像的传递和形成以及数字X线信息影像的传递和形成。二、信息源掌握四种信息源的原理和定义。三、信息载体掌握四种信息载体的用途。四、信息检测掌握信息检测的仪器和设备。五、影像视读了解影像视读的定义。第三节 医学成像系统的评价熟悉医学成像系统的性能性价参数以及彼此的优势和劣势以及对人体的安全性。一、电磁波投射成像二、超声成像与X线成像三、MR成像与CT成像四、形

5、态学成像与功能成像五、对人体的安全性第四节 医学影像展望了解诶医学影像的发展历程和发展趋势。一、医学影像学的发展历程二、提高影像设备的性能三、分子影像四、医学影像存储与通信系统五、计算机辅助诊断第二章 放射物理基础目的要求 1、熟悉X线与物质的相互作用；2、掌握X线的产生和性质；3、了解X线的衰减规律。教学内容 第一节 X线的产生与性质了解X线的历史、本质和特性以及产生条件和产生原理。一、X线的发现二、X线的本质和特性三、X线的产生四、X线产生原理掌握影像X线量与质的因素、产生效率以及强度的空间分布。五、X线的量与质六、影响X线量与质的因素七、X线产生效率八、X线强度空间分布第二节 X线与物质

6、的相互作用一、光电效应二、康普顿效应三、电子对效应四、其他作用五、在诊断放射学中各种作用发生的概率第三节 X线的衰减规律一、距离引起的衰减二、物质引起的衰减规律三、X线通过人体的衰减规律四、影响X线衰减的因素第三章 模拟X线成像目的要求 1、熟悉X线影像的形成与X线胶片的组成；2、掌握X线照片影像的基本要素和影像的清晰度。教学内容 第一节 X线影像的形成掌握模拟X线影像的形成的三个阶段。一、X线影像信息的形成二、X线影像信息的采集、传递与转换三、X线影像的形成与显示第二节 X线照片一、医用X线胶片掌握医用X线胶片的种类、结构、性能以及保存与管理。二、增感屏掌握增感屏的结构、荧光物质、分类以及性

7、能。三、屏-片组合熟悉暗盒、常用的屏片组合以及屏片组合形成的影像效应和影响质量的因素。四、数字成像胶片了解熟悉成像胶片的分类和实际应用。第三节 X线照片影像的基本要素一、 密度掌握密度的定义和影响因素。二、对比度掌握对比度的概念以及影响因素。第四节 X线影像清晰度一、X线管焦点的成像性能掌握焦点的极限分辨力和焦点的散焦值的概念。二、模糊度掌握背景模糊和影像失锐的概念。三、影像噪声熟悉量子噪声、增感屏噪声和胶片噪声。四、影像失真了解放大失真、形状失真。五、散射线掌握散射线的产生以及减少散射线的方法。第四章 数字X线成像目的要求 1、熟悉数字图像基础知识和数字图像的形成、基本处理；2、掌握CR、D

8、R、DSA的成像基本原理和图像处理以及新技术进展；3、熟悉数字图像质量的影响因素和质量评价。教学内容 第一节 数字图像基础知识一、数字图像二、数字成像基本概念三、数字图像的形成四、数字图像的基本处理第二节 计算机X线摄影一、成像板掌握成像板的结构。二、CR成像基本原理掌握四象限理论。三、CT图像处理熟悉与检测功能有关的处理和与显示功能有关的处理。四、CR技术新进展了解CR技术新进展情况。第三节 数字X线摄影掌握平板探测器的基本结构与工作原理。一、直接型平板探测器二、简介型平板探测器三、多丝正比电离室型四、DR特殊成像技术了解DR的特殊成像技术。第四节 数字减影血管造影熟悉DSA系统和功能，了解

9、DSA的物理基础；了解DSA的图像后处理；掌握DSA成像的基本方法和工作方式。一、DSA原理与方法二、DSA工作方式三、DSA图像后处理四、DSA技术新进展第五节 数字X线图像质量一、影像数字成像质量的因素掌握影响数字图像质量的基本因素。二、数字图像质量评价熟悉数字化与数字图像的质量和数字图像质量评价。第五章 X线成像理论目的要求 1、熟悉信号理论、噪声特性和噪声的等价量子数和量子探测效率；2、掌握信号检测与受试者操作特性解析和影像的频率响应特性。教学内容 第一节 信号理论一、信号的描述二、信号系统的描述三、信息理论第二节 信号检测与受试者操作特性解析一、受试者操作特性解析的应用意义二、ROC

10、解析的基本原理三、ROC曲线的制作方法四、ROC曲线的种类五、ROC解析的特征参数六、ROC曲线评价指标与临床应用第三节 影像的频率响应特性一、空间频率和调制度二、点扩散函数三、线扩散函数四、卷积计算成像五、光学传递函数六、单脉冲函数傅氏变换的物理意义七、X线成像系统的非线性及其线性变换八、成像系统的调制传递函数九、调制传递函数的测试与应用第四节 噪声特性一、噪声的概念二、影响噪声的因素三、噪声特性第五节 噪声的等价量子数和量子探测效率一、用NEQ和DQE评价成像性能的原因二、NEQ和DQE在放射成像系统中的物理意义三、数字X线成像系统DQE的检测方法第六章 CT成像目的要求 1、熟悉CT成像

11、原理和扫描方式与数据采集方法；2、掌握CT图像重建和CT图像后处理以及CT图像质量评价；3、了解CT成像新技术和新进展。教学内容 第一节 成像原理一、概述了解CT的历史、工作过程。二、成像原理掌握CT成像的基本原理。三、CT值与灰度第二节 扫描方式与数据采集一、扫描方式掌握常规CT扫描与螺旋CT扫描的方式和技术。二、数据采集原则三、数据采集方法第三节 CT图像重建一、数理基础熟悉CT图像重建的数学基础和重建方法。二、图像重建方法第四节 CT图像后处理一、显示功能处理二、测量兴趣区域三、二维重组四、三维重建五、表面阴影显示六、最大密度投影及最小密度投影七、容积再现八、仿真内镜第五节 CT成像新技

12、术一、CT灌注成像二、CT能谱成像第六节 CT图像质量一、CT成像系统的主要技术指标二、CT图像质量参数三、CT放射剂量第七章 磁共振成像目的要求 1、熟悉磁共振成像的物理基础和磁共振血管成像；2、掌握磁共振弛豫和共振信号的检测、空间定位以及图像重建技术；3、掌握磁共振成像序列和磁共振图像质量的评价方法；4、了解磁共振其他成像技术和新技术。教学内容 第一节 磁共振物理基础了解磁共振成像的物理基础；掌握磁共振现象和磁共振条件以及宏观描述。一、原子核的自旋与磁矩二、静磁场中的自旋核三、磁共振现象和磁共振条件四、磁共振的宏观描述五、饱和现象第二节 弛豫和共振信号的检测掌握弛豫的概念以及纵向和横向弛豫

13、。一、弛豫二、磁化强度矢量M的弛豫过程三、弛豫的生物学意义四、自由感应衰减信号检测五、磁性核的特性第三节 磁共振成像掌握磁共振成像的过程和空间定位技术。一、梯度场二、磁共振成像的空间定位三、磁共振图像重建第四节 磁共振成像序列一、脉冲序列的基本概念二、自旋回波序列三、快速自旋回波序列四、反转恢复序列五、梯度回拨序列六、梯度自旋回波序列七、平面回波成像序列第五节 磁共振血管成像一、时间飞越法MRA二、相位对比法MRA三、对比增强MRA四、非对比剂增强血管成像技术第六节 磁共振其他成像技术一、磁共振波谱成像二、磁共振功能成像三、磁共振灌注成像四、弥散成像五、磁敏感加权成像第七节 磁共振成像的图像质

14、量一、MR图像质量参数二、MRI参数优化三、提高图像质量的特殊技术第八章 超声成像目的要求 1、熟悉超声的传播、超声探测的物理基础；2、掌握磁超声成像系统的工作原理和超声医学图像质量控制；。教学内容 第一节 超声的传播一、超声在介质中的传播二、超声多普勒效应三、超声的衰减第二节 超声探测的物理基础一、超声的发射与接收二、超声脉冲回波成像原理第三节 超声成像系统工作原理一、A型超声诊断仪二、B型超声诊断仪三、M型超声诊断仪四、超声多普勒成像系统五、其他超声成像第四节 超声医学图像质量一、图像质量参数二、质量控制三、临床诊断的强度与安全剂量第九章 核医学成像目的要求 1、熟悉核医学成像物理基础和放

15、射性核素的产生以及放射性药物的分类和使用；2、掌握核医学现象原理、照相机和单光子发射型计算机断层成像、正电子发射型计算机断层成像以及正电子发生断层与计算机断层成像的原理。教学内容 第一节 核医学成像物理基础一、放射性核素二、放射性核素衰变规律第二节 放射性核素的产生一、核反应堆和原子核裂变二、医用回旋加速器三、放射性核素发生器第三节 放射性药物一、放射性药物分类二、放射性药物标记法三、临床常用体内诊断放射性药物四、放射性药物质量控制第四节 核医学现象原理一、核医学现象基本原理二、放射性药物体内定位机制三、核医学显像特点和显像类型第五节 照相机一、照相机的成像原理二、照相机成像中的定位方法三、照相机的图像采集第六节 单光子发射型计算机断层成像一、单光子发射型计算机断层成像原理二、单光子发射型计算机断层图像采集三、单光子发射型计算机断层图像重建四、单光子发射型计算机断层特点第七节 正电子发射型计算机断层成像一、正电子发射型计算机断层成像原理二、正电子发射型计算机断层图像采集三、正电子发射型计算机断层图像重建第八节 正电子发生断层与计算机断层成像一、PET/CT图像采集二、PET/CT图像融合及图像配准五、课程考核方式理论考试按照学校安排进行，技能考试在实验室随实验进行。六、课程使用的教材和主要参考书目1、使 用 教 材