医学影像物理学重点

医学影像物理学重点X射线管：产生X射线的装置，阴极是X射线管的负极,灯丝和聚焦罩构成；阳极是射线管的正极焦点，灯丝发出的电子经聚焦加速后撞击在阳极板上的面积称为实际焦点，是实际的是实际的射线源X射线源有效焦点，X射线管的实际焦点在垂直于x射线管的轴线方向上投影的面积X射线的量是X射线光子的数目，表示X射线的硬度，即穿透物质本领的大小，X射线质是X射线光子的能量，决定于X射线束中的光子数足跟效应阳极效应，厚靶周围X射线强度的空间分布，越靠近阳极一侧的X射线辐射强度下降的越多，靶倾角越小下降的幅度越大，这种越靠近阳极X射线强度下降越多的现象有效焦点大小的影响因素有：灯丝大小、管电压和管电流、靶倾角。光电效应和康普顿效应对影像质量和患者防护各有何利弊？答：诊断放射学中的光电效应，可从利弊两个方面进行评价。有利的方面。能产生质量好的影像，其原因是：①不产生散射线，大大减少了照片的灰雾；②Csych001可增加人体不同组织和造影剂对射线的吸收差别，产生高对比度的X射线照片，对提高诊断的准确性有好处。钼靶乳腺X射线摄影，就是利用低能X射线在软组织中因光电吸收的明显差别产生高对比度照片的。有害的方面是，入射X射线通过光电效应可全部被人体吸收，增加了受检者的剂量。从全面质量管理观点讲,应尽量减少每次X射线检查的剂量。 康普顿效应中产生的散射线是辐射防护中必须引起注意的问题。在X射线诊断中,从受检者身上产生的散射线其能量与原射线相差很少，并且散射线比较对称地分布在整个空间，这个事实必须引起医生和技术人员的重视，并采取相应的防护措施。另外，散射线增加了照片的灰雾，降低了影像的对比度，但与光电效应相比受检者的剂量较低。x射线透视，将影像增强管输出屏的图像，传递到视频摄像管的输入屏，闭路视频系统传递图像，利用监视器观察x射线影像X射线摄影，用胶片来采集转换x射线信息影像，使之成为可见的影像胶片特性曲线，胶片的一个性能指标是相对曝光量RE的对数与对应光密度D的关系曲线，斜率为反差系数Y，横坐标范围是宽容度增感屏，x射线-荧光物质-荧光-胶片感光增强，来增加x射线对胶片的曝光，以缩短摄影时间，降低x射线辐射剂量，不足是使影像变得模糊软x射线摄影，采用20-40kv的峰值管电压产生的低能x射线进行的摄影MRA磁共振血管成像，是一种无创伤性研究血液流动和实现血管系统可视化的技术。利用流动MR血液信号与周围静态组织MR信号的差异来建立图像对比度，从而无需使用造影剂。一类利用的是血流流入成像层面的信号增强的流动效应，另一类是利用沿磁场梯度方向运动的自旋核产生的相位偏移效应高千伏x射线摄影，120kv以上管电压产生的较高能量的x射线进行的摄影，物质的吸收衰减以康普顿效应为主，与有效，原子序数无关，使与骨骼相重叠的软组织和骨骼本身的细小结构及含气管腔等变得易于观察x射线造影，将对比剂引入欲检查的器官内或其周围形成物质密度差异，使器官与周围组织的x射线影像密度差异增大，显示出器官的形态和功能的方法体层摄影，曝光过程中，只要x射线管焦点，肢体，胶片三者保持相对静止，可获得清晰的影像。突出显示任意欲观察层面的病灶，而是其他层面的组织变得模糊不清X射线能谱的影响因素有哪些？答：电子轰击阳极靶产生的X射线能谱的形状主要管电压、靶倾角和固有滤过决定。当然，通过附加滤过也可改变X射线能谱的形状。客体对比度、图像对比度与成像系统的对比度分辨力三者之间存在的关系？客体对比度也称物理对比度，为物体各部分的密度、原子序数及厚度的差异程度。客体对比度的存在是医学成像最根本的物理基础。图像对比度是可见图像中灰度、光密度或颜色的差异程度，是图像的最基本特征。一个物体要形成可见的图像对比度，它与周围背景之间要存在一定的客体对比度，当某种物理因子作用物体后，能够形成一定的主体对比度，被成像系统的探测器检测出。若客体对比度较小，成像系统的对比度分辨力低则所得的图像对比度小，图像质量差，故图像对比度的形成取决于客体对比度、主体对比度与成像系统的对比度分辨力。图像对比度、细节可见度、噪声三者之间有怎样的关系？答：细节可见度与图像对比度有关。图像对比度高，细节可见度高；图像对比度低，细节可见度低。细节可见度减小的程度与细节结构的大小及图像的模糊度、图像对比度有关，当模糊度较低时，对于较大的物体,其图像对比度的减小，不会影响到细节可见度；如果物体较小，但其线度比模糊度大，则图像对比度的减小一般不会影响可见度；而当细节的线度接近或小于模糊度时，图像对比度的降低，会对细节可见度产生明显的影响。噪声对图像中可见与不可见结构间的边界有影响。图像噪声增大，就如同一幅原本清晰的画面被蒙上了一层雾，降低了图像对比度，并减小细节可见度。在大多数医学成像系统中，噪声对低对比度结构的影响最明显，因为它们已接近结构可见度的阈值。图像对比度增大会增加噪声的可见度。伪象：指图像中出现的成像物体本身所不存在的虚假信息畸变，各种成像方法有可能会引起受检结构的大小形状和相对位置不同程度的改变的现象何谓对比度，何谓对比度分辩力影响对比度分辩力因素？如何用模体检测对比度分辩力图像的对比度是ct图像表示不同物质密度差异、或对X射线透射度微小差异的量。表现在图像上像素间的对比度，是它们灰度间的黑白程度的对比。对比度主要物质间的密度差决定，但也与X射线的能量有关。许多其它因素，对对比度也有影响，如噪声等就会使对比度降低。对比度分辩力也叫密度分辨力，它是CT像表现不同物质的密度差异，或对X射线透射度微小差异的能力。对比度分辨力通常用能分辨的最小对比度的数值表示。可观察小对比度的组织是CT的优势，典型CT对比度分辨力为%〜％，这比普通X射线摄影要高得多。于衰减系数与X射线的能量有关，故对比度分辨力也与X射线的能量有关。对比度分辨力还受探测器噪声的影响，噪声越大，对比度分辨力越低、图像信噪比越低。窗宽和窗位的选择也影响对比度分辨。对比度分辨力高是图像能清晰显示微细组织结构的一个重要参数保证。检测CT机的对比度分辨力方法通常给低密度体模做CT,然后对试模的CT像进行主观的视觉评价。层厚越薄，对比度分辨力越好，空间分辨力越差；剂量越大，对比度分辨力越好，空间分辨力越好何谓空间分辩力影响空间分辩力的因素如何用模体检测空间分辩力空间分辨力，CT像分辨两个距离很近的微小组织结构的能力，就是CT图像分辨断层内两邻近点的能力。空间分辨力可用分辨距离表示。空间分辨力是从空间分布上表征图像分辨物体细节的能力。CT图像的空间分辨力主要取决于检测器有效受照宽度和有效受照高度的大小，或者说取决于在检测器前方准直器的准直孔径。准直孔径的宽度和高度越小，检测器的有效受照宽度和高度就越小，则相应的空间分辨力就越高。检测器的有效受照宽度基本上决定了在体层表面上的空间分辨力；而检测器的有效受照高度基本上决定了层厚，也就是基本上决定了沿体层轴向上的长轴分辨力，或纵向分辨力。重建算法对空间分辨力也有影响，选用不同的算法将得到不同分辨力的图像质量。图像矩阵对空间分辨力的影响是，图像矩阵越大，分辨力越高。这是因图像矩阵是组成图像的像素组成，像素越多图像就应越细腻。表现在图像上的对比度也影响图像的空间分辨力，当邻近的两个微小结构对比度过低时，既使满足空间分辨力，也会因两个邻近微小组织结构的低对比度而造成不可分辩。只有同时具有咼对比度分辩力和咼的空间分辩力，图像才能清晰显示微细组织结构。检测CT机空间分辨力的方法通常用高密度模体做CT，然后对模体的CT像进行主观的视觉评价。何谓高对比度分辩力何谓低对比度分辩力答：当被分辨组织器官的较小结构或病灶的线度过小时，即使在满足对比度分辨力的条件下，该较小结构或病灶也未必能被分辨或识别出来。此可见，CT机或CT像存在一个对物体线度大小的分辨能力问题。此分辨能力和对比度有关。在高对比度下，或说物体与周围环境的线性衰减系数差别较大的情况下，物体的线度不很大时，就可能被分辨或识别出来；在低对比度下，或说物体与周围环境的线性衰减系数差别较小的情况下，物体线度需较大些，物体才可能被分辨或识别出来。高对比度分辨力：物体与匀质环境的X射线线性衰减系数差别的相对值大于10%时，CT机能分辨该物体的能力。低对比度分辨力：物体与匀质环境的X射线线性衰减系数差别的相对值小于1%时，CT机能分辨该物体的能力。低对比度分辨力的单位是mm。时间减影，在对比剂进入欲显示血管区域之前，利用计算机技术采集一帧图像中存于存储器中，作为掩模，他与在时间上顺序出现的充有对比剂的血管图像一对一的进行相减，使相对固定的图像部分被消除，突出了对比剂影像的对比度，这种减影方式称为能量减影，在欲显示血管引入碘对比剂后，分别用略低于和略高于碘k缘能量33kev的x射线曝光，于碘在不同能量下衰减特征有较大差别，而其他组织差别不大，将这两种能量条件下曝光的影像进行数字减影处理，可突出减影图像中碘的对比度，消除其他无关组织结构对图像的影响，这种减混合减影，在时间减影和能量减影的基础上，先做高能和低，像的剪影图像，来得到一系列的双能减影图像，在这些双能减影图像中，软组织像已经被消除，在用时间减影法处理这些双能减影图像以消除骨骼等背景，于软组织像是用能量剪影法消除的，因此软组织的运动将不会产生影响数字减影血管造影，造影前后获的数字图像进行数字减影，在剪影图像中消除骨骼软组织等结构使浓度很低的对比剂所充盈的血管在剪影图像中显示出来，有较高的图像对比度为什么通过能量减影可分别显示软组织或骨的图像？答：光电效应的发生概率与X射线光子的能量、物质的密度、有效原子序数有关，是钙、骨骼、碘造影剂等高密度物质衰减X射线光子能量的主要方式；而康普顿效应的发生概率与物质有效原子序数无关，与X射线光子的能量略有关系，与物质的每克电子数有关。医学影像诊断X射线摄片所使用的X射线束，在穿过人体组织的过程中，主要因发生光电效应和康普顿效应而衰减，常规X射线摄影照片所得到的图像中包含这两种衰减效应的综合信息。能量减影摄影照片利用骨与软组织对不同能量X射线的衰减方式不同，及康普顿效应的产生在很大范围内与入射X射线的能量无关，可忽略不计的特点，将两种效应的信息进行分离，选择性去除骨或软组织的衰减信息，便可得到分离的软组织像或骨像。影响X射线摄影图像质量的因素影响图像对比度的因素①x射线胶片特性的影响②被检者的影响，组织成分，体厚③光子能量的影响④散射线的影响，造成图像对比度降低模糊对x射线影像质量的影响①模糊源与图像总模糊度：运动模糊焦点模糊，检测器模糊②模糊对影像质量的影响：降低了影像的对比度，减低细节可见度③噪声对影像质量的影响：掩盖微小细节④X射线影像中的伪影与畸变数字图像处理的主要方法：对比度增强图像平滑技术图像锐化技术图像分割技术，兴趣区定量估值何谓层厚它与哪些因素有关层厚本意指断层的厚度。传统CT和单螺旋CT通常层厚X线束在扫描野中心处扫描断层的有效厚度决定，这个厚度一般用扫描野中心处层厚灵敏度曲线的半高宽表示。影响层厚的因素有准直器的准直孔径，检测器的有效受照宽度，内插算法等。以横断面为例，凡是影响在断层内外沿人体长轴方向的X射线能量分布情况的因素都将影响层厚的有效厚度。何谓CT值它与衰减系数的数值有什么关系答：按相对于水的衰减计算出来的衰减系数的相对值被称为CT值。CT值的定义为：CT值是CT影像中每个像素所对应的物质对X射线线性平均衰减量大小的表示。实际中，均以水的衰减系数pw作为基准，若某种物质的平均衰减系数为|J，则其对应的CT值下式给出CT=k/jw值的标尺按空气的CT值=-1000HU和水的CT值=0HU作为两个固定值标定，这样标定的根据是因空气和水的CT值几乎不受X线能量影响。CT值的单位为“亨”，规定J为能量是73keV的X射线在水中的衰减系数，Jw二。式中k称为分度因子，按CT值标尺,取k=1000，故实用的定义式应表为CT=/jwX1000HU普通X射线摄影像与X-CT图像最大不同之处是什么答：普通X射线摄影像是重叠的影像，而X-CT图像是数字化的断层图像。x-CT的指导思想：x-CT是运用扫描并米集投影的物理技术，以确定x射线在体内的衰减系数为基础，采用一定算法，经计算计运算处理，求解出人体组织的衰减系数值在某剖面上的二维剖面的矩阵后，在转为图像上的灰度分布，从而实现建立断层解剖图像的现代医学成像技术。本质是衰减系数成像。指导思想：围绕如何确定衰减系数值在人体内的分布，而选择恰当的理论方法和技术如何缩短X-CT成像时间：发明了螺旋ct，利用滑环技术，提高了扫描速度，缩短了成像时间；运用电子束扫描方式，扫描无机械运动大大提高扫描速度；多层面螺旋ct旋转一周，同时可获两副以上图像；增加检测仪器排数请简述X-CT重建过程。答：一是划分体素和像素；二是扫描并米集足够的投影数据；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。螺旋ct，为获得清晰的三维重建影像，在滑环技术基础上又出现了螺旋ct，其以x射线管与探测器绕被被检体匀速旋转，被检体匀速前进为特征的扫描过程，X射线在被检体上留下的轨迹是螺旋曲线单层螺旋CT与多层螺旋CT扫描使用的X线束有何不同答：在传统CT和单层螺旋CT的扫描中，因只有一排检测器采集数据，故通过准直器后的X线束为薄扇形束即可，且线束宽度近似等于层厚。而在MSCT的数据采集中，在长轴方向上有多排检测器排列采集数据，故X射线束沿长轴方向的总宽度应大于等于数排检测器沿长轴方向的宽度总和才行。所以，MSCT扫描中被利用的X线束形状应是以X射线管为顶点的四棱锥形，这样的X线束才能同时覆盖多排检测器。称这样的X线束称为锥形或厚扇形束。MSCT优点：提高了射线利用率，曝光时间缩短，扫描速度更快，提高了时间分辨力，提高了z轴空间分辨率，可实现任意角度重建图像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因采用了滑环扫描技术，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，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，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；二是于可以进行薄层扫描，且在断层与断层之间没有采集数据上的遗漏，所以可提供容积数据，提高了二维和三维重建图像的质量，三是此可使在重建中有许多新的选择，如三维重建、各种方式各个角度的重建、各种回顾性重建等。何谓容积数据多层螺旋CT的重建主要优点有哪些答：容积数据系指三维分布的数据。于容积数据的获取,使得在此基础上的重建有了许多新的优点，这些优点也表现为多层CT优点。MSCT的最大优势首先是实现了重建的各向同性，如长轴分辩率和横向分辩率几乎完全相同，并且都很高；第二是大大地提高了检查速度，这些优点为动态器官重建及加快临床检查奠定基础；第三是为各种回顾性重建及三维重建的高质量提供保证。xct,MRI体层选择体素定位的特点xct，①选层，根据研究目的对受检部位沿某一方向做的具有一定厚度的标本，然后再扫描获取投影②定位，采用滤波反投影法，消除了投影法产生的图像边缘是失锐，而且图像重建速度很快MRI①选层，通过梯度磁场选层，施加激励RF脉冲的角频率不同，所选出的体层不同，Aw一定时，梯度越大，层越薄②定位，在y方向上加梯度磁场BGy相位编码确定个体素的y坐标，At后撤去Gy，在x方向上加上BGx，频率编码确定各体素的x坐标X-CT,MRI,发射型计算机断层成像的比较：①X-CT运用扫描并米集投影的物理技术，以测定x射线在人体衰减系数为基础。采用一定算法经计算机运算处理，把测出来提速从转换为像素的灰度值，反映了解剖形态的断层影像，运用了外源物质，探测器②磁共振成像是根据生物体内不同组织的密度，弛豫时间T1T2弥散系数等，在体素水平上的平均值不同，并依赖这些成像，运用了梯度磁场，内源，断层③ect通过计算机图像重建来显示已进入体内的放射性核素在断层上的分布。本质是体外测量发体体内的r射线技术，来确定在体内的放射性核素的活度，内源，断层何谓窗口技术什么叫窗宽窗宽取得宽或窄，对图像有什么影响什么叫窗位窗位取得高或低，对图像有什么影响窗口技术系指CT机放大或增强某段灰度范围内对比度的技术。把观察组织器官所对应的CT值范围确定为放大或增强的灰度范围，把确定灰度范围的上线以上增强为完全白，把确定灰度范围的下限一下压缩为完全黑，这个放大或增强的灰度范围叫做窗口。窗宽指窗口的数值范围，它等于放大或增强的灰度范围的上下限灰度值之差，用CT值表示则为：窗宽二CTmax-CTmin；窗宽取得宽的优点是不易丢失图像数据，不丢失信息，表现在图像上就是不丢失结构；缺点是对比度差。窗宽窄，CT值跨度范围小分级细，每极灰阶代表的CT值跨度小，对组织和结构的密度差异之间显示的黑白对比度大，有利于对低密度组织结构的显示窗位指放大或增强的灰度范围的中心灰度值，用CT值表示则为： 窗位=(CTmax+CTmin)\\2窗位取得高或低都易是图像数据丢失，表现在图像上都是丢失图像结构，窗位取得高图像偏白，窗位取得低图像偏黑。样品的磁化强度矢量与哪些量有关？答：样品的磁化强度矢量与样品内自旋核的数目、静磁场的大小以及环境温度有关。样品中自旋核的密度越大，则越大；静磁场化学位移，根据磁共振条件hv=yhB可知，处于不同化学环境中的同一种自旋核会受到不同的磁场B的作用，会有不同的共振频率v，这种共振频率的差异称，是核外电子的屏蔽作用引起的核磁共振，对有自旋的原子核加一个静电场Bo，会有不同的磁势能状态，发生能级分裂，当施加一个外磁场B1时，若B1恰好等于它们的能级差时，低能态的自旋核会吸收这部分能量跃迁到高能态，即自感应衰减FID信号，是磁化强度矢量在自旋进的情况下所产生的MR信号，所谓自旋进是指无射频场时磁化强度M在恒定静磁场中B0中旋进，接收线圈中角频率为w0的感生电动势幅值衰减，幅度随T2减小K空间，以一定顺序储存数据S的空间，对于nXn体素空间，一次相位编码对应一次频率编码，但一次采集信号n个，每间隔时间z采集一个信号，填充k空间一行，相位编码要进行n次,得到nXn个S数据空间磁共振波谱MRS,某种自旋核的共振频率及其MR吸收信号强度变化的曲线，横坐标表示共振频率，纵坐标表示MR吸收信号强度，也代表了某个共振频率下自旋核的相对含量纵向弛豫，纵向磁化Mz逐渐恢复为M0的过程，是自旋核与周围物质相互作用交换能量的过程，自旋核把能量交给周围的晶格，转变成晶格的热运动，同时自旋核就从高能态跃迁到低能态，使高能态的核数量减少，符合波尔兹曼分布T1（的影响因素：液体，顺磁性，温度低，B0小，分子结构横向驰豫，横向磁化Mxy逐渐衰减恢复到零的过程，是自旋核之间的相互作用产生的EPI脉冲序列，实际上是一种数据读出模式，即改进了的或GRE等脉冲序列的读取方式，单次激发后加弱相位编码梯度，再施加较强的快速反转振荡的读梯度脉冲，采集到一串具有独立相位编码的梯度回波，得到重建一帧图像的全部数据如何理解加权图像？答：磁共振成像是多参数成像，图像的灰度反映了各像素上MR信号的强度，而MR信号的强度则成像物体的质子密度、纵向弛豫时间1T、横向弛豫时间2T等特性参数决定。加权WI图像，通过改变射频脉冲的发射幅度，宽度或脉冲时间间隔可以突出成像参数中的一个或两个，是其他参数被抑制，得到被突出参数的对比度图像，这个过程叫加权,对应的图像加权图像例如图像灰度主要T1决定时，就是T1加权图像；主要T2决定时，就是T2加权图像；主要质子密度决定时，就是质子密度加权图像。通过选择不同的序列参数，可以获得同一断层组织无数种不同对比情况的加权图像，以便在最大限度上显示病灶，提高病灶组织和正常组织的对比度。试说明k空间中频率分布的特征，为什么中心部分对应的MR信号频率低，幅度大而靠近边缘地方信号频率高幅度低，各形成图像哪部分答：k空间内的空间频率分布是中心频率为零，对应的MR信号幅度大主要形成图像的对比度。距中心越远则频率越高,MR信号幅度低主要形成图像的分辨力。因为在k空间中,0的中央行，MR信号是在时获得的，不存在相位编码梯度磁场产生的散相，信号的幅度也就最大；随着Gy正负方向的增加，相位编码梯度磁场引起的散相也开始增加，信号的幅度也就降低了。在x方向也是如此，采集时，正好是每个回波的中心，因而幅度最大；而在k空间的周围列，MR信号采集时则是回波的旁边部分。总之越靠近k空间边缘信号越弱。对于同样的空间两点间的距离或梯度场越大对应的频率差别越大则两点分的越开，分辨率越好。所以对k空间的外围部分虽然信号幅度低但能很好的分辨细节。K空间的基本特性K空间的特性主要表现为：K空间中的点阵与图像的点阵不是 对应的，K空间中每一点包含有扫描层面的全层信息；K空间在Kx和Ky方向上都呈现镜像对称的特性；填充K空间中央区域的MR信号主要决定图像的对比，填充K空间周边区域的MR信号主要决定图像的解剖细节。90°RF脉冲后，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是否同时恢复到到M0?为什么？答：Mxy恢复到零时z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。180°RF脉冲后，磁性核系统向平衡状态恢复，Mz和Mxy会经历的变化过程？答：180°RF脉冲过后xy为零，而在磁性核系统向平衡状态恢复的过程中，并没有外来因素改变核磁矩的均匀分布状态，所以Mxy一直保持为零不变；180。RF脉冲过后z则负向最大逐渐增加到零，再零向正向最大恢复。简述SE序列时序和180。脉冲的作用。答：（1）SE序列时序为先发射90。射频脉冲经过时间TI=1/2TE后，再发射180。脉冲，当t=TE时出现回波峰值,采集信号。（2）90。脉冲使M0倒向轴，于0的不均匀性造成各个核磁矩旋进的角速度不同，相位很快散开。经时间TI后,在方向施以180。脉冲使得所有自旋磁矩都绕轴旋转180。，但并不改变旋进方向，所以互相远离的核磁矩变为互相汇聚的磁矩，最后汇聚于-轴上，使去相位状态的自旋核重新处于同相位状态，抵消了磁场不均匀引起散象造成的影响。在一般的SE序列中，说明各梯度场施加的次序。答：首先在z方向施加选层线性梯度场BGz，确定断层的位置，该断层内具有相同旋进频率和同样的初相位。紧跟在BGz值后沿y方向施加相位编码梯度场，持续t1时间，使y坐标不同的体素得到不同的相位，然后在x方向施加频率编码梯度场，持续时间t2,在频率编码的同时采集信号。自旋回波幅值I=KB0XpXXe-TE/T2试分析自旋回波T1加权、T2加权的条件及图像对比度形成原理。答：(1)T1加权，选择短TE和短TR,。TR；T1对比度f信号二TE；T2影响川言号fT2加权，选择长TE和长TR。TRfT1影响二TEfT2加权越重，信号/质子密度加权，短TE长TR(2)SE序列T1对比度的形成：T1加权像的对比度主要TR决定，T1大的地方I值小，图像呈现弱信号；T1小的地方I值大，图像呈现强信号。这是因为使用短的TR，在下一个RF时，短T1组织纵向磁化强度矢量必定恢复的比较好，Mz较大，在90°RF作用下Mxy就大，信号就强。在TR足够短的情况下，最终图像的对比度主要组织间T1差异决定。TR太长，各组织的纵向磁化强度矢量都恢复了，不能产生对比度。对于SE序列还与TE有关，若TE太长，横向磁化强度矢量衰减的影响就不能忽略，所以除TR要短外，TE也尽量要短。SE序列T2对比度的形成：T2加权像的对比度主要TE决定，T2大的地方I值较大，图像呈现强信号；T2小的地方I值较小，图像呈现弱信号。这是因为180°脉冲重聚作用消除主磁场不均匀的影响，只留下了组织内环境的影响，在t=TE时，回波达峰值，TE是回波时间又是信号采集时间，如果TE短，各种组织的横向磁化强度矢量衰减小，呈现不出差异；而长TE，T2短的组织的横向磁化强度矢量已发生大的衰减，而T2长的组织横向磁化强度矢量保留有足够强的强度，这样就显示出不同组织间的强度对比。采用长TR是为了消除T1加权的影响。试根据IRSE序列的特点分析抑制脂肪信号、脑脊液信号的原理。答(1)180—TI—90—TE/2—180，信号产生的原理是180°脉冲使Mz二M0翻转至Mz=-Mo，当纵向磁化恢复一段反转时间TI后加90°脉冲使恢复的Mz倾倒到xy平面，成为横向磁化强度矢量，从而产生信号。180脉冲进行再聚焦，该脉冲的最大特点是存在一个转折点即Mz=0点，如要抑制某个组织的信号，则选择TI等于ln2倍该组织的T1，使该组织的信号消失。(2)通常情况下于脂肪中氢核密度较大，无论T1还是T2加权均呈强信号。脂肪的T1比较短，当采用短TI(TI=)长TR时，施加90°脉冲、脂肪的Mz=0，抑制了脂肪的信号。若TE也取较短时，可呈现T1加权，若TE取中等值可实现T1T2p共同加权，对比度大大增强(3)脑脊液中含水较多，有很长的T1,选长TI=时施加90°脉冲，脑脊液的Mz=0,抑制了脑脊液的信号。较长的TE长TR=3TI,可得好的T2加权对比图像质子密度与加权图像：长TI,短TE长TRT1加权图像：中等TI，短TE长TR，增大了T1对比度,使IR序列能获得更强的T1加权图像在核磁共振成像技术中，有哪些快速成像序列快速自旋回波序列FSE，在一个周期TR内，在90度脉冲后，特定时间间隔连续施加多个相位编码和180度脉冲，此产生多个自旋回波，每个回波对应不同的相位编码梯度，使TR增加，Ny减小，于Ny减小更明显，故成像时间t=/ETL减小梯度回波序列GE，选层梯度脉冲同时施加小于RF小角度a脉冲激发，同时施加相位编码梯度场Gy'，并在x方向加负向反转梯度场-Gx，使散相加速进行，1/2TE时散象达最大值，施加正向翻转梯度+Gx，同时又作为频率编码梯度变散相运动为具象运动，TE时重聚于y'轴而产生回波再散开。采用较短的TR时间，在脉冲结束时，Wz仍保持较大幅度，短时间内激励，缩短激励周期，使用反转剃度取代180度相位重聚脉冲，从而大大缩短成像时间回波平面成像序列EPI，是一种数据读出方式，实质上是改进了的FID,IR,SE,GRE等脉冲序列的读取方式，单次激励后加弱相位编码梯度，在施加较强的快速反转振荡的读梯度脉冲，得到一串具有独立相位编码的梯度回波，总成像时间小于2T2*多回波SE序列，在一个TR周期中，于90脉冲后施加相位编码，然后以特定的时间间隔连续施加多个180脉冲，此产生多个自旋回波，通过频率编码以后采集信号，有同一个相位编码具有相同的y坐标，不能填进同一个k空间在FSE序列中有效回波时间是如何确定的？它和加权图像有何关系？答：在MRI的数据采集中，相位编码幅度为零时所产生的回波信号被填入k空间的中央行，该回波信号所对应的回波时间称为有效回波时间（TEeff）。FSE的图像对比度主要TEeff控制，图像加权性质取决于重排后k空间中央部分的回波时间。T1、T2或密度加权可以通过数据重排来实现。比如要想得到T1或质子密度加权对比度，可安排早回波在低k空间行（TEeff短），可以减弱T2加权。在梯度回波中为采集到回波信号为何不能象SE序列那样施加180°重聚RF脉冲？答：如果象SE序列那样施加180°重聚RF脉冲，不仅使横向磁化强度矢量重聚，还会使反转180°变为一zM。从而增加纵向磁化强度矢量的恢复时间，增长了TR，不能很好的减少成像时间。核医学影像的技术特点是什么？答：其他医学影像如X射线摄影、CT、MRI超声成像，一般提供组织的形态结构信息，而核医学影像是一种具有较高特异性的功能性显像，除显示形态结构外，它主要是提供有关脏器和病变的功能信息。于病变组织功能变化早于组织结构方面变化，所以SPECT有利于发现早期的病变，在这方面SPECT明显优于X-CT和B超，甚至MRI为什么临床上愿意用短寿命的核素？答：①当两种核素的N相同而入不同时，有A正比于入=1/1，即如果引入体内两种数量相等的不同核素，短寿命的核素活度大②当A一定时，N正比于1/入=1即在满足体外测量的一定活度下，引入体内的放射性核素寿命越短，所需数量越少放射性核素显像的特点，优点和不足灵敏度高，测量方法简便，可用于生命活动过程的各个阶段；放射性核素显像为功能显像，它能反映脏器、组织或病变的血流、功能、引流、代谢和受体方面的信息，有利于疾病的早期诊断。可以对影像进行定量分析，提供有关血流、功能和代谢的各种参数。某些脏器、组织或病变能特异地摄取特定显像剂而显影，具有较高的特异性。放射性核素显像所得脏器和病变的影像清晰度较差，显示形态结构不清晰影响对细微结构的显示和病变的精确定位，电离辐射，过量照射会对机体或组织细胞造成一定损失,必须注意安全防护受检者辐射吸收剂量也多低于X线检查,因此本法是一种安全的检查方法。r照相机探头给出的位置信号和Z信号在照相机中的作用是什么？答：①每一个光电倍增管给出的电流都要经前置放大后分别通过四个电阻形成X+,X—,Y+,Y—的位置信号，其作用是确定射线打到闪烁晶体上产生的闪烁光点的位置。②X+,X—,Y+,Y—四个位置信号还要在一个加法器中总合起来，再通过脉冲幅度分析器，选取需要的脉冲信号送到示波器的Z输入端，控制像点的亮度，此信号又称为Z信号。SPECT的技术优势表现在哪些方面？答：①SPECT可以提供建立三维图像的信息，也可以建立任意方位的断层图像，这为临床诊断提供了方便。②SPECT在空间分辨力、定位的精确度、计算病变部位的大小和体积等方面远优于照相；而且与照相比较，断层图像受脏器大小、厚度的影响大为降低，对一些深度组织的探测能力也显著提高。③SPECT可进行量化诊断，对肿瘤等疾病的诊断率比照相有了大幅度提高。④病变组织功能变化早于组织结构方面变化，所以SPECT有利于发现早期的病变，在这方面SPECT明显优于X-CT和B超，甚至MRI。PET为何不需要准直器？答：根据动量守恒定律，正负电子湮灭辐射发射两个飞行方向相反的光子。湮灭辐射有自准直作用，无需准直器，这样PET的灵敏度大大提高，引入体内的放射性制剂的量大为减少。PET的技术优势表现在哪些方面？答：①PET所用的放射性制剂中的核素是构成人体生物分子的主要元素，在理论上它可以显示机体进行的生理、生化过程，因此PET有“生化断层”、“生命断层”、“活体分子断层”的称谓。②于采用了贫中子核素，其半衰期极短,如11C、12N、150和18F的半衰期都是以分钟计，有“超短半衰期核素”之称，故对人体的放射性剂量很小，在临床检查上可以进行多次给药、重复成像检查。③PET采用了具有自准直的符合电路计数方法，省去了准直器，使探测效率即灵敏度大为提高。这带来的直接好处是放射性制剂用量大为减少，成像信号的信噪比大为提高，相对照相和SPECT图像质量更高，患者的安全性更高。④于正电子发生电子对湮灭的距离为左右，所以PET图像空间分辨距离较SPECT提高近十倍，可有效检出5~10mm的病灶。⑤因为衰减校正更为精确，PET便于做定量分析。⑥PET多环检测技术可以获得大量容积成像数据，从而可以进行三维图像重建。⑦PET图像是构建融合所必备的条件。PET以功能及代谢显示为主，CT、MR的形态学信息精确，故PET/CT,PET/MR融合大大提高了图像诊断的综合技术水平。深度响应，空间分辨距离R或FWHM是辐射源到准直器距离的函数，称准直器深度响应超声仪A超是一种幅度调制型，一束声线，反射回波显示信息,探头位置不变，一维静态信息，回波是脉冲波M超是采用辉度调制，以亮度反映回声强弱，反射回波显示信息，回波是光点，一束声线，探头位置不变，反映一维动态的空间结构B型显示是利用A型和M型显示技术发展起来的，辉度调制显示，光点显示，亮度随着回声信号大小而变化，反映人体组织二维动态信息，声线在动，反射回波显示信息B型显示的实时切面图像，真实性强，直观性好，容易掌握。超声成像的三个物理假定①声束在介质中直线传播,以此可估计也成像的方位②在各种介质中声束均匀一致，来估计成像的界面③各种介质中超声的吸收衰减系数均匀一致，来确定增益补偿的技术参数时间增益补偿，依据在各种介质中超声的吸收衰减系数均一致的物理假定而建立的，原则是按衰减的幅度补偿，使接收器增益随时间而增加超声空间分辨力，能够清晰区分细微组织的能力，是评价图像质量好坏的主要指标，可分为横向分辨力和纵向分辨力采样容积，频谱多普勒发出回波信号的体积，表示为ncs=采样容积，s为声束截面积，n为米样时间间隔。米样容积是一个三维的体积，宽度取决于探查区域处超声束的宽度，长度取决于脉冲群的长度，其数值等于脉冲波的波长与脉冲波数目的乘积谐波成像，声波在介质中传播，以及在反射散射中都具有非线性效应，导致波形的变形，及产生谐波，利用人体回波信号的二次谐波成分构成人体器官的图像，分为组织谐波成像，对比谐波成像频谱多普勒伪象：混叠现象；角度依赖伪象；频谱增宽；对称性频谱伪象，血管移动伪象自相关技术，检测两个信号间相位差的一种方法，把一个反射回声脉冲和它前面的那个脉冲组合在一起，一块完成分析过程的信号处理技术距离选通，于血液在血管中各点流速不同，所以空间分布的测量首先要获得某一深度上的血流速度，即只接收在某一距离上的回波信号脉冲重复频率PRF,也被称为采样频率，通常仅有几千赫尼奎斯特频率，脉冲多普勒测量血流速度受PRF的限制,脉冲重复序列的1/2称，超过会产生血流方向倒错即混叠现象超声成像技术中各种伪像原因及举例成像系统原理不足①三个物理假定在实际组织中很难满足，②成像系统原理与技术限制方法不全等客观条件③诊断上的主观偏差等客观条件，人为因素造成的图像畸变或假象④生物体自身的复杂性失真造成的伪象①形状位置失真造成的伪象，主要因为声速的改变，因折射和反射出现的伪象有时会是观察者分不清图像真实轮廓，相当于改变了形状②亮度失真造成的伪象，于声束传播路径上存在媒介不均匀性，先界面反射和折射产生的伪象，其回波与原区域回波相叠加，引起亮度增大造成伪象如旁瓣伪像，旁瓣和主瓣同时检测物体，使两者回声重复，因旁瓣传播途径较主瓣长，能量又小，对同一界面可产生在主办回声两侧，具有浅的拱形长线；如混响伪像，于多次反射和散射，而使回波延续出现的现象，腹壁回声常出现混响，使膀胱肾脏等表浅出现假回声；折射声影，出现在球形结构和器官的两侧边缘，呈细狭纵向条状无回声区，应与小结石声影区别；声影；后方回声增强彩色多普勒技术显象是如何解决快速测量大量血流信息的？①利用多道选通技术可在同一时间内获得多个采样容积上的回波信号，结合相控阵扫描，对此断面上的采样容积的回波信号进行频谱分析和自相关的处理，获得速度大小方向及方差信息，同时滤去迟缓部位的低频信号，再将提取的信号转变为红蓝绿的色彩显示，实时叠加在b超的黑白图像上②利用自相关技术处理大量信息，是检测两个信号间相位差的一种方法彩色多普勒是如何显示血流信息的？速度方式，用于显示血流速度大小和方向，二维超声的血流速度在扫描声线平行方向上的分量：朝探头流动用红色显示，背向探头的流动用蓝色显示，在与扫描线垂直的血流速度分量无色彩显示；血流速度的大小用颜色的亮度来表示，流速越快色彩越亮，不流动则不显象方差方式，方差大小表示血流紊乱和湍流程度，即混乱度，用绿色表示，湍流速度方差值越大，绿色亮度就越大彩色多普勒能量图：相比传统的彩色多普勒，超声探头接收从血管内红细胞反射回来的多普勒信号，频移信号和反射信号。①利用功率方式显示血流状态，客服尼奎斯特频率的限制②当出现低速血流时，功率方式可清楚的显示血流的空间分布③利用功率方式测量彩色血流束直径和横断面积，比速度方式测量更为准确多普勒组织成像，在传统彩色多普勒基础上，通过改变多普勒滤波系统去除心腔血流产生的频移信号，只提取来自心肌运动的多普勒频移信号进行成像，采用调节增益和低通滤波器，确定适当的频率通过阈值，滤除血液反射回来的低频振幅多普勒频移信号谐波成像：①组织谐波成像②对比谐波成像，可在基波范围内消除引起噪声的低频成分，是器官组织的边缘成像更加清晰X射线管：产生X射线的装置，阴极是X射线管的负极,灯丝和聚焦罩构成；阳极是射线管的正极焦点，灯丝发出的电子经聚焦加速后撞击在阳极板上的面积称为实际焦点，是实际的是实际的射线源X射线源有效焦点，X射线管的实际焦点在垂直于x射线管的轴线方向上投影的面积X射线的量是X射线光子的数目，表示X射线的硬度，即穿透物质本领的大小，X射线质是X射线光子的能量，决定于X射线束中的光子数足跟效应阳极效应，厚靶周围X射线强度的空间分布，越靠近阳极一侧的X射线辐射强度下降的越多，靶倾角越小下降的幅度越大，这种越靠近阳极X射线强度下降越多的现象有效焦点大小的影响因素有：灯丝大小、管电压和管电流、靶倾角。光电效应和康普顿效应对影像质量和患者防护各有何利弊？答：诊断放射学中的光电效应，可从利弊两个方面进行评价。有利的方面。能产生质量好的影像，其原因是：①不产生散射线，大大减少了照片的灰雾；②Csych001可增加人体不同组织和造影剂对射线的吸收差别，产生高对比度的X射线照片，对提高诊断的准确性有好处。钼靶乳腺X射线摄影，就是利用低能X射线在软组织中因光电吸收的明显差别产生高对比度照片的。有害的方面是，入射X射线通过光电效应可全部被人体吸收，增加了受检者的剂量。从全面质量管理观点讲,应尽量减少每次X射线检查的剂量。康普顿效应中产生的散射线是辐射防护中必须引起注意的问题。在X射线诊断中,从受检者身上产生的散射线其能量与原射线相差很少，并且散射线比较对称地分布在整个空间，这个事实必须引起医生和技术人员的重视，并采取相应的防护措施。另外，散射线增加了照片的灰雾，降低了影像的对比度，但与光电效应相比受检者的剂量较低。x射线透视，将影像增强管输出屏的图像，传递到视频摄像管的输入屏，闭路视频系统传递图像，利用监视器观察X射线影像X射线摄影，用胶片来采集转换X射线信息影像，使之成为可见的影像胶片特性曲线，胶片的一个性能指标是相对曝光量RE的对数与对应光密度D的关系曲线，斜率为反差系数Y，横坐标范围是宽容度增感屏，x射线-荧光物质-荧光-胶片感光增强，来增加x射线对胶片的曝光，以缩短摄影时间，降低X射线辐射剂量，不足是使影像变得模糊软X射线摄影，采用20-40kv的峰值管电压产生的低能x射线进行的摄影MRA磁共振血管成像，是一种无创伤性研究血液流动和实现血管系统可视化的技术。利用流动MR血液信号与周围静态组织MR信号的差异来建立图像对比度，从而无需使用造影剂。一类利用的是血流流入成像层面的信号增强的流动效应，另一类是利用沿磁场梯度方向运动的自旋核产生的相位偏移效应高千伏x射线摄影，120kv以上管电压产生的较高能量的x射线进行的摄影，物质的吸收衰减以康普顿效应为主，与有效，原子序数无关，使与骨骼相重叠的软组织和骨骼本身的细小结构及含气管腔等变得易于观察X射线造影，将对比剂引入欲检查的器官内或其周围形成物质密度差异，使器官与周围组织的X射线影像密度差异增大，显示出器官的形态和功能的方法体层摄影，曝光过程中，只要X射线管焦点，肢体，胶片三者保持相对静止，可获得清晰的影像。突出显示任意欲观察层面的病灶，而是其他层面的组织变得模糊不清X射线能谱的影响因素有哪些？答：电子轰击阳极靶产生的X射线能谱的形状主要管电压、靶倾角和固有滤过决定。当然，通过附加滤过也可改变X射线能谱的形状。客体对比度、图像对比度与成像系统的对比度分辨力三者之间存在的关系？客体对比度也称物理对比度，为物体各部分的密度、原子序数及厚度的差异程度。客体对比度的存在是医学成像最根本的物理基础。图像对比度是可见图像中灰度、光密度或颜色的差异程度，是图像的最基本特征。一个物体要形成可见的图像对比度，它与周围背景之间要存在一定的客体对比度，当某种物理因子作用物体后，能够形成一定的主体对比度，被成像系统的探测器检测出。若客体对比度较小，成像系统的对比度分辨力低则所得的图像对比度小，图像质量差，故图像对比度的形成取决于客体对比度、主体对比度与成像系统的对比度分辨力。图像对比度、细节可见度、噪声三者之间有怎样的关系？答：细节可见度与图像对比度有关。图像对比度高，细节可见度高；图像对比度低，细节可见度低。细节可见度减小的程度与细节结构的大小及图像的模糊度、图像对比度有关，当模糊度较低时，对于较大的物体,其图像对比度的减小，不会影响到细节可见度；如果物体较小，但其线度比模糊度大，则图像对比度的减小一般不会影响可见度；而当细节的线度接近或小于模糊度时，图像对比度的降低，会对细节可见度产生明显的影响。噪声对图像中可见与不可见结构间的边界有影响。图像噪声增大，就如同一幅原本清晰的画面被蒙上了一层雾，降低了图像对比度，并减小细节可见度。在大多数医学成像系统中，噪声对低对比度结构的影响最明显，因为它们已接近结构可见度的阈值。图像对比度增大会增加噪声的可见度。伪象：指图像中出现的成像物体本身所不存在的虚假信息畸变，各种成像方法有可能会引起受检结构的大小形状和相对位置不同程度的改变的现象何谓对比度，何谓对比度分辩力影响对比度分辩力因素？如何用模体检测对比度分辩力图像的对比度是CT图像表示不同物质密度差异、或对X射线透射度微小差异的量。表现在图像上像素间的对比度，是它们灰度间的黑白程度的对比。对比度主要物质间的密度差决定，但也与X射线的能量有关。许多其它因素，对对比度也有影响，如噪声等就会使对比度降低。对比度分辩力也叫密度分辨力，它是CT像表现不同物质的密度差异，或对X射线透射度微小差异的能力。对比度分辨力通常用能分辨的最小对比度的数值表示。可观察小对比度的组织是CT的优势，典型CT对比度分辨力为%〜％，这比普通X射线摄影要高得多。于衰减系数与X射线的能量有关，故对比度分辨力也与X射线的能量有关。对比度分辨力还受探测器噪声的影响，噪声越大，对比度分辨力越低、图像信噪比越低。窗宽和窗位的选择也影响对比度分辨。对比度分辨力高是图像能清晰显示微细组织结构的一个重要参数保证。检测CT机的对比度分辨力方法通常给低密度体模做CT,然后对试模的CT像进行主观的视觉评价。层厚越薄，对比度分辨力越好，空间分辨力越差；剂量越大，对比度分辨力越好，空间分辨力越好何谓空间分辩力影响空间分辩力的因素如何用模体检测空间分辩力空间分辨力，CT像分辨两个距离很近的微小组织结构的能力，就是CT图像分辨断层内两邻近点的能力。空间分辨力可用分辨距离表示。空间分辨力是从空间分布上表征图像分辨物体细节的能力。CT图像的空间分辨力主要取决于检测器有效受照宽度和有效受照高度的大小，或者说取决于在检测器前方准直器的准直孔径。准直孔径的宽度和高度越小，检测器的有效受照宽度和高度就越小，则相应的空间分辨力就越高。检测器的有效受照宽度基本上决定了在体层表面上的空间分辨力；而检测器的有效受照高度基本上决定了层厚，也就是基本上决定了沿体层轴向上的长轴分辨力，或纵向分辨力。重建算法对空间分辨力也有影响，选用不同的算法将得到不同分辨力的图像质量。图像矩阵对空间分辨力的影响是，图像矩阵越大，分辨力越高。这是因图像矩阵是组成图像的像素组成，像素越多图像就应越细腻。表现在图像上的对比度也影响图像的空间分辨力，当邻近的两个微小结构对比度过低时，既使满足空间分辨力，也会因两个邻近微小组织结构的低对比度而造成不可分辩。只有同时具有咼对比度分辩力和咼的空间分辩力，图像才能清晰显示微细组织结构。检测CT机空间分辨力的方法通常用高密度模体做CT,然后对模体的CT像进行主观的视觉评价。何谓高对比度分辩力何谓低对比度分辩力答：当被分辨组织器官的较小结构或病灶的线度过小时，即使在满足对比度分辨力的条件下，该较小结构或病灶也未必能被分辨或识别出来。此可见，CT机或CT像存在一个对物体线度大小的分辨能力问题。此分辨能力和对比度有