2025年医学影像成像原理考试题库及答案

2025年医学影像成像原理考试题库及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.X线产生的四个必要条件不包括以下哪项？A.高速电子流B.靶物质C.高真空环境D.强磁场聚焦答案：D（X线产生需高速电子流、靶物质、高真空环境及高压电场，强磁场聚焦非必要条件）2.CT图像重建中，滤波反投影法（FBP）的核心步骤是？A.对原始投影数据进行卷积滤波B.直接对投影数据进行反投影C.利用迭代算法优化像素值D.基于统计模型校正噪声答案：A（FBP通过先对投影数据卷积滤波，再反投影消除伪影，是经典重建算法）3.MRI中，T1弛豫的本质是？A.质子与周围晶格交换能量的过程B.质子自旋磁矩失相位的过程C.横向磁化矢量衰减的过程D.纵向磁化矢量恢复的过程答案：A（T1弛豫指纵向磁化矢量从0恢复至63%的时间，本质是质子与晶格的能量交换）4.超声成像中，提高探头频率可显著改善哪种分辨力？A.侧向分辨力B.横向分辨力C.轴向分辨力D.对比分辨力答案：C（轴向分辨力约为波长的1/2，频率越高波长越短，轴向分辨力越好）5.核医学SPECT成像的物理基础是？A.正电子湮灭辐射B.单光子发射C.X线衰减D.超声反射答案：B（SPECT通过探测单光子发射的γ射线成像，PET探测正电子湮灭产生的双光子）6.关于DR（数字化X线摄影）与CR（计算机X线摄影）的区别，错误的是？A.DR使用平板探测器直接转换信号，CR使用IP板间接转换B.DR的空间分辨率高于CRC.DR的成像速度快于CRD.DR与CR均需X线曝光答案：B（CR的空间分辨率通常高于DR，因DR平板探测器像素尺寸较大）7.CT值的定义公式中，水的CT值为？A.0HUB.100HUC.-1000HUD.1000HU答案：A（CT值以水为参考，定义为（μ组织-μ水）/μ水×1000，水的CT值为0HU）8.MRI中，SE序列（自旋回波）的TR（重复时间）主要影响？A.T1对比B.T2对比C.质子密度对比D.流动效应答案：A（TR控制纵向磁化矢量恢复程度，主要影响T1加权像的对比）9.超声多普勒技术中，频移公式Δf=2f0vcosθ/c，其中θ是？A.探头与血流方向的夹角B.组织界面的入射角C.声波的散射角D.探头与组织的接触角答案：A（θ为超声束与血流方向的夹角，cosθ影响频移测量准确性）10.PET成像中，常用的示踪剂18F-FDG利用了肿瘤细胞的哪种代谢特征？A.脂肪酸代谢增强B.氨基酸代谢增强C.葡萄糖代谢增强D.蛋白质合成增强答案：C（FDG是葡萄糖类似物，肿瘤细胞糖酵解活跃，FDG摄取增加）11.关于X线对比度，正确的描述是？A.仅与X线的质有关B.与组织的原子序数、密度、厚度相关C.软组织间的X线对比度高于骨与软组织D.高千伏摄影可提高对比度答案：B（X线对比度由组织对X线的吸收差异决定，与原子序数（Z）、密度（ρ）、厚度（d）相关）12.CT的部分容积效应是指？A.同一扫描层面内不同密度组织的平均CT值被错误显示B.射线硬化导致的伪影C.运动引起的图像模糊D.探测器响应不一致导致的误差答案：A（部分容积效应指扫描层面内不同密度组织的CT值被平均，导致图像失真）13.MRI中，化学位移伪影最易出现在？A.脂肪与水相邻的界面B.骨与软组织界面C.气体与液体界面D.肌肉与血管界面答案：A（脂肪与水中质子的共振频率不同，导致相位编码方向出现位移伪影）14.超声的衰减主要与以下哪项无关？A.吸收B.散射C.反射D.折射答案：D（超声衰减主要由吸收、散射、反射引起，折射不直接导致能量衰减）15.关于核医学图像的特点，错误的是？A.反映功能代谢信息B.空间分辨率高于CTC.需引入放射性示踪剂D.可进行定量分析答案：B（核医学图像空间分辨率较低，通常低于CT和MRI）二、填空题（每空1分，共20分）1.X线的最短波长（λmin）计算公式为λmin=______（单位：nm），其中U为管电压（kV）。答案：1.24/U2.CT的空间分辨率通常用______表示，单位为lp/mm（线对每毫米）。答案：调制传递函数（MTF）3.MRI中，T2加权成像时需选择______TR（长/短）和______TE（长/短）。答案：长；长4.超声的分辨力分为______分辨力（沿声束传播方向）和______分辨力（垂直于声束方向）。答案：轴向；侧向（或横向）5.核医学中，SPECT使用的γ射线能量通常为______keV，PET使用的γ射线能量为______keV。答案：140（如99mTc）；5116.DR系统的核心部件是______，其将X线直接转换为电信号。答案：平板探测器（FPD）7.CT的噪声主要来源于______噪声和______噪声，其中前者是影响图像质量的主要因素。答案：量子；电子8.MRI的主磁场强度越高，质子的拉莫尔频率______（越高/越低），图像的信噪比______（越高/越低）。答案：越高；越高9.超声弹性成像分为______弹性成像（通过外部加压）和______弹性成像（通过声波激发）。答案：应变；剪切波10.核医学的示踪原理基于______，即放射性核素与稳定性核素的______性质相同。答案：同位素示踪；化学三、简答题（每题6分，共30分）1.简述X线成像的基本原理。答：X线成像基于X线的穿透性、人体组织对X线的吸收差异及感光/荧光效应。X线穿透人体时，因不同组织（骨、肌肉、脂肪、气体）的原子序数、密度、厚度不同，对X线的吸收程度不同，导致到达探测器的X线强度存在差异。探测器将X线强度差异转换为电信号，经处理后形成黑白对比的图像：吸收X线多（如骨）显示为白色，吸收少（如气体）显示为黑色。2.CT与普通X线摄影的本质区别是什么？答：本质区别在于成像方式和信息处理。普通X线摄影是重叠投影成像（二维），组织前后重叠，无法区分同一投影方向的不同深度组织；CT通过旋转扫描获取多个方向的投影数据，利用计算机重建技术得到断层图像（三维中的二维切片），消除了组织重叠，可显示不同深度的解剖结构。此外，CT采用数字化采集和重建，密度分辨率显著高于普通X线（约高100倍）。3.简述MRI中T1加权像（T1WI）和T2加权像（T2WI）的对比机制。答：T1WI主要反映组织T1值（纵向弛豫时间）的差异。通过短TR（≤500ms）和短TE（≤30ms），抑制长T1组织（如水）的信号，突出短T1组织（如脂肪）的高信号，图像中脂肪呈亮白，水呈暗黑。T2WI主要反映组织T2值（横向弛豫时间）的差异。通过长TR（≥2000ms）和长TE（≥80ms），抑制短T2组织（如皮质骨）的信号，突出长T2组织（如水、脑脊液）的高信号，图像中水呈亮白，脂肪信号减弱。4.超声的分辨力分为哪几类？各受哪些因素影响？答：超声分辨力分为：（1）轴向分辨力：沿声束传播方向区分两个点目标的能力，约为λ/2（λ为波长），受探头频率（频率↑，λ↓，轴向分辨力↑）和脉冲长度（窄脉冲↑分辨力）影响。（2）侧向分辨力：垂直于声束方向（方位向）的分辨力，受声束宽度（聚焦技术可减小声束宽度，提高分辨力）和探头孔径影响。（3）横向分辨力：垂直于声束长轴方向的分辨力，受探头阵元排列和聚焦技术影响。（4）对比分辨力：区分不同回声强度组织的能力，与仪器动态范围、噪声水平及组织对比度有关。5.核医学SPECT与PET的主要区别有哪些？答：（1）射线类型：SPECT探测单光子（γ射线，能量100-300keV）；PET探测正电子湮灭产生的双光子（能量511keV，方向相反）。（2）示踪剂：SPECT使用单光子发射核素（如99mTc、131I）；PET使用正电子发射核素（如18F、11C、15O），多为短半衰期（如18F半衰期110分钟）。（3）成像原理：SPECT需准直器定位γ射线来源；PET利用符合探测技术（仅同时探测到两个相反方向的511keV光子时计数），无需准直器，灵敏度更高。（4）图像特性：PET的分辨率（约4-5mm）高于SPECT（约8-10mm），且可进行绝对定量分析（如葡萄糖代谢率）。四、论述题（每题10分，共20分）1.对比分析X线、CT、MRI在中枢神经系统疾病诊断中的优势与局限性。答：中枢神经系统（CNS）疾病包括脑肿瘤、脑出血、脑梗死、脑外伤等，X线、CT、MRI的应用各有特点：（1）X线：优势是操作简单、成本低，对颅骨骨折（如凹陷性骨折、线性骨折）显示清晰；局限性为对颅内软组织（脑实质、血管）分辨力极低，无法显示脑肿瘤、早期脑梗死等病变，已基本被CT/MRI替代。（2）CT：优势是扫描速度快（数秒完成），对急性脑出血（发病6小时内）高度敏感（高密度影），可清晰显示颅骨骨折、颅内钙化（如脑膜瘤钙化）及脑外伤（硬膜外/下血肿）；对脑肿瘤的定位（如幕上/下）和大致定性（囊变、坏死）有帮助。局限性为对后颅窝病变（如小脑、脑干）因骨伪影干扰显示较差；对脑梗死早期（<6小时）不敏感（CT表现为等密度）；软组织分辨率低于MRI，无法显示脑白质病变（如多发性硬化）。（3）MRI：优势是软组织分辨率极高，可多参数（T1、T2、DWI、PWI、MRS）、多方位成像。DWI（弥散加权成像）对超急性期脑梗死（发病2小时内）敏感（高信号）；T2-FLAIR（液体衰减反转恢复）可抑制脑脊液信号，清晰显示脑皮层、脑室周围病变（如脱髓鞘）；增强MRI可评估肿瘤血脑屏障破坏程度（如胶质瘤强化）；MRS（磁共振波谱）可分析代谢物（NAA、Cho、Lac），鉴别肿瘤与炎症。局限性为扫描时间长（10-30分钟），不适合躁动或危重患者；对急性脑出血（<24小时）的显示不如CT（急性期血肿在T1WI呈等信号，T2WI呈低信号）；体内有金属植入物（如心脏起搏器）者禁忌。2.试述超声弹性成像的原理及其在临床中的主要应用。答：超声弹性成像（UE）通过检测组织在应力作用下的形变程度，评估组织硬度（弹性模量），间接反映组织病理性质（如良恶性）。原理分为两类：（1）应变弹性成像（SE）：探头对组织施加微小压力（手动或机械），计算组织压缩前后的应变（形变程度），硬组织应变小（蓝色），软组织应变大（红色），通过色阶图显示弹性差异（如“弹性评分法”）。（2）剪切波弹性成像（SWE）：利用声辐射力激发组织产生剪切波，通过追踪剪切波传播速度（SWS）计算弹性模量（E=3ρv²，ρ为组织密度），定量测量组织硬度（单位kPa或m/s）。临床应用：（1）乳腺疾病：鉴别乳腺肿块良恶性（恶性肿瘤硬度高，SWS>5m/s或弹性评分4-5分），指导活检定位。（2）甲状腺疾病：鉴别甲状腺结节（恶性结