医学影像物理学复习资料
2.滤波反投影图像重建
定义:用一滤波函数与前投影值卷积作为新的投影函数，再反投影。 优点：去伪影，且速度快。
3.CT值：
CT影像中每个像素所对应的物质X射线线性平均衰减量的大小。则衰减系数为 的某种物质的CT值为： ???????? CT?K???1000H???? 单位为亨
?1 为能量是73Kev的X射线在水中的线性衰减系数 K 为分度系数，一般K=1000 ???19m窗口技术：（CT机放大某段范围内灰度的技术。）
将放大灰度范围的上限增强为全白，下限压缩为全黑。增强了局部灰度范围内不同灰度之间黑白对比的程度。
窗口：被放大的灰度范围。
窗宽：被放大的灰度范围上下限之差。窗宽=CT max-CT min 窗位：被放大的灰度范围的灰度中心值。 窗位=(CT max+CT min)/2
规律:
窄窗宽——CT值范围小——每级灰阶代表的CT值跨度小——黑白对比度大。适合观察密度差别小的组织。 宽窗宽，适合观察密度差别大（肺、骨质）的组织。
第三章
磁共振现象：
定义：处在某一静磁场中的物质的原子核受到相应频率的电磁波作用时，在它们的能级之间发生共振跃迁现象。
优点：（1）有多个成像参数，能提供丰富的诊断信息；
（2）无电离辐射，安全可靠；
（3）有极好的组织分辨能力；
（4）不需造影剂，即可观察心脏和血管系统；
（5）扫描方向灵活，可做横断面、冠状面、矢状面及任意切面断层扫描。 缺点：但扫描时间相对较长。空分力较低。设备昂贵，禁忌症多。
产生磁共振现象的基本条件：
1. 能够产生共振跃迁的原子核； 2. 恒定的静磁场 3. 产生一定频率电磁波的交变磁场。
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旋进（进动）：具有角动量的体系在外力矩的作用下，角动量方向发生连续改变的现象。
纯旋进：在外力矩与体系的角动量始终垂直时，角动量大小不变，方向发生连续改变的现象。 自旋：
电子的自旋运动
电子的自旋磁矩等于电子的自旋磁旋比乘以电子的自旋角动量。 ?即 ?l?gl?2meg l 为带电粒子轨道g因子，对于电子，其轨道运动gl =-1；自旋运动gl =-2。
??s??sLs?e?Ll磁共振信号的采集
当在静磁场中物质的原子核受到—定频率的电磁波作用时，在它们的能级之间发生共振跃迁，这就是磁共振现象。物质吸收电磁波能量而跃迁之后，又会释放电磁能量恢复到初始状态，如果用特殊装置接受这部分能量信号，就采集到了磁共振信号。
SE序列的加权图像
名称 T1加权图像 T2加权图像 质子密度加权图像 TE选择 短 长 短 TR选择 短 长 长 效果 T1小I值大 T2大I值大 质子密度大I值大 射频磁场
由于纵向磁化矢量Mz方向与外磁场方向平行，它是叠加在外磁场上，故无法测量出来。为此在XY面上任一方向加入射频磁场Br（绕B0的旋转磁场），使磁化矢量M偏离B0 ,在XY面上产生不为零的横向磁化矢量投影分量
M x y=M sinθ。
射频脉冲的频率必须与原子核的进动频率相同。 M与B0间夹角θ=γB r t t为Br作用时间。
射频脉冲的作用： （原子核同时绕B0和Br旋进）
1. 是低能级的原子核吸收了RF脉冲的能量后跃迁到了高能级，原子核在外磁场中排列方向由同方向
平行变为反方向平行，进而又抵消了相同数目低能级原子核的磁力，纵向磁化矢量变小。 2. 是受射频咏冲磁场的磁化作用，进动的原子核趋向于射频磁场方向而变为同步、同速运动，即处
于“同相”。这样，在x-Y平面上叠加起来，形成了一个新的宏观磁化量，即横向磁化矢量Mxy,不为零，继续绕z轴进动。
磁共振图像重建
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第四章
名词解释：
同位素：原子核内质子数相同、而中子数不同的核素。
核素：原子核内具有相同质子数、中子数并处于相同能量状态的原子称为一种核素。 同量异位素：质量数相同的不同元素互称为同量异位素
同质异能素：核中质子/中子数相同，但处于不同能态的核素互称为同质异能素 ； 如99/43Tcm为Tc的同质异能素。
结合能：自由核子结合成为原子核过程中释放出的能量。 比结合能：原子核的结合能/原子核的核子数A。
放射性核素的来源
? ?
（1）反应堆 （2）回旋加速器 （3）放射性核素发生器
反应堆：以U235和PU239为核燃料进行（n,f）中子核裂变反应，然后用在裂变过程中产生的中子n轰击靶物引起核反应，再将经中子辐照后的靶物进行化学处理，即可生产出医用放射性核素。如Mo99 , I131 ? ?
回旋加速器:用来加速带电粒子轰击靶物质引起核反应的装置。 主要生产短寿命和超短寿命的贫中子放射性核素，适用于核医学成像设备。如C11,N13,O15,F18.
放射性核素发生器:一种从较长半衰期的母体核素中分离出由它衰变而来的短半衰期子体核素的装置。如Mo99------Tc-99m 发生器。
放射性衰变方式
1.同量异位衰变
?
一种核素转变为质量数相同的另一种核素，即它的同量异位素。
? N/P比过高，辐射?-粒子，原子序数加一;（N--P） ? N/P比过低，辐射?+粒子，原子序数加一;（P—N） ? N/P比过低，俘获壳层电子，原子序数减一（P—N）
?
? ?
Mo-99 Tc-99(m) + ?- + ?
2. 同质异能衰变
一种核素变为它的同质异能素；从激发态向基态恢复，多余能量以?射线射出。 Tc-99m Tc-99 + ?
RNI成像原理(核素示踪技术)
将放射性制剂（事先被标记）引入生物体，它们将随同被研究物质一起参与机体内的输运、集聚和代谢；通过对放射性射线的检测就可间接了解被研究物质在生物体内的动态变化，获取定性、定位和定量的结果。
?照相机
将人体内放射性核素分布快速，一次性显像的设备。 可提供静态图像、也可进行动态观测、也可提供局部、 全身图像、功能信息丰富、可把形态学和功能性信息显 示结合起来。显像时间短，20桢/秒。
?衰变：
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?衰变： ɑ衰变：
SPECT
γ机型的改变：双探头
探测光子，滤波反投影重建图象 可做 横断层 和 纵断层成像
PET
PET为一种三维医学成像技术，结合计算机化横断面影像重建技术（如同CT扫描所用的）和放射性药物来产生影像。PET符合成像的独特性是使用了正电子发射示踪剂，发生?+衰变 ，产生的正电子会与电子发生湮没辐射，产生一对飞行方向相反、能量为0.511 MeV的双光子，然后探测双光子。
第五章
超声波的产生
产生条件：高频声源和传播超声的弹性介质。
产生方法：压电换能法
发射：压电换能器将高频电磁振动能量转换为机械振动能量（超声波）； 接收：压电换能器将超声波振动能量转换为电磁能量；
超声波分类：
（1）按超声振动形式分：
? 纵波：振动分量与传播方向平行在（ 气，液，固中都能传播 ）； ? 横波：振动分量与传播方向垂直，只能在（固体）中传播； （2）按发射方式分：
? 连续波：正弦等幅波，频率和振幅都不变。 ?
脉冲波：阻尼衰减振荡波。
(3) 按频率分：
低频：1_-2.75MHz 中频：3_-10MHz 高频：12_-20MHz 超高频：20MHz
声速：单位时间内传播的距离，声速大小与介质的密度、弹性、波动类型有关；在20oc空气中343ms-1,
在水中为1450ms-1，在人体软组织中一般取为1540ms-1
声阻抗Z：声压与振动速度之比；z的单位为（瑞利/10(-1)kg.m(-2).s(-1)），当声压与振动速度同位相
时，Z=ρc, ρ组织密度，c声速。
影响因素：温度，密度，声速。
人体组织按声阻抗不同，分为：
低声阻：气体或充气组织，肺部组织 中声阻：液体和软组织，肌肉(超声检查) 高声阻：矿物组织，骨骼
超声波在介质中的传播特性
（1）扩散衰减
（2）散射衰减
（3）吸收衰减: I?Ioe??x声波通过介质薄层
（1）当Z2比Z1和Z3小很多时，如Z2为软组织之间空气薄层，则声束几乎不能透射；
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（2）当薄层厚度d为整数或半整数倍的λ2时，相当于垂直通过，介质薄层消失； （3）当 Z?ZZ且d为λ2/4的奇数倍时，相当于两截面不存在。
213耦合剂：石蜡或油类物质，满足（3）不污染，不腐蚀，不刺激，胶冻状态，可高温消毒
脉冲回波幅度法
定义：凡利用脉冲超声回波的幅度变化来传递人体组织的解剖结构情况的技术。
分类：
幅度调制型：在显示器上以波形的大小表示人体组织回波幅度的变化的显示模式，如A型超声；
亮度调制型：用亮度表示人体组织回波幅度的变化的显示模式，如B型、C型、F型、M型超声等。
脉冲式回声诊断仪基本结构
1.主控电路 最简单的主控电路是同步触发信号发生器。 它周期性地产生同步触发脉冲信号，分别 去触发控制发射电路、扫描发生器。
2.发射电路 发射电路是在受到同步信号触发时，产生 高压电脉冲去激励探头发射超声波。 3.接收电路 它包括射频放大电路、解调和抑制、视
频放大电路三个基本部分。
超声症断成像的基本原理
1. 声束在介质中以直线传播，以此可估计成像方位。
2. 在各种介质中声速均匀一致，以此可估计成像层面。
3. 在各种介质中介质的吸收系数均匀一致，以此确定增益补偿等技术参数。
脉冲回波成像原理
由于人体组织和脏器具有不同的声速和声阻抗，在界面上会 反射声波，大部分超声能量穿过界面继续向前传播待遇到第二界 面时，又产生回波，并仍有很大部分超声能量穿过第二界面继续 前进，图中说明了如何利用超声脉冲回波来测量产生回波的深度。 回波成像系统的三部分 (1)换能器：
（2）信号处理部分：
（3）显示器和记录部分
超声回波测距
脉冲回波成像时，产生回波的位置可以根据脉冲发出并达到界面以及返回所经历的往返路程与声速的关系确定。
声源至界面的距离为：L=ct/2 ( t为回波时间 )
时间增益补偿STC
定义：也就是深度增益补偿，使浅部组织回波信号小放大甚至衰减，而深部组织回波信号得到较大的
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