习题3-17图
解：提示用像素CT值的标准偏差?来表示或估计
?=
(CTi?CT)2?n?1
求得平均值CT=0.31HU ；?=
(CTi?CT)2?n?1?1.00HU
3-18 X射线剂量和图像噪声之间有什么关系?
答：增大X射线的剂量可以减小图像噪声。 3-19 何谓图像均匀度? 如何估计图像均匀度?
答：均匀度或均匀性，是描述在断面不同位置上的同一种组织成像时，是否具有同一个平均CT值的量。国标对均匀度的定义是：在扫描野中，匀质体各局部在CT图像上显示出的CT值的一致性。由图像噪声的讨论可知，匀质体在其CT像上各处的CT值，表现出事实上的不一致。此种不一致表现在图像上各局部区域内的平均CT值上，也将是不一致的。这不一致之间究竟有多大的偏离程度，可由均匀性定量给出。偏离程度越大，均匀性越差；偏离程度越小，则均匀性越好。可见，均匀性在进行图像的定量评价时具有特殊意义。
按国家GB标准规定，每月都要对CT像均匀性的稳定性指标做检测。检测方法是：配置匀质（水或线性衰减系数与水接近的其它均匀物质）圆柱形试模（仲裁时用水模）；使模体圆柱轴线与扫描层面垂直，并处于扫描野的中心；采用头部和体部扫描条件分别进行扫描，获取模体CT像；在图像中心处取一大于100个像素点并小于图像面积10％的区域，测出此区域内的平均CT值和噪声；然后在相当于钟表时针3、6、9、12时，并距模体边缘lcm处的四个位置上取面积同于前述规定的面积区域，分别测出四个区域的平均CT值，其中与中心区域平均CT值差别最大的，其差值用来表示图像的均匀性。 3-20 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射线管由传统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（检查床）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（X射线管复位花费的时间），可进行连续的动态扫描，故解决了传统扫描时的层隔问题。其优点主要有二，一是提高了扫描速度，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；二是由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，由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。 3-21 何谓螺旋数据? 何谓螺旋插值? MSCT为什么要进行螺旋插值? 螺旋内插方式有哪些?
答：螺旋CT扫描采集数据的过程中因受检体随扫描床的不断移动，故使采集到的数据不是取自对同一断层扫描的采集结果，这些不是取自同一断层的采样数据称为螺旋数据。
在螺旋CT的重建中，必须安排螺旋圈间采样数据的内插，用以合成平面(即同一断层内的)采样数据，以补充欲重建图像所对应的同一断层内的采样值。 所以要这样做的原因是：由传统的重建理论知，为重建一幅断层图像而使用的采样数据, 必须是取自对同一断层扫描的结果（传统CT的采集数据就是对同一断层扫描获取的，并据此重建一幅断层图像）；而螺旋CT扫描采集数据的过程中因受检体随扫描床的不断移动，故使采集到的数据不是取自对同一断层扫描的螺旋数据，见书中图3-28所示：传统CT对同一断层扫描的数据采集点和螺旋CT扫描的数据采集点示意图，传统CT的数据采集点在同一断层内，螺旋CT扫描数据采集点的空间位置不断离开起始点所在的断层。
为了得到同一断层的数据并据此来重建一幅断层图像，就必须根据不是取自同一断层的螺旋实测采样值，通过某种计算即所谓的内插算法来获取重建所需要的属于同一断层内的采样数据（即这些为了重建同一断层图像所需要的采样数据, 并非象传统CT那样是由真实的扫描过程所采集到的，而是通过插值算法求出来的）。
螺旋内插分为线性内插和非线性内插。线性内插分为360°线性内插和称为标准型的180°线性内插。非线性内插有清晰内插和超清晰内插等。最常用的是180°线性内插。完成螺旋插值运算功能的部件叫螺旋内插器。
3-22 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（接收信号），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（接收信号），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（射出X线之处，称为焦点）的四棱锥形，这样的X线束才能同时覆盖多排检测器（实际使用时不一定要全覆盖）。称这样的X线束称为“小孔束”或厚扇形束。
3-23 何谓容积数据? 多层螺旋CT的重建主要优点有哪些?
答：所谓容积数据系指三维分布的数据。由于容积数据的获取，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（16层以上CT），如长轴分辩率和横向分辩率几乎完全相同，并且都很高（如16层CT纵向分辩率为0.6mm,横向为0.5mm）；第二是大大地提高了检查速度（16层CT被称为亚秒级扫描CT,其单圈扫描的时间可短到半秒），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。
第四章 核磁共振现象
4-1 具有自旋的原子核置于外磁场中为什么会发生自旋或角动量旋进？
答：具有自旋的原子核置于外磁场中，其自旋角动量受到一个与之垂直的力矩的作用，所以自旋或角动量就产生旋进。
4-2 当一质子处于磁场B0中时，如果增加此磁场的强度，则其旋进频率将 A．减小 B．增加 C．不发生变化 D．依赖于其它条件
答：因为旋进频率?N正确答案：B 4-3
??I?B0，如果增加此磁场的强度，则其旋进频率将将增加。
T1、T2是核磁共振成像中的两个驰豫时间常数，以下叙述哪个正确？
A．T1、T2都是横向驰豫时间常数 B．T1、T2都是纵向驰豫时间常数
C．T1是横向驰豫时间常数、T2是纵向驰豫时间常数 D．T2是横向驰豫时间常数、T1是纵向驰豫时间常数
答：核磁共振成像中的通常用T2表示横向驰豫时间常数、用T1表示纵向驰豫时间。
正确答案：D
4-4 磁场B0中，处于热平衡状态的H核从外界吸收了能量，则其旋进角_________；反之，如果向外界
1
?放出能量，则其旋进角__________。
答：磁矩在磁场中会得到能量，获得的能量的大小，与磁矩同磁场的夹角?有关，当夹角增大时，磁矩系统能量增加。反之，当夹角减小时，磁矩系统能量减小，向外界放出能量。所以第一个空填“增加”，第二个空填“减小”。 4-5 判断正误
1．核磁共振成像中驰豫过程是磁化矢量受激翻倒的过程 2．核磁共振成像中驰豫过程是磁化矢量受激翻倒的过程的逆过程
3．核磁共振成像中驰豫过程是射频脉冲过后，组织中的质子先进行T1驰豫，再进行T2驰豫的过程 4．核磁共振成像中驰豫过程是磁化量的x轴分量和y轴分量消失，z轴分量向自旋系统的热平衡状态恢复的过程
答：射频脉冲结束之后，核磁矩解脱了射频场的影响，而只受到主磁场B0的作用，进行“自由旋进”。所有核磁矩力图恢复到原来的热平衡状态。这一从“不平衡”状态恢复到平衡状态的过程，称为弛豫过程。可见，驰豫过程是射频脉冲过后，组织中的质子同时进行T1驰豫，和T2驰豫。即是磁化量的x轴分量和y轴分量消失，z轴分量向自旋系统的热平衡状态恢复的过程。所以选项1、2、3错，选项4正确。 4-6 具有自旋角动量的H核在外磁场B0中旋进时，其自旋角动量
1
?A．不发生变化 B．大小不变，方向改变 C．大小改变，方向不变 D．大小改变，方向也改变 答：可用两种方法分析自旋角动量旋进的情况 1．用质点的圆周运动引出体系发生纯旋进
质点要作圆周运动：在平动中，当外力F与质点的运动速度v（或动量mv）始终保持垂直时，质点要作圆周运动，即质点的运动速度大小不变，而速度方向连续发生改变。
体系发生纯旋进：若作转动的体系所受的外力矩T与体系的角动量L始终垂直时，体系将发生纯旋进，即角动量的大小不变，而角动量的方向连续发生改变。所以选项B正确。
2．用刚体转动中角动量定理引出角动量旋进的数学表达式 如图所示（教材图4-2），当陀螺倾斜时，重力矩T???????r?G?r?mg，与陀螺的自旋角动量L 始
??????终垂直时，陀螺将产生纯旋进（以下简称旋进），具体表现是陀螺除自旋外，还绕铅直方向作转动。L的大小不变，方向时刻发生变化。所以选项B正确。
正确答案：B
4-7 具有自旋的原子核置于外磁场中能级劈裂的间距等于什么? 能级劈裂的数目由什么决定? 答：因为自旋核在磁场中的附加能量和核磁量子数的关系为 ?E?gI?mI??N?B
所以具有自旋的原子核置于外磁场中能级劈裂的间距为
A?gI?B??N
能级劈裂的数目由mI决定。
4-8 计算H、Na在0.5T及1.0T的磁场中发生核磁共振的频率。 答：从表4-1中可知，?H 当B=0.6T时，?H1
23
?2.6753S?1T?1，?Na?2.6753S?1T?1，
11?H?B??2.6753?108?0.5?21.289MHz 2?2?11?Na?B??0.7081?108?0.5?5.6345MHz ?Na?2?2?11?H?B??2.6753?108?1.0?42.578MHz 当B=1.0T时，?H?2?2??4-9 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M与样品内自旋核的数目、外磁场B的大小以及环境温度有关。样品中自旋核的密度?越大，则M越大；外磁场B越大，M也越大；环境温度越高，M越小。
第五章 磁共振成像
5-1 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信号的强度则由成像物体的质子密度?、纵向弛豫时间T1、横向弛豫时间T2等特性参数决定。
在磁共振成像中，出于分析图像的方便，我们希望一幅MR图像的灰度主要由一个特定的成像参数决定，这就是所谓的加权图像，例如图像灰度主要由T1决定时就是T1加权图像、主要由T2决定时就是T2加权图像，主要由质子密度?决定时就是质子密度?加权图像。
在磁共振成像中，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。 5-2 SE信号是如何产生的？SE序列的对比特点是什么？
答：(1)SE序列由一个90?脉冲和一个180?脉冲组合而成，90?脉冲使得纵向磁化M0翻转到xy平面，于是就出现了横向磁化，横向磁化也就是开始在xy平面旋进。由于磁场的不均匀（包括静磁场的不均匀和自旋-自旋相互作用产生的磁场不均匀），自旋磁矩的旋进速度会不一致，自旋磁矩的相位一致性会逐渐丧失，横向磁化逐渐衰减。为消除静磁场不均匀所致的自旋磁矩失相位，90?脉冲过后的TI时刻，施加一个180?脉冲，使得自旋磁矩翻转180?，于是处于失相位状态的自旋磁矩开始相位重聚，在接收线圈中出现一个幅值先增长后衰减的MR信号，即SE信号。
(2)SE序列的图像对比主要决定TE和TR的选择：
①T1加权图像：选择短TE、短TR产生。TE越短，T2影响越小，信号幅度也越高，图像的SNR也就越高；TR越短，T1对比越强，但信号幅度随之下降，图像的SNR也越低。
??????②T2加权图像：选择长TE、长TR产生。TR越长，T1影响越小；TE越长则T2对比越强，但信号幅度随之下降，图像的SNR也越低。
③质子密度加权图像：选择短TE、长TR产生。TE越短，T2影响越小，质子密度对比越强；TR越长，T1影响就越小。
5-3 采用自旋回波脉冲序列，为获得 T1加权像，应选用 A．长TR ，短TE ； B. 短TR，短 TE ； C．长 TR, 长TE ； D. 短TR，长TE 。
答：因为在SE脉冲序列中，图像的加权主要由扫描参数TR和TE决定，其中TR的长度决定了纵向磁化的恢复程度，而TE的长度决定了横向磁化的衰减程度，所以选择短TR可使各类组织纵向磁化的恢复程度存在较大差异，突出组织的T1对比；而选择短TE可使各类组织横向磁化的衰减程度差异不大，T2对图像对比的影响较小。
正确答案：B
5-4 IR信号是如何产生的？IR序列的对比特点是什么？
答：(1)IR序列先使用180?脉冲使纵向磁化翻转180?到负z轴上，待纵向磁化恢复一段时间TI后，再施加90?脉冲，使恢复到一定程度的纵向磁化翻转90?到xy平面成为横向磁化，由此在接收线圈产生的MR信号就是IR信号。
(2)IR序列中，TI的选择对图像的形成起着非常重要的作用，因为第一个180?脉冲后，经过TI时间的弛豫，T1较长的组织，纵向磁化尚处于负值；T1一般的组织，纵向磁化可能正好过零点；T1较短的组织，纵向磁化已恢复到某一正值。但无论纵向磁化是正值还是负值，90?脉冲后在xy平面上的横向磁化是其绝对值，IR信号的强度只与此绝对值相关。由于存在部分组织在TI时刻正好过零点，这部分组织的信号就很弱，所以IR图像SNR较低。
①选择长TI、短TE、长TR形成质子密度加权图像。长TI使得所有组织的纵向磁化均可完全恢复，短TE使得T2影响减小。
②选择中等长的TI、短TE、长TR形成T1加权图像。中等长TI，使得大部分组织的纵向磁化已恢复至正值，T1对比加强；TE越短，T2影响越小。
③选择较短TI、较长TE形成T2加权图像。TI较短时不同组织纵向磁化恢复至正值和负值的绝对值