医学影像物理学教学大纲(12版)

医学影像物理学教学大纲

一、课程简介

课程代码：

课程名称：医学影像物理学

学时： 80

理论/实验学时：60/20

课程属性：必修课

课程类型：专业基础课

先修课程：高等数学、医学物理学

开课学期：第4学期

适合专业：医学影像学

二、课程的性质、目的与任务

本课程为专业基础课。

通过对本课程的学习，要求学生了解医学影像技术的发展历程和该领域的最新发展方向，掌握医学成像的主要方法和物理原理，以及医学图像质量保证和控制的物理原理，掌握相关的基础知识，为以后更深入地了解和有效使用医学影像设备，很好地控制医学图像的质量，正确利用医学图像进行诊断打下良好的基础。

三、教学内容和要求

（一）理论课

在各章节内容中，按“了解”、“熟悉”、“掌握”三个层次要求。 “掌握”是指学生能根据不同情况对某些概念、原理、方法等在正确熟悉的基础上结合事例加以运用,能够进行分析和综合。“熟悉”是指学生能用自己的语言把学过的知识加以叙述、解释、归纳,并能把某一事实或概念分解为若干部分,指出它们之间的内在联系或与其它事物的相互关系。“了解”是指学生应能辨认的科学事实、概念、原则、术语,知道事物的分类,过程及变化倾向,包括必要的记忆。

重、难点用下划线表示。

一、绪论

1、课程的主要内容、性质特点、学习目的、参考书目和学习网站。

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2、专业现状及发展前景。

3、医学影像的发展历程。

X线成像、磁共振成像、超声成像、放射性核素成像。

教学要求：

了解医学成像技术发展概况，使学生对本课程的学习目的、学习方法、课程性质和特点，以及学时安排等有一个比较全面的认识。

二、X射线物理

1、X射线的产生

X射线管、

2、X射线辐射场的空间分布

X射线的强度、X射线的质与量、X射线强度的空间分布。

3、X射线与物质的相互作用

X射线与物质相互作用系数、X射线与物质相互作用的两种主要形式：光电效应、康普顿效应，X射线的基本特性。

4、X射线在物质及人体中的衰减

单能X射线在物质中的衰减规律、连续X射线在物质中的衰减规律、X射线的滤过和硬化、混合物和化合物的质量衰减系数、化合物的有效原子序数、X射线在人体组织内的衰减。

教学要求:

掌握: 掌握X射线产生的条件及机制，影响X射线强度的因素，X射线与物质相互作用的两种主要形式，X射线的衰减规律， X射线的滤过与硬化。

熟悉: X射线管的焦点及焦点对X线成像质量的影响， X射线的基本特性，X射线量与质的概念，X射线强度的空间分布。

了解: X线管的结构，阳极效应，混合物和化合物的质量衰减系数、化合物的有效原子序数。

三、X射线影像

1、模拟X射线影像

（1）普通X射线摄影

投影X射线影像的形成、X射线透视、X射线摄影。

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（2）特殊X射线摄影

软X射线摄影、高千伏X射线摄影、X射线造影。

（3）X射线图像质量评价 评价医学影像质量的参数、影响医学影像质量的因素。

2、数字X线影像

（1）数字图像基础 模拟图像与数字图像、数字图像的形成、数字图像处理的主要方法：对比度增强法。

（2）数字减影血管造影

DSA的物理基础、DSA的基本方法、DSA的影像质量

（3）数字X射线摄影 CR、DR、数字X射线影像的主要技术优势。

３、 X射线计算机断层成像

（1）X-CT的基础知识 断层、解剖断面、体素、像素的概念；扫描与投影；X-CT图像重建的数理基础；CT值与灰度显示、窗口技术。

（2）传统X-CT的扫描方式

单束平移-旋转方式；窄扇形束平移-旋转方式；宽扇形束旋转-旋转方式；宽扇形束静止-旋转方式；电子束扫描方式。

（3）螺旋CT

单层螺旋CT；多层螺旋CT；双源螺旋CT。

（4）X-CT图像的质量控制 图像的主要质量参数；X-CT图像的伪像。

教学要求:

掌握: 掌握X射线影像形成的物理基础，X射线照片系统的工作原理、胶片的感光度、光密度、胶片特性曲线，软X射线摄影的原理，DSA的物理基础及造影方法、CR的物理原理及成像过程，扫描与投影概念、X-CT成像原理、窗口技术。

熟悉: DR的工作原理，评价医学影像质量的基本参数，影响X射线影像质

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量的因素及改善图像质量的措施，数字图像的形成及基本特点， CT图像的质量控制的主要参数。

了解：X射线影像的优势及局限性，传统CT的扫描方式、螺旋CT，X-CT图像的伪影。

四、核磁共振物理

1、基本概念 磁矩、角动量、磁旋比。

2、静磁场中的磁性核

Zeeman效应、旋进、磁化强度矢量、自旋核数密度、影响磁化强度矢量的因素。

3、磁共振现象 磁共振现象、射频电磁波的磁场矢量、射频电磁波对氢核系统的激励。

4、弛豫过程 弛豫及其规律、纵向弛豫、横向弛豫、弛豫时间常数的物理、生物特性、自由感应衰减信号。

5、化学位移及磁共振谱

化学位移、磁共振谱分析、自由水及结合水。

教学要求：

掌握：磁矩、磁旋比、磁化强度矢量、核磁共振现象、磁共振的本质及共振条件、θ 脉冲及自由感应衰减信号、弛豫时间常数T1与T2。

熟悉：角动量、旋进、影响磁化强度矢量的因素，弛豫过程及规律。 了解：弛豫时间常数的物理生物特性，化学位移及磁共振谱。

五、磁共振成像

1、磁共振信号及加权图像

自由感应衰减信号与加权图像、自旋回波信号与加权图像、反转恢复信号与加权图像。

2、磁共振图像重建

梯度与梯度磁场、空间位置编码、二维傅里叶变换图像重建、K空间的定义、K空间的填充及性质。

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3、快速成像序列 快速自旋回波系列、梯度回波序列、回波平面成像序列、快速成像序列的应用。

4、磁共振血管成像

流动现象、流动现象的补偿、时间飞越法血管成像、相位对比法血管成像。 教学要求：

掌握：加权图像的概念、磁共振成像基本原理、磁共振信号的空间定位原理，自旋回波序列。

熟悉：反转恢复序列、快速自旋回波序列、梯度回波序列、回波平面成像序列原理及图像特点，K空间的基本概念。

了解：磁共振信号的获取与二维傅立叶变换图像重建的思想，快速成像序列的应用，磁共振血管成像。

六、核医学物理

1、原子核的基本性质 原子核的组成和质量、核素及分类、原子核的稳定性。

2、原子核衰变的类型

α衰变、β衰变、γ衰变。

3、原子核衰变规律 放射性衰变规律、核衰变有关的物理量、递次衰变、放射平衡、放射性计数的统计规律。

4、原子核反应

核反应的一般概念、中子与中子核反应。

5、医用放射性核素的来源

反应堆、回旋加速器、放射性核素发生器。

教学要求：

掌握: 核素及分类，放射性衰变规律，核衰变有关的物理量：半衰期、平均寿命、放射性活度，。

熟悉：描述核衰变的物理量之间的关系，放射平衡，医用放射性核素的来源。

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