第十章各種影像設(shè)備的成像理論

第一節(jié) X線成像基本原理

考點(diǎn)1??攝影的基本概念?

考點(diǎn)2??X線影像信息的形成?

①由X線管焦點(diǎn)輻射出的X線穿過被照體時(shí)，受到被檢體各組織的吸收和散射而衰減，使透過后X線強(qiáng)度的分布呈現(xiàn)差異；②到達(dá)屏-片系統(tǒng)（或影像增強(qiáng)管的輸入屏）轉(zhuǎn)換成可見光強(qiáng)度的分布差異，并傳遞給膠片，形成銀顆粒的空間分布；③再經(jīng)顯影處理成為二維光學(xué)密度分布形成光密度X線照片影像。?

考點(diǎn)3??X線影像信息的傳遞（了解）?

若把被照體作為信息源，X線作為信息載體，那么X線診斷的過程就是一個(gè)信息傳遞與轉(zhuǎn)換的過程，以增感屏-膠片體系作為接受介質(zhì)，說明此過程的五個(gè)階段：

考點(diǎn)4??X線影像對(duì)比度與銳利度?

1. X線透過被照體時(shí)，由于被照體對(duì)X線的吸收、散射而減弱。含有人體密度信息的透過射線作用于屏-片系統(tǒng)，經(jīng)過加工處理形成密度不等的X線照片。?

2. X線照片影像的五大要素：密度、對(duì)比度、銳利度、顆粒度及失真度，前四項(xiàng)為構(gòu)成照片影像的物理因素，后者為構(gòu)成照片影像的幾何因素。?

3.?對(duì)比度、銳利度、顆粒度都是體現(xiàn)在光學(xué)密度基礎(chǔ)上的照片要素。?

考點(diǎn)5??光學(xué)密度?

1.?透光率指照片上某處的透光程度，在數(shù)值上等于透過光線強(qiáng)度與入射光線強(qiáng)度之比。T=I/I。?

2.?阻光率指照片上阻擋光線能力的大小，在數(shù)值上等于透光率的倒數(shù)。1/T?

3.?光學(xué)密度光學(xué)密度值是照片阻光率的對(duì)數(shù)值。光學(xué)密度也稱黑化度。密度值是一個(gè)對(duì)數(shù)值，無量綱。D=lgI。/I?

4.?影響X線照片密度值的因素：照射量、管電壓、攝影距離、增感屏膠片系統(tǒng)、被照體厚度及密度、照片沖洗因素。?

5.?照片影像的密度應(yīng)符合診斷要求，對(duì)比鮮明且層次豐富。照片的密度值在0.20～2.0范圍內(nèi)最適宜人眼觀察。?

考點(diǎn)6??X線對(duì)比度?

1.?對(duì)比度是形成X線照片影像的基礎(chǔ)因素之一；其中涉及四個(gè)基本概念，即肢體對(duì)比度、射線對(duì)比度、膠片對(duì)比度和X線照片對(duì)比度。

2.?影響X線對(duì)比度的因素影響X線對(duì)比度的因素有：X線吸收系數(shù)μ、物體厚度d、人體組織的原子序數(shù)Z、人體組織的密度ρ、X線波長λ。?

考點(diǎn)7??X線照片的光學(xué)對(duì)比度?

1. X線照片對(duì)比度的指的是X線照片上相鄰組織影像的密度差。照片對(duì)比度依存于被照體不同組織吸收所產(chǎn)生的X線對(duì)比度，以及膠片對(duì)X線對(duì)比度的放大結(jié)果。?

2.?影響X線照片對(duì)比度的因素主要為膠片γ值、X線質(zhì)和線量，以及被照體本身的因素。

考點(diǎn)8??X線照片的銳利度?

1.?銳利度是指照片上兩個(gè)相鄰X線吸收不同的組織影像，其影像界限的清楚明了程度，亦即兩部分影像密度的轉(zhuǎn)變是逐漸的還是明確的程度。?

2.?模糊度是銳利度的反義詞，也稱不銳利度。它表示從一個(gè)組織的影像密度，過渡到相鄰另一組織影像密度的幅度，以長度（mm）量度，上述兩密度移行幅度越大，其邊緣越模糊。?

3.?照片的銳利度與對(duì)比度成正比，模糊值一定時(shí)，隨著對(duì)比度的增加，銳利度越來越好。?

照片的銳利度與模糊值成反比，物體越小，照片對(duì)比度越低，模糊值越大，銳利度越差。?

4.?影響銳利度的因素

5.?照片影像的模糊主要是幾何模糊、移動(dòng)模糊、屏-片組合的模糊；照片影像的總模糊度是以上各種模糊的疊加?？偰：却笥趩我幌到y(tǒng)的模糊度，小于它們的算術(shù)和。?

考點(diǎn)9??X線照片的顆粒度?

1.?照片顆粒度是指近距離觀察時(shí)圖像上許許多多小的顆粒，其物理測(cè)定值為顆粒度。?

2.?影響照片顆粒性的因素主要有四種：X線量子斑點(diǎn)（噪聲）、膠片鹵化銀顆粒的尺寸和分布、膠片對(duì)比度、增感屏熒光體的尺寸和分布。?

3.?斑點(diǎn)是指當(dāng)人們用肉眼觀察X線照片時(shí)，會(huì)看到一定量的顆粒，它們不是由乳劑中單介銀顆?；蛟龈衅翢晒怏w顆粒組成，而是大量集中的不規(guī)則顆粒的區(qū)域。X線照片斑點(diǎn)主要是由量子斑點(diǎn)和X線膠片粒狀性穩(wěn)增感屏結(jié)構(gòu)斑點(diǎn)構(gòu)成。?

4?.?X線照片量子斑點(diǎn)（或稱量子噪聲）占整個(gè)X線照片斑點(diǎn)的絕大部分。所謂量子斑點(diǎn)就是X線量子的統(tǒng)計(jì)漲落在照片上記錄的反映。假若X線量子數(shù)無限多，單位面積內(nèi)的量子數(shù)就可以看成處處相等；若X線量子數(shù)很少，則單位面積內(nèi)的量子數(shù)就會(huì)因位置不同而不同，這種量子密度的波動(dòng)（漲落）遵循統(tǒng)計(jì)學(xué)的規(guī)律，故稱為X線量子的“統(tǒng)計(jì)漲落”。?

影響噪聲水平的因素有：①掃描條件；②層厚；③螺距；④重建矩陣；⑤重建范圍；⑥算法等。

5?.?顆粒度的測(cè)量

6.?在人眼能分辨的空間頻率0.5～5.0LP/mm范圍內(nèi)，X線照片上量子斑點(diǎn)占的比例大，隨空間頻率增加量子斑點(diǎn)的比例減少，膠片斑點(diǎn)的比例增大。?

考點(diǎn)10??X線感光效應(yīng)?

1.X線感光效應(yīng)指X線通過被檢體后使感光系統(tǒng)（屏-片系統(tǒng)）感光的效果。?

2.增感屏增感率：指在照片上獲得同一密度值1.0時(shí)不用增感屏和應(yīng)用增感屏?xí)r的X線量之比，常用S來表示。?

考點(diǎn)11?高千伏攝影?

1.?高千伏攝影是指用120kV以上管電壓產(chǎn)生的能量較大的X線，獲得在較小密度值范圍內(nèi)顯示層次豐富的X線照片影像的一種攝影方法。在達(dá)到一定高電壓后，與骨相重的軟組織或骨本身的細(xì)小結(jié)構(gòu)及含氣的管腔等均可清晰顯示，因而在損失對(duì)比度的同時(shí)可獲得層次豐富的X線照片。?

2.?高千伏攝影X線機(jī)在120～150kV管電壓范圍內(nèi)，可用做離千伏攝影。高千伏攝影產(chǎn)生較多的散射線，因而選用高柵比濾線柵，以提高X線照片的對(duì)比度。常用的柵比為12：1。當(dāng)肢-片距為20cm時(shí)，空氣間隙效應(yīng)可代替濾線柵的作用。?

3.?高千伏攝影的優(yōu)、缺點(diǎn)：①可獲得低對(duì)比、層次豐富的X線照片；②可以改善因組織密度不同導(dǎo)致的光學(xué)密度分布的不均性；③增加管電壓值，縮短曝光時(shí)間，可減少肢體移動(dòng)畸變，提高X線照片的清晰度；④選用高千伏，可減少管電流、降低X線管產(chǎn)生的熱量，較多地使用小焦點(diǎn)，可提高照片影像質(zhì)量，降低X線管產(chǎn)生的熱量，延長X線管的壽命；⑤高千伏攝影的散射線較多，X線片質(zhì)量較差；⑥高千伏攝影時(shí)X線量減少，組織吸收劑量減少，有利于患者的防護(hù)；高千伏攝影損失了照片對(duì)比度，應(yīng)選用適當(dāng)?shù)钠毓鈼l件。?

考點(diǎn)12??自動(dòng)曝光控時(shí)?

1.?自動(dòng)曝光控時(shí)的理論依據(jù)來源于“膠片感光效應(yīng)(E)”。感光效應(yīng)(E)值決定照片的黑化度（密度），自動(dòng)曝光控時(shí)就是確保E值的準(zhǔn)確實(shí)施，E值是人為設(shè)定的。?

2.?自動(dòng)曝光控時(shí)工作程序是：X線透過被照體后，先由探測(cè)器接收，當(dāng)曝光劑量達(dá)到膠片所需的感光劑量(E值)時(shí)自動(dòng)切斷高壓，所以自動(dòng)曝光控時(shí)實(shí)質(zhì)是控制著mAs。?

3.自動(dòng)曝光控時(shí)分為光電管自動(dòng)曝光控時(shí)和電離室自動(dòng)曝光控時(shí)兩種方式。?

考點(diǎn)13??被照體、探測(cè)器之間投影關(guān)系

考點(diǎn)14???模糊閾值?

國際放射學(xué)界公認(rèn)：當(dāng)照片上的半影模糊值<0.2mm時(shí)，人眼觀察影像毫無模糊之感；當(dāng)半影模糊值=0.2mm時(shí)，人眼觀察影像開始有模糊之感。故0.2mm的半影模糊值就是模糊閾值。無論焦點(diǎn)尺寸、被照體-膠片距離、焦點(diǎn)-膠片距離怎樣變化，其模糊值不應(yīng)超過0.2mm。?

考點(diǎn)15??散射線的定義?

散射線是指由于焦點(diǎn)外X線或X線穿過被照體及其他物體產(chǎn)生的與原發(fā)X線同向、反向或側(cè)向，且比原發(fā)X線波長長的X線。?

考點(diǎn)16??散射線的產(chǎn)生?

散射線幾乎全部來自康普頓散射。?

考點(diǎn)17??散射線含有率?

散射線在作用于膠片上的全部射線量中所占的比率，稱為散射線含有率。影響散射線含有率的因素包括：管電壓、被照體厚度、照射野。?

考點(diǎn)18??減少或抑制散射線的方法?

減少或抑制散射線的方法有：利用X線多葉遮線??器控制照射野，減少散射線的發(fā)生；利用濾線柵消除散射線；使用金屬后背蓋的暗盒，減少到達(dá)膠片的散射線量；利用空氣間隙法減少到達(dá)膠片的散射線的方法等。其中最有效的方法是濾線柵。?

考點(diǎn)19??濾線柵的構(gòu)造?

1.?一般是用厚度為0.05～0.1mm的鉛條，夾持在厚度為0.15～0.35mm的鋁或紙之間互相平行或按一定的斜率排列而成。?

2.?濾線柵按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分聚焦式、平行式和交叉式；按運(yùn)動(dòng)功能分靜止式和運(yùn)動(dòng)式。?

考點(diǎn)20??濾線櫥的主要技術(shù)參數(shù)

考點(diǎn)21??濾線柵的切割效應(yīng)?

濾線柵的切割效應(yīng)即濾線柵鉛條側(cè)面對(duì)X線原射線的吸收作用，產(chǎn)生有四種情況：

考點(diǎn)22??濾線柵的選擇及注意事項(xiàng)?

1.?濾線柵選擇：消除散射線率高時(shí)，選用柵比大的濾線柵；X線斜射時(shí)，不能用交叉式濾線柵。?

2.?不能將濾線柵反置；X線中心要對(duì)準(zhǔn)濾線柵中心；傾斜X線管時(shí)，傾斜方向只能與鉛條排列方向平行；焦點(diǎn)至濾線柵的距離要在允許范圍內(nèi)。?

第二節(jié) 數(shù)字X線攝影成像原理

考點(diǎn)1??CR成像工作流程?

考點(diǎn)2??CR成像原理?

1.?在CR成像系統(tǒng)中，IP作為輻射接收部件替代了常規(guī)X線攝影用的膠片，成為影像記錄的載體。成像板上涂有一層“光激勵(lì)熒光體(PSP)”，適宜X線攝影要求的化合物是“堿土鹵化物”。?

2.?對(duì)采集到的原始數(shù)據(jù)影像分析，確定有用影像的相關(guān)區(qū)域，按照用戶選擇的解剖部位程序?qū)⑽矬w對(duì)比度轉(zhuǎn)換成模仿模擬膠片的灰階影像。最后，重建出影像在顯示器上顯示或打印出照片影像。?

3.?影像讀取過程完成后，IP中的影像數(shù)據(jù)可通過施加強(qiáng)光照射來消除，這就使得IP可以重復(fù)使用。?

考點(diǎn)3??相關(guān)概念解釋

考點(diǎn)4??CR數(shù)字成像處理技術(shù)?

對(duì)X線曝光條件一定范圍內(nèi)不適宜導(dǎo)致的曝光過度或曝光不足，CR系統(tǒng)也能夠通過調(diào)節(jié)，得到密度和對(duì)比度均理想的影像，實(shí)現(xiàn)這種功能的裝置就是曝光數(shù)據(jù)識(shí)別器。EDR結(jié)合先進(jìn)的圖像識(shí)別技術(shù)，諸如：分割曝光識(shí)別、曝光野識(shí)別和直方圖分析可以很好地控制圖像的質(zhì)量。?

考點(diǎn)5??CR?成像“四象限”理論

考點(diǎn)6??曝光指示器?

1.?相對(duì)曝光指示值主要依賴探測(cè)器(IP)上吸收的能量以及在處理過程中PSL釋放的強(qiáng)度，因此，能量積存和熒光體衰減都對(duì)曝光指數(shù)產(chǎn)生影響。?

2.?所有的曝光指示器都是反映IP板上一些特定區(qū)域的統(tǒng)計(jì)特征（比如均值或中位數(shù)）。因此，曝光指數(shù)只是IP上照射量的估計(jì)值，而不是一個(gè)絕對(duì)值。另外，曝光指示值不僅受KV影響，也受IP對(duì)X線衰減與吸收程度不同的影響。?

考點(diǎn)7??直接轉(zhuǎn)換式平板探測(cè)器?

直接轉(zhuǎn)換式平板探測(cè)器：①直接轉(zhuǎn)換，系指該探測(cè)器利用的光導(dǎo)半導(dǎo)材料是非晶硒，非晶硒俘獲入射的X線光子后，直接將接收到的X線光子轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，故稱其為直接轉(zhuǎn)換。②平板，系指探測(cè)器的單元陣列采用的是薄膜晶體管(TFT)技術(shù)。制成的探測(cè)器外形類似平板狀，所以這種探測(cè)器稱為直接轉(zhuǎn)換式平板探測(cè)器。?

考點(diǎn)8??間接轉(zhuǎn)換式平板探測(cè)器?

間接轉(zhuǎn)換型探測(cè)器系指X線影像信息在轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)過程中，中間需要經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換之后再變?yōu)殡娦盘?hào)。屬于此類型的探測(cè)器有：間接轉(zhuǎn)換式平板探測(cè)器（碘化銫十非晶硅，或使用硫氧化釓／鋱+非晶硅）和閃爍體+CCD陣列探測(cè)器。?

考點(diǎn)9??CCD攝像機(jī)型DR?

1.?主要結(jié)構(gòu)：由熒光板、反光板、CCD攝像機(jī)、計(jì)算機(jī)控制及處理系統(tǒng)組成。?

2.?工作原理：X線透過人體后經(jīng)過濾線柵濾到達(dá)熒光板，激發(fā)熒光，熒光經(jīng)過一組透鏡反射，進(jìn)入CCD攝像機(jī)采集，采集后的視頻圖像信號(hào)經(jīng)電纜傳送到采集機(jī)，經(jīng)A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，送后處理計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像處理，得到數(shù)字影像。?

考點(diǎn)10??數(shù)字合成體層成像原理?

體層攝影是使指定層在曝光中與X線管、接受介質(zhì)保持相對(duì)靜止關(guān)系，所以能夠獲得清晰影像；指定層外組織與X線管、接受介質(zhì)做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此其影像被模糊。?

考點(diǎn)11??體層成像的基本概念

考點(diǎn)12??數(shù)字合成體層成像的臨床應(yīng)用特點(diǎn)?

1.?一次體層運(yùn)動(dòng)采集可回顧性重建出任意多層面的體層圖像，簡化了操作步驟。?

2.?可進(jìn)行重力負(fù)荷下的立位體層攝影。?

3.?不產(chǎn)生金屬偽影。?

4.?輻射劑量相對(duì)小。用于肺癌普查，DTS輻射劑量可從10mGy下降到3mGy。?

5.?可在顯示器上進(jìn)行多層面的連續(xù)觀察。可以減少重檢率，縮短檢查時(shí)間。

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第三節(jié) 乳腺攝影成像原理

考點(diǎn)1??模擬乳腺攝影原理?

1.?隨著管電壓kV值的降低，物質(zhì)對(duì)X線的吸收變?yōu)榭灯疹D吸收逐漸減少，光電吸收增加。在光電吸收作用中，光電吸收系數(shù)與原子序數(shù)的4次方成正比。?

2.?乳腺是軟組織攝影，需使用能量低、波長較長，穿透物質(zhì)的能力較弱的軟X線，即40kV以下管電壓產(chǎn)生的X線。?

考點(diǎn)2??乳腺攝影的原理和特性?

1.?乳腺為軟組織結(jié)構(gòu)，彼此間密度十分近似，缺乏天然對(duì)比。為了增加其對(duì)X線的吸收差異，獲得良好對(duì)比度的乳腺結(jié)構(gòu)影像，必須選擇軟X線攝影技術(shù)。?

2.?乳腺X線攝影使用鉬靶X線機(jī)，X線管陽極靶面為鉬制成，可產(chǎn)生軟X射線。?

3.?乳腺攝影機(jī)的管電壓調(diào)節(jié)范圍為20～40kV。當(dāng)管電壓在35kV左右時(shí)，鉬能產(chǎn)生K系特征輻射，其平均能量為20keV，20keV的電子能量躍遷時(shí)所釋放的?X線波長約0.063nm；恰好在軟組織攝影所獲得X線對(duì)比度最大的理想波長范圍之內(nèi)。?

4. K系特征輻射是鉬靶產(chǎn)生全部輻射的最強(qiáng)部分，即鉬靶X線管產(chǎn)生的X線能譜中的兩個(gè)峰值部分，范圍較窄、波長恒定、單色性強(qiáng)，適宜乳腺攝影。?

考點(diǎn)3??成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)應(yīng)具備的特征?

1. X線管焦點(diǎn)應(yīng)控制在0.5mm以下。?

2.?暗盒應(yīng)采用吸收系數(shù)較小的材料制成。?

3.?增感屏的熒光體能吸收軟射線，晶體顆粒細(xì)微，且只使用單面后屏。?

4. X線膠片選用與屏-膠系統(tǒng)匹配的單乳劑、γ值大的專用乳腺膠片。?

5.?窗口濾過常用0.03mm鉬、10.025mm銠，以適應(yīng)不同密度乳腺攝影選擇。?

6.?濾線柵常用80LP/cm超密紋柵或高穿透單元濾線柵(HTC)。?

7.?實(shí)施加壓技術(shù)。?

考點(diǎn)4??數(shù)字乳腺攝影像原理?

1.?乳腺DR成像設(shè)備中目前使用最多的是非晶硅和非晶硒兩種平板探測(cè)器。?

2.?乳腺攝影應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：較高的X線能量可以用較小的劑量產(chǎn)生較好的圖像質(zhì)量，尤其是致密型乳腺更是；平板探測(cè)器的像素尺寸范圍應(yīng)在50～lOOμm之間；為使系統(tǒng)不致圖像信息損失，系統(tǒng)應(yīng)提供14bit以上的動(dòng)態(tài)范圍；應(yīng)使用自動(dòng)曝光控制；直接轉(zhuǎn)換探測(cè)器較間接轉(zhuǎn)換探測(cè)器的DQE要高。

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第四節(jié) CT成像原理

考點(diǎn)1??CT成像基礎(chǔ)?

1. CT是醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域最早使用數(shù)字化成像的設(shè)備。有“數(shù)字化”和“體積信息” 特征，目前CT成像常用的方位僅有橫斷面成像。?

2. X線的衰減是指射線通過物體后強(qiáng)度的減弱，其間一些光子被吸收，而另一些光子被散射，衰減的強(qiáng)度大小通常與物質(zhì)的原子序數(shù)、密度、每克電子數(shù)和源射線的能量大小有關(guān)。根據(jù)Lambert-Beer吸收定律，X線通過人體組織后的光子與源射線呈指數(shù)關(guān)系。?

3.?單一能譜射線和多能譜射線的衰減不一樣，單一能譜射線又稱單色射線，其光子都具有相同的能；多能譜射線（多色射線）中的光子具有的能量則各不相同。CT成像中以多能譜射線為主。多能譜射線通過物體后的衰減并非是指數(shù)衰減，而是既有質(zhì)的改變也有量的改變。即經(jīng)衰減后光子數(shù)減少，射線的平均能量增加，并使通過物體后的射線硬化。?

考點(diǎn)2??CT數(shù)據(jù)采集基本原理?

1. CT的成像：透射射線通過被成像的人體某斷面→探測(cè)器接射線→射線衰減信號(hào)送給計(jì)算機(jī)處理→經(jīng)計(jì)算機(jī)重建處理，形成某斷面的圖像。掃描數(shù)據(jù)與最終形成圖像的空間分辨率、偽影等密切相關(guān)。?

2.?現(xiàn)在使用CT機(jī)數(shù)據(jù)采集方法

3. CT掃描成像的基本過程是由X射線管發(fā)出的X射線經(jīng)準(zhǔn)直器準(zhǔn)直后，以窄束的形式透過人體被探測(cè)器接收，并由探測(cè)器進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換后送給數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行邏輯放大，而后通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器作模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，由信號(hào)傳送器送給計(jì)算機(jī)作圖像重建，重建后的圖像再由數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，最后以不同的灰階形式在顯示器上顯示，或以數(shù)字形式存入計(jì)算機(jī)硬盤，或送到激光相機(jī)拍攝成照片供診斷使用。?

考點(diǎn)3??CT的圖像重建?

1.?線性內(nèi)插的含義是：螺旋掃描數(shù)據(jù)段的任意一點(diǎn)，可以采用相鄰兩點(diǎn)掃描數(shù)據(jù)通過插值，然后再采用非螺旋CT掃描的圖像重建方法，重建一幅斷面圖像；目前最常用方法有兩種：360o線性內(nèi)插和180o線性內(nèi)插。?

2.?多層螺旋CT掃描與單層螺旋CT相比，掃描采用的射線束已超越扇形束的范圍，被稱之為錐形束。由于射線束的形狀改變，因此在圖像重建中產(chǎn)生了一些新的問題，最主要的是掃描長軸方向梯形邊緣射線的處理。?

3.多層螺旋CT圖像重建預(yù)處理方法：①圖像重建預(yù)處理不考慮錐形束邊緣的預(yù)處理，②在圖像預(yù)處理中將錐形束邊緣部分的射線一起計(jì)算。?

4. 4層螺CT掃描儀圖像重建預(yù)處理方法：掃描采樣的修正、Z軸過長軸內(nèi)插法、采用扇形束重建算法、多次形束體層重建該方法。?

5. 16層以上螺旋CT的圖像重建與4層螺旋將錐形束邊緣部分射線一起計(jì)算，不同廠家分別采用不同圖像重建預(yù)處理方法：如Siemens公司采用“自適應(yīng)多平面重建”方法；GE公司采用“加權(quán)超平面重建”方法，而Toshiba和Philips則都采用了Feldkamp重建算法。?

6.?心電門控螺旋掃描又被稱為回顧性心電門控螺旋掃描，目前用于16層以上螺旋CT的心臟成像；圖像重建分兩個(gè)步驟：第一步采用多層螺旋內(nèi)插，以修正掃描時(shí)檢查床移動(dòng)的影響；第二步根據(jù)所需圖像的位置，采用部分掃描數(shù)據(jù)重建橫斷面圖像。?

考點(diǎn)4??CT的重建方法?

目前CT圖像重建主要使用的方法是濾過反投影重建法以及迭代重建法。?

濾過反投影法也稱卷積反投影法，其分為預(yù)處理→卷積濾過→反投影三步。?

迭代法重建的圖像重建需經(jīng)多次、反復(fù)的迭代計(jì)算，重建一幅圖像非常耗時(shí)。

考點(diǎn)5??單層螺旋CT?

1.?螺旋CT掃描又稱CT容積掃描，是采用滑環(huán)技術(shù)，X線管和探測(cè)器不間斷360°旋轉(zhuǎn)連續(xù)產(chǎn)生X線，并進(jìn)行連續(xù)數(shù)據(jù)采集；同時(shí)，檢查床沿Z軸反向勻速移動(dòng)，使掃描軌跡呈螺旋狀的掃描方式。?

2.?螺距等于X線管旋轉(zhuǎn)一周檢查床移動(dòng)的距離與掃描層厚的比值。?

3.?掃描范圍為檢查床每秒移動(dòng)的距離與X線管連續(xù)曝光的時(shí)間之積。?

4.?螺旋掃描的優(yōu)點(diǎn)是掃描速度快，可進(jìn)行連續(xù)快速掃描成像，大多數(shù)檢查能夠在患者一次屏氣期間完成。?

考點(diǎn)6??多層螺旋CT?

1.?多層螺旋CT(MSCT)是指安裝有多排探測(cè)器的螺旋CT設(shè)備，又稱多排探測(cè)器CT(MDCT)，X線管每旋轉(zhuǎn)一周，即可完成多層面的容積數(shù)據(jù)采集并重建出多個(gè)層面的圖像。?

2. MSCT掃描的主要技術(shù)特點(diǎn)：一次同時(shí)進(jìn)行N層掃描的MSCT，其X線束被多排探測(cè)器接收，層厚與C線束的寬度無直接相關(guān)，而與被激活的探測(cè)器排數(shù)有關(guān)，并可在回顧性重建時(shí)在一定范圍內(nèi)改變。?

3. MSCT臨床應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)：掃描速度明顯提高、圖像空間分辨力提高、?CT透視定位更準(zhǔn)確、X線利用率提高。?

4. 64-256層螺旋CT：可以采用層厚和薄層掃描。但為了充分發(fā)揮設(shè)備的性能和獲取各方向高分辨力容積數(shù)據(jù)、利用圖像后處理，多采用薄層螺旋掃描技術(shù)。?

5. 320層螺旋CT：因其探測(cè)器的覆蓋范圍廣，全身大部分器官可在X線管旋轉(zhuǎn)一周即完成掃描，掃描方式有步進(jìn)容積掃描和螺旋容積掃描兩種方式。?

6.?雙源CT:不同于單個(gè)X線管和單套探測(cè)器的CT系統(tǒng)，是在掃描機(jī)架內(nèi)安裝兩套X線管和兩套探測(cè)器系統(tǒng)。其優(yōu)勢(shì)有：時(shí)間分辨力提高、能獲得雙能量CT數(shù)據(jù)、心臟檢查輻射劑量降低。?

第五節(jié) DSA成像原理

考點(diǎn)1??成像基本原理?

1. DSA是建立在圖像相減的基礎(chǔ)上的，其結(jié)果是在減影圖像中消除了整個(gè)骨骼和軟組織結(jié)構(gòu)，使?jié)舛鹊偷膶?duì)比劑所充盈的血管在減影圖像中被顯示出來。?

2.?影像增強(qiáng)器是將透過人體后已衰減的未造影圖像的X線信號(hào)增強(qiáng)，再用高分辨率的攝像機(jī)對(duì)增強(qiáng)后的圖像作一系列掃描。?

3. DSA掃描本身就是把整個(gè)圖像按一定的矩陣分成許多小方塊，即像素；所得到的各種不同的信息經(jīng)模／數(shù)轉(zhuǎn)換成不同值的數(shù)字，然后存儲(chǔ)起來；再把采集到的造影圖像的數(shù)字信息與未造影圖像的數(shù)字信息相減，所獲得的不同數(shù)值的差值信號(hào)，經(jīng)數(shù)／模轉(zhuǎn)換成各種不同的灰度等級(jí)，在陰極射線管上構(gòu)成圖像。由此，骨骼和軟組織的影像被消除，僅留下含有對(duì)比劑的血管影像。?

4. mask像即對(duì)采集到的沒有注入對(duì)比劑的數(shù)字圖像。造影像即采集到注入對(duì)比劑的數(shù)字圖像。減影像即經(jīng)運(yùn)算邏輯電路使兩圖像對(duì)應(yīng)像素進(jìn)行數(shù)字相減，則得出減影圖像。?

5.?目前用于醫(yī)學(xué)放射影像的數(shù)字平板探測(cè)器主要分為：非結(jié)晶硅數(shù)字平板探測(cè)器（間接轉(zhuǎn)換式）和非晶體硒平板探測(cè)器（直接轉(zhuǎn)換），以非結(jié)晶硅數(shù)字平板探測(cè)器多見。?

考點(diǎn)2??DSA信號(hào)?

DSA的信號(hào)是指在造影期間進(jìn)行兩次曝光，一次是在對(duì)比劑到達(dá)興趣區(qū)之前，一次是在對(duì)比劑到達(dá)興趣區(qū)并出現(xiàn)最大濃度時(shí)；如果患者在曝光過程中保持體位不移動(dòng)，則兩圖像之間的唯一差別是含有對(duì)比劑的血管，即兩者的差值信號(hào)。DSA的信號(hào)由對(duì)比劑的投射濃度(PI)和血管直徑(d)所決定。?

考點(diǎn)3??圖像采集步驟

考點(diǎn)4??DSA成像方式?

DSA的成像方式分靜脈性DSA和動(dòng)脈性DSA；靜脈DSA分外周靜脈法和中心靜脈法；動(dòng)脈DSA分選擇性動(dòng)脈DSA和超選擇性動(dòng)脈DSA?，F(xiàn)階段以選擇性和超選擇性動(dòng)脈DSA為主。?

考點(diǎn)5??靜脈DSA?

靜脈DSA(IVDSA)檢查，當(dāng)對(duì)比劑從外周靜脈到達(dá)動(dòng)脈系統(tǒng)時(shí)，其原來的平均碘濃度已被稀釋為1/20。對(duì)比劑團(tuán)塊特性曲線的峰值與注射碘的總量成正比，與心輸出量成正比，與中心血量成反比。IVDSA是一種高劑量的造影檢查，每次檢查需要多次注入大量造影劑，方能顯示感興趣區(qū)的全貌。?

考點(diǎn)6??動(dòng)脈DSA?

IADSA分選擇性動(dòng)脈DSA和超選擇性動(dòng)脈DSA，它使用的對(duì)比劑濃度低，對(duì)比劑團(tuán)塊不需長時(shí)間的傳輸與涂布，并在注射參數(shù)的選擇上有許多靈活性；同時(shí)影像重疊少，圖像清晰，質(zhì)量高，DSA成像受患者的影響減小，對(duì)患者的損傷也小。?

考點(diǎn)7??動(dòng)脈性DSA和靜脈性DSA優(yōu)缺點(diǎn)

考點(diǎn)8??動(dòng)態(tài)DSA?

動(dòng)態(tài)DSA是指DSA成像過程中，X線管、人體和檢測(cè)器的規(guī)律運(yùn)動(dòng)的情況下，而獲得DSA圖像的方式。?

考點(diǎn)9??減影方式?

DSA的減影方式分為時(shí)間減影、能量減影和混合減影三種?，F(xiàn)應(yīng)用最多的是時(shí)間減影中連續(xù)方式、脈沖方式和路標(biāo)方式。

第六節(jié) MR成像原理

考點(diǎn)1??原子核的自旋?

自旋是指原子核中的質(zhì)子圍繞著一個(gè)軸做自旋運(yùn)動(dòng)，周圍便有磁場(chǎng)存在，因此質(zhì)子的自旋是產(chǎn)生磁共振現(xiàn)象的基礎(chǔ)。?

考點(diǎn)2??磁共振現(xiàn)象?

1.?磁共振現(xiàn)象是指原子核(MRI中是質(zhì)子)的磁角動(dòng)量在外加主磁場(chǎng)(B0)的條件下，受到另一外加磁場(chǎng)(B1)的作用而發(fā)生的共振現(xiàn)象。?

2.?進(jìn)動(dòng)是磁場(chǎng)中磁矩矢量的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。?

考點(diǎn)3??弛豫?

1.?弛豫是指原子核發(fā)生磁共振而達(dá)到穩(wěn)定的高能態(tài)后，從外加的B1消失開始，到回復(fù)至發(fā)生磁共振前的磁矩狀態(tài)為止的整個(gè)變化過程。?

2.?弛豫過程是一個(gè)能量轉(zhuǎn)變的過程，需要一定的時(shí)間，磁矩的能量狀態(tài)隨時(shí)間延長而改變，磁矩的整個(gè)回復(fù)過程是較復(fù)雜的，但卻是磁共振成像的關(guān)鍵部分；磁共振成像時(shí)受檢臟器的每一個(gè)質(zhì)子都要經(jīng)過反復(fù)的RF激發(fā)和弛豫過程。弛豫有縱向弛豫和橫向弛豫之分。

考點(diǎn)4??MR信號(hào)形成?

MR信號(hào)在MRI圖像上反映出不同組織的亮暗特征。?

考點(diǎn)5??MR圖像重建原理

考點(diǎn)6??磁共振成像的脈沖序列?

1.?磁共振成像實(shí)質(zhì)就是一個(gè)通過脈沖序列獲得所需的回波信號(hào)并將其重建為圖像的過程。?

2. MRI的脈沖序列是指把射頻脈沖、梯度場(chǎng)和信號(hào)采集時(shí)間等相關(guān)參數(shù)的設(shè)置及其在時(shí)序上的排列。?

3.?影響組織磁共振信號(hào)強(qiáng)度的因素是多種多樣的，有時(shí)需要通過調(diào)整成像參數(shù)，可以調(diào)整的成像參數(shù)包括射頻脈沖、梯度場(chǎng)及信號(hào)采集時(shí)間等。射頻脈沖的調(diào)整主要包括帶寬（頻率范圍）、幅度（強(qiáng)度）、何時(shí)施加及持續(xù)時(shí)間等；梯度場(chǎng)的調(diào)整主要包括梯度場(chǎng)施加方向、梯度場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)何時(shí)施加及持續(xù)時(shí)間等。?

4.?射頻脈沖(RF)是指具有一定寬度、一定幅度的電磁波，它是磁共振信號(hào)的激勵(lì)源，因此在任何序列中，必須至少具備一個(gè)射頻脈沖。射頻脈沖的能量以射頻的形式被自旋核系統(tǒng)吸收，然后同樣以射頻的形式被釋放。在此能量的轉(zhuǎn)換過程中遵循頻率一致的原則，也就是說射頻脈沖的頻率必須與larmor頻率一致?

5.?激勵(lì)角或翻轉(zhuǎn)角一般用角度或者弧度表示，它代表縱向磁化矢量接收射頻能量后向橫向平面翻轉(zhuǎn)的角度。?

6.?梯度磁場(chǎng)主要在層面選擇、頻率編碼以及相位編碼等過程中起關(guān)鍵作用，而信號(hào)采集則是脈沖序列的最終目的。?

考點(diǎn)7??脈沖序列的分類

考點(diǎn)8??脈沖序列的基本參數(shù)?

考點(diǎn)9??T1值和T1圖像對(duì)比度?

1.?縱向弛豫時(shí)間T1是組織固有屬性之一，在相同場(chǎng)強(qiáng)的磁場(chǎng)環(huán)境下，不同組織在磁場(chǎng)中表現(xiàn)出不同的T1；更為重要的是，同一組織生理狀態(tài)下的T1和病理狀態(tài)下的T1同樣表現(xiàn)不同。?

2.?短T1的組織在T1加權(quán)的序列中表現(xiàn)為高信號(hào)，而長T1組織表現(xiàn)為低信號(hào)。?

考點(diǎn)10??T2值與T2圖像對(duì)比度?

1.?組織的橫向弛豫時(shí)間T2也是組織的本征特性之一；不同的組織具有不同的T2，同樣重要的是，同一組織生理狀態(tài)下的T2和病理狀態(tài)下的T2表現(xiàn)不同。?

2.?短T2的組織在T1加權(quán)的序列中表現(xiàn)為低信號(hào)，而長T2組織表現(xiàn)為高信號(hào)。?

考點(diǎn)11??質(zhì)子密度值與質(zhì)子密度圖像對(duì)比度?

圖像產(chǎn)生的對(duì)比度反映了不同組織間的氫質(zhì)子密度差，那么該對(duì)比度稱為質(zhì)子密度對(duì)比度，相應(yīng)地，突出質(zhì)子密度分布的圖像稱為質(zhì)子密度加權(quán)像。?

考點(diǎn)12??圖像的加權(quán)?

磁共振圖像會(huì)受到多種因素的綜合影響，通過調(diào)節(jié)TR、TE、TI或翻轉(zhuǎn)角等脈沖序列參數(shù)，就可以突出上述影響因素中的某一項(xiàng)，并以該項(xiàng)因素為主產(chǎn)生圖像的對(duì)比度，這樣獲取的圖像稱為加權(quán)像(WI)，在目前的臨床應(yīng)用中，常見的加權(quán)圖像有T1加權(quán)像、T2加權(quán)像、質(zhì)子密度加權(quán)像以及彌散加權(quán)像等。

考點(diǎn)13??自旋回波脈沖序列

考點(diǎn)14??梯度回波脈沖序列?

1.?梯度回波也是一種MR成像的回波信號(hào)，即其強(qiáng)度從小變大到達(dá)峰值后又逐漸變小，和自旋回波不同的是梯度回波信號(hào)是利用梯度場(chǎng)的切換產(chǎn)生的，因此稱為梯度回波(GRE)。?

2.梯度回波序列的特點(diǎn)：小角度激發(fā)，成像速度快；GRE序列反映的是組織T2*弛豫信息而非T2弛豫信息；GRE序列的固有信噪比較低；GRE序列增加了對(duì)磁場(chǎng)不均勻的敏感性；GRE序列中血流常呈現(xiàn)高信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)流動(dòng)血液的成像。?

考點(diǎn)15??小角度激勵(lì)優(yōu)點(diǎn)?

①產(chǎn)生宏觀橫向磁化矢量的效率較高，與90°脈沖相比，30o脈沖的能量僅為90°脈沖的1/3左右，但產(chǎn)生的宏觀橫向磁化矢量達(dá)到90°脈沖的1/2左右；②脈沖的能量較小，SAR值降低；③縱向弛豫所需要的時(shí)間明顯縮短，因而可選用較短的TR，從而明顯縮短掃描時(shí)間，這也是梯度回波序列相對(duì)SE序列能夠加快成像速度的原因。?

考點(diǎn)16??反轉(zhuǎn)恢復(fù)和快速反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列?（了解）

1.?反轉(zhuǎn)脈沖是指用180°射頻脈沖對(duì)組織進(jìn)行激發(fā)，使組織的宏觀縱向磁化矢量偏轉(zhuǎn)180°，即偏轉(zhuǎn)到與主磁場(chǎng)相反的方向上的脈沖。

2.?把具有180°反轉(zhuǎn)預(yù)脈沖的序列統(tǒng)稱為反轉(zhuǎn)恢復(fù)脈沖序列。反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列由兩部分組成，第一部分是一個(gè)180°的射頻脈沖，在一定的延遲時(shí)間后，緊接的第二部分通常是自旋回波或快速自旋回波序列，相應(yīng)地分別稱為反轉(zhuǎn)恢復(fù)和快速反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列。?

3.反轉(zhuǎn)脈沖序列有以下共同特點(diǎn)：組織縱向弛豫過程延長，組織間的縱向弛豫差別加大，即T1對(duì)比明顯高于90°脈沖；反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列可以選擇性抑制特定T1值的組織信號(hào)。

4.?在反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列中，-180°反轉(zhuǎn)脈沖中點(diǎn)至90o脈沖中點(diǎn)的時(shí)間間隔定義為反轉(zhuǎn)時(shí)間(TI)，90°脈沖中點(diǎn)到回波中點(diǎn)的時(shí)間間隔定義為TE，而把相鄰的兩個(gè)-180°反轉(zhuǎn)預(yù)脈沖中點(diǎn)的時(shí)間間隔定義為TR。?

5.?反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列具有以下特點(diǎn)：①組織的T1對(duì)比優(yōu)于自旋回波序列。②一次反轉(zhuǎn)脈沖后序列僅采集一個(gè)回波信號(hào)，而且TR很長，導(dǎo)致掃描時(shí)間很長。?

6.?快速反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列具有以下特點(diǎn)：①由于序列中有回波鏈的存在，其成像速度明顯快于反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列。②由于回波鏈的存在，氫質(zhì)子在弛豫過程中T2的影響增大，因此該序列在應(yīng)用于獲得T1加權(quán)圖像時(shí)，其效果不如反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列，但優(yōu)于快速自旋回波。③同樣由于存在回波鏈的原因，相應(yīng)的TE為有效TE，圖像上出現(xiàn)與快速回波序列類似的模糊效應(yīng)。④通過選擇不同的TI，可選擇性抑制相應(yīng)T1值的組織信號(hào)。?

7.?快速反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列的臨床應(yīng)用?

包括：短反轉(zhuǎn)時(shí)間反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(STIR)、液體抑制反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(FLAIR)、快速反轉(zhuǎn)恢復(fù)T1WI序列（T1 FLAIR）?

考點(diǎn)17??平面回波成像序列?

1.?平面回波成像(EPI)是目前最快的MR信號(hào)采集方式，利用單次激發(fā)EPI序列可在數(shù)十毫秒內(nèi)完成一幅圖像的采集。?

2. EPI是在梯度回波的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，可以理解為“一次射頻脈沖激發(fā)后采集多個(gè)梯度回波”。?

3. EPI序列分為兩種：①按射頻激發(fā)次數(shù)；②按EPI準(zhǔn)備脈沖類型。

考點(diǎn)18??基于螺旋槳技術(shù)的快速自旋回波及快速反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列?

1. Propeller技術(shù)是在基本序列為FSE或FIR的基礎(chǔ)上，K空間的數(shù)據(jù)采用了放射狀的填充方式；在一個(gè)TR期間按一定數(shù)量的回波鏈采集回波，每個(gè)回波分別進(jìn)行頻率編碼和相位編碼后，但作為一組數(shù)據(jù)平行地填充于某一角度相應(yīng)多行的K空間線，這一組填充信息被稱為Propeller（螺旋槳）的葉片或刀鋒(Blade)。?

2. Propeller技術(shù)的K空間填充軌跡是平行填充與放射狀填充的結(jié)合，平行填充軌跡使K空間周邊區(qū)域在較短的采樣時(shí)間內(nèi)具有較高信號(hào)密集度，保證圖像的空間分辨率；放射狀填充軌跡則使K空間中心區(qū)域有較多的信號(hào)重疊，提高了圖像的信噪比并減少了運(yùn)動(dòng)偽影。?

3. Propeller技術(shù)的數(shù)據(jù)處理包括：①信號(hào)采集；②相位校正；③旋轉(zhuǎn)校正；④平移校正；⑤相關(guān)性加權(quán)；⑥圖像重建。?

4. Propeller技術(shù)特點(diǎn)：①K空間中心區(qū)域有大量的信息重疊，圖像有較高的信噪比，有更多的數(shù)據(jù)校正信息。②運(yùn)動(dòng)偽影沿著放射狀的方向被拋射到FOV以外，運(yùn)動(dòng)偽影明顯減輕。③Propeller技術(shù)不易產(chǎn)生磁敏感偽影。?

5. Propeller技術(shù)臨床應(yīng)用包括：?Propeller FSE T2WI成像、Propeller T2 FLAIR、Blade T1 FLAIR、Propeller DWI。?

考點(diǎn)19??三維成像及其脈沖序列?

1.?三維成像(3D)又稱三維體積成像或三維容積成像，是指獲得的成像數(shù)據(jù)來自一個(gè)較大范圍的容積，而不是某個(gè)TR層面，也可以理解為某一成像對(duì)象體積連續(xù)層面的數(shù)據(jù)采集方式。?

2.?三維成像通常采用短TR的快速掃描序列，采集數(shù)據(jù)時(shí)沒有層間隔，采集后的數(shù)據(jù)可以按任意方向重建斷層圖像，不受數(shù)據(jù)采集時(shí)的方向限制，而且更有利于成像對(duì)象的體積分析研究。?

3.?三維成像序列中層面編碼的步數(shù)由成像容積在層面選擇方向上的像素來決定。3D容積成像一般采用各向同性的數(shù)據(jù)采集方式。臨床上大范圍的3D成像一般均采用梯度回波序列。