醫(yī)學影像物理學教學大綱(12版)

1、醫(yī)學影像物理學教學大綱一、課程簡介課程代碼： 課程名稱：醫(yī)學影像物理學學時： 80 理論/實驗學時：60/20課程屬性：必修課 課程類型：專業(yè)基礎課 先修課程：高等數(shù)學、醫(yī)學物理學 開課學期：第4學期適合專業(yè)：醫(yī)學影像學二、課程的性質、目的與任務本課程為專業(yè)基礎課。通過對本課程的學習，要求學生了解醫(yī)學影像技術的發(fā)展歷程和該領域的最新發(fā)展方向，掌握醫(yī)學成像的主要方法和物理原理，以及醫(yī)學圖像質量保證和控制的物理原理，掌握相關的基礎知識，為以后更深入地了解和有效使用醫(yī)學影像設備，很好地控制醫(yī)學圖像的質量，正確利用醫(yī)學圖像進行診斷打下良好的基礎。三、教學內容和要求（一）理論課在各章節(jié)內容中，按“了解”

2、、“熟悉”、“掌握”三個層次要求。 “掌握”是指學生能根據(jù)不同情況對某些概念、原理、方法等在正確熟悉的基礎上結合事例加以運用,能夠進行分析和綜合?！笆煜ぁ笔侵笇W生能用自己的語言把學過的知識加以敘述、解釋、歸納,并能把某一事實或概念分解為若干部分,指出它們之間的內在聯(lián)系或與其它事物的相互關系?！傲私狻笔侵笇W生應能辨認的科學事實、概念、原則、術語,知道事物的分類,過程及變化傾向,包括必要的記憶。重、難點用下劃線表示。一、緒論 1、課程的主要內容、性質特點、學習目的、參考書目和學習網(wǎng)站。2、專業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展前景。3、醫(yī)學影像的發(fā)展歷程。X線成像、磁共振成像、超聲成像、放射性核素成像。教學要求：了解醫(yī)學

3、成像技術發(fā)展概況，使學生對本課程的學習目的、學習方法、課程性質和特點，以及學時安排等有一個比較全面的認識。二、X射線物理1、X射線的產(chǎn)生X射線管、X射線產(chǎn)生的機制。2、X射線輻射場的空間分布X射線的強度、X射線的質與量、X射線強度的空間分布。3、X射線與物質的相互作用X射線與物質相互作用系數(shù)、X射線與物質相互作用的兩種主要形式：光電效應、康普頓效應，X射線的基本特性。4、X射線在物質及人體中的衰減單能X射線在物質中的衰減規(guī)律、連續(xù)X射線在物質中的衰減規(guī)律、X射線的濾過和硬化、混合物和化合物的質量衰減系數(shù)、化合物的有效原子序數(shù)、X射線在人體組織內的衰減。教學要求:掌握: 掌握X射線產(chǎn)生的條件及機

4、制，影響X射線強度的因素，X射線與物質相互作用的兩種主要形式，X射線的衰減規(guī)律， X射線的濾過與硬化。熟悉: X射線管的焦點及焦點對X線成像質量的影響， X射線的基本特性，X射線量與質的概念，X射線強度的空間分布。了解: X線管的結構，陽極效應，混合物和化合物的質量衰減系數(shù)、化合物的有效原子序數(shù)。 三、X射線影像1、模擬X射線影像（1）普通X射線攝影投影X射線影像的形成、X射線透視、X射線攝影。（2）特殊X射線攝影軟X射線攝影、高千伏X射線攝影、X射線造影。（3）X射線圖像質量評價評價醫(yī)學影像質量的參數(shù)、影響醫(yī)學影像質量的因素。2、數(shù)字X線影像（1）數(shù)字圖像基礎模擬圖像與數(shù)字圖像、數(shù)字圖像的形

5、成、數(shù)字圖像處理的主要方法：對比度增強法。（2）數(shù)字減影血管造影DSA的物理基礎、DSA的基本方法、DSA的影像質量（3）數(shù)字X射線攝影CR、DR、數(shù)字X射線影像的主要技術優(yōu)勢。、 X射線計算機斷層成像（1）X-CT的基礎知識斷層、解剖斷面、體素、像素的概念；掃描與投影；X-CT圖像重建的數(shù)理基礎；CT值與灰度顯示、窗口技術。（2）傳統(tǒng)X-CT的掃描方式單束平移-旋轉方式；窄扇形束平移-旋轉方式；寬扇形束旋轉-旋轉方式；寬扇形束靜止-旋轉方式；電子束掃描方式。（3）螺旋CT單層螺旋CT；多層螺旋CT；雙源螺旋CT。（4）X-CT圖像的質量控制圖像的主要質量參數(shù)；X-CT圖像的偽像。教學要求:掌

6、握: 掌握X射線影像形成的物理基礎，X射線照片系統(tǒng)的工作原理、膠片的感光度、光密度、膠片特性曲線，軟X射線攝影的原理，DSA的物理基礎及造影方法、CR的物理原理及成像過程，掃描與投影概念、X-CT成像原理、窗口技術。熟悉: DR的工作原理，評價醫(yī)學影像質量的基本參數(shù)，影響X射線影像質量的因素及改善圖像質量的措施，數(shù)字圖像的形成及基本特點， CT圖像的質量控制的主要參數(shù)。了解：X射線影像的優(yōu)勢及局限性，傳統(tǒng)CT的掃描方式、螺旋CT，X-CT圖像的偽影。四、核磁共振物理1、基本概念磁矩、角動量、磁旋比。2、靜磁場中的磁性核Zeeman效應、旋進、磁化強度矢量、自旋核數(shù)密度、影響磁化強度矢量的因素。

7、3、磁共振現(xiàn)象磁共振現(xiàn)象、射頻電磁波的磁場矢量、射頻電磁波對氫核系統(tǒng)的激勵。4、弛豫過程弛豫及其規(guī)律、縱向弛豫、橫向弛豫、弛豫時間常數(shù)的物理、生物特性、自由感應衰減信號。5、化學位移及磁共振譜化學位移、磁共振譜分析、自由水及結合水。教學要求：掌握：磁矩、磁旋比、磁化強度矢量、核磁共振現(xiàn)象、磁共振的本質及共振條件、 脈沖及自由感應衰減信號、弛豫時間常數(shù)T1與T2。熟悉：角動量、旋進、影響磁化強度矢量的因素，弛豫過程及規(guī)律。了解：弛豫時間常數(shù)的物理生物特性，化學位移及磁共振譜。五、磁共振成像1、磁共振信號及加權圖像自由感應衰減信號與加權圖像、自旋回波信號與加權圖像、反轉恢復信號與加權圖像。2、磁共

8、振圖像重建梯度與梯度磁場、空間位置編碼、二維傅里葉變換圖像重建、K空間的定義、K空間的填充及性質。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、快速成像序列的應用。4、磁共振血管成像流動現(xiàn)象、流動現(xiàn)象的補償、時間飛越法血管成像、相位對比法血管成像。教學要求：掌握：加權圖像的概念、磁共振成像基本原理、磁共振信號的空間定位原理，自旋回波序列。熟悉：反轉恢復序列、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圖像特點，K空間的基本概念。了解：磁共振信號的獲取與二維傅立葉變換圖像重建的思想，快速成像序列的應用，磁共振血管成像。六、核醫(yī)學物理1、原子核的基本性質原子核的組成和

9、質量、核素及分類、原子核的穩(wěn)定性。2、原子核衰變的類型衰變、衰變、衰變。3、原子核衰變規(guī)律放射性衰變規(guī)律、核衰變有關的物理量、遞次衰變、放射平衡、放射性計數(shù)的統(tǒng)計規(guī)律。4、原子核反應核反應的一般概念、中子與中子核反應。5、醫(yī)用放射性核素的來源反應堆、回旋加速器、放射性核素發(fā)生器。教學要求：掌握: 核素及分類，放射性衰變規(guī)律，核衰變有關的物理量：半衰期、平均壽命、放射性活度，。熟悉：描述核衰變的物理量之間的關系，放射平衡，醫(yī)用放射性核素的來源。了解：原子核的組成及穩(wěn)定性、原子核的三種衰變、遞次衰變及放射性計數(shù)的統(tǒng)計規(guī)律、原子核反應。七、核醫(yī)學影像1、概述核醫(yī)學影像的主要技術及特點、核素示蹤技術、

10、放射性制劑。2、射線探測射線能譜、閃爍計數(shù)器。3、相機相機成像原理、探頭、位置信號與Z信號、幅度脈沖分析器。4、發(fā)射型計算機斷層成像（ECT）ECT成像的本質、單光子發(fā)射型計算機斷層成像（SPECT）、正電子發(fā)射型計算機斷層成像（PET）。教學要求：掌握：核素示蹤的基本根據(jù)、照相機的探頭結構及工作原理、PET成像的物理基礎及其符合探測原理。熟悉：核醫(yī)學影像的技術特點、SPECT的成像原理及數(shù)據(jù)的衰減校正。了解：放射性制劑、射線探測、相機位置計算電路的工作原理、SPECT及PET的技術優(yōu)勢。八、超聲物理1、超聲波的基本性質超聲波的分類、聲波、聲壓、聲強與聲阻抗。2、超聲波的發(fā)射與接收、超聲場壓電

11、效應、圓形單晶片聲源的超聲場、聲束的聚焦。3、超聲波在介質中的傳播特性反射與折射、衍射與散射、聲波在介質中的衰減規(guī)律、聲束通過介質薄層的特征。4、多普勒效應多普勒頻移、利用多普勒效應測量血流速度。教學要求：掌握：超聲波的基本性質、超聲在介質中的傳播特點及介質對超聲傳播的影響、熟悉：多普勒效應及頻移信號的采集、超聲場及聲束聚焦。了解：壓電效應。九、 超聲成像1、超聲回波所攜帶的信息反射和散射回波、超聲成像的三個物理假定。2、A超與M超A超原理、M超原理。3、B超B超原理、電子掃描、B超圖像及質量評價。4、頻譜多譜勒脈沖多普勒、連續(xù)多普勒、頻譜分析與顯示。5、彩色多普勒血流成像彩色多普照勒血流成像

12、原理、信號輸出的顯示方式、彩色多普勒血流顯像特點。教學要求：掌握：超聲成像的基本方法、超聲反射回波和散射回波所攜帶的信息特征、B超原理、多普勒成像及彩超的基本原理熟悉：超聲圖像的質量評價方法、M超原理、脈沖多普勒技術和頻譜分析方法。 了解：諧波成像原理及技術的應用、自相關技術基本原理及應用。（二）實驗課醫(yī)學影像物理學實驗的任務是讓學生結合醫(yī)學影像物理學理論知識，了解醫(yī)學影像技術的原理，掌握部分設備的初級應用技能，為進一步熟悉醫(yī)學儀器原理提供物理和醫(yī)學依據(jù)。要求學生掌握現(xiàn)代醫(yī)學儀器的一些物理原理和工作方法。1、模擬X射線成像見習2、X射線圖像質量控制見習3、數(shù)字X射線成像見習4、X-CT成像與應用見習5、磁共振成像與應用見習6、放射性核素顯像見習7、超聲成像與應用見習四、學時分配內 容講授討論實驗、見習示教其它小計緒論2X射線物理7X射線影像18磁共振物理6磁共振成像12核醫(yī)學物理3核醫(yī)學影像3超聲物理3超聲成像6模擬X射線成像見習3X射線圖像質量控制見習2數(shù)字X射線成像見習3X-CT成像與應用見習3磁共振成像與應用見習3放射性核素顯像見習3超聲成像與應用見習3總 計602080五、考核方式 按平時20%、實驗見習20%、考試60%的標準綜合評定該課程的總成績。六、