第一、二代CT的扫描方式为平移加旋转,第三、四代CT的描方式为旋转。表示CT空间分辨率的单位是线对数/厘米(LP/cm)。CR:计算放射影像DR:数字放射影像正弦图:用来展示各个角度下获得的投影数据,其横坐标是投影函数的距离坐标R,纵坐标是投影角θ,图中的灰度值与投影函数g(R,θ)相对应。CR成像过程:用成像板取代了传统的屏-胶片系统,成像板在X射线的照射下,荧光物质吸收了入射的X射线并将其能量存储起来,形成“潜影”,然后用激光束扫描荧光屏,屏上的信息由此转化成光信号放射出来,光信号经过光电倍增管放大后由AD转换器转换成数字信号并存入计算机。(x线-影像板(imageplateip)-IP潜影-激光扫描系统读取-辉尽性荧光-光电转换(倍增)器-电信号-A/D转换器-数字化影像信息-计算机处理-数字化图像)存储屏与传统屏-胶片系统的比较:1.灵敏度高。在相同情况下,CR系统需要的X射线照射剂量小的多。2.动态范围宽。其动态范围超过10000:1,CR获得的图像具有良好的一致性与稳定性。3.影像更清晰。CR系统的分辨率更高了,而且工作效率与更高了。DR数字放射成像过程:是指一种基于大面积的平板检测器的直接数字化X射线成像系统,平板检测器是在玻璃基底上生成的薄膜硅晶体管阵列组成,每一个检测器像素由一个光电二极管和相连的TFT组成在阵列的上面由掺铊的CsI闪烁物、反射层和石墨保护层构成。当入射的X射线照射到CsI时,CsI闪烁体产生可见光通过内部光纤传到TFT阵列,并转换成电信号,这个电信号经过放大后由AD转换器转换成数字信号。(x线-平板探测器-光闪烁器-光信号-光电转换(倍增)器-电信号-A/D转换器-数字化影像信息-计算机处理-数字化图像)投影X线图像质量评价:常用指标有信噪比、对比度、对比度/噪声比、不锐度、空间分辨率、调制传递函数、量子检测效率。信噪比:检测器上测得的入射光子数越大,信噪比越高。空间分辨率是系统所能分辨的两个相邻物体间的最小距离,荧光闪烁屏的厚度、胶片曝光速度等都会影响空间分辨率。数字X射线成像系统的优点:1、改善了图像显示的质量。用户在获得数字化图像后,很容易对他做各种灰度处理,让其适应显示器的动态范围。2、减少对病人的照射剂量。只要图像中的信噪比足够高,在低剂量照射中损失的一部分对比度可以在显示过程中将灰度调整过来。3、图像后处理功能。数字图像处理技术可以对所获得的数字图像进行各种有效的处理。4、图像的存储与检索。计算机存储设备可以很方便的检错各种数据。5、图像的通信。目前数字化图像可以在医院的各个科室间互相传送,便于诊断使用。临床常用的CT图像的重建方法:迭代法、直接反投影法、滤波反投影法螺旋CT是如何提高成像质量的(螺距、滑环、高压控制、检测器、线性插补成像平面重建算法)螺旋CT工作原理:在病人台架连续移动的过程中不间断地采集数据,采集数据时,X射线管和检测器围绕病人旋转来采集整个平面的数据。螺旋CT装置分为旋转部分和固定部分。旋转部分包括X射线管、准直器、次级高压发生器、X射线检测器和相关的电子线路;固定部分包含前端数据存储器、初级高压发生器和计算机。螺距:机架旋转一周检查床前进的距离d。P=d/W:如果p1,相邻两个螺旋扫描层就会发生重叠,增加对病人的照射剂量;若p=1,则扫面层大致是一层靠一层,没有重叠和间隙。若p1,相邻层面中会出现空隙,会使图像模糊。滑环的功能:由于机架在整个数据采集的过程中连续地旋转,安装在机架上的X射线管的输入电源及检测器的输出信号都必须通过一种特殊设计的滑环来传递,避免了导线缠绕问题滑环传输高电压问题:解决方法有两个,一是将高压的产生分成两个阶段,:由滑环外固定的初级高压发生器先将电压升至一个中间水平,通过滑环传入后再由次级高压发生器将电压升至正常工作电压。二是仅将一个低电压通过滑环传到高压发生器,它将产生高压给X射线管供电。r照相机组成:整个系统由准直器、闪烁晶体、光电倍增光阵列、位置计算电路、脉冲高度分析器与相应的显示装置构成。r照相机成像信号流程:准直器让人体内向外辐射的r射线准确投射到闪烁晶体上,构成闪烁图像,闪烁晶体把入射r射线光子转换成光学图像,然后光电倍增管将光学图像转换成电脉冲图像,电脉冲信号经过电阻矩阵电路后形成相对应的电信号,同时得到发生闪烁的位置信号,这个信号经过计算机进一步处理后得到准确的闪烁点坐标,最后,能量信号与坐标信号组合起来就形成了完整的核医学图像。准直器的作用:实现空间定位,使得来自不同空间部位的射线照射到闪烁体的特定位置上。准直器分为:平行孔型,张角型,聚焦型、针孔型。理想闪烁体的要求:1、对入射的r射线光子有较高的俘获效率。2、与入射光子相互作用后的发光效率高,但发光的持续时间又较短。3、材料的发光效率高,而且具有良好的光学性能,对荧光的传播呈透明且折射小。为什么要做PET衰减校正:为了准确地确定放射性核素在人体内的密度分布,PET系统也需要进行衰减校正。PET衰减效正方法:可以用一个体外辐射源绕人体旋转一周用透射的方法测出相应路径上的衰减,然后在图像重建之前对数据进行衰减校正。PET的衰减校正比SPECT的更精确。PET的空间分辨率受两个因素约束:1.两个湮灭光子的传播方向不是严格成180度。2.正电子在发生湮灭之前实际已经传播了一段距离。PET系统评价:PET的优点是系统的灵敏度高,定位更精确并能够进行较严格的衰减校正。缺点是设备的价格过高,而且该医院必须配备回旋加速器。为什么要做SPECT衰减效正:影像SPECT系统性能的一个重要因素就是r射线在传播过程中的衰减,如果在重建算法中忽略人体对r射线产生衰减的因素,就会使所得的图像失去定量的意义,所以要做衰减效正。质量湮灭现象:正电子与电子结合,发生质量湮灭,并转化成两个能量为511keV且传播方向完全相反的r射线光子。响应线:在PET系统中,检测器阵列被安置在一个环形结构上,各个检测器的输出分别连到一系列符合检测电路中。如果符合检测电路在一个很小的时间间隔内,同时获得两个检测器输出的信号,则认为在这两个检测器的空间连线上有释放正电子的核素存在。这条连线称为响应线。响应线上的计数信息将送到计算机中作进一步的处理,以获得核素在体内分布浓度的断面像。符合检测电路原理:从两个检测器来的信号先经过前置放大和低通滤波来除去高频噪声,然后信号再被送到幅度阈值检测电路中,只有当输入信号超过一定幅度时,电路才有脉冲输出,两路输出被送到一个与门的输入端,只有当符合检测器在一个很短的时间间隔内同时检测到r射线光子时,才有信号输出到计算机。电子相控阵探头原理:如果控制达到各阵元的激励脉冲依次相差一个固定时间,则叠加后波束的方向与探头表面的法线方向之间就存在一个偏转角。电子相控阵探头功能:调整各阵元激励的延迟时间,可改变声束的指向,可以实现声束的聚焦。采样体积:采样体积的长度决定系统的轴向分辨率;采样体积的宽度决定系统的侧向分辨率。B超关键技术:1.换能器:声透镜、一维电子聚焦、动态孔径、环阵技术、高维探头、动态频率扫描。2.波束形成技术:空间分辨率的改善、时间分辨率的提高、对比度分辨率的提高。提高超声分辨率的方法:1.声透镜:使用声透镜,声束变细,系统侧向分辨率提高。2.一维电子聚焦:人为改变延迟时间,改变焦距的长度,获得指定深度内的信息。3.动态孔径:探查较浅部位用小孔径,而深部位采用大孔径。4.环阵技术:可以解决与换能器阵元排列方向垂直方向上的聚焦问题,利用动态聚焦和动态孔径实现全程聚焦,提高回波的信噪比。5.高维探头:在扫描平面的厚度方向实现电子聚焦,在该方向上对阵元切割。6.动态频率扫描:对浅部位采用高发射频率以获得高的轴向分辨率。对于深部位适当降低发射频率以保证探查深度,最后将不同深度图像综合在一起就是完整的图像。数字式波束形成技术:1、提高空间分辨率,实现从近场到远场精细地控制波束聚焦,尽量缩短焦点移动步距2、提高时间分辨率,提高整体系统的帧频即提高时间分辨率3、提高对比度分辨率,对回波信号作不同的加权处理,从而使系统的对比度分辨率提高。数字扫描变换器(DSC):变换一是扫描格式的变换,二是扫描速度的变换。DSC主要解决了坐标变换和数据插补两个问题。坐标变换有两种方案:大图像存储器方案和小图像存储器方案。数据插补方法有:一维水平插补、二维平面插补、圆插补。数据插补可以使得图像均匀、连续。超声成像系统评价:评定标准:1、细微分辨率,指清晰地区分细微组织的能力2、对比清晰度,指有明亮反射物存在的情况下鉴别组织类型及细微结构的能力3、全场均匀性,在整个显示范围内提供较好的细节分辨率与对比清晰度的能力。确定以上参数的方法:1、人体组织仿真模块2、波束曲线测绘法3、波束剖面法傅里叶变换的过程:选层激励、相位编码、数据读出。MRI成像过程:通过对静磁场(Bo)中的人体施加某种特定频率的射频脉冲(RF)电磁波,使人体组织中的氢质子受到激励而发生磁共振现象,当RF脉冲中止后,氢质子在弛豫过程中发射出射频信号,被接收线圈接收,再利用梯度磁场进行空间定位,最后进行图像重建而成像。磁共振成像MR图像质量的评价指标:图像信噪比、图像对比度、空间分辨率、均匀度等。1.信噪比:指检测到的组织信号强度与背景噪声强度之比。信噪比越大,则组织信号成份越多,混在信号里的噪声越少,图像质量越高。2.对比度:是指被检组织之间信号强度的相对差异。影响对比度因素主要包括被检组织的固有特性(质子密度、T1、T2等)、选择的各种参数(如脉冲序列、时间参数和磁场强度)及所有影响图像对比的因素(如对比剂)等。3.空间分辨率:指MR图像可辨认的邻接物体的空间最小距离,即图像所显示兴趣区域内细微结构的分辨能力。取决于成像组织体素容积的大小。体素容积小,能分辨出的细微结构几何尺寸小,空间分辨率高。4.均匀度:指图像上均匀物质信号强度偏差。偏差越大,均匀度越低。均匀度与信号强度均匀度、SNR均匀度、CNR均匀度有关系,也与静磁场均匀度、梯度磁场均匀度、表面线圈摆放的位置等有关系,其测量可用水模来完成。简述CT成像原理:在CT成像中物体对X线的吸收起主要作用,在一均匀物体中,X线的衰减服从指数规律。当X线穿透人体器官或组织时,由于人体器官或组织是由多种物质成分和不同的密度构成的,所以各点对X线的吸收系数是不同的。将沿着X线束通过的物体分割成许多小单元体(体素),令每个体素的厚度相等(l)。设l足够小,使得每个体素均匀,每个体素的吸收系数为常值,如果X线的入射强度I0、透射强度I和体素的厚度l均为已知,沿着X线通过路径上的吸收系数之和μ1+μ2+……+μn就可计算出来。为了建立CT图像,必须先求出每个体素的吸收系数μ1、μ2、μ3……μn。为求出n个吸收系数,需要建立如上式那样n个或n个以上的独立方程。因此,CT成像装置要从不同方向上进行多次扫描,来获取足够的数据建立求解吸收系数的方程。吸收系数是一个物理量,CT影像中每个像素所对应的物质对X线线性平均衰减量大小的表示。实际应用中,均以水的衰减系数为基准,故CT值定义为将人体被测组织的吸收系数μi与水的吸收系数μw的相对值,用公式表示为:再将图像面上各像素的CT值转换为灰度,就得到图像面上的灰度分布,就是CT影像。