医学影像成像原理复习题汇编

㈠名词解释⒈CT值：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。

CT值定义为将人体被测组织的吸收系数与水的吸收系数的相对值⒉TR（重复时间）：从90°脉冲开始至下一次90°脉冲开始的时间间隔。

⒊SNR（信噪比）：图像中的信号能量与噪声能量之比。

⒋PACS（图像存档与传输系统）：是适应医学影像领域数字化、网络化、信息化发展势的要求，一数字成像、计算机技术和网络技术为基础，以全面解决医学影像获取、显示、处理、储存、传输和经管为目的的综合性规划方案及系统。

⒌螺距：（pitch,P）有关螺旋CT的一个概念。

对单层螺旋CT，各厂家对此定义是统一的,即螺距=球管旋转360度的进床距离/准直宽度。

也即扫描时床进速度与扫描层厚之比。

⒍阳极效应：又称足跟效应，是指在通过X线管长轴且垂直于有效焦点平面内，近阳极端X线强度弱，近阴极端强，最大值约在10°处，其分布是非对称性的，这种现象称为阳极效应。

阳极倾角越小，阳极效应越明显。

⒎自旋-晶格弛豫：又称纵向弛豫(longitudinal relaxation)或T1弛豫。

指平行于外磁场Bo方向的磁化矢量的指数性恢复的过程。

⒏灵敏度：（Sensitivity）也称敏感度，在MR范畴内，是反映磁性核的MR信号可检测程度的指标。

㈡简答与分析论述题⒈分析CR成像基本原理答：X射线入射基于光激励荧光粉（PSP）的成像板（IP）产生一帧潜影（latent image），潜影存储于成像板中。

用激光激励成像板，成像板会发射出和潜影能量分布一致的光，这些光被捕捉后被转换成电信号，从而潜影被转换成可以传输和存储的数字图像。

⒉分析MRI空间分辨力优化的方法与作用答：⑴调整扫描矩阵、FOV 扫描矩阵的大小决定序列中相位编码梯度的步数及频率编码步数，即数据的采样点数。

FOV一定时，相位编码步数越多，体素的尺寸就越小，图像分辨力就越高。

⑵调整层面厚度为了尽量减小部分容积效应的影响，一般应该选择较薄的层面进行扫描。

⑶增加NEX⒊简述MRI成像过程答：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。

⒋磁共振成像系统主要有哪几部分组成？答：磁体、梯度系统、射频系统和计算机系统组成。

⑴磁铁系统①静磁场：又称主磁场。

②梯度场：用来产生并控制磁场中的梯度，以实现NMR信号的空间编码。

这个系统有三组线圈，产生x、y、z三个方向的梯度场，线圈组的磁场叠加起来，可得到任意方向的梯度场。

⑵射频系统①射频（RF）发生器：产生短而强的射频场，以脉冲方式加到样品上，使样品中的氢核产生NMR现象。

②射频（RF）接收器：接收NMR信号，放大后进入图像处理系统。

⑶计算机图像重建系统由射频接收器送来的信号经A/D转换器，把模拟信号转换成数学信号，根据与观察层面各体素的对应关系，经计算机处理，得出层面图像数据，再经D/A转换器，加到图像显示器上，按NMR的大小，用不同的灰度等级显示出欲观察层面的图像。

⒌何为薄层扫描，其优点是什么？答：薄层扫描：指扫描层厚≤5mm；一般CT或单层螺旋CT可达1.0mm，多层螺旋CT可达0.5mm。

优点：减少部分容积效应，真实反映病灶及组织器官内部的结构。

应用：⑴在普通扫描的基础上局部做薄层扫描用于检查较小的病灶和较小的组织器官，例如：肝脏、肾脏、胆系和泌尿系的梗阻部位。

⑵较大的病灶为了观察病变的内部细节要加做薄层扫描，例如：肺部的大病灶了解有无钙化。

⑶特殊的部位常薄层扫描，例如：脑垂体、肾上腺、胰腺、眼眶、内耳。

⑷重建冠状面和矢状面图像及三维图像时，为了获取较好的图像质量，必需薄层扫描，越薄重建的图像质量越好（注：三维图像重建必需螺旋扫描）。

⒍常用的CT图像后处理三维重建技术有哪些？答：⑴面绘制方法：是基于二维图像边缘或轮廓线提取，通过几何单元拼接拟合物体表面来描述物体三维结构的，成为基于表面的三维面绘制方法，又称为间接绘制方法。

⑵体绘制方法：是直接应用视觉原理，将体素投影到显示平面的方法，称为基于体数据的体绘制方法，又称为直接绘制方法。

⒎分析说明SE序列的形成过程答：来自教材SE序列包括单回波SE序列和多回波SE序列。

单回波SE序列先发射一个90°RF脉冲，间隔TE/2时间后再发射一个180°RF复相脉冲，此后再经TE/2时间间隔就出现了回波，此时即可测量回波信号的强度。

90°RF脉冲用以激发氢质子，使Mz由初始的Z轴翻转到XY平面，净磁化矢量变为Mxy。

90°RF脉冲中止后，Mz逐步恢复；Mxy由于Bo的不均匀性造成的质子旋进失相位而有大变小，180°RF脉冲可使相位离散的质子群在XY平面相位重新趋向一致，克服了Bo的不均匀性，Mxy有零又逐渐恢复，在TE时达到最大值，形成自旋回波。

多回波SE序列是在一个TR周期中，于90°RF脉冲后，以特定的时间间隔连续施加多个180°RF脉冲，可使Mxy产生多个回波。

这样可在一次扫描中获得多幅具有不同TE值得PDWI和T2WI.多回波SE序列可显著缩短成像时间，但是因为T2弛豫的作用，相继产生的回波信号幅值呈指数性衰减，图像SNR会逐渐降低。

来自互联网MRI的成像能量是射频脉冲(radiofrequencepulse，RF)。

RF是一种短波电磁波，通过围绕于人体的射频线圈发射至磁场内。

在MRI中施加脉冲的顺序是先给90度脉冲，尔后给予180度脉冲，称之为自旋回波序列(spin—echosequence，SE)。

机制在射频激发之后，热平衡态的磁化向量(磁向量)M0部分或全部被翻转到垂直主磁场的横平面上，产生了自由感应衰减(FID)这种讯号。

由于局部磁场不均匀、化学位移等等因素，使得自旋不完全是处在预想的共振频率上(由主磁场强度与核种决定)，事实上有不同的共振频率与旋进速率。

随着时间，这样的离共振现象使得横磁向量不再处在同一方向上，使得横磁向量的向量和变小，即造成讯号强度变小。

这是自由感应衰减(FID)的机制。

自旋回波的产生，是额外加上一个聚焦用的射频脉冲，传统是用翻转角180度的脉冲。

其作用在于将不同旋进速率的自旋一下子反转，变成跑得快的在后，跑得慢的在前。

随着时间，跑得快的渐渐追上跑得慢的，则横磁向量渐渐排在一起；当排在同一方向上时，可以发现此时自旋讯号强度达到最高峰。

整段过程讯号慢慢回复，到达最高峰，再慢慢消逝；相对于自由感应衰减是一激发就出现的自旋反应讯号，其与激发当下隔了一段时间，像个回音(echo)一样，而其又来自于射频聚焦，故应称为“射频回讯”，但因历史因素，多称为“自旋回波”。

⒏MSCT比SSCT拥有哪些优点?⑴缩短扫描时间。

⑵图像质量提高，尤其在Z轴上的分辨率。

⑶可以任意组合扫描层面的厚度。

⑷在取得同样图像质量的前提下，病人接受剂量小。

⑸延长了X线管寿命，降低运行费用。

⒐临床常用的CT图像的重建方法CT图像的重建过程就是图像处理机解方程的过程，理论上的方法很多，但实际使用最多的只有几种。

⑴迭代法：这是一种代数重建技术，用一系列的近似计算以逐渐逼近的方式来获得图像，在图像重建开始以前，假定图像是均匀密度的，重建图像的每一步都是将上一步重建图像的计算投影与实际测量所得的投影进行比较，用实际投影与计算投影之差来修正图像。

每一步都使图像更接近原来物体，经若干次修正后可以获得满意的图像。

其缺点在运算工作量极大。

⑵直接反投影法：直接反投影法也称累加法，是最简单，最老式的方法。

如在一个低密度的区域中，有一个高密度的物体，如钉子，此物体被X线经各个方向扫描后产生许多X线衰减的投影波形，将这些投影波形反投影到各个X线方向上的矩阵中，产生出反投影图，将这些反投影图相互叠加，便出现一个带有云晕状伪影的高密度（钉子）的重建图像，云晕状伪影的出现是因为把有拖影的衰减波形直接反投影的结果，由于有这种失真存在被扫描的物体边缘不清晰。

⑶滤波反投影法：直接反投影所产生的图像边缘的云晕状伪影在数学上称为对原图像的一次褶积，要去除伪影就需要再做褶积解除，这一数学修正，它也叫滤波，就是在每一个投影波形上加上一个修正用的函数波形，这有二种方法，一种是褶积处理在空城中滤波，另一种是富里叶转换在频域中滤波，经滤波处理后，每个投影波形不仅包含了代表X线强度的正向脉冲，同时其相邻二边又加上了反向的修正脉冲。

将这些滤波函数与投影波形相加，云晕状阴影就被抵消掉了。

抵消得越彻底，反投影后的重建图像就越接近原来物体。

9800机使用的重建方法就是滤波反投影法。

⒑影响MR图像SNR的扫描参数主要有哪些？⑴SNR分析：任何使信号幅度提高或噪声水平降低的技术都可使SNR得到改善，从而取得质量较好的诊断图像。

⑵SNR完全由序列参数所决定，常用降低噪声的办法来提高SNR。

⑶组织特性：MR的信号强度在某种程度上还与被检组织本身的特性有关，高质子密度的组织、具有短T1和长T2值的组织，其信号幅度均较大，有可能获得很高的SNR。

⑷体素：在扫描序列中，体素的大小及形状是由扫描矩阵，FOV、层厚、层间距等参数确定的。

改变矩阵将直接影响到SNR，矩阵变大时SNR降低。

体素的大小又是由FOV和矩阵共同决定的，因此，FOV的选择对SNR有很大影响。

矩阵一定的情况下，增大FOV使SNR提高，反之亦然。

随着层厚的增加，图像的SNR也可大大提高。

⑸时间参数：与SNR有关的脉冲时间参数主要有TR和TE。

TR延长，下一周期再行激励时在横向就会有更多的信号输出，因而可提高SNR。

TE越长，SNR降低。

⑹信号平均次数：信号平均次数或NSA是与SNR关系极为密切的扫描参数。

MRI扫描时，改变NSA，是改变某一扫描序列重复执行的次数，NSA选得越大SNR的改善就越明显。

⑺射频线圈：减少位于线圈敏感区内的组织就能降低噪声，只要是线圈贴近被检部位就可提高信号幅度。

三大类线圈中，表面线圈的SNR最高，头线圈次之，体线圈最差。

⑻静磁场强度：热平衡时核系统高低能级上的核素差随Bo的增强而增加，显然，加大Bo可使MR信号增大，因而提高SNR。

但目前此方法有限。

⒒简述TI对MRI图像对比度的影响？在IR序列中，图像的对比度主要受TI的影响，应根据临床需要灵活选用。

例如，为了抑制脂肪信号，TI取值应非常短，并使之满足TI=0.69（T1）fat的条件（T1弛豫曲线过零点之值），正如在STIR序列中所说明的那样。

如果成像的目的是为了区分那些T1值相当接近的组织（如灰质和白质），T1值就应很长（与被区别组织的T1平均值相当），这样就可产生T1对比很强的图像。