医学影像物理学试题及答案(六)

医学影像物理学试题及答案

第八章超声波成像

8-1 在B超成像中，对组织与器官的轮廓显示主要取决于（）回波；反映组织特征的图像由（）回波决定。

A．反射B．衍射C．散射D．透射答：在B超成像中，组织与器官的轮廓的显示主要是取决于反射和散射回波。因为B超是在入射一方接收信息，故透射波所携带的信息是不能接收得到的；而超声回波对特殊的组织结构也可能产生衍射现象，但这在超声成像中不是主要决定因素，注意我们的问题是“主要取决于”。用排除法，剩下A和C，在教科书中也已明确介绍。

正确答案：A、C

8-2 超声束如果不能垂直入射被检部位，所带来的弊病是可能产生A．折射伪像B．半波损失C．回波增大D．频率降低

答：超声束不能垂直入射被检部位的声介质界面时，如果是从低声速介质进入高声速介质，在入射角超过临界角时，产生全反射，以致其后方出现声影。此现象称作折射声影伪像，简称折射伪像。而B、C、D都与问题的条件无关。

正确答案：A

8-3 提高超声成像的空间分辨力的有效途径是增加超声波的（），但带来的弊病是影响了探测的（）。

A．波长；频率B．频率；强度C．波长；强度D．频

率；深度

答：分析题意，第一个填空选项有两个被选目标：一个是波长；

另一个是频率。由教科书介绍，空间分辨力可分为横向分辨力和纵向分辨力。对横向分辨力，若两个相邻点之间最小距离用ΔY 表示，依据公式

a f

Y λ2.1=∆

λ是超声波长；f 是声透镜的焦距。显然ΔY 随距离λ的增加而增大，而ΔY 增大意味着横向分辨力下降。所以，提高超声成像横向分辨力的有效途径是增加超声波的频率。

对于纵向分辨力，假设脉冲宽度为τ，两界面可探测最小距离是

d ，声速用c 表示，若使两界面回波刚好不重合，必须满足

τc d 2

1=

这里，脉冲宽度τ的大小与超声频率大小有关，τ值越大，频率越小；而τ值越小，频率越大。τ值与d 成正比，而d 增大意味着纵向分辨力下降。所以，提高超声成像纵向分辨力的有效途径也是增加超声波的频率。因此，就问题第一个填空选项而言，可选B 和D 。

对第二个填空选项而言，在B 和D 中也有两个被选目标：一个

是强度；另一个是深度。分析题意，由于提高超声成像空间分辨力的有效途径是增加超声波的频率，所以当频率增加时，超声波的强度依据公式

22222221f cA cA I πρωρ== 显然也要增加；而探测深度依据超声波衰减规律，衰减系数与频

率成正比，所以频率越大，衰减越多，超声波探测的深度就越要受到影响。故带来的弊病是影响了探测的深度。

正确答案：D

8-4 提高超声检测的图像分辨率的重要方法之一是增加超声波的

A ．检测次数

B ．扫描声线数目

C ．探测时间

D ．波长

答：提高超声检测的图像分辨率的方法有很多，因此这里做题时

应选用排除法：A 增加检测次数只能摸索条件、积累经验，不会改善图象质量；C 延长探测时间则与图象质量无关；D 增加超声波的波长亦即使频率下降，更使得图像的空间分辨力下降。增加超声波的扫描声线数目，可以提高超声检测的图像分辨率。因为扫描声线愈多，所成的图像愈是清晰细腻，分辨细节的程度愈高。

正确答案：B

8-5 多普勒型超声脉冲诊断仪中，采样时刻为τK ，脉冲重复周期为T R ，脉冲宽度为τ，声束截面积为s ，声速为c ，采样容积大小为

A ．s c ⋅⋅τ

B ．s c k ⋅⋅τ

C ．s c ⋅⋅τ2

1 D ．s c T R ⋅⋅

答：此题的目标是为了捋清概念，加深理解，区分容易混淆

的几个特征量。因此，依据定义，S c ⋅⋅τ（S 为声束截面积，τ为

采样时间间隔）被称为采样容积。

正确答案：A

8-6 尼奎斯特频率是（PRF 为脉冲重复频率）

A ．2PRF

B ．PRF

C ．21

PRF D ．41PRF

答：在超声多普勒测量中，血流速度的测量要受到脉冲重复频率

的限制。脉冲重复频率用PRF 表示，是指单位时间内发射脉冲群的次数，又称采样频率。脉冲重复频率的二分之一，即2

1PRF ，称为尼奎斯特频率极限。

正确答案：C

8-7 试比较M 型超声与A 型、B 型超声的相同之处？

答：A 型和M 型都是属于一维图像的探测，即都是通过扫描实

现距离展开；B 型和M 型都是通过辉度显示某一声线上的回波图像。 8-8 提高超声频率对超声探测的利弊各是什么？

答：提高超声频率可以改善空间分辨力，增加图像的清晰程度，

提高图像质量；但也会使声束在介质中的衰减增大，限制探测深度。另外，提高超声频率超过一定的临界值时，也会产生空化效应等负面效应，造成生物组织甚至生物分子的损伤。

8-9 证明：频谱的方差由最基本的自相关函数表示为

()()()()00''00'22R R R R -⎥⎦⎤⎢⎣⎡=σ 解：由方差的数学定义可知

()()()()2

222ωωωωωωωωσ-=-=⎰⎰∞∞-∞

∞-d P d P 又知功率谱P(ω)和自相关函数R （τ）是一对傅立叶变换，所以

有：

()()⎰∞∞-=ωωτωτd e P R j ()()⎰∞

∞-=ωωd P R 0

()()⎰∞∞-=ωωωτωτd e

P j R j ' ()()⎰∞∞-=ωωωd P j R 0' ()()⎰∞∞--=ωωωτωτd e

P R j 2'' ()()⎰∞∞--=ωωωd P R 20'' 再由数学公式 ()()⎰⎰∞∞-∞

∞

-=ωωωωωωd P d P 22

()()⎰⎰∞

∞-∞

∞

-=ωωωωωωd P d P 代入到方差的数学定义公式中得

()()()()()()()()()00''00')()(2

222222R R R R d P d P d P d P -⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=-=-=∴⎰⎰⎰⎰∞∞-∞∞-∞∞-∞∞

-ωωωωωωωωωωωωσ 8-10 用10MHz 的脉冲超声探测眼球，脉宽为2μs ，声速为1500ms -1，求可分辨的最小探测深度的理论值。 解：m c Y 36105.110215002

121--⨯=⨯⨯⨯==∆τ

8-11 超声多普勒血流检测中过程中，如果最大可测深度是5cm ，探测频率为10MHz ，探头与血管的夹角为60º，求可探测的最大流速（声速取1500ms -1）。

解：依公式

θcos 80max 2max f R c ≤v 代入具体数值有

1-72

0max 2max ms 125.160cos 1005.081500cos 8=︒

⨯⨯=≤θf R c v 第九章 医学影像中的