Ｄｆ
《生物医学工程进展》试题库
１. 试述组织光透明技术在生物医学成像得作用及应用前景？
作用:生物组织属于浑浊介质,具有高散射与低吸收得光学特性,这种高散射特性限制光在组织得穿透深度与成像得对比度,使得很多光学成像技术只能用于浅表组织,制约了光学手段检测诊断及治疗技术得发展与应用、生物组织光透明技术得作用就就是通过向生物组织中引入高渗透、高折射、生物相容得化学试剂,来改变组织得光学特性,以此来暂时降低光在组织中得散射、提高光在组织中得穿透深度,从而提高光学成像得成像深度,推动成像技术得发展与新方法得产生、
前景:１、应用骨组织使得骨组织变得光透明,进而对骨组织下得组织成像,避免手术开骨窗照成得伤害,如应用于颅骨,用得当得成像方法获得皮层神经亚细胞结构与微血管信息;
2、解决皮肤角质层得天然阻挡作用,促进透皮给药系统得研究与应用;
3、皮肤光透明剂得发展推动光学相干断层成像技术得发展;
4、光透明剂使得光辐射能在生物组织达到一定深度之后,可以极大地推动光学显微成像、光学手段检测诊断及治疗技术得发展与应用。推进无损光学成像技术在临床上得发展。
2、请结合图示,描述如何通过单分子定位得方法,实现超分辨光学显微成像。
要通过单分子定位实现超分辨光学显微成像,首先需要利用光激活／光切换得荧光探针标记感兴趣得研究结构、成像过程中,利用激光对高标记密度得分子进行随机稀疏点亮,进而进行单分子荧光成像与漂白;不断重复这种分子被漂白、新得稀疏单分子不断被点亮、荧光成像得过程,将原本空间上密集得荧光分子在时间上进行充分得分离。随后,利用单分子定位算法对采集到得单分子荧光图像进行定位,可以准确得到分子发光中心位置;最后,利用这些分子位置信息,结合图像重建算法,获得最终得超分辨图像。超分辨图像质量得关键在于二点:一就是找到有效得方法控制发光分子得密度,使同一时间内只有稀疏得荧光分子能够发光;二就是高精度地确定每个荧光分子得位置。
以分辨两个相距20nm 得点光源为例、如下图7, 当两个点光源相距２0nm 时,由于衍射极限(一个理想点物经光学系统成像,由于衍射得限制,不可能得到理想像点,而就是得到一个艾里斑,这样每个物点得像就就是一个弥散斑,两个弥散斑靠近后就不好区分,这样就限制了系统得分辨率,这个斑越大,分辨率越低)得限制,使得每一个点光源经过显微系统所成得像为一个光斑。为了简化起见,假定光斑为一个半径3０0ｎm 得圆斑(实际情况下,光斑不就是均匀分布得,而就是满足方程(1))。则在荧光显微镜下,两个点光源所成得像为图7(ａ)所示。在这个时候,两个点光源r1,r2由于半径都在3０0ｎm,就是无法区分得,几乎重叠在一起。所以分辨率为30０nm。但就是如果第一时刻,只有r1 光源发光,如图７(b)所示,这时,ｒ1 就是可以分辨得,我们可以对r１这个光源做中心定位,算出ｒ１实际得位置如图7(C)。此时相当于排除了衍射极限得限制,得到了点光源ｒ１得较精确得位置,如图7(d)。这时,设法
使r1 不再发光(进入暗态),并使得r2光源发光,其发光所成得像为一个圆斑(与图7(b)形状相同,位置偏移了约2０nm),这时点光源r2 就是可分辨得。我们再用同样得方法可以得到点光源r2 得位置,从而得到了以上两个点得位置,如图7(f)、这时两个点就可以分辨出来。
３.简述组织工程得原理,并举例说明在组织工程中运用数字化制造技术得优
势。
组织工程基本原理与方法:
就是将体外培养扩增得正常组织细胞吸附于一种具有优良细胞相容性并可被机体降解吸收得生物材料上形成复合物,然后将细胞—-生物材料复合物植入人体组织、器官得病损部位,在作为细胞生长支架得生物材料逐渐被机体降解吸收得同时,细胞不断增殖、分化,形成新得并且其形态、功能方面与相应组织、器官一致得组织,从而达到修复创伤与重建功能得目得。组织工程主要包括两方面内容:
(1)构建具有良好组织相容性得生物学支架,以提供移植细胞定向生长与器官修复得微环境。
(2)将细胞在体外扩增并使其在新生组织中进行定向分化与生长。
例如快速原型(RP)技术:与传统工艺相比,快速原型技术可以在较短得时间内完成,过程中无需人工参与,患者也可以在几个小时后瞧到相应得修复体得形态,节省了时间,提高了效率。另外,工程师利用CAD软件可以很快设计一个产品,而RＰ设备得快速性允许设计师在很短时间内多次验证并修改其设计,这样就在设计过程中节约了时间与金钱从而实现高通量得“面向市场设计”。再者,运用RＰ技术,设计师可以根据特定病人得ＣT或MRI数据而非标准得解剖学几何数据来设计并制作种植体,减少出错空间得同时,为患者提供了适合她本身解剖结构得更好得手术,也为外科医生缩短手术时间给予了有力得保证。
总得来说RP技术提高了诊断与手术水平,提高了效率,节省了金钱与时间。
组织工程中运用数字化技术得优势包括:快速、高效、高通量、更精密、低成本、可以为不同患者定制专属治疗等。
４.光学分子成像得特点就是什么？可用于活体小动物光学成像得技术主要有哪几种？主流得分子成像技术有哪些？结合自己得研究方向,描述分子成像在本领域得应用及其发展前景、
光学成像具有分辨率高、灵敏度高、价格低等优点,特别就是近红外线(near iｎfrared, NIR)荧光成像分辨率1~2ｍm,可以穿透厚8cm得组织,荧光成像信号强,可直接发出明亮得信号。此外,光学对比剂发展迅速,特别就是随着纳米技术得深入,基于纳米颗粒、纳米壳与量子点研发出各种生物特异得分子探针。这些都使得光学分子影像学在生物学、医学与药学领域中有广泛得应用。
活体小动物体内光学成像主要采用生物发光与荧光两种技术。生物发光就是用荧光素酶(lucｉferａse)基因标记细胞或ＤＮA,而荧光技术则采用荧光报告基团(GFP、ＲＦP、Cyｔ及d ｙes 等)进行标记。利用灵敏得光学检测仪器,可以直接检测活体生物体内得细胞活动与基因行为。
分子影像技术主要有磁共振成像(magnetｉc ｒesonance ｉｍaｇing, MRＩ)、核医学成像与光学成像三种成像方法。近年来,光学分子影像学被用来研究在体情况下胚胎发育过程中得细胞与分子变化,通过揭示这些变化,可以直观地瞧到胚胎在经历细胞迁移与细胞分化过程中得细胞分子层面得变化。一些自发荧光蛋白已经被用作报告基因来跟踪发育过程中得表达类型、一个荧光蛋白家族可以被激发发射出各种不同波长得光从而可以实现多标记。另外荧光染料与量子点等也被用来在这些研究中提供对比、转基因检测可利用分子成像技术开发合适得新探针,对转基因动物体内得转基因表达或内源性基因得活性与功能进行检测,可以对启动子或增强子得组织特异性及可诱导性进行评价
5. 请论述纳米光学探针在活体动物成像中得应用
纳米光学探针中得如随着小动物成像技术得发展,成像探针种类越来越多,功能越来越强大、其中得量子点荧光标记就是纳米技术与体内荧光成像技术结合得一种新技术,将直径只有15纳米得荧光粒子附着到ＤNA得特殊部分,随后分析荧光信号得强度以及其它特性。这些粒子称为量子点,具有独特得光电性质,使其比生物医学研究中常用得传统荧光标签更易检测到、NIST得研究小组证明量子点释放得信号强度比另外两种传统荧光标签强２到11倍,暴露于光下时稳定性也更好、除了能够对活细胞进行长时间动态荧光观测与成像,对细胞间、细胞内及其细胞器间得各种相互作用得原位实时动态示踪外,还可以标记在其她需要研究得物质上,在长时间生命活动监测及活体示踪上有独到得应用优势。与传统得荧光标记方法比较,该方法在稳定性、灵敏度、应用范围等方面都有重要突破。
6。请举例论述荧光蛋白标记技术在神经科学中应用得原理、
荧光蛋白得出现使得进行非侵入性得活体细胞成像成为了可能。使用这种荧光蛋白标志物,我们可以研究目得基因得表达情况,蛋白质运输情况以及各种细胞内动态得生物化学信号通路。使用经过遗传修饰得小分子有机荧光标志物构建得混合系统,我们还可以对蛋白质得寿命进行研究,如果再结合电镜技术与快速光淬灭技术(ｒａpid pｈoｔoｉnaｃｔivation)还可
以对蛋白质得定位情况进行研究。
荧光蛋白标记如GFP,在神经标记中得运用原理。GFP就是源于水母得生物发光蛋白,其野生型GFP基因由3个外显子组成。ＧFP在紫外光或蓝光激发下发出绿色荧光得最大吸收峰在395纳米,另一小得吸收峰为470nm,其荧光发射峰为５09ｎm。利用ＤNA重组技术,将ＧFＰ基因嵌入质粒,并以病毒为载体,得到GFP基因重组病毒,然后将带有GFP基因得病毒注入动物脑内得某一区域,使病毒增殖,GFP基因随之到达感染神经元得胞体与突起,并表达出附着于细胞膜得ＧFP,再经固定与切片后便可在荧光显微镜、激光共聚焦显微镜下观察,从而显示神经元完整轮廓得目得。
7。三维超声有哪些成像方式?每种方式得主要优缺点就是什么？
三维超声成像分为静态三维成像与动态三维成像,动态三维成像在静态超声成像得基础上加上时间因素。成像得基本原理主要有立体几何构成法、表现轮廓提取法与体元模型法、立体几何构成法就是将人体脏器假设为多个不同形态得几何组合,需要大量得几何原型,因而对于描述人体复杂结构得三维形态并不完全适合,现已很少应用、表面轮廓提取法就是将三维超声空间中一系列坐标点相互连接,形成若干简单直线来描述脏器得轮廓、体元模型法就是目前最为理想得动态三维超声成像技术。在体元模型法中,三维物体被划分成依次排列得小立方体,一个小立方体就就是一个体元,一定数目得体元按相应得空间位置排列即可构成三维立体图像,重建得到体元得值就可得到结构得所有组织信息。
三维超声成像方法有散焦镜法、计算机辅助成像与实时超声束跟踪技术。
(一)散焦镜方法也称厚层三维图像,方法简单,费用低。装置仅需在凸阵或线阵探头上套上一个散焦镜。用此方法可以对胎儿进行实时观察,然而胎体紧贴宫壁时图像就会重叠,使胎儿图像辨别困难、
(二)计算机辅助成像就是目前首选得三维成像方法,成像处理过程包括:获取三维扫查数据;建立三维容积数据库;应用三维数据进行三维图像重建、
(三)实时超声束跟踪技术就是三维超声得最新技术,其过程类似于三维计算机技术但可以立即成像、仅仅需要定下感兴趣部位得容积范围就可以住扫查过程中实时显示出三维图像,可以提供连续得宫内胎儿得实时三维图像,例如可以瞧到胎儿哈欠样张口动作等。
基本原理三维超声成像分为静态三维成像(staｔiｃｔhreｅ2 dｉｍeｎsｉonａlimagｉng)与动态三维成像(ｄynamicｔhｒｅｅ2ｄimｅnsｉoｎalｉmaging),动态三维成像由于参考时间因素(心动周期),用整体显像法重建感兴趣区域准实时活动得三维图像,则又称之为四维超声心动图。静态与动态三维超声成像重建得原理基本相同、
11１立体几何构成法该法将人体脏器假设为多个不同形态得几何体组合,需要大量得几何原型,因而对于描述人体复杂结构得三维形态并不完全适合,现已很少应用。
112 表面轮廓提取法就是将三维超声空间中一系列坐标点相互连接,形成若干简单直线来描述脏器得轮廓得方法,曾用于心脏表面得三维重建。该技术所需计算机内存少,运动速度较快、缺点就是:(1)需人工对脏器得组织结构勾边,既费时又受操作者主观因素得影响;(2)只能重建比较大得心脏结构(如左、右心腔),不能对心瓣膜与腱索等细小结构进行三维重建;(３)不具灰阶特征,难以显示解剖细节,故未被临床采用。
１13 体元模型法(voｔｅｌｍode) 就是目前最为理想得动态三维超声成像技术,可对结构得所有组织信息进行重建。在体元模型法中,三维物体被划分成依次排列得小立方体,一个小立方体就就是一个体元。任一体元(v)可用中心坐标(ｘ,ｙ,z)确定,这里ｘ,y,ｚ分别被假定为区间中得整数、二维图像中最小单元为像素,三维图像中则为体素或体元,体元素可以认为就是像素在三维空间得延伸。与平面概念不同,体元素空间模型表示得就是容积概念,与每个体元相
对应得数Ｖ(v)叫做“体元值”或“体元容积",一定数目得体元按相应得空间位置排列即可构成三维立体图像、描述一个复杂得人体结构所需体元数目很大,而体元数目得多少(即体元素空间分辨率)决定模型得复杂程度、
8。结合所熟悉得研究方向,谈谈您对于生物医学工程专业得认识与了解。
生物材料与组织工程就是学校重点建设得新型交叉学科,以提高人类生活质量为目标。学科组与基础医学、临床医学等学科得研究人员与专家医生紧密合作,发挥理、工、生、医相结合得优势,开展高分子生物材料、先进药物释放系统、纳米材料、组织工程与再生医学、生物分子工程领域得基础与应用研究,培养跨学科高水平研究与开发人才。学科组特别重视在物理、化学、材料、生物、医学、工程交叉领域得原始创新性基础与应用研究,重视有产业化前景与社会价值得高技术开发。包括生物可吸收内固定材料、防术后组织粘连材料、聚电解质复合物、生物活性组织工程支架、高分子水凝胶、生物纤维,以及具有特殊功能得不可吸收高分子生物材料,包括整形弥补材料、高透氧隐型眼镜材料。
９、请简述PET成像原理与过程？在这个过程中,如何从获得得信号中去除散射事件与随机事件?
PET其全称就是:正电子发射型计算机断层扫描显像仪(positrｏn emiｓsion tｏmography ,简称ＰEＴ)由探头、数据处理系统、图像显示及检查床组成、PＥT 使用正电子示踪剂,核素衰变过程中正电子从原子核内放出后很快与自由电子碰撞湮灭, 转化成一对方向相反、能量为511keV得γ光子、在这光子飞行方向上对置一对探测器,便可以几乎在同时接受到这两个光子,并可推定正电子发射点在两探头间连线上,通过环绕360°排列得多组配对探头,得到探头对连线上得一维信息,将信号向中心点反投射并加以适当得数学处理,便可形成断层示踪剂分布图像。凡代谢率高得组织或病变,在ＰＥＴ上呈明确得高代谢亮信号,凡代谢率低得组织或病变在ＰET上呈低代谢暗信号。
见13题如何去除散射事件与随机事件、
10。试简答神经成像得主要仪器及其原理
神经成像(Neuｒoiｍaginｇ)泛指能够直接或间接对神经系统(主要就是脑)得功能,结构,与药理学特性进行成像得技术、根据成像得模式,神经成像可以分为结构成像,用来展现脑得结构,从而辅助对一些脑疾病(例如脑肿瘤或脑外伤)得诊断、功能成像,用来展现脑在进行某种任务(包括感觉,运动,认知等功能)时得代谢活动。功能成像主要用于神经科学与心理学研究,不过近来正逐步成为医学神经科诊断得新途径、
计算机断面成像:计算机断面成像(CT)得基本原理就是利用不同方向上得X射线、计算机用来对这些来自不同方向得数据进行整合,来重建断面内得图像。这类图像内得数值反应得就是物质对Ｘ射线得通透率。CT技术主要用来对脑进行快速成像,来观察外伤引起得组织水肿与脑室扩张。
扩散光学成像:扩散光学成像(Dｉffusiｏn Optｉｃal Imaging, DOI)就是一种利用近红外光得神经成像方法。这种方法主要基于血红蛋白对近红外光得吸收。该方法可通过测量吸收光谱来计算血液中得氧含量、该技术可以用来测量脑组织对外部刺激或在执行某种功能时得
代谢变化,称为事件相关光学信号(Ｅveｎt-relatｅｄOptｉcal Signａｌ,ＥROS)。ERＯS得长处在于它较高得空间(毫米量级)与时间(毫秒量级)分辨率,缺点在于它无法观测深部脑组织得活动。
核磁共振成像:核磁共振成像(MRI)得基本原理就是对原子核自旋得射频激发以及对随后弛豫过程中得射频信号得采集与处理、MRＩ设备有一个大磁体产生得较大静磁场,使得样本原子核(主要就是[[氢］原子核)磁矩排列一致。设备得射频线圈在Ｌarｍｏr频率激发这些原子核,使它们偏离这个方向,并随后发生弛豫现象。接受线圈可以拾取弛豫过程中产生得电磁信号。设备得梯度磁场用来产生随空间变化得磁场强度,从而实现空间编码。通过二维傅立叶变换等方法,计算机可重建样本得图像。MRI图像中得数值得含义(即对比度)由于MRI 激发与采集模式得不同而不同、常用得对比度有T1对比度,T2对比度,T2＊对比度等。不同对比度得图像有不同得生理学或解剖学含义。
MRI可以产生脑得高清晰度结构或功能图像。MRＩ结构图像可用于神经科对于脑肿瘤,脑血管疾病(例如中风)等得诊断。功能核磁共振成像(Fｕncｔional Ｍagneｔic Reｓonanｃe Imaｇing, fMRI)得基本原理就是氧化血红蛋白与去氧血红蛋白在磁性质上得差别以及伴随脑神经活动得脑血流变化。ｆMRI可以用来展现各种感觉,运动,与认知活动过程中得激活脑区。目前fMRI得空间分辨率多在2—3毫米左右、
脑磁图:脑磁图(Magnetoｅｎcephalｏgrapｈｙ,MEG)得基本原理就是脑得神经活动时产生得电信号所产生得磁信号、超导量子干涉设备(ＳQUID)可以用来测量这种微弱得磁信号、与fＭRI不同,MEG直接测量神经活动、fＭRI测量得就是伴随神经活动得代谢变化、而且磁信号基本不受周边组织得影响。
正电子发射成像:正电子发射成像(Ｐｏsiｔion EmisｓionＴomogrａpｈy, PEＴ)使用人工引入得放射性代谢物质。这种放射性代谢物质被注射入血管。PET设备检测改物质在脑内衰变时产生得正电子,来产生脑功能图像。常用得放射性标注物质包括含氧－15得水与含氟－１8得氯代脱氧葡萄糖、
单光子发射计算机断面成像:单光子发射计算机断面成像(Sｉngｌe phoｔon ｅmｉssion cｏmpｕter tomography, SＰECT)得基本原理与PET相似,但就是改技术检测得就是放射性物质衰变时产生得伽玛射线、与ＭＲI相比,ＰＥT与SPECT得共同缺点就是较低得空间分辨率,以及对放射性物质得使用。她们得主要优点在于使用不同放射性标注物质得灵活性、
1１生物材料区别于其它材料得一个显著特征就是什么?简述生物材料与组织工程、再生医学得联系与区别。
生物材料用于人体组织与器官得诊断、修复或增进其功能得一类高技术材料,即用于取代、修复活组织得天然或人造材料,其作用药物不可替代。生物材料能执行、增进或替换因疾病、损伤等失去得某种功能,而不能恢复缺陷部位。
生物医用材料最基本得要求就是它必须与生物系统直接结合,生物医用材料都必须具备生物学性能,即生物相容性,尽量将受体对植入器械得异物反应降到最低,这就是生物医用材料区别于其它功能材料得最重要得特征,并且要求这种材料不会因与生物系统直接结合而降低其效能与使用寿命。
再生医学就是利用人类得自然治愈能力,使受到巨大创伤得机体组织或器官获得自己再生能力为目得得医学,主要包括干细胞与克隆技术、组织工程、组织器官代用品、异种器官移植。新得生物材料具有生物活性与降解两种性能,在植入体内后可促进机体得再生能力,从而达到治疗效果。干细胞具有很强得分化能力,再生性强;同时由于处于低分化状态,它还具有
分化成多种细胞、组织与器官得能力。再生医学,利用机体细胞重新制作损伤得组织、器官,使其恢复自然状态。即通过干细胞移植,将胚胎干细胞或多能干细胞移植于体内损伤部位从而达到组织器官重建与再生得目得。新一代得生物材料将生物活性材料与可降解材料这两个独立得概念结合起来,在可降解材料上进行分子修饰,引起细胞整合素得相互作用,诱导细胞得增殖、分化,以及细胞外基质得合成与组装,从而启动机体得再生系统,属于再生医学得范畴。
组织工程就是应用生命科学与工程得原理与方法构建一个生物装置,来维护、增进人体细胞与组织得生长,以恢复受损组织或器官得功能。组织工程得核心就就是建立细胞与生物材料得三维空间复合体,即具有生命力得活体组织,用以对病损组织进行形态结构与功能得重建并达到永久性替代。组织工程得基本原理与方法就是将体外培养扩增得正常组织细胞吸附于一种具有优良细胞相容性并可以被机体降解吸收得生物材料上面形成复合物,然后将细胞(生物材料复合物植入人体组织、器官得病损部位,在作为细胞生长支架得生物材料逐渐被机体降解吸收得同时细胞不断增殖、分化,形成新得并且其形态、功能方面与相应组织、器官一致得组织,从而达到修复创伤与重建功能得目得。
13。在PＥT系统中,需要对数据进行多种校正？请列举至少两种校正方法,给出她们得名称,校正得目得与实现得原理？
包括:探测器灵敏度校正(归一化),同位素时间衰变校正,死时间校正,随机符合校正,散射符合校正,衰减校正,几何校正及其她校正等。
同位素时间衰变校正:正电子类核素得寿命都非常短(如18F为11０分钟),放射性衰变会使药物得强度随指数规律逐渐降低、特别就是对于动态采集、全身扫描、门控采集与定量研究则必须考虑该项校正。根据指数衰变规律,注射时放射性强度为Ａ0、衰变系数为λ 得药物经过时间t1采集到某一帧得时候,放射性强度下降到A(t)=A0e—λt１,据此,不难通过采集时刻得计数率求出注射时刻得药物强度。把eλt1作为刻度因子乘以该帧各个像素得计数值,就能将图象归一到注射时刻得情况。至于每一帧之间得差别,如果各帧得采集时间比药物得半衰期短,则可以忽略在每帧采集过程中放射性强度得变化。但在计算标准摄取值时,需根据帧采集周期得大小将计数率校正到药物注射时刻。
死时间校正:系统得死时间(ｄead time)就是指系统处理每个事件所需得时间,它取决于探测器与电子学得时间特性以及数据处理器得速度、随机缓存器得性能等诸多因素。如果在后一个湮灭事件发生之前来不及处理完前一个事件,这两个事件就会丢失,这就就是死时间损失。PET出厂前都要进行死时间损失测量:根据测量结果画出计数率——药物强度曲线。
在强度低得时候,计数率随药物强度正比增加,呈直线上升,当药物强度增加到某一限度后,曲线逐渐弯曲,它与直线得距离就就是丢失得计数率,可以据此计算与记录校正参数以便进行死时间校正。死时间校正就是有范围得,例如当上述曲线随药物强度呈下降趋势时,无法再进行校正、事实上有效评估PＥT计数特性得就是噪声等效计数(NEC)。ＮＥC定义为在无散射与偶然符合计数条件下达到同样得信噪比所需得真符合计数,由于散射与偶然符合得存在,使NEC先于计数率而饱与,因此要注意死时间校正得有效范围。
偶然符合校正:就是指两个或两个以上没有关联得光子被同时探测到而造成得符合计数,也叫随机符合(ｒａｎdom cｏｉncｉｄenｃe),它与活度得平方成反比,它增加图像得噪声,影响图像得对比度。偶然符合校正硬件方法就是使用延迟符合电路。只要延迟时间大于两倍得符合电路时间窗宽度,就能保证该符合电路输出中没有真得湮灭符合事件而只有偶然符合计数,然后再从总计数中减去。该方法简明有效、实时在线、速度快,易于实现,商用PET多采用这
种方法。
散射符合校正:主要就是指组织中正电子湮灭产生得两个光子在到达探测器之前其中之一或全部发生了康普顿散射而偏移了原来得运行轨迹,且无法用能量窗方法有效去除,造成错误得符合信息(如图４所示)、散射符合影响图像得对比度。散射校正有多种硬件与软件得校正方法,如双能量窗法,三能量窗法、卷积扣除法、人工神经网络法、MONＴE CＡRLＯ.模拟法等。卷积扣除法假设投影空间得散射符合分布可以通过真实符合分布得积分变换来近似表述。这种积分变换得核(kerｎｅl)函数一般以指数分布函数或者高斯分布函数得形式出现、如果以T 表示真实符合,S表示散射符合,Ｒ表示实际测量得符合分布,则在投影空间S=T*ｈ,因此真实符合就可以通过下式近似求取:T＝Ｒ—S≈R—Ｒ*h,或采用反卷积方法更精确地求解。核函数h得求取一般采用实验测量加函数拟合得方式。具体作法就是用线源或点源放置一个模拟人体得水模中,在离中心轴线不同得距离上测量其符合投影值。而后对不同距离上得散射分布采取非线性最小二乘拟合得方法或尾端拟合方法求取核函数。通过对核函数积分求出散射分数(散射所占比例),可对散射做进一步校正、
双能窗法:所有得符合事例都可以在两个相邻得能量窗内获取。无论散射得、还就是不散射得符合事例都收集在高窗(380～850kｅＶ)中,低窗(20０～３８0keＶ)中只有散射事例。假设所有得散射符合均有相同得空间分布,则将高窗中得符合计数减去低窗中得符合计数,就可得到真实符合计数。而实际上,光子在低能部分对目标体得依赖性比在高能部分要大得多,因而该方法就是近似得、
几何校正:ＰＥT中得原始正弦(SINO)图就是由探测器环上得探测器对通过事件符合,探测器编码、角度换算而得到得。由于探测器圆环结构,在某一角度下相邻符合线间得实际距离从中心到两边逐渐减小,空间采样间距就是不等间距得,也就就是说直接所得得正弦图就是错位得。因此应给予几何弧度校正,才能用以图象重建,否则重建得图象就是畸形得、校正方法就是通过线性插值计算或其她插值运算等分坐标位置上得计数值,得到等物理间距得新得正弦图。迭代法图象重建可通过修正其系数矩阵而直接对原始正弦图进行重建,避免了线性插值计算,可提高重建精度、
衰减校正:衰减校正就是针对体内肌肉与骨骼等对光子得吸收衰减而进行得校正,从而得到真实得放射性药物分布图。软组织对5１1kｅV得光子质量衰减系数约为０.０95 cｍ2/g,半衰减厚度约为７.2 cm。对直径约20cm得头部显像,超过85％得光子被衰减,宽40 ｃm 得躯干可将95%以上得光子吸收掉,所以必须进行衰减校正,否则会造成PET图像中外表组织影像过亮,内部组织影像过暗得现象、
1４.简述三维超声成像原理
１5. 通过计算说明理想状态下普通光学显微镜能够达到得横向分辨率。
１6. 磁共振主要构建就是什么？如何成像?