医学影像检查技术学教案（本科）
第一章：医学影像检查技术概述
1.1 医学影像检查技术的定义与发展
医学影像检查技术的定义
医学影像检查技术的发展历程
医学影像检查技术在现代医学中的重要性
1.2 医学影像检查技术的分类与特点
直接成像技术与间接成像技术
静态成像技术与动态成像技术
有创成像技术与无创成像技术
1.3 医学影像检查技术的应用领域
临床诊断与疾病筛查
介入治疗与手术导航
生物医学研究
第二章：X射线成像技术
2.1 X射线成像原理
X射线的产生与传播
X射线与物质的相互作用
X射线成像的物理基础
2.2 X射线成像设备
X射线发生器与探测器
X射线成像装置的类型与结构 X射线成像设备的性能评价
2.3 X射线成像技术
常规X射线成像技术
数字X射线成像技术
计算机辅助X射线成像技术
第三章：计算机断层扫描（CT）技术
3.1 CT成像原理
CT扫描的物理基础
CT成像的基本原理
CT图像的重建方法
3.2 CT成像设备
CT扫描器结构与工作原理
CT成像装置的性能评价
CT图像的质量控制
3.3 CT成像技术
CT扫描方案的设计与实施
CT成像参数的选择与优化
CT图像的重建与后处理技术
第四章：磁共振成像（MRI）技术
4.1 MRI成像原理
核磁共振现象与MRI的物理基础
MRI成像的基本原理 MRI图像的对比度机制
4.2 MRI成像设备
MRI扫描器结构与工作原理
MRI成像装置的性能评价
MRI图像的质量控制
4.3 MRI成像技术
MRI扫描方案的设计与实施
MRI成像参数的选择与优化
MRI图像的重建与后处理技术
第五章：超声成像技术
5.1 超声成像原理
超声波的产生与传播
超声成像的物理基础
超声图像的对比度机制
5.2 超声成像设备
超声波发生器与接收器
超声成像装置的类型与结构
超声图像的质量控制
5.3 超声成像技术
常规超声成像技术
超声造影成像技术
超声成像在临床应用中的实例分析 第六章：核医学成像技术
112 第三章 X射线物理基础
§3.1 X射线产生及其性质
X射线发生如图3.1所示，当高速电子冲击在阳极靶上时，则产生X射线. 电子所具有的能量能够转变为X射线的极其有限，绝大部分转变为热能. X射线管效率，可用下式表达
ZVE9101.1 (3.1)
E：X 射线产生的效率
Z：阳极物质的原子序数
V：X 射线管操作电压
例如一个具有30kV操作电压的Cu靶阳极X射线管，其消耗的电能只有0.2%左右转变为X射线，绝大部分转变为热. 因此要求阳极靶的材料导热良好，同时必须通入足够量的冷
却水，以便及时传走阳极靶的热量.
图3.1 X射线发生示意图
图3.2a是X射线衍射用封闭式X射线管示意图，靶是由高纯度的物质（如Cu）组成，工作时由高压变压器将30—60kV负高压加到阳极上，从灯丝发射出热电子束，经聚焦罩聚焦，在高电压加速下，形成一个极端狭窄的电子束，以高速度冲击在阳极上，在靶面上形成一个异常小的“焦斑”，此时所产生的X射线从焦斑上向各个方向发散，其强度分布在与靶面约成6°角度处最强，故在管壁上按此角度开两个或更多窗口让X射线透过. 窗口必须严格密封，保持真空，且还要对X射线高度透过. 因此，一般多采用铍，铝或云母制造. 按X射线管结构特征除上述封闭X射线管外，还有目前较广泛采用高功率旋转阳极X射线管(图3.2b)，这种管可时刻为高速电子流提供新鲜的冲击表面，有利于产生高强度X射线. 此外还有可拆式X射线管及细聚焦X射线管等. 113
（c）
图3.2 (a) 封闭式X射线管示意图
(b) 高功率旋转阳极
(c) 日本理学18kw旋转阳极
X射线和光相同，是一种电磁波，显示波-粒二象性，但波长较光更短一些. X射线的波长范围如图3.3所示在0.001—10nm. 但在高聚物的X射线衍射方法中所使用的X射线波长一般在0.05—0.25nm左右（最有用的是CuK=0.1542nm），因为这个波长与高聚物微晶单胞尺寸0.2—2nm大致相同.
- 1 - 第二十三章 X射线光电子能谱
1954年以瑞典Siegbahn教授为首的研究小组观测光峰现象，不久又发现了原子内层电子能级的化学位移效应，于是提出了ESCA(化学分析电子光谱学)这一概念。由于这种方法使用了铝、镁靶材发射的软X射线，故也称为X-光电子能谱(X-ray Photoelectron Spectroscopy)。X光电子能谱分析技术已成为表面分析中的常规分析技术，目前在催化化学、新材料研制、微电子、陶瓷材料等方面得到了广泛的应用。
23.1 基本原理
固体表面分析，特别是对固体材料的分析和元素化学价态分析，已发展为一种常用的仪器分析方法。目前常用的表面成分分析方法有：X射线光电子能谱（XPS）, 俄歇电子能谱(AES)，静态二次离子质谱(SIMS)和离子散射谱(ISS)。AES分析主要应用于物理方面的固体材料（导电材料）的研究，而XPS的应用面则广泛得多，更适合于化学领域的研究。SIMS和ISS由于定量效果较差，在常规表面分析中的应用相对较少。但近年随着飞行时间二次离子质谱（TOF-SIMS）的发展，使得质谱在表面分析上的应用也逐渐增加。
X射线光电子能谱最初是由瑞典科学家K.Siegbahn等经过约20年的努力而建立起来的，因在化学领域的广泛应用，被称为化学分析用电子能谱（ESCA）。由于最初的光源采用了铝、镁等的特性软X射线，该技术又称为X射线光电子能谱（XPS）。1962年，英国科学家D.W.Turner等建造出以真空紫外光作为光源的光电子能谱仪，在分析分子内价电子的状态方面获得了巨大成功，同时又用于固体价带的研究，与X射线光电子能谱相对照，该方法称为紫外光电子能谱（UPS）
XPS的原理是基于光的电离作用。当一束光子辐射到样品表面时，样品中某一元素的原子轨道上的电子吸收了光子的能量，使得该电子脱离原子的束缚，以一定的动能从原子内部发射出来，成为自由电子，而原子本身则变成处于激发态的离子，如图23-1所示。在光电离过程中，固体物质的结合能可用下面的方程式表示：
第三章练习题
一、选择题（不定项选择）
1.朗伯光源的亮度计算公式为（ ）
A、L=S B、L=1S C、L=M1 D、2r
2.一般光源的亮度是通过测（ ）而求得的
A、I B、 C、E D、L
3.测亮度的两种方法而求得的亮度是（ ）的平均亮度
A、任意方向 B、垂直方向 C、水平方向 D、光源总
4.求带状光源的亮度时，光源前加限制光栏主要是限制（ ）
A、发光体的面积 B、发光体的亮度 C、发光体的高度
5.由透镜成像确定的亮度与（ ）有关
A、透镜面积 B、像的面积 C、透镜到像的距离 D、发光表面到透镜的距离
二、填空
1.亮度计除测定 外，还可测量
亮度计的光电接受器一般用
2.用亮度计测亮度时一般选用 之间的视场角，它的大小由
决定。
3.亮度计定标用 照射 而进行的，在定标前必须先进行 ，同时为了避免误差产生应注意
。
4.计算光源总的光通量的方法有 、 和
其中等角度系数法测得的照度是 ，在测量时理想积分球应具有 ，若不是这一特性应 ，在各个位置下，分别测 最后取 。
