最新影像专业电子学与影像物理小结PPT教学讲义PPT

超声诊断仪的基本结构 超声诊断仪的基本结构包括：探头、显示器、基本电路 超声诊断仪的类型 A型超声诊断仪（幅度显示） M型超声诊断仪（运动显示） B型超声诊断仪（切面显示） 彩色多普勒超声诊断仪
第二节 医学成像技术的比较
应从各个不同角度全面分析成像系统的优缺点，并指明其临床适用范围。 一、电磁波透射成像的分析 用透射方法成像时，需考虑的主要因素：分辨力、衰减。 从分辨力的角度考虑：用于成像的辐射波的波长至少应小于1.0cm 从衰减的角度考虑：若衰减过大，则很难检测到透过人体 的射线；若衰减过小，则不能得到对比清晰的图像。
夏志勋 深圳大学生物医学工程重点实验室
第二节 超声波的基本性质
超声波的概念
超声波具有波长（λ）、频率（f） 和传播速度（c） c＝ λ· f
超声诊断使用的频率范围： 2 ～ 20MHz
医学超声成像技术 超声波的基本性质
夏志勋 深圳大学生物医学工程重点实验室
(1)方向性好。超声波频率很高，方向性相对较强，当超声 波发生体压电晶体的直径尺寸远大于超声波波长时，则晶体所 产生的超声波就类似于光的特性。 (2)能量高。动能与速度的平方成正比，频率与速度成正比 。因此能量与频率的平方成正比。 (3)传播特性。具有几何声学等特点， 传播过程中能发生反射，折射，散射， 绕射等现象。 (4)穿透能力。声波在各种媒质中传 播时，媒质要吸收掉它的一部分能量， 随着传播路程的增加，声波的强度会逐 渐减弱。
现代医学成像按其信息载体可分为以下几种基本类型： （1）X线成像：测量穿过人体组织、器官后的X线强度； （2）磁共振成像：测量人体组织中同类元素原子核的磁共振信号； （3）核素成像：测量放射性药物在体内放射出的γ射线； （4）超声成像：测量人体组织、器官对超声的反射波或透射波； （5）光学成像：直接利用光学及电视技术，观察人体器官形态； （6）红外、微波成像：测量体表的红外信号和体内的微波辐射信号。

交叉学科合作
医学影像物理学需要与生物学、医学、工程学等多个学科进行交 叉合作，共同推动医学影像技术的发展和应用。
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X线医学影像的获取与处理
X线医学影像的获取
通过X线照射人体，并用相应的接收器（如荧光屏、胶片）接收穿过人体的X 线，从而获得人体内部的二维图像。
X线医学影像的处理
为了提高图像的清晰度和诊断的准确性，需要对获取的X线医学影像进行一系 列的处理，如放大、滤波、增强等。
03
MRI医学影像原理
MRI的基本原理与技术
医学影像的质量控制与优化
医学影像物理学还涉及影像质量的控制和优化，以确保 诊断的准确性和可靠性。
医学影像物理学在放射治疗中的应用
放射治疗技术
放射治疗是利用高能射线杀死肿瘤细胞，医学影像物理学在放 射治疗中应用广泛，如CT模拟定位、剂量计算等。
放射物理剂量学
剂量学是研究辐射对生物体作用的科学，涉及辐射剂量计算、测 量和校准等。
2023
《医学影像物理学》
目录
• 医学影像物理学概述 • X线医学影像原理 • MRI医学影像原理 • CT医学影像原理 • 医学影像物理学的应用与发展趋势
01
医学影像物理学概述
医学影像物理学的定义
医学影像物理学是物理学与医学的交叉学科，旨在研究和应 用医学影像技术的物理学原理和方法。
它涉及从X射线、超声、核磁共振到光学成像等各种医学影像 技术的物理基础和应用。
05
医学影像物理学的应用与发展趋势
医学影像物理学在临床诊断中的应用
放射学与医学影像
医学影像物理学在放射学中有着广泛的应用，包括X射线 、CT、MRI、超声等影像技术的物理学原理和应用。

使用增感屏的理由
当X线光子与胶片的感光物质相作用时，由于X线的 能量较高，绝大部分都穿过了胶片，仅有百分之一左右 的X线能直接被胶片的感光物质吸收形成潜影。X线不能 得到有效的利用。
某些荧光物质能有效地吸收X线能并将吸收能量的一 部分转换为荧光。利用荧光物质的这一物理特性，将某 种荧光物质按一定的比例和方法，涂布在有一定厚度的 纸板上，既制成增感屏。
PWI
甲状腺左中叶冷结节
医学影像的三大类别
融合影像 –CT-SPECT, MRI-SPECT –CT-PET,MRI-PET –CT-MRI
（3）成像系统 将透过人体后的X线强度（人 体信息）采用某种方式进行采集、记录，就形 成了表现人体信息的影像，此过程称为X线成 像系统。
X线 摄 影 设 备
第一阶段
注意： 球管发射的X线束是近似于均匀的射 线，只有透过人体，经过人体的不 等量的吸收后，所形成的不均匀的X 线强度分布才载有被照体信息成分。
第二阶段
将不均匀的X线强度分布，通过接受介质（增 感屏/胶片系统、荧光屏影像增强系统、电影等）转 换为二维的光强度分布。
若以增感屏/胶片体系作为接受介质，那么这 个荧光强度分布传递给胶片形成（潜影），经暗室 化学（显、定影）加工处理后成为二维光学密度的 分布（银颗粒的分布）。
二、增 感 屏
（一）增感屏的作用
在模拟X线照片影像系统中，X线的采集、记录的介质 一直使用增感屏配合X线胶片，即采用增感屏和X线胶片组 成的系统（屏/片系统）的方式，完成从X线能量到X线影 像的转换。这种方法产生的图像质量、剂量效率以及功能 效用高，它己经成为医学X线成像的基本标准。
增感屏的主要作用是进行X线能量转换，大幅度的减少 作用于人体的X线量。在临床X线摄影时，利用增感屏来提 高X线的有效利用率及减少病人的照射剂量是行之有效的 方法。

超声检查方法与技巧
检查前准备
了解患者病情，选择合适的探头和检查模式，调节仪器参 数等。
检查方法
患者取合适体位，充分暴露检查部位，涂耦合剂，轻放探 头，避免过度加压或滑动。
检查技巧
掌握不同部位和病变的扫查方法和技巧，如纵切、横切、 斜切等；注意探头方向和角度的调整；观察病变的形态、 大小、边界、内部回声等特征。
多模态融合
将不同模态的医学影像数据进行融合，提高诊断的准确性和效率 。
智能化辅助诊断
利用人工智能技术对医学影像数据进行自动分析和诊断，提高诊 断的准确性和效率。
医学影像技术前沿动态
光声成像技术
结合光学成像和超声成像的优点，实现高分辨率、深层组织成像 。
超高分辨率显微成像技术
利用超高分辨率显微成像技术对细胞和组织进行精细观察和分析。
科研与教学
医学影像技术为医学研究 和教学提供了重要的手段 和工具。
医学影像技术分类及应用领域
X射线成像
包括普通X射线、CR、DR等， 广泛应用于骨骼系统、呼吸系 统、消化系统等领域的检查。
超声成像
包括B超、彩超、三维超声等， 主要应用于腹部、妇产、心血 管等领域的检查。
核磁共振成像
包括MRI、fMRI等，对软组织 分辨率高，广泛应用于神经系 统、肌肉骨骼系统等领域的检 查。
MRI检查方法与技巧
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检查前准备
核对患者信息，询问病史及过敏史，去除金属物 品，向患者解释检查过程及注意事项。
检查方法
根据检查部位选择合适的线圈和扫描序列，设置 相关参数，进行预扫描和正式扫描。
3
扫描技巧
针对不同部位和病变选择合适的扫描体位和角度 ，优化扫描序列和参数，提高图像质量和诊断准 确性。

其中约1%的能量转换成X 线。
X线的特性
物理效应
穿透性 荧光效应
X线穿透性是X线成像的基础 透视检查的基础
化学效应 生物效应
感光效应
X线成像的基础
电离
生物细胞受抑制、 效应
损伤、坏死
放射防护学和放射治疗学的基础
形成X线影响的三个必备基本条件：
1.X线要具备一定的穿透力。 2.被穿透的组织结构必须存在密度和厚 度的差异，从而导致穿透物质后剩余X线量 的差别。 3.有差别的剩余X线量，仍为不可见的， 必须经过载体显像的过程才能获得黑白对比、 层次差异的X线影像。
量差，目前已较少应用。
位于左侧小脑前下动脉分支的小动脉瘤
动脉注射数字减影血管造影 (IADSA)
方法：经选择性动脉插管注入 造影剂（股动脉或肱动脉） 优点：密度、对比分辨率高。
对比剂应用剂量少。
临床应用： • 全身各部位血管性病变的诊 断。 • 介入治疗。 • 肿瘤的经血管化疗栓塞。
右肺上、中、下叶动脉狭窄
256排螺旋CT 320排螺旋CT
……
CT发展简史
一、CT基本摄影
CT摄影
获取层面数字化信息—各个体素的X线吸收系数 —获取CT灰阶图像
（一）体素和像素
CT图像是假定将人体某一部位有一定厚度的层面分成按矩阵排列 的若干个小的立方体，即基本单元，以一个CT值综合代表每个单元的 物质密度，这些小单元即称为体素。与体素相对应，一幅CT图像是由 许多按矩阵排列的小单元组成，这些组成图像的基本单元被称为像素。
伦琴夫人的手部X线片
人体组织结构有密度、厚度的差别是影像对比的 基础，是X线成像的基本条件。
二、 X线设备与X线成像性能
（一）计算机X线摄影（Computed Radiography ， CR） ：使用可记录并由激光读出X线影像信息的成像板（IP）作为

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CT设备性能指标
主要包括空间分辨率、密度分辨率、扫描时间、图像重建速度等。
常见CT检查方法举例
平扫
是指不用造影增强或造影的普通扫描，是CT的常规检查。
增强扫描
用人工的方法从静脉将造影剂注入体内并进行CT扫描，可以发现平扫未发现的病灶，主 要用于鉴别病变为血管性或非血管性，明确纵膈病变与心脏大血管的关系，了解病变的血 供情况以帮助鉴别良、恶性病变等。
核医学影像在临床诊断中应用价值
早期诊断
核医学影像技术能够在疾病早期发现异常，如肿瘤的早期发现和定位，有助于患者早期治疗和预后改善。
准确评估
核医学影像技术能够准确评估疾病的严重程度和治疗效果，如心肌灌注显像能够评估心肌缺血的程度和范围 ，有助于指导临床治疗方案的选择。
预后预测
核医学影像技术还能够预测疾病的预后和转归情况，如PET检查能够预测肿瘤患者的生存期和复发风险，有 助于患者的管理和随访。同时，核医学影像技术还可以用于药物研发和临床试验中，评估新药的安全性和有 效性。
常用于肿瘤等疾病的诊断。
功能成像
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包括弥散加权成像、灌注成像、波谱成像等，可提供更多关于
病变的信息，有助于疾病的早期诊断和鉴别诊断。
MRI检查在临床诊断中应用价值
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中枢神经系统疾病
MRI是中枢神经系统疾病的首 选影像学检查方法，如脑梗死
、脑出血、脑肿瘤等。
脊柱及关节疾病
MRI可清晰显示脊柱及关节的 解剖结构和病变，如椎间盘突 出、脊柱肿瘤、关节炎等。
实时动态观察，便于了解病变情况；
超声诊断在临床应用中的优缺点
价格相对较低，易于普及； 可与其他影像技术相互补充，提高诊断准确性。

平台（系部无能为力）。
三、教学方法的改革
教师讲授和学生自学相结合，教师主要讲授难点和重点；学生自学了解、 熟悉和易懂的内容。
实验课上给学生充足的自学时间，指定自学内容，教师提出问题，请同学 回答，教师做归纳总结。充分调动学生自主学习的能动性，收到了事半功 倍的效果。
三、教学方法的改革
精简课堂教学内容，增加最新医学成果和学科进展的内容，拓宽知识面，开阔 视野，培养学生的科学研究意识和创新意识。
二、教学手段的改革 积极推广应用多媒体和网络教学等现代化教学手段。 鼓励教师根据课程需要自制多媒体课件，目前理论课授课应用多媒体达100%。 已建立了多媒体互动实验室，取得了理想的教学效果（设备老化、数量有限）。 “想”进一步完善多媒体互动实验室，正努力建设医学影像学网络教学和自学
2、临床一线医生参与医学影像学教学，从知识体系上真正构架起了影像学与临床医学科学的桥梁。
教学内容的改革
在融合后的医学影像学教学中，讲授完每一系统的医学影像诊断学 内容后，围绕某一真实案例将其解剖学基础、影像学表现和临床体征以 及实验室检查结果等综合分析，做出初步的诊断，然后和手术结果进 行比较
不但加深了对基础知识的理解和掌握，而且开阔了视野，扩大了学 生的知识面，有利于培养学生发现问题和解决问题的能力，亦有利 于学生创新能力的培养。
3、继续深化课程体系和教学内容的改革，增加实验教学内容
近五年来为进一步充实实验教学，不断克服各种困难，调解临床与教学的 矛盾，增加学生操作实践的机会，加强学生基本技能的训练和创新能力的培养， 对该新的课程体系进行了进一步的深化和调整，对教学内容进行了进一步的精 简和融合，教学水平进一步提高。
六、进一步加强实验室建设
建立了开放断层标本陈列室。方便了学生在上课或课余时间的学习，大大 提高了标本的利用率。

最新医学影像物理学放射性核素显像精品课件一、教学内容本节课的教学内容选自最新医学影像物理学教材，主要涉及放射性核素显像的基本原理、技术和应用。

具体包括：放射性核素的基本概念、放射性核素显像的原理、放射性核素显像机的结构与工作原理、放射性核素显像在医学诊断中的应用以及放射性核素显像的临床应用案例。

二、教学目标1. 让学生了解放射性核素显像的基本原理、技术和应用。

2. 使学生掌握放射性核素显像机的结构与工作原理。

3. 培养学生对放射性核素显像在医学诊断中应用的认识，提高其临床诊断能力。

三、教学难点与重点重点：放射性核素显像的基本原理、技术和应用。

难点：放射性核素显像机的结构与工作原理。

四、教具与学具准备教具：多媒体课件、放射性核素显像设备模型、教学图标等。

学具：笔记本、彩笔、课本、学习资料等。

五、教学过程1. 实践情景引入：通过展示一些医学影像学图片，让学生初步了解放射性核素显像在医学诊断中的应用。

2. 放射性核素显像的基本原理：介绍放射性核素的基本概念，解释放射性核素显像的原理。

3. 放射性核素显像机的结构与工作原理：详细讲解放射性核素显像机的各个组成部分及其作用。

4. 放射性核素显像在医学诊断中的应用：介绍放射性核素显像在心血管疾病、神经系统疾病、肿瘤等领域的应用。

5. 临床应用案例分析：分析几个典型的放射性核素显像临床应用案例，让学生更好地理解放射性核素显像的实际应用。

6. 随堂练习：让学生结合所学内容，回答一些关于放射性核素显像的问题。

六、板书设计板书内容主要包括：放射性核素显像的基本原理、放射性核素显像机的结构与工作原理、放射性核素显像在医学诊断中的应用。

七、作业设计作业题目：1. 简述放射性核素显像的基本原理。

2. 列举放射性核素显像在医学诊断中的一些应用。

3. 描述放射性核素显像机的工作原理。

答案：1. 放射性核素显像的基本原理是利用放射性核素的发射的射线（γ射线、β射线）在生物体内的分布特性，通过体外探测设备检测射线分布，从而获得生物体内的功能代谢信息。