医学影像物理学试题及答案(三)

医学影像物理学试题及答案

第三章 X射线计算机断层成像（X-CT）

3-1 普通X射线摄影像与X-CT图像最大不同之处是什么?

答：普通X射线摄影像是重叠的模拟像，而X-CT图像是数字化的断层图像。

3-2 何谓体层或断层? 何谓体素和像素? 在重建中二者有什么关系?

答：体层或断层是指在人体上欲重建CT像的薄层。

体素是人体中欲重建CT像断层上的小体积元，是人为划分的，是采集（或获取）成像参数（衰减系数值）的最小体积元（实际中是扫描野进行划分）；像素是构成图像的最小单元，是人为在重建平面上划分的，其数值是构成CT图像数据的最小单元。要注意的是CT图像的像素和工业上的像素不是同一个概念。

体素和像素的关系是二者一一对应。按重建的思想是体素的坐标位置和成像参数值被对应的像素表现（坐标位置对应、衰减系数值以灰度的形式显示在CT图像上）。

3-3 何谓扫描? 扫描有哪些方式? 何谓投影?

答：所谓扫描系指在CT的重建中使用的采集数据的物理技术，具体言之就是以不同的方式，沿不同的角度，按一顶的次序用X射线对受检体进行投照的过程称为扫描。

扫描方式从总体上说有平移扫描和旋转扫描两种。扫描的目的是为了采集足够的重建数据。

所谓投影的本意系指透射物体后的光投照在屏上所得之影。若物体完全透明，透射光强等于投照光强，则影是完全亮的；若物体半透明, 透射光强小于投照光强，则影是半明半暗；若物体完全不透明，透射光强等于零，则影是完全暗的。按此种考虑，所谓投影的本质就是透射光的强度。

对重建CT 像过程中投影p 的直接含义就是透射人体后的X 射线强度，即书中X 射线透射一串非均匀介质（或人体）后的出射X 射线的强度I n ，即p =I n 。广义之，这个投影p 又是由I n 决定的书中

表述的i i d μ∑=p 。

3-4 请写出射线束透射下列非均匀介质后广义下的投影值（见书中习题3-4图）。

答案：(a)17；(b)∑==7

1n i i μ

3-5 何谓层厚? 它与哪些因素有关?

答：层厚的本意系指断层的厚度。对于传统CT 和单螺旋CT 通常层厚由X 线束在扫描野中心处扫描断层的有效厚度决定，这个厚度一般用扫描野中心处层厚灵敏度曲线的半高宽表示。影响层厚的因素有准直器的准直孔径，检测器的有效受照宽度（尤其是MSCT ），内插算法等。以横断面为例，凡是影响在断层内外沿人体长轴方向的X 射线能量分布情况的因素都将影响层厚的有效厚度。

3-6 什么是重建中的反投影法？CT 的重建中，为何要用滤波反投影法?

答：重建中的反投影法，系指把投影沿扫描路径的反方向将所

得投影值反投回到各个体素中去的一种重建算法。反投影法又称总和法，它几乎是各CT生产厂家实际采用的唯一的算法。

为克服反投影法重建产生的边缘失锐伪像，所以要对投影进行滤波后再进行反投影，这样可以消除重建的边缘失锐伪像。

3-7 现有四体素阵列且在四个方向上的反投影值已填写在各个体素中，如图所示，试求四个体素的成像参数μ的数值。

解：分三步

第一步求和：每个体素在全部各个方向上的反投影值分别求总

和，分别为20、26、23、29；

第二步减基数：基数=成像参数总和=任一投影方向 (对本题而言

或为0o,45o,或为90o,或诶135o)上投影值总和，

如下

基数=任一方向上投影值总和

=5+9=2+7+5=6+8=4+7+3=14

由各像素值总和20、26、23、29分别减基数14求

得各体素为 6、12、9、15

第三步化简：把各体素值6、12、9、15化成相对最简数(用3约)。

3-8 何谓CT值? 它与衰减系数μ的数值有什么关系?

答：按相对于水的衰减计算出来的衰减系数的相对值被称为CT 值。国标对CT值的定义为：CT值是CT影像中每个像素所对应的物质对X射线线性平均衰减量大小的表示。实际中，均以水的衰减系数μw作为基准，若某种物质的平均衰减系数为μ，则其对应的CT值由下式给出

CT = k

w w

μμ

μ-

CT值的标尺按空气的CT值=-1000HU和水的CT值=0HU作为两个固定值标定,这样标定的根据是因空气和水的CT值几乎不受X线能量影响。CT值的单位为“亨，HU”，规定μw为能量是73keV的X射线在水中的衰减系数，μw =19m-1。式中k称为分度因子，按CT值标尺，取k=1000，故实用的定义式应表为

CT =

w w

μμ

μ-

×1000 HU

3-9 何谓准直器? 准直器有什么作用?

答：准直器系指在X-CT扫描中限定X线束的装置，用铅制成。如传统X-CT中准直器的准直通道可限定X线束的束宽和束高。准直器的基本作用有两条，一是限定并准直X线束，二是吸收散射线。3-10 请你简述X-CT重建过程（以传统CT为例）。

求和减基数化简

答：一是划分体素和像素；二是扫描并采集足够的投影数据；三是采用一定的算法处理投影数据，求解出各体素的成像参数值（即衰减系数）获取μ分布，并转为对应的CT值分布；四是把CT值转为与体素对应的像素的灰度，即把CT值分布转为图像画面上的灰度分布，此灰度分布就是CT像。

3-11 何谓窗口技术? 什么叫窗宽? 窗宽取得宽或窄，对图像有什么影响?什么叫窗位? 窗位取得高或低，对图像有什么影响?

答：所谓窗口技术系指CT机放大或增强某段灰度范围内对比度的技术。把观察组织器官所对应的CT值范围确定为放大或增强的灰度范围，这个放大或增强的灰度范围叫做窗口。具体做法是：把放大或增强的灰度范围的上限以上增强为完全白，下限以下压缩为完全黑，结果就增强了观察灰度范围的对比度。

窗宽指窗口的数值范围，它等于放大或增强的灰度范围的上下限灰度值之差，用CT值表示则为：

窗宽=CT max- CT min ；

窗宽取得宽的优点是不易丢失图像数据，不丢失信息，表现在图像上就是不丢失结构（对应组织结构）；缺点是对比度差。

窗位指放大或增强的灰度范围的中心灰度值，用CT值表示则为：

窗位=

2min

max CT

CT

窗位取得高或低（同窗位取得标准相比）都易是图像数据丢失，表现在图像上都是丢失图像解构，窗位取得高图像偏白，窗位取得低

图像偏黑。

3-12 观察脑组织时，一般取窗宽为120HU ，窗位为35HU ，试估计脑组织的CT 值范围。

解：由于 窗宽=CT max - CT min =120HU

窗位=2

min max CT CT +=35HU 可解得CT max = 95 HU ，CT min =-25HU ，可见脑组织的CT 值范围约为

-25HU ～95 HU 。

3-13 何谓对比度? 何谓对比度分辩力? 影响对比度分辩力的因素有哪些？如何用模体检测对比度分辩力?

答：所谓CT 图像的对比度是CT 图像表示不同物质密度差异、或对X 射线透射度微小差异的量。表现在图像上像素间的对比度，是它们灰度间的黑白程度的对比。

对比度的定义如下

?= b

a b a +- ×100% 对比度主要由物质间的密度差（或说不同物质对X 射线衰减的差异）决定，但也与X 射线的能量有关。许多其它因素，对对比度也有影响，如噪声等就会使对比度降低。

所谓对比度分辩力也叫密度分辨力，它是CT 像表现不同物质的密度差异（主要是针对生物体的组织器官及病变组织等而言），或对X 射线透射度微小差异的能力。对比度分辨力通常用能分辨的最小对比度的数值表示。

可观察小对比度的组织是CT 的优势，典型CT 对比度分辨力为

0.1%～1.0%，这比普通X射线摄影要高得多。由于衰减系数μ与X射线的能量有关，故对比度分辨力也与X射线的能量有关。对比度分辨力还受探测器噪声的影响，噪声越大，对比度分辨力越低、图像信噪比越低。窗宽和窗位的选择也影响对比度分辨。

对比度分辨力高是图像能清晰显示微细组织结构的一个重要参数保证。

检测CT机的对比度分辨力方法通常给低密度体模（图3-23）做CT，然后对试模的CT像进行主观的视觉评价。

3-14 何谓高对比度分辩力? 何谓低对比度分辩力?

答：当被分辨组织器官的较小结构或病灶的线度过小时，即使在满足对比度分辨力的条件下，该较小结构或病灶也未必能被分辨或识别出来。由此可见，CT机或CT像存在一个对物体线度大小的分辨能力问题。此分辨能力和对比度有关，在高对比度下，或说物体与周围环境的线性衰减系数差别较大的情况下，物体的线度不很大时，就可能被分辨或识别出来；在低对比度下，或说物体与周围环境的线性衰减系数差别较小的情况下，物体线度需较大些，物体才可能被分辨或识别出来。

按国家GB标准，高对比度分辨力的定义是：物体与匀质环境的X 射线线性衰减系数差别的相对值大于10%时，CT机（从而也是CT图像）能分辨该物体的能力。高对比度分辨力的单位是mm或Lp/cm。

国家GB标准对低对比度分辨力的定义是：物体与匀质环境的X 射线线性衰减系数差别的相对值小于1%时，CT机（从而也是图像）

能分辨该物体的能力。低对比度分辨力的单位是mm。

3-15 何谓空间分辩力? 影响空间分辩力的因素有哪些? 如何用模体检测空间分辩力?

答：空间分辨力系指CT像分辨两个距离很近的微小组织结构的能力，抽象地说就是CT图像分辨断层内两邻近点的能力。空间分辨力可用分辨距离（即能分辨的两个点间的最小距离）表示。显然，空间分辨力是从空间分布上表征图像分辨物体细节（微小结构）的能力。目前在这一方面，传统X-CT同某些其它影像相比并不占优势。以胸部检测为例，射线源焦点为1mm，焦距为1.8m时，X射线摄影的空间分辨距离为0.1～0.2mm，核素检测的γ照相为5～10mm，传统CT机的空间分辨距离介于上两者之间，约为1～2mm(这里指的是在断层表面上的空间分辨力，或称为横向空间分辨力)。

表现在断层表面上的空间分辨力，与表现在沿断层轴向上的空间分辨力(也称为纵向空间分辨力或长轴分辨力)不同。在沿断层轴向上的空间分辨力，主要由层厚决定。传统CT的纵向空间分辨力约为3～15mm,不如表现在体层表面上的横向空间分辨力；多层CT的纵向空间分辨力和横向空间分辨力接近, 如16层CT纵向约为0.6mm,横向约为0.5mm。

CT图像的空间分辨力主要取决于检测器有效受照宽度（传统CT 与线束宽度相对应）和有效受照高度（传统CT与线束高度相对应）的大小，或者说取决于在检测器前方准直器的准直孔径。准直孔径的宽度和高度越小，检测器的有效受照宽度和高度就越小，则相应的空

间分辨力就越高。检测器的有效受照宽度基本上决定了在体层表面上的空间分辨力；而检测器的有效受照高度基本上决定了层厚，也就是基本上决定了沿体层轴向上的长轴分辨力，或纵向分辨力。

重建算法对空间分辨力也有影响，选用不同的算法将得到不同分辨力的图像质量。

图像矩阵对空间分辨力的影响是，图像矩阵越大，分辨力越高。这是因图像矩阵是由组成图像的像素组成，像素越多（即划分的像素越小）图像就应越细腻。

表现在图像上的对比度也影响图像的空间分辨力，当邻近的两个微小结构对比度过低时，既使满足空间分辨力，也会因两个邻近微小组织结构的低对比度而造成不可分辩。所以，只有同时具有高的对比度分辩力和高的空间分辩力，图像才能清晰显示微细组织结构。

检测CT机空间分辨力的方法通常用高密度模体（图3-24）做CT，然后对模体的CT像进行主观的视觉评价。

3-16 图像噪声有哪些? 如何定量估计图像噪声?

答：图像噪声有量子噪声，还有电子测量系统工作状态的随机变化而产生的热噪声，以及重建算法等所造成的噪声。这些噪声随机不均匀分布在图像上的反应或表现，统称为图像噪声。噪声会使得匀质体CT像上各像点的CT值不相同。噪声的存在表现在CT值的统计涨落上。

增大X射线的剂量可以减小图像噪声。

图像噪声可以用像素CT值的标准偏差 来表示或估计

σ=1)(2--∑n CT CT i CT 图像的噪声量可用扫描水模的方法来测定，然后用观察感兴趣部分的图像处理技术显示该部分CT 值的标准偏差。如在书中图3-25所示的扫描水模所得体素数字矩阵中，CT 值的标准偏差可求得为σ=1.72HU ，以此来估计CT 值在平均值上下的起伏程度，并以此来估计图像的噪声量。

3-17 已知有16阵列的各像素CT 值如图，试估计图像噪声水平。

习题3-17图

解：提示用像素CT 值的标准偏差σ来表示或估计

σ=∑--1)(2

n CT CT i

求得平均值CT =0.31HU ；σ==--∑1)(2

n CT CT i 1.00HU

3-18 X 射线剂量和图像噪声之间有什么关系?

答：增大X 射线的剂量可以减小图像噪声。

3-19 何谓图像均匀度? 如何估计图像均匀度?

答：均匀度或均匀性，是描述在断面不同位置上的同一种组织成像时，是否具有同一个平均CT 值的量。国标对均匀度的定义是：在

扫描野中，匀质体各局部在CT图像上显示出的CT值的一致性。由图像噪声的讨论可知，匀质体在其CT像上各处的CT值，表现出事实上的不一致。此种不一致表现在图像上各局部区域内的平均CT值上，也将是不一致的。这不一致之间究竟有多大的偏离程度，可由均匀性定量给出。偏离程度越大，均匀性越差；偏离程度越小，则均匀性越好。可见，均匀性在进行图像的定量评价时具有特殊意义。

按国家GB标准规定，每月都要对CT像均匀性的稳定性指标做检测。检测方法是：配置匀质（水或线性衰减系数与水接近的其它均匀物质）圆柱形试模（仲裁时用水模）；使模体圆柱轴线与扫描层面垂直，并处于扫描野的中心；采用头部和体部扫描条件分别进行扫描，获取模体CT像；在图像中心处取一大于100个像素点并小于图像面积10％的区域，测出此区域内的平均CT值和噪声；然后在相当于钟表时针3、6、9、12时，并距模体边缘lcm处的四个位置上取面积同于前述规定的面积区域，分别测出四个区域的平均CT值，其中与中心区域平均CT值差别最大的，其差值用来表示图像的均匀性。

3-20 螺旋扫描同传统扫描有何不同?

答：与传统CT第一个不同点是螺旋CT对X射线管的供电方式。螺旋CT因采用了滑环技术，对X射线管供电方式采用的是：电刷与滑环平行，作可滑动的接触式连接，不再使用电缆线供电。

第二个不同点是与传统CT的扫描方式不同。螺旋CT采集数据的扫描方式是X射线管由传统CT的往复旋转运动改为向一个方向围绕受检体连续旋转扫描，受检体（检查床）同时向一个方向连续匀速移

动通过扫描野，因此，X射线管相对于受检体的运动在受检体的外周划过一圆柱面螺旋线形轨迹。扫描过程中没有扫描的暂停时间（X射线管复位花费的时间），可进行连续的动态扫描，故解决了传统扫描

时的层隔问题。其优点主要有二，一是提高了扫描速度，单次屏气就可以完成整个检查部位的扫描，且减少了运动伪像；二是由于可以进行薄层扫描，且在断层与断层之间没有采集数据上的遗漏，所以可提供容积数据，由此可使在重建中有许多新的选择，如三维重建、各种方式各个角度的重建、各种回顾性重建等。

3-21 何谓螺旋数据? 何谓螺旋插值? MSCT为什么要进行螺旋插值? 螺旋内插方式有哪些?

答：螺旋CT扫描采集数据的过程中因受检体随扫描床的不断移动，故使采集到的数据不是取自对同一断层扫描的采集结果，这些不是取自同一断层的采样数据称为螺旋数据。

在螺旋CT的重建中，必须安排螺旋圈间采样数据的内插，用以合成平面(即同一断层内的)采样数据，以补充欲重建图像所对应的同一断层内的采样值。所以要这样做的原因是：由传统的重建理论知，为重建一幅断层图像而使用的采样数据, 必须是取自对同一断层扫描的结果（传统CT的采集数据就是对同一断层扫描获取的，并据此重建一幅断层图像）；而螺旋CT扫描采集数据的过程中因受检体随扫描床的不断移动，故使采集到的数据不是取自对同一断层扫描的螺旋数据，见书中图3-28所示：传统CT对同一断层扫描的数据采集点和螺旋CT扫描的数据采集点示意图，传统CT的数据采集点在同一断层

内，螺旋CT扫描数据采集点的空间位置不断离开起始点所在的断层。

为了得到同一断层的数据并据此来重建一幅断层图像，就必须根据不是取自同一断层的螺旋实测采样值，通过某种计算即所谓的内插算法来获取重建所需要的属于同一断层内的采样数据（即这些为了重建同一断层图像所需要的采样数据, 并非象传统CT那样是由真实的扫描过程所采集到的，而是通过插值算法求出来的）。

螺旋内插分为线性内插和非线性内插。线性内插分为360°线性内插和称为标准型的180°线性内插。非线性内插有清晰内插和超清晰内插等。最常用的是180°线性内插。完成螺旋插值运算功能的部件叫螺旋内插器。

3-22 单层螺旋CT与多层螺旋CT扫描使用的X线束有何不同?

答：在传统CT和单层螺旋CT的扫描中，因只有一排检测器采集数据（接收信号），故通过准直器后的X线束为薄扇形束即可，且线束宽度近似等于层厚。而在M SCT的数据采集中，在长轴方向上有多排检测器排列采集数据（接收信号），故X射线束沿长轴方向的总宽度应大于等于数排检测器沿长轴方向的宽度总和才行。所以，M SCT 扫描中被利用的X线束形状应是以X射线管为顶点（射出X线之处，称为焦点）的四棱锥形，这样的X线束才能同时覆盖多排检测器（实际使用时不一定要全覆盖）。称这样的X线束称为“小孔束”或厚扇形束。

3-23 何谓容积数据? 多层螺旋CT的重建主要优点有哪些?

答：所谓容积数据系指三维分布的数据。由于容积数据的获取，

使得在此基础上的重建有了许多新的优点，这些优点也表现为多层CT优点。

M SCT的最大优势首先是实现了重建的各向同性（16层以上CT），如长轴分辩率和横向分辩率几乎完全相同，并且都很高（如16层CT 纵向分辩率为0.6mm,横向为0.5mm）；第二是大大地提高了检查速度（16层CT被称为亚秒级扫描CT,其单圈扫描的时间可短到半秒），这些优点为动态器官重建及加快临床检查奠定基础；第三是为各种回顾性重建及三维重建的高质量提供保证。

医学影像物理学题库(含答案)

一填空题 1、X射线管的负极，包括灯丝和聚焦罩两部分。 2、想获得大的管电流需要选取大的管电压和灯丝的温度。 3、在普通X射线摄影中，用钨作为阳极靶。 4、高速运动的电子与靶物质相互作用时,其能量损失分为__碰撞损失__和__辐射损失__. 5、X射线在空间某一点的强度是指单位时间通过垂直于X射线传播方向上的单位面积上的光子数量与能量乘积的总和。 6、在医学应用中，常用X射线的量和质来表示X射线的强度，量是质是光子数。 7、在X射线野中靠近阳极侧的有效焦点比靠近阴极侧的要小。 8、光电质量衰减系数与原子序数、光子能量之间的关系可表示为_ μτ／ρ Z3/(hυ)3_____。 9、康普顿质量衰减系数与入射光子能量之间的关系可表示为_ μc／ρ 1/(hυ)3____。 10、康普顿效应发生的概率与原子序数Z无关，仅与物质的___每克电子数___有关。 11、电子对质量衰减系数与原子序数的光子能量的关系可表示为__ 当hυ>2m e c2_时，__μp／ρ Z hυ 当hυ>>2m e c2 _时，μp／ρ Zln(hυ)________________。 12、在X射线与物质的相互作用时，整个诊断X射线的能量围都有__ 10keV-100keV __产生，所占比例很小，对辐射屏蔽的影响不大。

13、在X射线与物质的相互作用时，总的衰减系数μ／ρ=_μτ／ρ+μc／ρ+μp／ρ+μcoh／ρ____。 14、在X射线与物质的相互作用时，在10keV～100MeV能量围的低能端部分_____光电__效应占优势，中间部分____康普顿___效应占优势，高能端部分___电子对___效应占优势。 15、宽束X射线是指含有____散射____的X射线束。 16、滤过是把X射线束中的____低能成分___吸收掉。 17、滤过分为___固有滤过___和___附加滤过___。 18、X射线传播过程中的强度减弱,包括距离所致的____扩散___衰减和物质所致的_____吸收____衰减. 19、X射线影像是人体的不同组织对射线____衰减___的结果。 20、增感屏—胶片组合体在应用时，胶片的光密度直接取自X射线的能量不足___10％__，其余的光密度都是靠___增感屏受激后发出的可见光获得的。 21、量化后的___整数灰度值__又称为灰度级或灰阶，灰度级之间的最小变化称为____灰度分辨率___。 22、每个单独像素的大小决定图像的____细节可见度____. 23、CR系统X射线照射量与发射的荧光强度呈___五位数___的直线相关。 24、X－CT的本质是___衰减系数___成像. 25、窗口技术中的窗宽是指___放大的灰度围上下限之差____ 26、窗口技术中的窗位是指大围的中心灰度值

(完整word版)医学影像物理学__复习大纲整理

医学影像物理学复习整理 (四种成像技术的物理原理，基本思想等) 第一章：X射线物理 第一节：X射线的产生 医学成像用的X射线辐射源都是利用高速运动的电子撞击靶物质而产生的。 1. 产生X射线的四个条件：（1）电子源（2）高速电子流（3）阳极靶（4）真空环境 2.X射线管结构及其作用（阴极，阳极，玻璃壁） （1）阴极：包括灯丝，聚焦杯，灯丝为电子源，聚焦杯调节电流束斑大小和电子发射方向。（2）阳极：接收阴极发出的电子；为X 射线管的靶提供机械支撑；是良好的热辐射体。（3）玻璃壁：提供真空环境。 3.a.实际焦点：灯丝发射的电子，经聚焦加速后撞击在阳极靶上的面积称为实际焦点。 b.有效焦点：X射线管的实际焦点在垂直于X射线管轴线方向上投影的面积，称为有效焦点。 c.有效焦点的面积为实际焦点面积的sinθ倍。(θ为靶与竖直方向的夹角) 补充：影响焦点大小的因素有哪些？ 答：灯丝的形状、大小及在阴极体中的位置和阳极的靶角θ有关。 4.碰撞损失：电子与原子外层电子作用而损失的能量。 5.辐射损失：电子与原子内层电子或原子核作用而损失的能量。 6.管电流升高，焦点变大；管电压升高，焦点变小。 7.a.标识辐射：高速电子与原子内层电子发生相互作用，将能量转化为标识辐射。 b.韧致辐射：高速电子与靶原子核发生相互作用，将能量转化为韧致辐射。 6.连续X射线的短波极限只与管电压有关。且与其成反比。 7.X射线的产生机制：电子与物质的相互作用，X射线是高速运动的电子在与物质相互作用中产生的。韧致辐射是产生连续X射线的机制。 （1）X射线的穿透作用（2）荧光作用（3）电离作用（4）热作用（5）

医学影像物理学题库

一填空题 1、X射线管的负极,包括灯丝与聚焦罩两部分。 2、想获得大的管电流需要选取大的管电压与灯丝的温度。 3、在普通X射线摄影中,用钨作为阳极靶。 4、高速运动的电子与靶物质相互作用时,其能量损失分为__碰撞损失__与__辐射损失__、 5、X射线在空间某一点的强度就是指单位时间内通过垂直于X射线传播方向上的单位面积上的光子数量与能量乘积的总与。 6、在医学应用中,常用X射线的量与质来表示X射线的强度,量就是质就是光子数。 7、在X射线野中靠近阳极侧的有效焦点比靠近阴极侧的要小。 8、光电质量衰减系数与原子序数、光子能量之间的关系可表示为_ μτ／ρ Z3/(hυ)3_____。 9、康普顿质量衰减系数与入射光子能量之间的关系可表示为_ μc／ρ 1/(hυ)3____。 10、康普顿效应发生的概率与原子序数Z无关,仅与物质的___每克电子数___有关。 11、电子对质量衰减系数与原子序数的光子能量的关系可表示为__ 当hυ>2m e c2_时,__μp／ρ Z hυ 当hυ>>2m e c2 _时,μp／ρ Zln(hυ)________________。 12、在X射线与物质的相互作用时,整个诊断X射线的能量范围内都

有__ 10keV-100keV __产生,所占比例很小,对辐射屏蔽的影响不大。 13、在X射线与物质的相互作用时,总的衰减系数μ／ρ=_μτ／ρ+μc／ρ+μp／ρ+μcoh／ρ____。 14、在X射线与物质的相互作用时,在10keV～100MeV能量范围的低能端部分_____光电__效应占优势,中间部分____康普顿___效应占优势,高能端部分___电子对___效应占优势。 15、宽束X射线就是指含有____散射____的X射线束。 16、滤过就是把X射线束中的____低能成分___吸收掉。 17、滤过分为___固有滤过___与___附加滤过___。 18、X射线传播过程中的强度减弱,包括距离所致的____扩散___衰减与物质所致的_____吸收____衰减、 19、X射线影像就是人体的不同组织对射线____衰减___的结果。 20、增感屏—胶片组合体在应用时,胶片的光密度直接取自X射线的能量不足___10％__,其余的光密度都就是靠___增感屏受激后发出的可见光获得的。 21、量化后的___整数灰度值__又称为灰度级或灰阶,灰度级之间的最小变化称为____灰度分辨率___。 22、每个单独像素的大小决定图像的____细节可见度____、 23、CR系统X射线照射量与发射的荧光强度呈___五位数___的直线相关。 24、X－CT的本质就是___衰减系数___成像、 25、窗口技术中的窗宽就是指___放大的灰度范围上下限之差____

医学影像物理学考试复习资料

医学影像物理学（Z） 1、X射线产生条件: ①电子源②高速电子流③适当的靶物质。 2、X射线管发出的X射线是由连续X射线和标识X射线两部分组成的混合射线。 3、连续X射线（又称韧致辐射）：是高速电子流撞击阳极靶面时，与靶物质的原 子核相互作用而产生的、连续波长的X射线(连续X射线)的过程。 4、标识放射（又称特征辐射）：标识X射线的波长同阳极靶原子的结构有着密切 的联系，仅取决于阳极靶物质，与X射线产生过程中的其它因素无关。不同靶材 料的辐射光子的能量和波长也不同。每一种元素的标识X射线的波长是固定不变 的。标识辐射的X射线波长是由跃迁的电子能量差决定的，与高速电子的能量（管 电压）无直接关系，主要决定于靶物质的原子序数，原子序数越高，产生的标识辐射的波长越短。 5、X射线的基本特性：X射线的穿透作用、X射线的荧光作用、X射线的电离作 用、X射线的热作用、X射线的化学和生物效应。 6、X射线的质：又称线质，表示X射线的硬度，即X射线穿透物体的能力与光 子能量的大小有关，光子的能量越大穿透能力越强，越不容易被物体吸收。 7、X射线的量：垂直于X射线束的单位面积上、单位时间内通过的光子数称为X 射线的量。 8、光电效应：入射光子与原子的内层电子作用时，将全部能量交给电子，获得 能量的电子摆脱原子核的束缚而成为自由电子（光电子），而光子本身整个被原子吸收的过程称为光电效应。 9、在光电效应过程中产生：（1）负离子（光电子、俄歇电子）；（2）正离子（丢 失电子的原子）；（3）标识X射线。

10、X射线诊断中的光电效应：（1）利在于可以产生高质量X射线照片，一是因 为它不产生散射线，减少了照片灰雾，二是增加了射线对比度，光电效应发生的概率与原子序数的4次方成正比，增加了不同组织之间的吸收差异。（2）弊在于 入射光子的能量通过光电效应全部被人体吸收了，加大了辐射损伤，为了减少辐射对人体的损害，经常采用高千伏（高能量）摄影，减少光电效应发生的概率。 11、康普顿效应：入射当入射光子与原子的外层轨道电子（自由电子）相互作用 时，光子的能量部分交给轨道电子，光子的频率改变后发生偏转以新的方向散射出去即散射光子，获得足够能量的轨道电子形成反冲电子，这个过程称为康普顿效应。 12、光蜕变：能量在10以上的X光子与物质作用时发生光蜕变。 13、X射线的衰减：X射线与物质相互作用过程中，物质吸收了X射线后，X射 线强度的减弱，即为衰减。包括距离所致的扩散衰减和物质所致的吸收衰减。14、影响X线衰减的因素：（1） X线的能量：入射光子的能量越大，穿透力越 强，光电效应发生的概率下降，X线衰减越少，透过的X线强度越大。 （2）吸收物质的密度：吸收物质的密度越大，X线衰减越大。人体的组织密度 大致分为三类，即高密度组织、中等密度组织、低密度组织。 （3）吸收物质的原子序数：吸收物质的原子序数越大，X线衰减越大。（4）吸收物质的每克物质的电子数越大，X线衰减越大。 15、X射线的滤过分为固有滤过和附加滤过。 16、X射线摄影基本原理：用胶片代替荧光屏，透过人体的X射线作用在胶片上， 由于X射线的光化学作用，使胶片感光，因各组织器官的密度、厚度不同，对X 1 射线的衰减不同，对胶片的感光程度也就不同，于是形成X 射线影像。 17、胶片主要感光材料：溴化银

医学影像物理学题库(配合第3版).doc

医学影像物理学题库 第一章第一节第一部分X射线管 一、填空题 1．X射线管的负极，包括和两部分。 2．想获得大的管电流需要选取大的和。 3．在普通X射线摄影中，用作为阳极靶。 二、名词解释 1．管电压———— 2．管电流———— 3．有效焦点———— 三、选择题 1．关于X射线管阳极正确的说法是（） A. 阳极是一个导电体。 B. 阳极一定是固定的。 C. 阳极为X射线管的靶提供机械支撑。 D. 阳极是一个良好的热辐射体。2．影响X射线有效焦点的因素有（） A.灯丝尺寸 B.靶倾角 C.管电流 D.管电压 四、简答题 1．产生X射线必须具备那些条件？ 第二部分X射线的产生机制 一、填空题 1. 高速运动的电子与靶物质相互作用时,其能量损失分为_______________和______________. 三、选择题 1.下面有关连续X射线的解释，正确的是（） A．连续X射线是高速电子与靶物质的原子核电场相互作用的结果。 B．连续X射线是高速电子与靶物质轨道电子相互作用的结果。 C．连续X射线的质与管电流无关。 D．连续X射线的最大能量决定于靶物质的原子序数。 E．连续X射线的最大能量决定于管电压。 2.下面有关标识X射线的解释，正确的是（） A．标识X射线的产生与高速电子的能量无关。 B．标识X射线是高速电子与靶物质轨道电子相互作用的结果。 C．滤过使标识X射线变硬。 D．标识X射线的波长由跃迁电子的能级差决定。 E．靶物质原子序数越高，标识X射线的能量就越大。 3. 能量为80keV的电子入射到X射线管的钨靶上产生的结果是（） A. 连续X射线的最大能量是80keV。 B. 标识X射线的最大能量是80keV。 C. 产生的X射线绝大部分是标识X射线。 D. 仅有1％的电子能量以热量的形式沉积在钨靶中。 4.影响X射线能谱的大小和相对位置的因素有（） A.管电流 B.管电压 C.附加滤过 D.靶材料 E.管电压波形

医学影像物理学试卷

一、单项选择题（每小题0.5分，共6分） 1、关于X 线性质的叙述哪个是错误的（ D ） A、X线与红外线紫外线一样，均属电磁波； B 、X线具有波动性和微粒二重性 C 、X线的干射衍射现象证明它的波动性，康普顿效应证明它的微粒性D、光电效应证明它的波动性E、X线不具有质量和电荷。 2、一般摄影用X 线胶片中不包括下列哪些物质（ D ） A、片基 B、保护层 C、乳剂层 D、防反射层 E、防静电层 3、IP板描述错误的是（ D ） A、IP中荧光物质对放射线、紫外线敏感，所以要做好屏蔽； B、IP中光激励发光物质常用材料是掺杂2价铕离子的氟卤化钡的结晶 C 、IP使用时要轻拿轻放 D、曝光后的IP，其信息不随时间延长而消退 4、非晶态氢化硅型平板探测器单个像素尺寸是（ C ） 5、A、0.139cm B、0.143cm C、0.143mm D、0.139mm 6、5/X线信息是哪一个阶段形成的（ A ） 7、A、X线透过被照体以后B、X线照片冲洗之后C、X线到达被照体之前 D、视觉影像就是X 线信息影像 E、在大脑判断之后 6、在数字图像处理技术中，为使图像的边界轮廓清晰，可采用的计算机图像处理技术为（ B ） A、图像平滑 B、图像锐化 C、图像缩小 D、图像放大 7、数字化X线成像技术与传统X线成像技术相比说法错误的是（B ） A、量子检测效率高 B、动态范围小 C、空间分辨力低 D、对比度分辨力高。 8多选、产生X线的条件应是下列哪几项（ABDE ） A、电子源 B、高真空 C、旋转阳极 D、高速电子的产生 E、高速运行的电子突然受阻 9多选、在医学放射诊断范围内，利用了X 线与物质相互作用的哪几种形式（BCD ） A、相干散射 B、光电效应 C、康普顿效应 D、电子对效应 E、光核效应 10 X线照射物质时衰减程度与（D）无关 AX线的能量B原子序数 C 密度 D 每克电子数 D X线灯丝的温度 11 DDR那个定义错（D） A 在计算机控制下工作B用一维二维探测器 C X线信息转化为数字图像 D 使用高强度磁场成像 12、CR的基本成像过程不包括（B） A影像信息的采集B远程传输C 读取D 处理 二、填空题（每小题2分，共28分） 1、医用X线与物质产生的效应主要有光电效应、康普顿效应、电子对效应。 2、医用放射检查的手段有X射线，X-CT、ECT（SPECT、PET）、MRI、超声四种。 3、透视检查主要利用X线的（穿透）作用和（荧光）作用。 4、晶态氢化硅平板探测器是由闪烁发光晶体，将X射线光子能量转化为可见光光子，再由薄膜非晶态氢化硅制成的光电二极管，完成光电转换。

医学影像物理学练习题

第一章普通X射线影像 (一)单项选择题 A 1．伦琴发现X射线是在 A．1895年 B．1795年 C．1695年 D．1885年 E．1875年 C 2．关于X射线的产生，下述哪项不正确 A．需要有自由电子群的发生 B．电子群的高速由阴极向阳极行进 C．绝大部分(99％以上)动能转变为X线 D．高速电子流突然受到阻挡 E．同时产生了大量的热能 A 3．标识X射线的波长仅取决于 A．阳极靶物质 B．管电压 C．管电流 D．灯丝温度 E．阴极材料 B 4．X线管是 A．真空荧光管 B．真空二极管 C．真空五极管 D．真空四极管 E．真空三极管 A 5．产生标识X射线的最低激发电压U必须满足的关系是 A．eU≥W B．eU≤W C．eU≈W D．eU≠W E．eU∝W C 6．下列关于X射线的本质的描述，正确的是 A．只有X射线管球才能产生X线 B. 凡是X射线都可用于影像诊断 C．X射线是一种波长很短的电磁波 D．比红外线波长长E．波长范围为5～10 nm A 7．对于给定的靶原子，各线系的最低激发电压大小排列顺序为 A. U K> U L>U M B．U K < U L < U M C. U K > U M > U L D．U K < U M < U L E．U K = U L= U M D 8．焦片距对成像的影响 A. 与半影大小成正比 B．与半影大小无关 C．与所用X线量成反比 D．与所用X 射线量成正比 E.近距离投照，焦片距为20~35cm E 9．X射线的特性，下列哪项在临床上的应用最不重要 A．电离效应 B．荧光效应 C．穿透性 D．摄影效应 E．以上都不是 E 10．X射线成像的基础基于 A．荧光效应 B．感光效应 C．电离效应 D．生物效应 E．穿透性 A 11．透视检查的基础基于 A．荧光效应 B．感光效应 C．电离效应 D．生物效应 E．穿透性 B 12．X射线摄影的基础基于 A．荧光效应 B．感光效应 C．电离效应 D．生物效应 E．穿透性 C 13．X射线产生过程中，电子高速运动所需能量主要取决于 A．靶物质原子序数 B．管电流 C．管电压 D．旋转阳极转速 E．灯丝焦点大小 B 14．下列哪种说法是不正确的 A．X射线图像由不同灰度影像构成 B．X射线影像不会发生形状失真 C．X射线束是锥形束投射的 D．X射线影像有一定放大效应 E．X射线影像可产生伴影D15．在产生通常诊断条件下的X射线时，大部分的能量都转化为热能，产生X射线的能量只占 A．1％ B．5％ C．0.1％ D．0.2％ E．0.5％ E 16．医用胶片最常用的感光物质是 A．氯化银 B．溴化银 C．碘化银 D．氯化银+碘化银 E．溴化银+碘化银 E 17．不属于X射线装置的是 A．X线管 B．变压器 C．操作台 D．检查床 E．光学照相机

《医学影像物理学》1-9章课后习题答案(精心整理)

第一章 X 射线物理 1-1 产生X 射线需要哪些条件？ 答：这个题目实际上把高速电子轰击靶产生X 射线这一事实在条件上予以明确。首先要有产生电子的阴极和被轰击的阳极靶，电子加速的环境条件即在阴极和阳极间建立电位差，为防止阴极和阳极氧化以及电子与中性分子碰撞的数量损失，要制造压强小于4-Pa 的真空环境，为此要有一个耐压、密封的管壳。 1-2 影响X 射线管有效焦点大小的因素有哪些？ 答：影响有效焦点大小的因素有：灯丝大小、管电压和管电流、靶倾角。 1-3 在X 射线管中，若电子到达阳极靶面的速度为1.5?8 10ms -1，求连续X 射线谱的最短波长和相应的最大光子能量。 答：此题的思路是由动能公式22 1v m 求出电子的最大动能，此能量也是最大的光子能量，从而求出最短波长。但当速度可与光速c=3?810ms -1 相比较时，必须考虑相对论效应，我们可以用下面公式求出运动中电子的质量 kg 302 3122010052.1)2/1(11011.9/1--?=-?=-=c m m e v keV 8.731018.1)105.1(10052.12 1211428302max =?=????==--J m h e v ν nm 0169.0max min ==νλh hc 此题的结果告诉我们，管电压为73.8KV 。反过来，如果知道管电压，求电子到达阳极靶表面的电子速度时，同样需要考虑相对论效应。 1-4 下面有关连续X 射线的解释，哪些是正确的？ A ．连续X 射线是高速电子与靶物质轨道电子相互作用的结果； B ．连续X 射线是高速电子与靶物质的原子核电场相互作用的结果； C ．连续X 射线的最大能量决定于管电压； D ．连续X 射线的最大能量决定于靶物质的原子序数； E ．连续X 射线的质与管电流无关。 正确答案：B 、C 、E 1-5 下面有关标识X 射线的解释，哪些是正确的？ A ．标识X 射线是高速电子与靶物质轨道电子相互作用的结果； B ．标识X 射线的质与高速电子的能量有关； C ．标识X 射线的波长由跃迁电子的能级差决定； D ．滤过使标识X 射线变硬； E ．靶物质原子序数越高，标识X 射线的能量就越大。 正确答案：A 、C 、E 1-6 影响X 射线能谱的因素有哪些？ 答：电子轰击阳极靶产生的X 射线能谱的形状（归一化后）主要由管电压、靶倾角和固有滤过决定。当然，通过附加滤过也可改变X 射线能谱的形状。 1-7 影响X 射线强度的因素有哪些？ 答：X 射线在空间某一点的强度是指单位时间内通过垂直于X 射线传播方向上的单位面积上的光子数量与能量乘积的总和。可见，X 射线强度是由光子数目和光子能量两个因素决定的。影响X 射线强度（量与质）的因素很多，主要有：增加毫安秒，X 射线的质不变、量增加，X 射线强度增加；增加管电压，X 射线的质和量均增加，X 射线强度增加；提高靶物质原子序数，X 射线的质和量均增加，X 射线强度增加；增加滤过，X 射线的质增加、但X 射线的量减少，X 射线强度减少；增加离X 射线源的距离，X 射线的质不变，X 射线的量减少，X 射线强度减少；管电压的脉动，X 射线的质和量均减少，X 射线强度减少。 1-8 原子放出X 射线前是静止的，为了保持活动不变，当它发射X 射线时，原子经历反冲。设原子的质量是M ，X 射线的能量为h ν，试计算原子的反冲动能。 答：此题的关键在于利用X 射线的动量和能量的关系： c h p ν=。 根据动量守恒，可知：c h p M ν ==v

医学影像物理学教学大纲12版(详细)

医学影像物理学教学大纲 一、课程简介 课程代码： 课程名称：医学影像物理学 学时： 80 理论/实验学时：60/20 课程属性：必修课 课程类型：专业基础课 先修课程：高等数学、医学物理学 开课学期：第4学期 适合专业：医学影像学 二、课程的性质、目的与任务 本课程为专业基础课。 通过对本课程的学习，要求学生了解医学影像技术的发展历程和该领域的最新发展方向，掌握医学成像的主要方法和物理原理，以及医学图像质量保证和控制的物理原理，掌握相关的基础知识，为以后更深入地了解和有效使用医学影像设备，很好地控制医学图像的质量，正确利用医学图像进行诊断打下良好的基础。 三、教学内容和要求 （一）理论课 在各章节内容中，按“了解”、“熟悉”、“掌握”三个层次要求。“掌握”是指学生能根据不同情况对某些概念、原理、方法等在正确熟悉的基础上结合事例加以运用,能够进行分析和综合。“熟悉”是指学生能用自己的语言把学过的知识加以叙述、解释、归纳,并能把某一事实或概念分解为若干部分,指出它们之间的内在联系或与其它事物的相互关系。“了解”是指学生应能辨认的科学事实、概念、原则、术语,知道事物的分类,过程及变化倾向,包括必要的记忆。 重、难点用下划线表示。 一、绪论 1、课程的主要内容、性质特点、学习目的、参考书目和学习网站。

2、专业现状及发展前景。 3、医学影像的发展历程。 X线成像、磁共振成像、超声成像、放射性核素成像。 教学要求： 了解医学成像技术发展概况，使学生对本课程的学习目的、学习方法、课程性质和特点，以及学时安排等有一个比较全面的认识。 二、X射线物理 1、X射线的产生 X射线管、X射线产生的机制。 2、X射线辐射场的空间分布 X射线的强度、X射线的质与量、X射线强度的空间分布。 3、X射线与物质的相互作用 X射线与物质相互作用系数、X射线与物质相互作用的两种主要形式：光电效应、康普顿效应，X射线的基本特性。 4、X射线在物质及人体中的衰减 单能X射线在物质中的衰减规律、连续X射线在物质中的衰减规律、X射线的滤过和硬化、混合物和化合物的质量衰减系数、化合物的有效原子序数、X射线在人体组织内的衰减。 教学要求: 掌握:掌握X射线产生的条件及机制，影响X射线强度的因素，X射线与物质相互作用的两种主要形式，X射线的衰减规律， X射线的滤过与硬化。 熟悉: X射线管的焦点及焦点对X线成像质量的影响， X射线的基本特性，X射线量与质的概念，X射线强度的空间分布。 了解: X线管的结构，阳极效应，混合物和化合物的质量衰减系数、化合物的有效原子序数。 三、X射线影像 1、模拟X射线影像 （1）普通X射线摄影 投影X射线影像的形成、X射线透视、X射线摄影。

医学影像物理学02章自测题答案

第2章自我检测题答案 1．X射线成像程序可以简化为： A．X射线→被照物→信号→检测→图像形成 B．被照物→X射线→信号→检测→图像形成 C．X射线→被照物→检测→图像形成→信号 D．被照物→X射线→检测→信号→图像形成 答案：A 2．X射线胶片特性曲性的直线部分是指 A．光密度与曝光量的对数值不成比例的部分 B．光密度与曝光量的对数值成正比的部分 C．不是摄影中力求应用的部分 D．光密度与曝光量的对数值没联系的部分 答案：B 3．增感屏的作用是 A．延长曝光时间B．提高图像清晰度 C．提高胶片感光量D．增加X射线用量 答案：C 4．X射线影像的转换介质不包括 A．增感屏/胶片系统B．荧光屏C．影像增强器D．滤线栅答案：D 5．关于体层摄影，正确的说法是 A．人体不动，X射线管、胶片反向运动 B．胶片不动，X射线管、人体反向运动 C．胶片不动，X射线管、人体同向运动 D．人体不动，X射线管、胶片同向运动 答案：A 6．关于阴性对比剂，不正确的说法是 A．气体为阴性对比剂B．有效原子序数大 C．空气在器官内吸收较慢D．空气有产生气体栓塞的危险

答案：B 7．关于X射线照片图像对比度，正确的说法是 A．被照体厚度之差B．摄影因素之差 C．照片上两点间光学密度之差D．X射线强度之差 答案：C 8．有关量子斑点，不正确的说法是 A．X射线量子越多统计涨落越小 B．量子斑点是X射线量子统计涨落在照片上的反映 C．量子密度的涨落遵循统计学规律 D．X射线量子冲击到介质受光面时是均匀分布的 答案：D 9．关于窗宽、窗位，不正确的说法是 A．它能抑制无用的信息 B．它能增强显示有用的信息 C．窗宽、窗位的调节并不能增加图像本身的信息 D．增加窗宽可使图像的信息量增加 答案：D 10．关于DSA成像，不正确的说法是 A．DSA是数字减影血管造影 B．蒙片是与普通平片完全相同的图像 C．血管显影所需的碘量与血管直径成反比 D．造影图像与未造影图像相减得血管图像 答案：B，D 11．经X射线照射后，在CR的成像板中存留的是 A．模拟影像B．数字影像C．黑白影像D．彩色影像答案：A 12．将PACS各组成部分连成一体的是 A．存储系统B．显示设备C．图像采集装置D．通讯网络系统答案：A，D

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

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医学影像物理学题库 (含答案)

一填空题 1、X射线管的负极，包括灯丝和聚焦罩两部分。 2、想获得大的管电流需要选取大的管电压和灯丝的温度。 3、在普通X射线摄影中，用钨作为阳极靶。 4、高速运动的电子与靶物质相互作用时,其能量损失分为__碰撞损 失__和__辐射损失__. 5、X射线在空间某一点的强度是指单位时间内通过垂直于X射线传 播方向上的单位面积上的光子数量与能量乘积的总和。 6、在医学应用中，常用X射线的量和质来表示X射线的强度，量 是质是光子数。 7、在X射线野中靠近阳极侧的有效焦点比靠近阴极侧的要小。 8、光电质量衰减系数与原子序数、光子能量之间的关系可表示为_ μτ／ρ Z3/(hυ)3_____。 9、康普顿质量衰减系数与入射光子能量之间的关系可表示为_ μc／ρ 1/(hυ)3____。 10、康普顿效应发生的概率与原子序数Z无关，仅与物质的___每克 电子数___有关。 11、电子对质量衰减系数与原子序数的光子能量的关系可表示为__ 当hυ>2m e c2_时，__μp／ρ Z hυ 当hυ>>2m e c2 _时，μp／ρ Zln(hυ)________________。

12、在X射线与物质的相互作用时，整个诊断X射线的能量范围内都有__ 10keV-100keV __产生，所占比例很小，对辐射屏蔽的影响不大。 13、在X射线与物质的相互作用时，总的衰减系数μ／ρ=_μτ／ρ+μc／ρ+μp／ρ+μcoh／ρ____。 14、在X射线与物质的相互作用时，在10keV～100MeV能量范围的低能端部分_____光电__效应占优势，中间部分____康普顿___效应占优势，高能端部分___电子对___效应占优势。 15、宽束X射线是指含有____散射____的X射线束。 16、滤过是把X射线束中的____低能成分___吸收掉。 17、滤过分为___固有滤过___和___附加滤过___。 18、X射线传播过程中的强度减弱,包括距离所致的____扩散___衰减和物质所致的_____吸收____衰减. 19、 X射线影像是人体的不同组织对射线____衰减___的结果。 20、增感屏—胶片组合体在应用时，胶片的光密度直接取自X射线的能量不足___10％__，其余的光密度都是靠___增感屏受激后发出的可见光获得的。 21、量化后的___整数灰度值__又称为灰度级或灰阶，灰度级之间的最小变化称为____灰度分辨率___。 22、每个单独像素的大小决定图像的____细节可见度____. 23、CR系统X射线照射量与发射的荧光强度呈___五位数___的直线相关。

医学影像物理学试卷

一、单项选择题（每小题0．5分,共６分） 1、关于Ｘ线性质的叙述哪个是错误的（ D ) A、 X线与红外线紫外线一样，均属电磁波; Ｂ、X线具有波动性和微粒二重性 C 、X线的干射衍射现象证明它的波动性,康普顿效应证明它的微粒性 D、光电效应证明它的波动性 E、Ｘ线不具有质量和电荷。 2、一般摄影用Ｘ线胶片中不包括下列哪些物质( D ) A、片基 B、保护层 C、乳剂层 D、防反射层 E、防静电层 3、ＩＰ板描述错误的是（Ｄ） A、 IP中荧光物质对放射线、紫外线敏感,所以要做好屏蔽； Ｂ、 IP中光激励发光物质常用材料是掺杂2价铕离子的氟卤化钡的结晶 C 、IP使用时要轻拿轻放 Ｄ、曝光后的IＰ，其信息不随时间延长而消退 4、非晶态氢化硅型平板探测器单个像素尺寸是( C ） 5、A、0.13９cm B、0.143cm C、０.１43ｍm Ｄ、0．13９mm 6、5/Ｘ线信息是哪一个阶段形成的( A ） 7、A、Ｘ线透过被照体以后 B、X线照片冲洗之后 C、X线到达被照体之前 D、视觉影像就是X 线信息影像Ｅ、在大脑判断之后 6、在数字图像处理技术中，为使图像的边界轮廓清晰，可采用的计算机图像处理技术为（ B ） A、图像平滑Ｂ、图像锐化 C、图像缩小 D、图像放大 7、数字化Ｘ线成像技术与传统X线成像技术相比说法错误的是（B ) A、量子检测效率高Ｂ、动态范围小 C、空间分辨力低 D、对比度分辨力高。 8多选、产生X线的条件应是下列哪几项(AＢDE ） A、电子源 B、高真空 C、旋转阳极 D、高速电子的产生 E、高速运行的电子突然受阻 9多选、在医学放射诊断范围内,利用了X 线与物质相互作用的哪几种形式( BCD ） A、相干散射 B、光电效应Ｃ、康普顿效应Ｄ、电子对效应 E、光核效应 1０ X线照射物质时衰减程度与(D）无关 AX线的能量 B原子序数 C 密度 D 每克电子数 D Ｘ线灯丝的温度 11 DDR那个定义错（Ｄ) Ａ在计算机控制下工作Ｂ用一维二维探测器 C Ｘ线信息转化为数字图像 D 使用高强度磁场成像 １２、ＣR的基本成像过程不包括(B) A影像信息的采集Ｂ远程传输C 读取D 处理 二、填空题（每小题２分,共２8分) 1、医用X线与物质产生的效应主要有光电效应、康普顿效应、电子对效应。 2、医用放射检查的手段有X射线，X－CT、EＣT(SPECT、ＰET)、MRI、超声四种。 3、透视检查主要利用X线的(穿透)作用和（荧光)作用。 ４、晶态氢化硅平板探测器是由闪烁发光晶体，将X射线光子能量转化为可见光光子，再由薄膜非晶态氢化硅制成的光电二极管 ,完成光电转换。 5、数字减影血管造影有三种基本方法:＿时间减影、能量减影、混合减影。 6 CR系统影响噪声中 X线量子噪声、光量子噪声、固有噪声影响图像 三、名解 1、 X线摄影中的伪影伪影又称伪像,它是指在重建图像过程中,所有不同类型的图像干扰和

医学影像物理学资料 第三版

第一章 X 射线的产生条件： （1）电子源（阴极）发射电子 （2）加速电子增加动能的电位差（高管电压） （3）一个高度真空（P<10-4Pa ）的环境（玻璃外壳） ，使电子在运动过程中尽可能减少能量损耗， 保护灯丝不被氧化。 （4）一个受电子轰击而辐射X 射线的物体（阳极靶）。 X 射线管的结构: 1.X 射线管的阴极（cathode ） ? 发射电子的电子源，使电子聚焦后去撞击阳极； ? 组成:发射电子的灯丝和聚焦电子的凹面阴极体。 ? 圆焦点型：阴极灯丝绕成螺旋型，放在 碗状阴极槽中，散热差： ? 类型: 线焦点型：阴极灯丝绕成长螺线管型， ? 放在阴极体头部的长形凹槽中。 ? 双焦点型：有大小不同的两组灯丝，可产生大 ? 小双焦点，若选用大焦点，只给长灯丝通电。 2.X 射线管的阳极（anode ） 产生X 射线。 固定式：钨、钼制成，嵌在铜制阳极体上—衬底 类型： 特点：产热高，用于管电流小，曝光时间长的牙科和骨科X 光机 （按结构分） 旋转式：将阳极和阳极体作成圆盘状，用小电机带动旋转； 特点：产热均匀分布，避免局部过热，功率。 3. .有效焦点的面积为实际焦点面积的sinθ倍。(θ为靶与竖直方向的夹角) X 射线管阴、阳极体的作用: 阴极体作用：① 使电子初聚焦 ② 防止二次电子危害 阴极体作用：①接收从阴极发射出的电子并将它们传导至与X 射线管相连的电缆，使其能返回高压发生器； ②为靶提供机械支撑；（3）良好的热辐射体。 X 射线管的电特性

X射线管工作过程 阴极通电后温度升高，会产生热电子发射，阴极和阳极之间外接很高的直流电压，阴极发出的热电子被直流高压加速，以很高的速度轰击金属阳极，产生X线。 X射线管的焦点及焦点的性能参量 1、实际焦点：灯丝发射的电子，经聚焦加速后，撞击在阳极靶上的面积。 2、有效焦点：实际焦点在垂直于X射线管轴线方向上投影的面积，即X射线照射在胶片上的有效面积 实际焦点和有效焦点大小的影响 实际焦点面积增大，散热好，但有效焦点面积也增大，胶片影像模糊 实际焦点面积减小，阳极靶单位面积上的电子密度增大，实际焦点温度增大，阳极损坏； 图象有效焦点越小，影像越清晰；有效焦点为点光源时：胶片图象边界清晰；有效焦点为面光源时：胶片边界模糊有半影； 高斯分布>矩形分布>双峰分布 管电流增大，焦点增大，影像质量下降； 管电压增大，焦点增大，影像质量下降； 辐射形式：韧致辐射，标识辐射。 韧致辐射定义：（连续X射线产生）高能入射电子通过阳极原子核附近，受到原子核引力场的作用会降低速度并改变方向，入射电子损失的能量以电磁辐射的形式释放。这种形式产生的辐射 称为“轫致辐射”或“制动辐射” 连续X射线产生原因： ?每个高速电子与靶原子作用时的相对位置不同 ?每个电子与靶原子作用前的能量也不同 ?故各次相互作用对应的辐射损失也不同，因而发出的X光子频率也互不相同，大量的X光子组成了具有频率连续的X光谱。 连续X射线产生特点： ?每条曲线都有一个峰值； ?曲线在波长增加的方向上都无限延展，但强度越来越弱； ?在波长减小的方向上，曲线都存在一个称为短波极限波长λmin的极限值； ?随着管压的升高，辐射强度均相应地增强； ?各曲线所对应的强度峰值和短波极限的位置均向短波方向移动。 标识辐射定义：（离散X射线）是高能电子与阳极物质内层电子作用的结果。高速电子把原子核外内层电子击出的过程中伴随的标识X射线的电磁辐射，称标识辐射，也称特征辐射。 产生条件：入射电子的动能大于阳极原子中壳层电子的结合能，而辐射光子的能量则仅仅取决于阳极原子的电子能级之差。标识X射线波长仅取决于阳极靶物质。 X射线的基本特性 1. X射线在均匀的、各向同性的介质中，是直线传播：

医学影像物理学试题及答案

医学影像物理学试题及答案 第一章 X 射线物理 1-1 产生X 射线需要哪些条件？ 答：这个题目实际上把高速电子轰击靶产生X 射线这一事实在条件上予以明确。首先要有产生电子的阴极和被轰击的阳极靶，电子加速的环境条件即在阴极和阳极间建立电位差，为防止阴极和阳极氧化以及电子与中性分子碰撞的数量损失，要制造压强小于4-Pa 的真空环境，为此要有一个耐压、密封的管壳。 1-2 影响X 射线管有效焦点大小的因素有哪些？ 答：影响有效焦点大小的因素有：灯丝大小、管电压和管电流、靶倾角。 1-3 在X 射线管中，若电子到达阳极靶面的速度为1.5?810ms -1，求连续X 射线谱的最短波长和相应的最大光子能量。 答：此题的思路是由动能公式221v m 求出电子的最大动能，此能量也是最大的光子能量，从而求出最短波长。但当速度可与光速c=3?810ms -1相比较时，必须考虑相对论效应，我们可以用下面公式求出运动中电子的质量 kg 3023122010052.1)2/1(11011.9/1--?=-?=-= c m m e v keV 8.731018.1)105.1(10052.12 1211428302max =?=????==--J m h e v ν nm 0169.0max min == νλh hc

此题的结果告诉我们，管电压为73.8KV。反过来，如果知道管电压，求电子到达阳极靶表面的电子速度时，同样需要考虑相对论效应。 1-4 下面有关连续X射线的解释，哪些是正确的？ A．连续X射线是高速电子与靶物质轨道电子相互作用的结果； B．连续X射线是高速电子与靶物质的原子核电场相互作用的结果； C．连续X射线的最大能量决定于管电压； D．连续X射线的最大能量决定于靶物质的原子序数； E．连续X射线的质与管电流无关。 正确答案：B、C、E 1-5 下面有关标识X射线的解释，哪些是正确的？ A．标识X射线是高速电子与靶物质轨道电子相互作用的结果； B．标识X射线的质与高速电子的能量有关； C．标识X射线的波长由跃迁电子的能级差决定； D．滤过使标识X射线变硬； E．靶物质原子序数越高，标识X射线的能量就越大。 正确答案：A、C、E 1-6 影响X射线能谱的因素有哪些？ 答：电子轰击阳极靶产生的X射线能谱的形状（归一化后）主要由管电压、靶倾角和固有滤过决定。当然，通过附加滤过也可改变X 射线能谱的形状。

医学影像物理学复习资料汇总

X射线物理学 一、X射线的基本特性 1. X射线在均匀的、各向同性的介质中，是直线传播，具有光的一切特性，具有波粒二象性。 2. X射线不带电，不受外界磁场和电场影响； 3. X射线具有贯穿本领；（不同组织穿透性不同：骨骼--软组织--脂肪--肺、肠道） 4. X射线的荧光作用；(X射线照射荧光物质可发出荧光)透视、增感屏 5. X射线的电离作用；（X光子撞击电子--一次电离--撞击其它原子--二次电离）X射线损伤和治疗基础 6．X射线的热作用； 7. X射线的化学和生物效应：与物质进行光化学反应，生物体内电离和激发作用 二、X射线的产生 医学成像用的X射线辐射源都是利用高速运动的电子撞击靶物质而产生的。 1.产生X射线的四个条件： （1）具有电子源（阴极）产生发射电子； （2）有加速电子使其增加动能的电位差（高管电压） （3）有一个高度真空（P<10-4Pa）的环境（玻璃外壳），使电子在运动过程中尽可能减少能量损耗，保护灯丝不被氧化。 （4）有一个受电子轰击而辐射X射线的物体（阳极靶） 三、X射线管的阴极体作用： ①使电子初聚焦：达到初聚焦作用，增加X线的产生率。 ②防止二次电子危害：阴极体可收集二次电子，防止危害。 四、阳极的作用： 1,、是一个导电体，它接收从阴极发射出的电子并将它们传导至与X射线管相连的电缆， 2、使其能返回高压发生器； 3、为靶提供机械支撑；良好的热辐射体。 五、焦点： 1、实际焦点：灯丝发射的电子，经聚焦加速后，撞击在阳极靶上的面积。 2、有效焦点：X射线管的实际焦点在垂直于X射线管轴线方向上投影的面积，即X射线照射在胶片上的有效面积。 3、补充：影响焦点大小的因素有哪些？ 答：灯丝的形状、大小及在阴极体中的位置、管电流、管电压和阳极的靶角θ有关。管电流升高，焦点变大；管电压升高，焦点变小。 4、实际焦点和有效焦点大小的影响： 答：实际焦点面积增大，散热好，但有效焦点面积也增大，胶片影像模糊；实际焦点面积减小，阳极靶单位面积上的电子密度增大，实际焦点温度增大，阳极损坏； 5、焦点对成像的影响： 有效焦点越小，影像越清晰； 有效焦点为点光源时：胶片图象边界清晰； 有效焦点为面光源时：胶片图象边界模糊 有半影；半影大小为： d（小焦点，短距离）； 管电流增大，焦点增大，影像质量下降； 管电压增大，焦点增大，影像质量下降；