医学影像答案

医学影像课后题答案

第一章

2．医学影像设备的两大功能分类是怎样的?

医学影像设备分为两大类：医学影像诊断设备和医学影像治疗设备。

3、试比较4类现代医学影像设备的临床应用价值？

X线机：是将人体三维立体结构显示在二维平面感光屏或胶片上，形成影像的是叠加的二维平面图像，可用于临床的骨折和体内异物的诊断。

CT扫描机：采用点状X线束逐点穿透检查部位，可使医生看到高清晰度的断层图像，大大提高了医学诊断和治疗水平。目前可以用来诊断脊柱和头部损伤，颅内肿瘤，脑中血凝块，心脏病早防治，肌体软组织损伤，胃肠疾病，腰部和骨盆恶性病变等。

MRI检测机：可直接做出横断面、矢状面、冠状面和各种斜面的体层图像，不会产生CT检测中的伪影，有高度的软组织分辨能力，几乎适用于全身各个系统的不同疾病。为检查各种心脏病以及新功能检查的可靠方法。

超声检查：为当前人体病变无创伤、无痛苦的最佳检查手段之一。可用于观察人体内部结构和肿瘤、囊肿的诊断以及检查脏器、胎儿等的正常与否，进过长期的实际使用以及观察分析，超声成像设备的频率和强度对人体安全基本无害。

4、举例说明应用X射线作为照射源的医学影像设备有哪些？

有常规的胶片X关机，计算机成像X线机（CR）、数字X线机（DR）、断层扫描X线机（CT）和血管数字减影（DSA）等设备。

6．怎样评价数字医学图像和模拟医学图像各自的临床价值与发展方向？

数字医学图像临床价值：21世纪数字成像的出现给我们优异的诊断功能。图像存档以及随时随地的检索功能。半导体器件中混合信号设计能力方面的发展是成像系统实现了电子封装密度。从而带来了医学影像的巨大发展。同时，嵌入式处理器极大提高医疗图像处理和实时图像的显示能力。从而实现了更迅速更准确的诊断。

发展方向：高速化、高分辨率、立体化、多媒体智能化和标准化。

模拟医学图像的临床价值：采用体外检查的同时，模拟现实体内清晰图像的方法，避免或减少了人体内窥检查的痛苦与损伤。

发展方向：由3D技术向立体技术过渡发展，图像更有深度感、立体感、真实感。

8．怎样分析各种医学影像设备的安全指标？

X线射影装置：从X射线辐射和示踪剂的安全方面的分析。

超声诊断装置：从输出声强、漏电流、热指数、机械指数这几个方面分析。

核医学影像设备：从辐射源、辐射剂量与对人体组织的辐射生物学效应等几个方面来分析。磁共振成像设备：从磁场强度、磁场均匀度、磁场稳定度、磁场的逸散度等几个方面分析。12．三维医学影像重建的作用和意义是什么？

作用：进一步提高“医学影像可视化”水平，发挥医学数字图像“立体、透明、动态、清晰”的技术优势。

意义：越来越多的图像以及三维重建技术已经变成外科手术计划、治疗处理及放射科以外其他应用的有效手段。它可以提供器官和组织的三维结构信息，辅助医生对病情作出正确的判断。

14．DSA成像检查的用途是什么？

DSA为放射科各类血管造影及介入治疗的专用设备，是与计算机相结合的血管造影技术，该技术可得到除去骨骼、软组织影像的纯血管影像，从而更精确诊断血管疾病和介入治疗。15．ECT检查与CT检查的不同点是什么？

X-CT的射线源在成像体的外部，而核医学成像（ECT）的射线源在成像体的内部。

第二章

1、什么是数字图像？什么是模拟图像？数字图像处理主要有那些任务？

数字图像是指存储在存储介质中的一组数字信息的集合，这些数字通过计算机处理后能够再现图像。

模拟图像就是人们在日常生活中接触到的的各类图像，以及眼睛所看到的一切景物的图像等，它们都是由各种表达连续色彩变化、亮度（灰度）的模拟信息组成的图像。

图像处理是为了改善图像质量，提高分辨率、去粗取精、增加目视判读的有用信息。2．简述数字图像运算的方法与原理

加法运算的定义：C(x,y）=A(x,y)+B(x,y)

减法运算的定义：C(x,y）=A(x,y)-B(x,y)

乘法运算的定义：C(x,y）=A(x,y)*B(x,y)

求反运算的定义：g(x,y）=255-f(x,y)

异或运算的定义：g(x,y）= f(x,y)⊕h(x,y)

或运算的定义：g(x,y）= f(x,y)∨h(x,y)

与运算的定义：g(x,y）= f(x,y)∧h(x,y)

3、简述图像数字化过程。

将各种模拟图像转化为数字图像的过程就称为图像数字化。

对模拟化图像进行数字化转换主要包括两个环节：即对二位模拟图像进行抽样处理和对每个抽样后的区域进行幅度上的灰度（阶）量化处理。

抽样：将一幅模拟图像以一定宽度分别在水平和垂直方向将图像分割成M行*N列的细小区域，整幅图像将产生M*N个象素点。

量化：把抽样后的每个象素点的亮度值逐点真实采集并记录相应表示该点的灰度值。图像可被表示成一个整数矩阵。

4、图像增强的是什么？

改善从外界获取的图像的质量和外观，或者把图像转换成另一种形式，使其更适合人眼的观察判断和图像分析仪的自动处理

6．医学图像压缩的特点是什么？

无损压缩不会影响文件内容，不会使图像细节有任何损失，且压缩比例有限。

有损压缩的特点是保持颜色的逐渐变化，删除图像中颜色的突然变化。

动态图像除了它每一帧的静态图像内的相关性外，还存在着很大的帧间相关性，因为通常相邻两帧之间的画面差异是相当小的。

7．什么是图像的平滑与锐化？在图像的平滑与锐化过程中，对图像的不良影响主要反映在哪些方面？

图像平滑是消除或减少图像中各种噪声的处理方法。图像平滑主要是为了消除噪声。

图像平滑处理包括空域法和频域法两大类。

图像锐化的目的是增强图像中目标的细节边缘和轮廓，使图像看起来比较清晰。

不良影响：平滑方法中的邻域平均法能使颗粒噪声得到平滑，但整幅图像都将变得模糊起来，这是因为丢失了某些图像细节信息所致。

9．简述医学图像分割处理的目的与意义。

医学图像分割就是一个根据区域间的相似或不同把图像分割成若干区域的过程。目前，主要以各种细胞与器官的图像作为处理的对象。例如磁共振颅脑图像的分割，其目的就在于清晰地描绘出颅脑各个解剖结构的边界，如灰质、白质、脑脊液以及MR图像中的其它组织。

医学图像分割在临床诊断、病理分析及人体器官三维重现等方面的应用都是至关重要的，具体表现为以下几个方面：（1）用于MR等生物医学图像的分析（2）用于测量人体器

官、组织或病灶的体积。对于这些体积在治疗前后进行的定量测量和分析，有助于一生诊断、预后和定制或修改对病人的治疗方案，（3）用于医学图像的三维重建，便于可视化，有助于外科手术的制定和仿真，病理研究，药物疗效的评估，解剖参考及放疗计划中的三维定位等，（4）用于在不丢失有用信息的前提下进行数据压缩和传输。对提高在远程放射和Internet 中图像的传输速度具有重要的价值，（5）分割后图像中的噪声减弱，便于图像的理解和识别。第四章

2.简述数字医学X射线影像设备的特点和应用。

答：特点：图像质量高；X射线剂量小;实时显示﹑调整图像；可实现无胶化片；易于管理；易于融入PACS系统；智能化处理

应用：(1)在医学影像中的应用：a.多用途的数字X射线透视摄影设备

b．胃肠诊断X射线设备

c．口腔摄影X射线设备

d．乳腺摄影X射线设备

e．手术用X射线设备

（2）在介入治疗中的应用

（3）在立体定向放射治疗中的应用

4．为什么要对X射线影像设备进行防护，有哪些措施？

答：X射线影像设备在为我们服务的同时也对我们产生着危害。X射线穿透人体将产生一定的生物效应。若接触的X射线过多，超过一定剂量，就可能产生放射反应，甚至产生一定程度的放射损害。但是，如果在容许范围内，则一般影响很小，但也要强调和重视防护。措施：（1）技术角度，可以采取距离防护和屏蔽防护的原则。

（2）从放射线工作者角度，不仅要对患者的健康负责，更要保护好医生自己。

（3）从患者角度，为了避免不必要的X射线照射和超过容许量的照射，要选择适当的X线的检查方法和正确的检查程序。

第五章

2.叙述CT成像的基本原理和过程（139-140）

答：CT成像的基本成像原理就是利用高度准直的X线束环绕人体某一部位，并以一定层厚的层面进行断层扫描，此时部分X线光子被穿过的组织器官吸收，X线强度因而衰减，未被吸收的X线光子穿透人体后，由探测器接收，将其转变为可见光后，经放大有光电转换器转变为电信号，再经模拟/数字转换器转为数字，输入计算机进行运算处理。

图像形成的过程：对选定的层面分成若干个体积相同的小长方体，称之为体素。CT每扫描一次，即可得到一个方程，经过若干次扫描，记得到一联立方程。经过计算机运算可以解出这一联立方程，从而求出每个体素的X线吸收系数或衰减系数，将其排列成数字矩阵，数字矩阵经过数字、模拟转换器把数字矩阵中的每个数字转变为由黑到白不同灰度的小方块，即像素，也按矩阵排列，即构成了CT图像。由此可见，CT图像是重建的数字化图像。实际上，CT成像的过程就是求出每个像素的X线衰减系数的过程。

7.简述所谓扫描时间,重建时间与周期时间?

扫描时间是指X射线管以一定的层厚围绕人体旋转一周所需时间,取决于X射线管旋转速度与能力

重建时间是指计算机阵列处理器将CT 扫描的原始数据重建成图像所需要的时间,与被重建图像矩阵的大小有关,矩阵越大,时间越长

周期时间是指从CT扫描开始,图像的重建,直道图像的显示这一全过程所需要的时间12．与X线图象比较，CT 图象有哪些特点？

1. Ct 是重建的数字化图像，它是由一定数目从黑到白不同灰度的像素按照矩阵排列构成，

像素越小，数目越多，则图象越精细，空间分辨越高

2. Ct 图象也是以灰度级来表示的，它反映的是人体组织和器官对x射线的吸收系数，白影表示高吸收区，及高密度区，黑影表示低吸收区，即低密度区

3.ct图象与x图象比较具有明显的高分辨率，一般10 到20倍

4．Ct图象还可以以量的概念，即ct 值，来说明组织密度高低的程度

5．Ct图象是断层图象，不存在组织结构影响的重叠问题，一般常用的是横断面图象，还可重组为冠状面和矢状面图象

15.螺旋CT和非螺旋CT扫描方式有何不同？有何优缺点？p163

答：不同：传统的非螺旋CT扫描是利用平面投影数据由计算机重建成像的，其投影数据是一个完整的圆形闭合环。螺旋CT扫描是在X线管旋转和检查床同时运动过程中进行的。螺旋比非螺旋的优点：

1 螺旋CT连续扫描的能力，使得整个器官或一个部位可以在一次屏气中完成扫描，从而避免漏扫或重扫。

2 由于没有层与层面之间的停顿，使得一次扫描检查的时间明显缩短，有益于危重病人和不配合病人的检查。

3 对于肺脏，肝脏等呼吸影响的脏器，由于在屏气情况下一次完成扫描，可以避免小病灶的遗漏。

4 病人运动形式的伪影，由于扫描速度的提高而得以减少或避免

5 可进行任意回顾性重建，没有层面间隔大小和重建次数的限制

6 单位时间内扫描速度的提高使CT增强扫描时对比剂的利用率提高和增强效果改善

7 由于螺旋CT扫描得到的是容积扫描数据，因此使得多平面和三维重建图像的质量有了明显改善

螺旋缺点：

1 扫描时检查床的运动产生一定的伪影，在Z轴上的空间分辨率有所降低

2 螺旋CT扫描图像的噪声较传统的有所提高（内插法的缺陷就是使噪声增加）

3 螺旋CT图像处理的时间较长，并需要计算机有大容量的存储能力和较快的运算能力。

4 螺旋CT仍受到最大扫描容积的限制

18.多层螺旋CT有何技术与成像特点？

答：成像特点：

1 成像层厚由探测器的宽度及其组合决定

2 由于探测器排数的增宽，使得X射线呈锥形束，不能直接采用某一断面的投影数据，必须先采集重建层面临近数据的内插，然后才能按照非螺旋CT扫描图像重建的方法重建出横断面图像

3 目前采用FELDKAMP方法解决锥形束的问题，由于每一层图像均考虑到了锥形束的影响而选择了最佳的数据进行重建，因此图像的质量有了充分保证

技术特点：1 降低X射线球管损耗2 扫描覆盖范围更长3 扫描时间更短4 扫描层厚更薄第六章核磁共振

1.磁共振影像设备包括哪些部分？

答：磁体系统、梯度磁场系统、射频系统、计算机系统。

2.磁共振影像设备的磁体分哪几种类型？各有何优点？167 168

答：（1）永久磁体

优点：造价低，磁场可达到0.3T，能产生优质图像，需要功率极小，维护费用低，可装在一个相对小的房间里。

缺点：磁场强度较低，磁场的均匀度和强度欠稳定，易受外界因素的影像，不能满

足临场波普研究的需要。

（2）常导磁体

优点：造价低，不用时可以停电，在0.2T以下可以获得较好的临床图像。

缺点：磁场的不稳定因素主要是受电源电压波动的影像，均匀度差。另外易受环境因素的影像，在线圈周围存在一个杂散场，场强不能满足大于0.3T和高均匀度的要求。

（3）超导磁体

优点：场强高，稳定性和均匀度好，因此，可开发更多的临床应用功能。

缺点：技术复杂和成本高。

3.梯度磁场是如何产生的？梯度磁场的作用是什么？169

答：梯度磁场简称梯度场，它的产生是由梯度线圈完成的，它的工作状态是呈开关状的瞬间通电。

作用：产生线性梯度场的目的是使磁化组织的质子群都处于不同的磁场强度中，根据拉莫尔频率公式，不同的质子进动频率不同，而发射射频脉冲的频率符合梯度场中某些质子的进动频率时，这些质子才能引起共振，继而发出MR信号，这样就完成了层面选择和质子的空间频率编码,才能获得人体MR层面图像。

12.射频线圈的主要性能指标有哪些？176

答：（1）信噪比（2）灵敏度（3）均匀度（4）品质因素（5）填充因素（6）有效范围20.与CT检查比较，MRI检查有哪些优点？189

答：优点：组织分辨率高，完全无辐射，无损伤，没有骨伪影，可以直接得到三维方向的图像。

缺点：成像时间较长，对钙化显示不敏感，空间分辨率较低，有禁忌症。

第7章医学超声影像设备与应用

3. 超声影像设备的指标和性能要求是什么

答：主要检定三项指标：安全指标、图像质量指标和显示设备指标197-199

（1）安全指标：输出声强和漏电流是超声影像设备器针对患者的安全性能指标的检测。（2）图像质量指标：探头深度轴向分辨率侧向分辨率盲区几何位置示值误差和囊性病灶直径误差

（3）超声显示设备指标：超声影像设备的显示器还必须达到实时显示，高分辨率与高灰阶三大性能要求。

5. 简述AMBD型诊断设备在临床上的主要应用202-209

答：A 主要用于检查肝、胆、脾、眼及脑等简单的解剖结构，也可以用于心脏、肝脏、胰脏、胆囊、颅脑、眼科和妇科等检查，对眼科和妇科疾病方面的病灶深度、大小、脏器厚薄以及病灶的物理性质等检查比较准确方便。最具代表性的是应用与脑中线位置的测量。M 主要用于心脏血管疾病的诊断

B 在妇产科中的探测人体内部脏器的轮廓及其内部结构的探测，表浅器官内部组织探测

D 对心脏、血管、血流和胎儿的检查等方面起很大作用

6. 彩色多普勒超声诊断设备的工作原理是什么？210

答：彩色多普勒超声诊断设备是通过对散射回声多普勒信息作相位检测并经自相关处理，彩色灰阶编码，把平均血流速度分类以彩色显示，它与B型图M型超声心动图相结合，可提供心脏和大血管内血流的时间和空间信息。它获取了二维超声切面的全部血流信息之后，将血流信息以彩色方式显示出来，叠加在B型灰阶图像上。它能直观显示血流分布、速度及方向，但对血流的定量分析不如脉冲和连续多普勒准确。血流色彩由三种基本颜色组成，血流速度越高，色彩就越亮，反之则越暗。这样三种颜色便可显示血流的方向、速度及血流状况。

第八章

2.简述核医学设备的分类？

核医学设备分为Y照相机和ECT;ECT又分为SPECT和PET。

4.简述相对于PET和CT，PET–CT的优点体现在哪里？

PET–CT即PET与CT硬件与软件的同机融合，也是解剖图形和功能图像的同机结合。它既具有多层螺旋CT高空分辨率、显示解剖结构清晰的特点，也具有PET的功能代谢成像优势，可以早发现病毒，尤其是恶性肿瘤；检查结果更准确；能进行全身快速检查；安全无创。PET–CT融合的图像既能提供精确的解剖结构图像、又能提供生物靶区资料，具有灵敏度高、特异性高和准确性高等特点。

5.请就设备的性能特点，将PET和SPECT两种设备进行比较？

PET灵敏度高、分辨率强；示踪剂具有生物活性；放射性损伤小；系统复杂，费用昂贵。而SPECT兼具有核医学和CT两种设备的优势，使用的示踪剂使用面广泛，特异性高，放射性小，不干扰人体内环境的稳定；时域解像精度不到千分之一秒；保留了Y照相机全部平面显像的性能；分层脏器功能可以观察到脏器功能的动态变化，化学物质在脏器内代谢分布、血管量的变化、肿瘤免疫及受体定位等信息。

第9章PACS的建设与应用答案

1．简述PACS的概念？

医学影像系又统称医学影像存储与传输系统（Picture Archiving And Communication System,PACS),是医院信息系统中的一个重要组成部分，是使用计算机技术与网络技术对医学影像进行数字化处理的系统。它主要解决医学影像的采集和数字化，图像的存储和管理，数字化医学图像高速传输，图像的数字化处理和重现，图像信息与其他信息集成五个方面的问题。

3.PACS系统的分类及特征

PACS系统按规模和应用功能可以分为三类：

（1）以影像设备之间的图像通讯和存储为系统建设目标而构建的PACS。

这是一种局限于单一医学影像部门或影像子专业单元范围内的PACS系统；也称为微型PACS（Mini PACS）或设备级PACS；目前的CR/PACS、DR/PACS均属于这一类。

(2)以实现影像科室的数字化诊断为建设目标而构建的PACS。

这一层次的PACS系统将一个影像科室内所有影像设备连接，对其图像做集中存储，实现科室内影像数字化诊断与不同设备的图像资源及相关信息的共享。也称为数字化PACS （DigitalPACS）

(3)为满足以数字化诊断为核心的医院整个影像工作管理全过程而构建的PACS。

称之为Full PACS，又称为Hospital PACS（全院整体化PACS）。

5.简述RIS的概念？

放射科信息系统（Radiology Information System，RIS）是具有管理影像科室内所有患者资料和科室日常工作的综合管理信息系统，也是高水平、高效率进行科研、教学、学术交流，全面提高科室医疗水平的现代化信息平台。

6.RIS的工作流程是什么？

RIS的工作流程一般有以下几个步骤：申请影像诊断、科室预约与安排、影像诊断确认、书写报告、报告传送归档。

第十章

5.简述医学影像三维重建的过程

三维重建的过程可以概括为四个步骤。

第一个步骤是数据获取，通过医学成像设备（CT、MRI、超声等）对人体进行扫描而得到一组二维断层图像；第二个步骤为可视化预处理，需要将某些断层图像中的噪声进行滤波以提高信噪比。；第三个步骤为三维建模过程，完成将三维体数据变为几何数据（物体表面的几何描述）的功能，如果对三维体数据直接绘制则可以省略这一过程；第四个步骤为绘制过程，一种是面绘制，采用计算机图形显示算法对三维模型重建出的物体表面进行显示；另一种是直接对三维体数据进行显示，称为直接体绘制。

8. 简述虚拟内窥镜应用的临床意义？

可以进行任意多次虚拟内窥镜操作；是非侵入式，病人痛苦降至最低；可确定漫游位置，在人体内不会“迷路”；可到达真实内窥镜无法到达的地方。