医学影像物理学教学大纲12版(详细)
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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。
(2)特殊X射线摄影
软X射线摄影、高千伏X射线摄影、X射线造影。
(3)X射线图像质量评价
评价医学影像质量的参数、影响医学影像质量的因素。
2、数字X线影像
(1)数字图像基础
模拟图像与数字图像、数字图像的形成、数字图像处理的主要方法:对比度增强法。
(2)数字减影血管造影
DSA的物理基础、DSA的基本方法、DSA的影像质量
(3)数字X射线摄影
CR、DR、数字X射线影像的主要技术优势。
3、 X射线计算机断层成像
(1)X-CT的基础知识
断层、解剖断面、体素、像素的概念;扫描与投影;X-CT图像重建的数理基础;CT值与灰度显示、窗口技术。
(2)传统X-CT的扫描方式
单束平移-旋转方式;窄扇形束平移-旋转方式;宽扇形束旋转-旋转方式;宽扇形束静止-旋转方式;电子束扫描方式。
(3)螺旋CT
单层螺旋CT;多层螺旋CT;双源螺旋CT。
(4)X-CT图像的质量控制
图像的主要质量参数;X-CT图像的伪像。
教学要求:
掌握:掌握X射线影像形成的物理基础,X射线照片系统的工作原理、胶片的感光度、光密度、胶片特性曲线,软X射线摄影的原理,DSA的物理基础及造影方法、CR的物理原理及成像过程,扫描与投影概念、X-CT成像原理、窗口技术。
熟悉: DR的工作原理,评价医学影像质量的基本参数,影响X射线影像质
量的因素及改善图像质量的措施,数字图像的形成及基本特点,CT图像的质量控制的主要参数。
了解:X射线影像的优势及局限性,传统CT的扫描方式、螺旋CT,X-CT图像的伪影。
四、核磁共振物理
1、基本概念
磁矩、角动量、磁旋比。
2、静磁场中的磁性核
Zeeman效应、旋进、磁化强度矢量、自旋核数密度、影响磁化强度矢量的因素。
3、磁共振现象
磁共振现象、射频电磁波的磁场矢量、射频电磁波对氢核系统的激励。
4、弛豫过程
弛豫及其规律、纵向弛豫、横向弛豫、弛豫时间常数的物理、生物特性、自由感应衰减信号。
5、化学位移及磁共振谱
化学位移、磁共振谱分析、自由水及结合水。
教学要求:
掌握:磁矩、磁旋比、磁化强度矢量、核磁共振现象、磁共振的本质及共振条件、θ脉冲及自由感应衰减信号、弛豫时间常数T1与T2。
熟悉:角动量、旋进、影响磁化强度矢量的因素,弛豫过程及规律。
了解:弛豫时间常数的物理生物特性,化学位移及磁共振谱。
五、磁共振成像
1、磁共振信号及加权图像
自由感应衰减信号与加权图像、自旋回波信号与加权图像、反转恢复信号与加权图像。
2、磁共振图像重建
梯度与梯度磁场、空间位置编码、二维傅里叶变换图像重建、K空间的定义、K空间的填充及性质。