生物电子学-8-现代生物医学影像设备
现代医学电子仪器原理与设计
一、本门课程的内容
医学仪器
输入或输出的物理量 不是电压或电流 超声、放射等设备
输入或输出的物理量 是电压或电流
医学电子仪器
医学电子仪器
测量、诊断
心电 脑电 肌电 诱发 电位
监 护 仪 血压 测量 仪器
治疗类仪器
心 脏 起 搏 器 心 脏 除 颤 器
高 频 电 刀
微弱信号处理 电气安全
二、本课程基本要求
发展预测
未来5年医学仪器的六大发展方向： 1、计算机相关技术：计算机辅助诊断、智 能器械、机器人和网络技术（HIS-hospital information system and PACS—picture archiving and communication system医学影像存档与传输 系统），小型化生化和光学生物传感器融合 方式出现的仪器。 2、分子医学仪器：包括遗传诊断、遗传治 疗和组织工程化仪器以及生物传感器。
7、自1958年H.O.Anger研制成功医用Gama 照相机，核医学影像类仪器开始应用于临 床，基于给病人施加放射性标记药物，在 人体外部探测所发射的射线而成像的，随 着CT技术的发展，有ECT（放射性同位素断 层成像），单光子放射断层成像SPECT，正 电子发射断层成像PET，能提供生理代谢方 面的信息。
（一）噪声特性 从人体拾取的生物信号不仅幅度微小， 而且频率也低。必须尽量采取各种抑制措 施，使噪声影响减至最小。一般来说， 限 制噪声比放大信号更有意义。
（二）个体差异与系统性 人体个体差异相当大，用医学仪器作检测 时，应从适应人体的差异性出发，要有相应的 测量手段。 人体又是一个复杂的系统，测定人体某部 分的机能状态时，必须考虑与之相关因素的影 响。要选择适当的检测方法，消除相互影响， 保持人体的系统性相对稳定。
脉冲回波技术原理
诊断超声成像§6.1概述现代医学影像设备可分为两大类，即医学影像诊断设备和医学影像治疗设备。
医学影像诊断设备主要有几种类型：①X线成像；②磁共振成像（MRI）（电磁波）；③超声成像（超声波）；④核医学成像（Y 射线）；⑤热成像；⑥光学成像（医用内窥镜成像）。
超声成像设备分为利用超声回波的超声诊断仪和利用超声透射的超声计算机体层两大类。
目前医学领域使用的诊断超声回波设备主要包括A（幅度显示）型、B （亮度显示）型、M （运动显示）型和多普勒超声诊断仪。
A、B型仪器主要给出探查区域内有关解剖结构和组织特性的信息；而M超反映体内运动界面的动态变化；多普勒超声仪器反映血液流动的动态变化，可实现各种血流参量的测量，是近年来广泛应用的又一种超声技术。
A超是最早的超声诊断仪器。
而B型仪器是目前最普遍使用的诊断设备，它常与A、M型和多普勒系统复合，并带有心音、心电等生理信息测量和显示功能。
因而，B型仪器也是目前最昂贵的超声诊断仪器之一。
A型显示的是反射界而深度与反射回波振幅，故A型又称幅度调制型。
B型显示是用亮度调制来显示回波脉冲幅度, 反射强，光点亮，反射弱，光点暗。
M型是一种运动显示方式。
M型同样以亮度的强弱来表示回声信号强弱，但将声束路径上不同深度的回波幅度亮度调制图形沿横轴慢慢展开。
这样，对于一稳定的界面，回声显示为一直线；但对于一运动界面，回声显示为曲线，曲线表示了界面运动轨迹。
M型常用于心脏运动的探查，故又称脉冲回波超声心动图仪。
§6.2超声脉冲回声技术超声脉冲回声技术是目前医学超声诊断仪中广泛应用的技术，己形成了A超、M超、B超三大类诊断仪。
它利用脉冲发射原理，检测生物组织器官声学界面的反射特性。
20 世纪30年代中期这一原理的应用己取代了透射法超声诊断。
20世纪50年代中期利用此原理的A型超声诊断仪获得了推广应用，同时发展了M型超声心动仪的诊断原理。
20世纪60年代中期以此原理发展了B型超声成像技术，新兴的B 型超声显像诊断仪带动了超声诊断技术的蓬勃发展。
医学影像设备 (市场分析及重点总结)
常规X线
• 透视（Fluoroscopy）： 使X线透过人体被检查部位并在荧光屏上形成影像， 称为透视。透视一般在暗室内进行，检查前必须做好暗适应，带深色眼 镜并有暗室内适应一段时间。透视的优点是经济，操作简便，能看到心 脏、横膈及胃肠等活动情况，同时还可转动患者体位，作多方面观察， 以显示病变及其特征，便于分析病变的性质，多用于胸部及胃肠检查。 缺点是荧光影象较暗。细微病变（如粟粒型肺结核等）和密度、厚度较 大的部位（如头颅、脊椎等）看不太清楚，而且，透视仅有书写记录， 患者下次复查时不易做精确的比较。
超声
• A型超声：早期应用幅度调制型(amplitude mode)，即A型超声，以波 幅变化反映回波情况。
• • B型超声：灰度调制型(brightness mode)，即B型超声，系以明暗不同
的光点反映回声变化，在影屏上显示9～64个等级灰度的图像，强回 声光点明亮，弱回声光点黑暗。
常规X线
•
国内影射影像产品仍然还是GPS这些国际品牌聚集的地方。国家在政策方面更是倾
向于扶持具有持续研发、探索创新的企业，从而带动国产高端影像设备向着国产化、高端化、国际化的方
向发展。
• 当前，现代医学加快向早期发现、精确定量诊断、微无创治疗、个体化诊疗、智能化服务等方向发展， 对医疗器械领域的创新发展不断提出新的需求。
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第1章概论1、1895年11月8日，伦琴发现X射线。
2、现代医学影响设备可分为影像诊断设备和医学影像治疗设备。
3、现代医学影像设备可分为：①X线设备，包括X线机和CT。
②MRI设备。
③US设备。
④核医学设备。
⑤热成像设备。
⑥医用光学设备即医用内镜。
第2章 X线发生装置1、X线发生装置由X线管、高压发生器和控制台三部分组成。
2、固定阳极X线管主要由阳极、阴极和玻璃壳组成。
3、阳极：主要作用是产生X线并散热，其次是吸收二次电子和散乱射线。
4、阳极头：由靶面和阳极体组成。
靶面的作用是承受高速运动的电子束轰击，产生X线，称为曝光。
5、阳极帽：可吸收50-60%的二次电子，并可吸收一部分散乱射线，从而保护X线管玻璃壳并提高影像清晰度。
6、固定阳极X线管的阳极结构包括：阳极头、阳极帽、可伐圈、阳极柄。
7、固定阳极X线管的主要缺点：焦点尺寸大，瞬时负载功率小。
优点：结构简单，价格低。
8、阴极：作用是发射电子并使电子束聚焦。
主要由灯丝、聚焦罩、阴极套和玻璃芯柱组成。
9、在X线成像系统中：对X线成像质量影响最大的因素之一就是X线管的焦点。
10、N实际焦点：指靶面瞬间承受高速运动电子束的轰击面积，呈细长方形。
11、N有效焦点：是实际焦点在X线投照方向上的投影。
实际焦点在垂直于X线管长轴方向的投影，称为标称焦点。
12、一般固定X线管的靶角为15°-20°。
13、有效焦点尺寸越小，影像清晰度就越高。
14、软X线管的特点：①X线输出窗的固有滤过率小。
②在低管电压时能产生较大的管电流。
③焦点小。
15、结构：与一般X线管相比，软X线管的结构特点是：①玻窗②钼靶③极间距离短。
16、软X线管的最高管电压不超过60kv。
17、X线管常见的电参数有灯丝加热电压、灯丝加热电流、最高管电压、最大管电流、最长曝光时间、容量、标称功率、热容量。
18、N容量：他是X线管在安全使用条件下，单次曝光或连续曝光而无任何损坏时所能承受的最大负荷量。
医学影像设备模拟试题(附答案)
医学影像设备模拟试题（附答案）一、单选题（共100题，每题1分，共100分）1、关于CR.DR说法不正确的为A、CR在价格上一般要比DR便宜B、DR信噪比比CR高C、DR没有搬运IP的环节,减少故障诱发率D、均是将模拟量转换为数字量E、DR探测器像素尺寸都比CR探测器像素尺寸大正确答案：D2、第一台CT扫描机研制成功的时间是A、1974年B、1971年C、1972年D、1970年E、1975年正确答案：E3、低剂量直接数字化X线机(LDRD)的结构包括A、扫描结构B、探测系统C、计算系统D、以上都是E、主机部分正确答案：D4、关于人体组织CT值的比较,下列错误的是(A、血液B、脂肪>水C、血液>水D、脑白质E、骨密质>钙质正确答案：B5、关于DR影像质量标准正确的是A、影像放大比例一致B、影像整体布局合理C、DR照片信息全面D、以上都是E、合理选择照射野尺寸正确答案：D6、CT气体探测器是A、氢气B、氪气C、氩气D、氦气E、氙气正确答案：C7、对影像增强管输入屏荧光体层的要求不包括A、荧光效率高B、能发生光化学反应C、发光频谱与光电阴极的频谱响应特性相匹配D、X线的吸收率高E、以上都正确正确答案：B8、医用相机的应用起始于1980年代A、20世纪60年代B、20世纪50年代C、20世纪80年代D、20世纪70年代E、20世纪90年代正确答案：E9、关于三相全波整流高压次级电路的叙述,哪组是错误的()A、脉动率越小输出功率越大B、三相十二波桥式电路的脉动率为难18.3%C、三相六波桥式整流电路脉动率为13.4%D、有利于快速显示运动器管和低对比度器管E、动率大.曝光时间短图像质量好正确答案：A10、在产生X线过程中,电子的动能百分之几变成X线,百分之几变成热能A、2%、98%B、99.8%、0.2%C、98%、2%D、100%、0%E、0.2%、99.8%正确答案：E11、与常规CT扫描相比,螺旋CT扫描的最大优点是A、以上都正确B、为容积扫描C、扫描速度快D、X线管容量大E、连续旋转正确答案：C12、IP板在第一次激发后小时内读出最好A、10hB、6hC、12hD、14hE、8h正确答案：C13、以下哪项不是激光打印机的优点是A、操作简单B、能做到多端输入C、明室装片D、图像转换E、提高了照片质量正确答案：D14、X线机维护与检修的意义不包括A、及时排除故障隐患,防止重大事故发生B、达到发挥机器最大效力和延长使用年限的目的C、有利于射线防护和方便工作D、预防故障产生,并保证机器与人身的安全E、延长其使用寿命和充分发挥其应有的效能正确答案：C15、有关散射线的说法,哪一项是不对的A、由于人体是一个散射体,因此产生散射线.B、被照体体越厚,散射线越多C、散射线的吸收通常使用滤线器D、散射野越大,散射线越多E、增感屏速度越快,散射线越少正确答案：E16、下列关于CT值的公式正确的是A、CT值=(水线衰减系数-组织线衰减系数)/水线衰减系数*KB、CT值=(组织线衰减系数-水线衰减系数)/水线衰减系数C、CT值=(组织线衰减系数-水线衰减系数)/水线衰减系数*KD、CT值=(组织线衰减系数-水线衰减系数)/组织线衰减系数*KE、CT值=(组织线衰减系数-水线衰减系数)/组织线衰减系数正确答案：C17、梯度控制器的作用是A、A按照主控单元的命令,产生所需梯度的标准数字信号B、E起开关作用C、D对电信号进行放大D、C按照主控单元的命令,产生所需梯度的标准电信号E、B按照主控单元的命令,产生所需梯度的标准模拟信号正确答案：A18、CR的全称是A、计算机扫描摄影B、计算机体层摄影C、直接X线摄影D、计算机X线摄影E、计算机横断面体层扫描正确答案：D19、关于探测器的叙述哪组是错误的A、探测带电粒子,探测中性粒子B、探测粒子强度,测量其能量C、由闪烁体和光电倍增管等组成D、探测效率高,分辩时间短E、吸收低能的软射线,变成硬射线正确答案：A20、X线成像过程中,作为信息源的是)A、AB、x线C、增感屏D、受检体E、胶片正确答案：D21、下列不是CT硬件发展趋势的是A、简化操作B、加快扫描速度C、增加电缆长度D、缩小体积E、提到图像质量正确答案：A22、在X线管灯丝,由热放射的全部电子,都离开阴极向阳极运动,这种情况是A、空间电荷效应B、受激态C、温度描记效应D、热电放散效应E、饱和电流正确答案：E23、在CT成像过程中,属于采样系统的关键部件的是A、图像显示器B、滤过器C、多幅照相机D、探测器E、电子计算机正确答案：D24、氦氖激光相机使用的激光波长是A、933nmB、833nmC、733nmD、966nm正确答案：C25、像素位移是DSA检查中的一种什么处理技术A、数字造影B、运动造影C、促进伪影D、运动伪影E、抑制运动性伪影正确答案：E26、下列不是DR影像必须满足的诊断需要的为A、无体外伪影B、人眼识别照片的密度控制在0.25到2.0C、无残影D、人眼识别照片的密度控制在0.2到2.0E、层次分明正确答案：D27、对于4层螺旋CT,若选择床速是20mm/周,扫描层厚10mm,则螺距为A、0.5B、2C、4D、8E、1正确答案：A28、提高图像质量的特殊技术有A、呼吸门控技术B、心电门控C、预报和技术D、流动补偿技术E、以上都是正确答案：E29、MR对下列哪种组织不敏感A、软组织B、脑组织C、骨E、水正确答案：C30、热敏打印机的基本结构有A、以上都是B、清洁部,记录部C、信号处理系统D、片盒部,输片部E、控制部分正确答案：A31、X线摄影优点A、空间分辨率高B、以上都对C、照片可以长久保存以便随访被检查D、摄影较清晰E、被检者接受的X线照射剂量少正确答案：B32、一般在MRI设备中,数字信号的量化级数为A、32位B、以上都正确C、4位D、16位E、8位正确答案：D33、像素与体素的关系错误的是A、二维的体素加上厚度就是像素B、体素是三维的,像素是二维的C、像素就是体素D、像素是构成CT图像最小的单位E、体素重建三维立体图像的基本单元正确答案：A34、CT的发明者是A、HounsfieldB、LedleyC、RoentgenD、CormackE、Ambrose正确答案：A35、影响信噪比(SNR)的因素,下列错误说法的是A、信号与成像组织的单位质子数量成正比B、与激励次数(NEX)的平方根成正比C、与静磁化矢量成正比D、与线圈类型无关E、与体素的体积成正比正确答案：D36、X-CT人体对X线吸收的叙述,哪组是错误的A、透过X线剂量由对应的增强器测量;B、CT像就是断面组织对X线吸收系数分布像C、人体是由许多吸收系数不同的组织构成D、吸收系数越大,厚度越大;E、吸收余数越多,透过X线越少正确答案：A37、CCD摄像机与摄像管式摄像机相比,其优点不包括A、光谱响应范围宽B、灵敏度高C、体积小.功耗小D、以上都正确E、分辨率高正确答案：C38、超声波能量在下列组织中衰减最快的是A、肌肉B、血液C、骨骼D、衰减相同E、软组织正确答案：C39、射频脉冲产生单元中频率合成器的作用是A、进行混频B、产生特定的波形C、产生稳定的频率D、起开关作用E、功率放大正确答案：A40、下列关于图像矩阵说法错位的是A、图像矩阵中的每个元素即为像素B、图像矩阵的大小随便选取C、在CT图像重建中,按照有序数组计算和重建图像D、矩阵中的元素其物理意义是代表组织的吸收系数或CT值E、每个小体积单元按照扫描过程中的顺序进行排列和编号,便形成了一个有序的数组正确答案：B41、以下有关窗宽描述错误的是A、窗宽加大,显示图像原灰阶层次增多B、调节窗宽可以改变图像的密度差C、窗宽决定显示CT值范围的大小D、窗宽加大,提高图像中低密度组织对比E、组织的CT值大于窗宽规定范围呈白色正确答案：D42、下列不属于CT功能软件的是A、三维重组B、E图像存储和记录部分C、动态扫描D、定量骨密度测定E、图像处理功能正确答案：B43、下列有关焦点的说法不正确的是A、X线管阳极靶面接受电子撞击的面积称实际焦点B、一般X线机都设有大小焦点C、X线管的焦点越小,摄的肢体影像就越好D、像面上不同方位上观察到焦点尺寸称为有效焦点E、焦点面上的线量分布是均匀的正确答案：E44、下列又称电子束CT的是A、第二代CT机B、第五代CT机C、第三代CT机D、第四代CT机E、第一代CT机正确答案：B45、关于照射野的说法,错误的是A、照射野的大小对胶片密度没有影响B、摄影时照射野应与被检部位等大C、照射野边缘应限定在使用胶片尺寸内D、照射野多用遮线器控制E、照射野过大,可使胶片灰雾增加正确答案：A46、CT扫描使影像诊断范围扩大的根本原因是A、密度分辨率高B、空间分辨率高C、被检者接受X线量少D、显示的范围大E、可获得冠状面、矢状面图像正确答案：A47、干式激光相机扫描成像速度快,每秒扫描超过A、100万点B、300万点C、400万点D、500万点E、200万点正确答案：A48、S=(D1-D2)/H=K/H中,关于H的叙述错误的是A、其值越小,边缘越模糊B、亦称不锐利度C、称为模糊值D、或称密度移行距离E、以mm为单位正确答案：A49、IP普通摄影用尺寸不包括A、14〃×17〃B、11〃×14〃C、8〃×10〃D、10〃×12〃E、14〃×14〃正确答案：E50、关于空间分辨力的描述,下列说法正确的是A、体素的大小取决于成像层面厚度、视野(FOV)和像素矩阵的大小B、成像层面越薄,则空间分辨力越高C、FOV越小及像素矩阵越大,空间分辨力越高D、当体积容积小,能分辨出细微结构,空间分辨力高E、以上都是正确答案：E51、以下关于毫安表的使用哪项是错误的A、毫安表的指数是管电流的直流读数B、三相全桥式整流机称直流毫安表C、半波整流电路的毫安表称直流毫安表D、毫安表接在控制电路中,故可放在控制面板上E、全波整流X线机称直流毫安表正确答案：D52、关于MRI成像的基于原理的表述,哪项不准确A、质子是一个小磁体有自己的磁场B、把患者放进M磁体内,患者本身成为一个磁体,有其磁场,即发生了磁化C、当前MRI都用氢核或质子成像D、进动频率取决于所处的外磁场场强,外磁场场强越强,进动频率越低E、进动速度用进动频率表示正确答案：D53、以下哪项不是X射线发生系统的是A、前准直器B、冷却系统C、探测器D、高压发生器E、X射线管正确答案：C54、下列叙述正确的是A、像素数量少则像素尺寸小B、像素越大细节越多C、像素越小图像越大D、像素越小分辨力越高E、像素越大图像越小正确答案：D55、非晶硒DR设备对环境温度要求最高不能超过A、45℃B、37℃C、30℃D、40℃E、20℃正确答案：B56、CCD探测器错误的是A、可将光图像转换数字信号B、是一种半导体器件C、一种重要的数字检测器D、可将数字信号转换为光图像E、是电耦合器件正确答案：D57、非晶硒平板型探测器储存信息的元件是A、TFTB、A/D转换器C、CSID、以上都正确E、储能电容正确答案：E58、以下哪些是激光打印的基本结构A、胶片传送系统B、以上都正确C、激光打印系统D、控制系统E、信息传送和储存系统正确答案：B59、下列关于高压电缆的叙述,错误的是A、半导体层的作用是消除绝缘层外表面与金属屏蔽层之间的静电场B、高压电缆的芯线排列方式常为三角形C、以上都正确D、金属屏蔽层的作用是当高压电缆击穿时保护操作者及患者E、高压电缆的作用是为X线管输送管电压正确答案：E60、探测器的作用是A、将模拟信号转变为数字信号B、探测扫描时有无散射线C、A探测被检者位置是否准确D、将微弱的电流进行放大E、将接收到的X线能量按其强度变化转换为可供记录的电信号正确答案：E61、下列关于滤波反投影法错误的是A、采用卷积计算当前最为广泛B、进行多次傅里叶变换C、又称卷积反投影法D、成像过程大致为预处理-卷积-反投影E、卷积函数算法有平滑、高对比、标准等算法正确答案：B62、MRI最常选择H1作为成像元素,是因为A、H1容易共振B、它结构简单C、以上都错D、对H1物理特性研究多E、H1磁化率高,在生物组织里多正确答案：E63、在射频脉冲宽度一定的前提下,MR的梯度磁场强度越高,切换率越大A、所获得的图像层厚更厚,空间分辨率较好B、以上都不对C、所获得的图像层厚更厚,空间分辨率较差D、所获得的图像层厚更薄,空间分辨率较差E、所获得的图像层厚更薄,空间分辨率更高正确答案：E64、下列对CT辐射剂量无影响的成像参数是A、螺距B、扫描范围C、管电流量D、管电压E、视野正确答案：E65、与CR比较,DR的最大优势是A、图像后处理B、激光打印C、数字图像D、曝光后立即出像E、网络传输正确答案：C66、X线CT数据采集系统的构成不包括A、准直器B、探测器C、X线管D、滤过器E、PACS系统正确答案：A67、X线机的输出不取决于下列哪一组?A、照射时间B、X线管电流C、焦点大小D、滤过E、加速电压正确答案：C68、次声波是频率小于A、60HzB、100HzC、40HzD、20HzE、150Hz正确答案：D69、软组织的CT值是A、0HUB、35-50HUC、-100HUD、1000HUE、-1000HU正确答案：B70、DSA图像合成的优点A、改善DSA图像质量B、主动将蒙片变得平滑C、降低轻微运动对减影效果的影响D、提高信噪比E、以上都对正确答案：E71、关于DSA机架叙述不正确的A、DSA系统支架安放有落地式与悬挂式B、利用C形臂不能实现岁差运动C、系统要求C形臂具有精确的角度重现性D、C形臂可方便地进行各种角度的透视和摄影E、现代多数DSA支架均采用C形臂正确答案：B72、使用X线管规格表时必须要考虑误差因素,我国规定管电压允许误差为A、±5%B、±25%C、±10%D、±15%E、±20%正确答案：C73、下列哪位不是数字X线成像的优点A、空间分辨率比屏片组合高B、成像质量高C、辐射剂量小D、存储介质容量大,可方便联网E、对比度分辨率高正确答案：D74、超声波是频率大于A、5000HzB、15000HzC、20000HzD、2000HzE、10000Hz正确答案：C75、CR系统信息采集的接收器为A、IPB、屏-片系统C、FPDD、探测器E、接收线圈正确答案：A76、工频X线机是怎么调节灯丝加热温度的A、以上都不正确B、改变灯丝加热变压器的次级电压C、改变电源电路的输入电压D、改变电源电路的输出电压E、改变灯丝加热变压器的初级电压正确答案：E77、关于DSA图像处理说法错误的是A、对比度较大的组织已消除B、在减影之前进行对数变换就可以得到一致的血管图像C、可以使用对比度增强的方法对DSA图像进行处理D、X线强度在人体内是以指数关系衰减的E、直接减影的同一血管在有骨组织重叠与无骨组织重叠所得的对比度是不一的.正确答案：C78、非晶硒平板探测器主要包括A、高速信号处理B、以上都是对的C、X线转换介质D、数字影像传输E、探测器单元阵列正确答案：B79、相位编码导致质子A、相位相同频率相同B、以上都错C、相位相同频率不同D、相位不同频率相同E、相位不同频率不同正确答案：D80、评价MR图像质量的主要技术指标有A、高对比分辨力B、以上都是C、均匀度D、对比度E、图像信噪比正确答案：B81、下列X线机维护的部分要领中,哪一组不需要考虑?A、透视踩下脚开关,摄影按下手开关B、要经常注意控制台各调节器的位置是否松动C、摄影时,不允许调运各种调节器;D、透视时,禁止调节电源电压和千伏值E、机器曝光前,应有1~2分钟后预热时间正确答案：A82、影响磁共振信号强度的因素有A、质子密度B、主磁场强度C、T1值、T2值D、TR、TEE、以上都是正确答案：E83、关于多层面重组错误的是A、得到该断面的三维重建图像B、在横断面图像上,任意画线使横断面的二维体素单元重组C、曲面重组技术是沿感兴趣器官画一曲线D、通常采用MSCT进行小间隔重叠处理的容积扫描信息E、主要有冠状面、矢状面及任意角度的图像正确答案：A84、表示磁共振成像的缩写字母是A、CRB、XTVC、MRID、DDAE、DSA正确答案：C85、关于多丝正比电离室的说法正确的是A、以上都正确B、离子云由阳极来采集C、多丝正比电离室里有三个极和三个场D、X线会进入加速电场里电离惰性气体E、MWPC可以用低剂量照射来摄影正确答案：E86、下面关于滑环说法正确的是A、高频高压技术是低压滑环得以实现的基础B、低压滑环的高压发生器并不进入机架的转动部分C、现在大多数CT均采用高压滑环技术D、高压滑环的高压发生器在扫描架内E、以上都正确正确答案：B87、关于MR,以下哪个说法错A、按磁场产生方式分三大类:永磁.常导.超导B、永磁.常导.超导目前均广泛应用C、按用途分两大类:临床应用型和临床研究型D、超导型采用铌钛合金E、研究型MR磁场强度在1.0T以上正确答案：B88、关于超声探头描述错误的是A、只能将电能转变成机械能B、可将机械和电能相互转换C、超声波接收利用了正压电效应D、以上都正确E、超声波发生利用了逆压电效应正确答案：A89、关于滤线器的叙述,下列哪项是错误的A、是提高照片反差的设备B、是限制原发射线的设备C、是提高照片对比度的设备D、是限制照片灰雾E、直接吸收散射线的设备正确答案：B90、MRI可提供多种信息,其中描述错误的是A、组织代谢信息B、质子密度C、组织密度值D、组织T1值E、组织T2值正确答案：C91、以下没有布局在控制台面板上的元部件是A、千伏表B、以上都未布置C、技术选择器D、接触器的灭弧栅E、毫安表正确答案：D92、X线管灯丝电子的发射率决定于A、以上都正确B、千伏数C、灯丝温度D、焦点大小E、曝光时间正确答案：C93、有关旋转阳极X线管的短时使用最大容许功率的叙述,哪组是错误的A、如果把管电压提高2倍,管电流被限制在1/2倍B、普通转速阳极X线管在单相全波整流时,1次照射与2次照射的短时使用功率没有变化C、如果在1秒以下的负荷时间内,把阳极旋转速度增加2倍,其短时使用功率可增大1.7倍D、如果把照射时间缩短1/2,即可容许2倍的管电流通过E、以上都正确正确答案：D94、铌钛合金的临界温度是A、9KB、8KC、6KD、10KE、7K正确答案：A95、第三代CT是扫描方式A、静止+静止B、旋转+旋转C、静止+旋转D、平移+旋转E、平移+平移正确答案：C96、关于CT的空间分辨率的叙述错误的是A、高于普通X线检查的空间分辨率B、受到探测器的大小、采样间隔等因素的限制C、可通过选择不同的重建滤过函数面改变D、指在高对比的情况下鉴别细微结构的能力E、是由X线束的几何尺寸所决定正确答案：A97、旋转阳极管不具备下列哪个特点A、结构复杂,造价较高B、传导散热能力强C、曝光时间短D、功率大E、有效焦点面积小正确答案：B98、一个变压器的初级是1000匝,次级是10000匝,如果输入电压是120伏,输出电压将是多少伏?A、12000B、1200C、120000D、83.3E、8.3正确答案：B99、表示高压变压器初级线圈端的符号是A、Vm1.Vm2B、M1.M2C、F0.F1D、P1.P2E、F0.F2正确答案：D100、非螺旋CT的重叠扫描是指A、层间隔大于扫描层厚B、重建间隔小于重建层厚C、层间隔等于扫描层厚D、层间隔小于扫描层厚E、重建间隔大于重建层厚正确答案：D。
生物医学工程专业(电子信息类)本科培养方案
医学院生物医学工程专业（电子信息类）本科培养方案一、培养目标生物医学工程是工程学与生命科学、医学深入交叉融合的学科，致力于研制用于预防、诊断、治疗疾病及促进人类健康的创新型医疗设备、生物制剂、生物材料、生物过程、植入设备等。
本专业既培养能够推进工程学与生命科学、医学交叉领域前沿创新的学术精英，也培养能够推进相关产业创新的领军人才。
生物医学工程专业（电子信息大类）致力于用电子、信息科学原理与技术，探索生命、医学与健康的新奥秘，研制创新型的医学仪器、设备与系统。
生物医学工程专业（电子信息大类）的学生，应具有优秀的思想道德素质和身心素质，打下扎实的数理、电子与信息科学基础，掌握现代生命科学与医学的核心知识，受过系统的科学实验和研究训练，具备创新精神和国际视野，能够胜任生物医学工程领域偏重电子、信息方向的科学研究、技术开发、系统设计、创新创业及管理等工作。
二、培养成效生物医学工程专业的本科毕业生应达到如下的知识、能力和素质的要求：1.运用数学、科学和工程知识的能力；2.设计和实施实验，以及分析和解释数据的能力；3.设计系统、部件或过程，以满足实际需求的能力；4.在团队中从多学科角度发挥作用的能力；5.发现、阐述和解决工程问题的能力；6.对职业责任和职业伦理的理解；7.有效沟通的能力；8.具备足够的知识面，能够在全球化和社会背景下理解工程解决方案的效果；9.对终生学习的认识，以及终生学习的能力；10.理解当代社会和科技热点问题；11.综合运用技术、技能和现代工程工具，开展工程实践的能力；12.理解生物学、生理学知识，并能够应用高等数学（包括微分方程和统计学）、科学和工程知识，解决工程与生命科学交叉的问题；13.具备测量生命系统并阐释测量数据的能力，以及解决生命系统与非生命材料/系统相互作用方面问题的能力。
三、学制与学位授予学制：按本科四年学制进行课程设置及学分分配。
本科最长学习年限为专业学制加两年。
学位授予：工学学士学位。
医学影像设备学第8章 核医学成像设备
不足：
空间分辨率、灵敏度、图像对比度和进行动态显像的能力显然不 如专用PET；
进行18F-FDG显像的检查时间较长，无法使用超短半衰期正电子 核素（11C和15O等）。
第一节 概述
（四）PET
结构： 探测器和电子学线路 、扫描机架和同步检 查床、计算机及其辅 助设备。
第一节 概述
（四）PET
第一节 概述
（二）SPECT
不足： 灵敏度低。 衰减及散射影响较大：体内发射的光子碰到高密度物 质(例如骨、准直孔边缘等)发生的散射同样也会使正 常图像叠加上一幅完全不均匀的伪像。这一直是发射 显像明显存在的固有缺陷。 重建图像的空间分辨率低：固有空间分辨率为 3～ 4mm半高宽度（full width at half maximum， FWHM），重建图像固有空间分辨率为 6～8mm。
主要由孔长及孔间壁厚度决定。
高能准直器孔更长，孔间壁也更厚。
• 厚度0.3mm左右者适用于低能（＜150keV）射线探测 • 1.5mm左右者适用于中能（150keV～350keV）射线探测 • 2.0mm左右者适用于高能（＞350keV）射线探测
第二节核医学成像设备的基本部件
（二）准直器的类型
SPECT/CT
PET/CT
PET/MR
k
H LV V H 1 C
C
第一节 概述
（一）γ照相机
结构： 闪烁探头、电子线路、显示记录装置以及一些附加设备。 优势：
通过连续显像可进行脏器动态研究； 检查时间相对较短，方便简单，特别适合儿童和危重病人检查； 显像迅速，便于多体位、多部位观察； 通过图像处理，可获得有助于诊断的数据或参数。
多模态跨尺度生物医学成像设施
硬件融合
多模态 =
对同一样品测量多种物理 量
原位、同时
原位、异时
异位、异时
原理创新，工程创新 微型化、智能化与自动化
图像融合 建立模型
1000亿神经细胞，每个神经细胞10,000个连接 • 从神经突触到大脑，空间尺度跨越六个数量级。 • 从神经电信号到记忆形成，时间尺度七到八个数量级。
科学目标
成像组学， Imageomics
世界上最灵敏、视野最大、成像速度最快的人体分子影像设备
为脑磁信号在人脑机接口中的应用奠定了基础
功能成像、结构成像、和分子成像多模态融合同时成像 首次实现对自由活动动物的多个脑区神经网络活动同时成像，为研究动物社交活 动 时的神经行为，以及非人灵长类执行高级认知任务时不同脑区间的连接提供创 新型 工具 世界首台跨越10-1000微米样品尺度，纳米分辨光电融合系统
确保设施的高效使用，葆持设施的先进性
引领国际生物医学成像新潮流
HHMI USA NIMH USA MGH USA German BioImaging CNRS/France BioImaging European BioImaging University of London RIKEN Japan SBIC Singapore
肠道
• 6倍信噪比的提升
重大应用举例：心血管分子医学
时空一体PET/MR成像
0.1ms 时间同步精度：实时多模态动态成像
1mm空间分辨率：功能参数与分子靶点同步成像
建筑设计初步方案
用 研 学 产 — 多模态跨尺度生物医学成像国家平台
国内用户 国外用户
市场化产品
产学
开发中先进产品
高 端
（工程转化）
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空间分辨率<0.5mm；
能分辨组织的密度差<0.5%；
可确定受检器脏的位置、大小和形态变化等。
生物（医学）电子学
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X射线CT机举例
生物（医学）电子学
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生物（医学）电子学
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X光成像原理
生物（医学）电子学
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生物（医学）电子学
11
X射线照相
生物（医学）电子学
12
举例
生物（医学）电子学
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生物（医学）电子学
14
生物（医学）电子学
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生物（医学）电子学
16
X射线计算机断层（XCT）
XCT利用X射线经过人体组织的衰减，测量人体组织的线性 密度衰减系数。
生物（医学）电子学
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生物（医学）电子学
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Gamma刀：1968年，西班牙医师Salorio采用DET/PET显示癫痫低代谢区（即
癫痫放电区），又采用X刀/伽玛刀，治疗11只神经科疾病猫（局部药物致痫）。结 果，8只猫神经科疾病发作停止，3只猫仍然发作，说明立体定向放射治疗可以用于 癫痫治疗，这是一个划时代的贡献。近年来，日本、韩国、美国、中国相继开展了 这项治疗，有效率大大提高，取得了令人注目的疗效。
A型：幅度显示； B型：亮度调制显示；（目前医院里使用的最多） C型：断面显示；D型：运动显示； P型：平面目标显示
生物（医学）电子学
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超声计算机断层成像（UCT）
UCT利用超声波在生物体内传播时，体内各种组织与结构的 不同声学特性会引起传播速度的变化和超声强度的衰减，检 测出反射波的速度信息和衰减数据，用计算机重建透射超声 的图像。
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伽马刀
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单光子发射计算机断层（SPECT）
在Gamma相机的基础上，在体外设置探测器，得到数据，再 由计算机计算得到断层图像。
空间分辨率3mm； 能量分辨率4%--5%
正电子发射CT（PECT）
利用放射性核素在原子列变时带有正电子发射的特点，将正 电子发射的短寿命同位素制成放射性药物注入人体，测量这 些放射性药物在人体脏器内的分布。
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PECT结果举例
癫痫患者PET图像:癫痫灶在发作间期呈低代谢，发作期变高代 谢。
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4. 医学红外成像技术
人体的温度（局部）取决于供血与新陈代谢的情况。 人体表面温度的分布及变化与体内血液循环，局部组 织新陈代谢，组织的热传导特性，以及皮肤与环境间 温度差和皮肤湿度等因素有关。
系統所獲得圖像的質量。（见下页）
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超声成像举例：採用組織追蹤技術，看到了即時的左心室活
動圖像，在收縮期，應用了基於圖像的組織運動速率測量技術、彩 色編碼技術、定量組織圖等來說明心肌運動的局部變化。
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胎儿心脏
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胎儿轮廓
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乳腺癌检测
左乳确诊乳腺癌，远红外热像显示，血管明显增粗、 代谢旺盛。整体温度明显高于右乳。乳窝处的热区为 正常的升温。
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5. 核磁共振计算机断层（NMRCT）
NMR是将人体置于强磁场中，根据人体的氢元素 （存在于水中），在强磁场内密度分布的不同来区分 正常组织和病变组织。对含水量高的脏器有很高的灵 敏度。但对含水低的脏器（骨）比较困难。
速度图像重建：
根据传播速度改变的数据重建图像
衰减图像重建：
根据衰减数据重建图像
採用組織追蹤技術，看到了即時的左心室活動圖像，在收縮期，應用 了基於圖像的組織運動速率測量技術、彩色編碼技術、定量組織圖等 來說明心肌運動的局部變化。于萬維網上展示的圖像的質量在很大程 度上是由用以顯示圖像的電腦系統、監視器和網路流覽器決定的。正 因如此，GE建議大家不要以網上圖像的質量來判斷本公司生產的超聲
当人体内出现组织病变，循环障碍，活性肿瘤等时， 都会影响体表温度。
任一物体，只要温度高于绝对零度，就一定会有红外 线辐射。因此，温度分布是诊断的有用信息。
人体的病变组织，加强了与毛细结构有关部门的新陈 代谢，导致温度有别于其他组织。
红外线成像技术。
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红外成像应用举例
PECT可以研究血脑屏障的渗透性； 了解正常和有精神疾病的脑功能； 对心肌梗塞和肿瘤检测效果优于Gamma相机
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SPECT的结果
2例癫痫患者SPECT图像:发作间期低灌注(A图)，发作期高灌注(B图)。 癫痫灶发作间期在SPECT上呈低灌注暗影，发作期变为高灌注亮影。
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超声仪器
生物（医学）电子学
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2. X射线影像技术
X光机
X光机是利用X射线穿透人体衰减后，在荧光屏上或胶片上 成像。
价格低 人体组织深度信息叠加在一起
X射线数字影像设备
计算机图像处理
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X光机电原理图
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生物电子学
第八章 现代生物医学影像设备
8-1 医学影像设备概述
1. 超声影像设备
是当今五大医学影像设备之一（超声、X射线、核医 学、红外线、核磁共振）
超声诊断仪
利用向人体内发射超声波，并接收由体内组织反射的回波信 号，根据所携带的有关组织信息，进行检测、放大和处理， 然后显示成像，为医生提供诊断的根据。
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举例
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正常人体热像
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乳腺癌检测
早期治疗是防癌的主要措施。在乳腺早期癌变尚未形成明显的 肿块时，其局部组织即会产生相应的变化，如局部血管增生、 扩张、迂曲（热图显示为血管倒粗或环状和网状血管），局部 组织代谢旺盛，其温度即可升高。箭头处即为乳腺癌区。
X CT
射 线 的 成 像 结 果
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更多的结果
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3. 核医学设备
Gamma相机
空间分辨率4mm； 能量分辨率11%； Gamma相机是对体内示踪核素释放出来的Gamma射线进行探
测并形成高分辨率的形态图像。经数据处理后，可用于诊断 甲状腺、脑、费、肝、肾、心血管等脏器的病变和动态功能。