影像专业电子学与影像讲稿.ppt

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1、影像专业电子学与影影像专业电子学与影像像第一页，讲稿共四十三页哦考试章节考试章节第二页，讲稿共四十三页哦第一章，电路基础第一章，电路基础1.理想电源的特性（电压源和电流源）理想电源的特性（电压源和电流源）P32.RC电路时间常数的定义电路时间常数的定义P93.交流电，正弦交流电的向量表示方法交流电，正弦交流电的向量表示方法P114.电阻电容和电感在交流电路中的特性电阻电容和电感在交流电路中的特性P12-13 重点：电容容抗和电感感抗的性质，电容重点：电容容抗和电感感抗的性质，电容/电电感电路中电压和电流的相位关系感电路中电压和电流的相位关系第三页，讲稿共四十三页哦1.本征半导体的载流子是什么本

2、征半导体的载流子是什么.P型和型和N型半导体的多子分别是什么型半导体的多子分别是什么?P212.本征半导体和杂质半导体的区别本征半导体和杂质半导体的区别重点重点:PN结的基本特性结的基本特性(单向导电性的理单向导电性的理解解)。P22第二章 放大器基本原理第四页，讲稿共四十三页哦二极管单向导电性性质输输入入5VR输输出出输输入入5VR输输出出如果输入端输入振幅大于5V和小于5V的交流电，则输出端电压波形图会是怎样？第五页，讲稿共四十三页哦3.三极管实现信号放大作用的外部偏置条三极管实现信号放大作用的外部偏置条件和内部条件：件和内部条件：P265.NPN型共射极放大电路的可能的工作过型共射极放大

3、电路的可能的工作过程：程：P28要求会分析例如图所示的电路是要求会分析例如图所示的电路是怎样工作的。怎样工作的。4.三极管放大电路中各极电流的关系。三极管放大电路中各极电流的关系。IB+Ic=IE Ic=IB P27UBE0.7 VUCB0 V第六页，讲稿共四十三页哦第三章生物医学常用放大器第三章生物医学常用放大器1.生物电信号的特点生物电信号的特点 P512.生物医学放大器的基本要求生物医学放大器的基本要求 P53 负反馈类型的判断及对输入负反馈类型的判断及对输入/输出电阻的影响输出电阻的影响P55，58：3.电压反馈与电流反馈的判断：从输出端取样分析电压反馈与电流反馈的判断：从输出端取样分

4、析4.串联反馈与并联反馈的判断：从输入端连接分析串联反馈与并联反馈的判断：从输入端连接分析 5.5.了解负反馈对放大器性能的影响了解负反馈对放大器性能的影响(1).降低放大倍数降低放大倍数(2).提高放大倍数的稳定提高放大倍数的稳定第七页，讲稿共四十三页哦负反馈的四种类型及其对输入输出电路电阻的影响P59第八页，讲稿共四十三页哦难点，要求会分析出如图电路中，引入的什么反馈，并且结合其中集电极电流发生改变时，电路怎样自我调整达到稳定？第九页，讲稿共四十三页哦第四章 集成运算放大器1、集成运放的电路组成P712、集成运放输入级、中间级、输出级的性质P713、集成运放能实现的各种数学运算P73-78

5、（仅限运算种类）第十页，讲稿共四十三页哦第七章 直流电源1、直流电源的组成及原理方框图P1152、单相桥式蒸馏电路工作过程P1183、滤波电路的工作过程P121第十一页，讲稿共四十三页哦1.电击的分类和特性电击的分类和特性 P202-203是否会发生危险的决定因素是电流强度。是否会发生危险的决定因素是电流强度。第十一章 安全用电2.防止电击的五种主要措施防止电击的五种主要措施P205第十二页，讲稿共四十三页哦 第一二章：X射线及成像（20分）第三四章：磁共振及成像（19分）第五六章：核医学影像（11分）第七八章：超声波及成像（10分）第十三页，讲稿共四十三页哦l1、X射线的产生条件（射线的产生

6、条件（P1）电子源，高速电子流（高电压、高电子源，高速电子流（高电压、高真空度），真空度），X射线靶（或阳极靶）射线靶（或阳极靶）l2、连续、连续X射线和特征射线和特征X射线射线 （P8-9）l3、X射线与物质的主要作用形式（射线与物质的主要作用形式（P15-18）第一章第一章X射线物理射线物理第十四页，讲稿共四十三页哦小结l1）连续谱的形状与靶的材料无关。l2）连续谱存在一最大的能量值，它取决于管电压。l3）特征特征辐射的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，产生的标识辐射的原子序数越高，产生的标识辐射的波长越短

7、。波长越短。第十五页，讲稿共四十三页哦各种相互作用物质的相对重要性第十六页，讲稿共四十三页哦各种相互作用物质的相对重要性几种相互作用发生的几率：1.0.01MeV1.0.01MeV10MeV10MeV：光电效应：光电效应 康普顿相应康普顿相应 电子对效应电子对效应2.0.8MeV2.0.8MeV4MeV4MeV：康普顿效应占主导地位：康普顿效应占主导地位3.20KeV3.20KeV100KeV100KeV：光电效应、康普顿效应为主：光电效应、康普顿效应为主4.4.相干散射很少相干散射很少5.5.电子对效应不会发生电子对效应不会发生第十七页，讲稿共四十三页哦各种相互作用物质的相对重要性l脂肪和肌

8、肉（原子序数较低）以康普脂肪和肌肉（原子序数较低）以康普顿效应为主顿效应为主l对比剂（造影剂）以光电效应为主对比剂（造影剂）以光电效应为主（原子序数较高）（原子序数较高）l骨骼在低能量时以光电效应为主、高能骨骼在低能量时以光电效应为主、高能量时以康普顿效应为主量时以康普顿效应为主 第十八页，讲稿共四十三页哦1、对比剂的选择必须具备的条件、对比剂的选择必须具备的条件 （P30）无毒性、无刺激性、副作用小无毒性、无刺激性、副作用小;容易吸收和排泄，不久存容易吸收和排泄，不久存于体内发，理化性能稳定，便于储存，有效原子序数高（或于体内发，理化性能稳定，便于储存，有效原子序数高（或低）、密度大（或小）

9、，用于有效原子序数低（或高）、密度低）、密度大（或小），用于有效原子序数低（或高）、密度小（或大）的组织器官中，能形成较高的密度差别，使影像清小（或大）的组织器官中，能形成较高的密度差别，使影像清晰。晰。2、数字、数字X射线影像基础射线影像基础P34-35 图像矩阵大小与分辨率，灰度级数与数字图像灰度分辨力图像矩阵大小与分辨率，灰度级数与数字图像灰度分辨力第二章第二章X射线影像射线影像第十九页，讲稿共四十三页哦l3、DSA数字减影血管造影的物理基础数字减影血管造影的物理基础 （P41）4、重难点：、重难点：X-CT四体素矩阵的反投影法图像重四体素矩阵的反投影法图像重建建（P54）第二章第二章X

10、射线影像射线影像第二十页，讲稿共四十三页哦图像重建的反投影法4646155433775235o0o45o90o13512343691213 1619 22各投影值相加减基数10等效练习：练习：重建下面四体素矩阵图像，投影值重建下面四体素矩阵图像，投影值P P：0 0度度8 8、9 9，45 45度度5 5、5 5、7 7，9090度度7 7、1010，135135度度2 2、1212、3 3。第二十一页，讲稿共四十三页哦5 请简述请简述XCT的重建过程。的重建过程。通过扫描得到投影值。根据投影值，利用各通过扫描得到投影值。根据投影值，利用各种方法（如反投影法）求出衰减系数二维数组。种方法（如反

11、投影法）求出衰减系数二维数组。把衰减系数转换成把衰减系数转换成CT值。把值。把CT值转换成灰度。值转换成灰度。储存或显示。储存或显示。第二十二页，讲稿共四十三页哦第三、四章磁共振成像第三、四章磁共振成像Nuclear Magnetic Resonance Imaging 首字母缩写:NMRI为了和原子核及射线的放射性危害区分为了和原子核及射线的放射性危害区分开来，临床医生建议去掉开来，临床医生建议去掉N N，简称为磁，简称为磁共振成像共振成像（MRI）第二十三页，讲稿共四十三页哦MRI基本原理利用射频电磁波对置于磁场中含有自旋不为零的原子核的物质进行激发，发生核磁共振，用感应线圈采集共振信号，

12、按一定数学方法建立数字图像。第二十四页，讲稿共四十三页哦l1、具有自旋的原子核置于外磁场中为什么会发、具有自旋的原子核置于外磁场中为什么会发生自旋或角动量旋进？生自旋或角动量旋进？外磁场对具有自旋的原子核会产生力矩的作外磁场对具有自旋的原子核会产生力矩的作用，而力矩的方向又垂直于自旋核的角动量方用，而力矩的方向又垂直于自旋核的角动量方向，所以，力矩只改变角动量的方向，不改变向，所以，力矩只改变角动量的方向，不改变角动量的大小，作旋进运动。角动量的大小，作旋进运动。l2、当一质子处于恒定磁场中时，如果增加此磁、当一质子处于恒定磁场中时，如果增加此磁场的强度，则其旋进频率将场的强度，则其旋进频率将

13、 B A、减小、减小 B、增加、增加 C、不变、不变 D、依赖于其他条件、依赖于其他条件第四章磁共振成像第四章磁共振成像第二十五页，讲稿共四十三页哦第四章磁共振成像第四章磁共振成像4、什么是受激吸收？什么是共振辐射？P783、静磁场中的磁性核的微观和宏观描述P76-77微观：能级劈裂并产生相应取向，同时有旋进现象发生宏观：总体表现为磁化强度矢量M出现5、弛豫过程中的纵向弛豫和横向弛豫的解释 P81-82第二十六页，讲稿共四十三页哦 例、具有自旋角动量的1H核在外磁场中旋进时，其自旋角动量 BA、不发生变化 B、大小不变，方向改变 C、大小改变，方向不变 D、大小改变，方向也改变例、90RF脉冲

14、过程中，Mxy将做 ，Mz将做 。A、指数衰减；指数衰减 B、指数增加；指数增加 C、指数增加；指数衰减 D、指数衰减；指数增加第二十七页，讲稿共四十三页哦l例、为什么磁场的不均匀性会使例、为什么磁场的不均匀性会使T2急剧缩短？急剧缩短？（P82）因为磁场的不均匀性会大大加剧自旋核磁矩因为磁场的不均匀性会大大加剧自旋核磁矩方向分散，使方向分散，使T2急剧缩短。急剧缩短。第二十八页，讲稿共四十三页哦l6、如何理解加权成像？、如何理解加权成像？P92-93由某个量主要决定的图像，则称为该量的加权成像。短由某个量主要决定的图像，则称为该量的加权成像。短TE,长长TR时，图像主要由质子密度决定，叫密度

15、加权成像；时，图像主要由质子密度决定，叫密度加权成像；短短TE,短短TR时，图像主要由时，图像主要由T1决定决定，叫，叫T1加权成像；长加权成像；长TE,长长TR时，图时，图像主要由像主要由T2决定，叫决定，叫T2加权成像；密度加权成像的特点为：共加权成像；密度加权成像的特点为：共振信号最强，最清晰，分辨率最高，但组织含水差别很小，振信号最强，最清晰，分辨率最高，但组织含水差别很小，反差不大，氢核周围的生化病理信息反映少。反差不大，氢核周围的生化病理信息反映少。T1、T2加权成加权成像的特点为：像的特点为：T1、T2值差别远大于水比例，反差大，同时能反映值差别远大于水比例，反差大，同时能反映氢

16、核周围分子结构的生化信息。氢核周围分子结构的生化信息。第二十九页，讲稿共四十三页哦)1(120TTTTREeeKBI加权图像 密度加权 短TE,长TR T2 加权 长TE,长TR0KBI)1(10TTReKBI20TTEeKBI T1 加权 短TE,短TR重点！第三十页，讲稿共四十三页哦l7、在、在MRI中，梯度场是如何选层，定层厚和层面位置的？中，梯度场是如何选层，定层厚和层面位置的？P94 选层：选层：Gz 各层各层B不同，同层不同，同层B相同；拉莫尔公式，不同层共振相同；拉莫尔公式，不同层共振频率不同；设计频率不同；设计RF，使某一层产生共振。层厚由，使某一层产生共振。层厚由RF脉冲宽度

17、和梯脉冲宽度和梯度场的斜度有关，度场的斜度有关，RF脉冲宽度越小，梯度场的斜度越小，层厚越脉冲宽度越小，梯度场的斜度越小，层厚越大。大。定位置：位相编码：定位置：位相编码：X轴加一梯度场轴加一梯度场 Gx；垂；垂X方向同一直线方向同一直线B相同，不同直线略有差异；各线旋进速度不一样，相位也不一相同，不同直线略有差异；各线旋进速度不一样，相位也不一样；一定时间后去掉样；一定时间后去掉Gx，频率相同，相位不一样；不同位相信，频率相同，相位不一样；不同位相信号即为不同直线体素；频率编码：接收信号时，沿号即为不同直线体素；频率编码：接收信号时，沿Y方向加一较方向加一较大梯度场大梯度场Gy；垂；垂Y,B

18、相同，不同直线相同，不同直线B不同，旋进频率不同；不同，旋进频率不同；不同频率信号即为不同直线体素。不同频率信号即为不同直线体素。第三十一页，讲稿共四十三页哦三个梯度磁场。下列关于主磁场方向梯度磁场的功能说法正确的是 。A、主磁场方向的梯度磁场的作用是完成相位编码；B、主磁场方向的梯度磁场的作用是完成平率编码；C、主磁场方向的梯度磁场是为了选定成像断层面；D、主磁场方向的梯度磁场为了使得质子在磁场中旋转更快。第三十二页，讲稿共四十三页哦1、RNI（Radio Nuclid Imaging）的技术特点是什）的技术特点是什么？么？P127RNIRNI主要是功能性显像，采用放射性核素示踪的主要是功能

19、性显像，采用放射性核素示踪的间接检测技术可以获取定性、定量、定位的生物体间接检测技术可以获取定性、定量、定位的生物体内物质动态变化规律。内物质动态变化规律。2、放射性核素及其标记化合物应用于示踪的根据、放射性核素及其标记化合物应用于示踪的根据是什么？是什么？P127放射性核素衷变，发出体外可被测的射线；放射性核素衷变，发出体外可被测的射线；被标记的同位素中的不同核素会与未被标记的物质被标记的同位素中的不同核素会与未被标记的物质一样参与相同的生理生化过程。一样参与相同的生理生化过程。第六章放射性核素显像第六章放射性核素显像第三十三页，讲稿共四十三页哦3、表示放射性核素衰变快慢的三个物理常数间的、

20、表示放射性核素衰变快慢的三个物理常数间的关系是什么？关系是什么？P116衰变常数：一放射性核单位时间的衰变概率。衰变常数：一放射性核单位时间的衰变概率。半衰期：衰变半数核所需的时间。半衰期：衰变半数核所需的时间。平均寿命：放射性核平均存在的时间。平均寿命：放射性核平均存在的时间。第三十四页，讲稿共四十三页哦4、照相机的原理照相机的原理（重点）（重点）P134 照相机的探测器照相机的探测器(探头探头)固定不动，在固定不动，在整个视野上对体内发出的整个视野上对体内发出的 射线都是敏感射线都是敏感的，所以是一次性成像。的，所以是一次性成像。检测器所得数据要输入计算机，检测器所得数据要输入计算机，照相

21、照相可以对图像作后处理。能把形态学和功能可以对图像作后处理。能把形态学和功能性信息显示结合起来。性信息显示结合起来。第三十五页，讲稿共四十三页哦5、发射型计算机断层扫描仪、发射型计算机断层扫描仪P137-138 Emission Computed Tomography(ECT)分类分类 单光子发射型计算机断层扫描仪单光子发射型计算机断层扫描仪 Single Photon Emission Computed Tomography(SPECT)正电子发射型计算机断层扫描仪正电子发射型计算机断层扫描仪 Positron Emission Computed Tomography(PECT)，简称，简称

22、PET第三十六页，讲稿共四十三页哦为什么叫为什么叫ECT？相对于相对于TCT(Transmission Computed Tomography)而言，即射线源在人体的外部而言，即射线源在人体的外部，X线线CT即为即为TCT。而而ECT的射线源在人体内部，即放射线的射线源在人体内部，即放射线药物引入人体后，药物释放出伽玛射线药物引入人体后，药物释放出伽玛射线。ECTECT的本质是由在体外测量发自体内的的本质是由在体外测量发自体内的射射线技术来确定在体内的放射性核素的活度。线技术来确定在体内的放射性核素的活度。第三十七页，讲稿共四十三页哦例题例题1：放射性核素显像的方法是根据：放射性核素显像的方法

23、是根据A、超声传播的特性及其有效信息、超声传播的特性及其有效信息B、根据人体器官的组织密度的差异成像、根据人体器官的组织密度的差异成像C、射线穿透不同人体器官组织的差异成像、射线穿透不同人体器官组织的差异成像D、放射性药物在不同的器官及病变组织中特异性、放射性药物在不同的器官及病变组织中特异性分布而成像分布而成像第三十八页，讲稿共四十三页哦例题例题2：放射性核素显像时射线的来源是：放射性核素显像时射线的来源是 BA、体外、体外X射线穿透病人机体射线穿透病人机体 B、引入被、引入被检者体内放射性核素发出检者体内放射性核素发出 C、一定频率的超声波、一定频率的超声波 D、置于被检、置于被检者体外放

24、射性核素发出者体外放射性核素发出例题例题3：一定量的放射性核素经过：一定量的放射性核素经过3T1/2后放射性后放射性活度为原来的活度为原来的 CA、1/3 B、1/4 C、1/8 D、1/16第五、六章放射性核素显像第五、六章放射性核素显像第三十九页，讲稿共四十三页哦2、超声波临床诊断技术分类及作用、超声波临床诊断技术分类及作用 （P163）基于回波扫描的探测技术基于回波扫描的探测技术 解剖学范畴检测解剖学范畴检测基于多普勒效应的诊断技术基于多普勒效应的诊断技术 人体内部运动信人体内部运动信息息 3、反射波和散射波分别得到什么信息（、反射波和散射波分别得到什么信息（P163）反射波：位置信息反

25、射波：位置信息 散射波：结构信息散射波：结构信息第七、八章超声波及成像第七、八章超声波及成像1、超声波的物理属性P143第四十页，讲稿共四十三页哦第七、八章超声波成像第七、八章超声波成像第四十一页，讲稿共四十三页哦6、A超、超、M超、超、B超的基本原理（超的基本原理（P165）A超：一维超声成像超：一维超声成像;探测界面的位置探测界面的位置;幅度调制，表示界面的性幅度调制，表示界面的性质。质。M超：一维超声成像超：一维超声成像;探测界面的位置随时间运动的规律探测界面的位置随时间运动的规律;辉度辉度调制，表示界面的性质。常与心电图等共同使用于诊断。调制，表示界面的性质。常与心电图等共同使用于诊断

26、。B超：多探头阵列，形成二维图像超：多探头阵列，形成二维图像;探测二维断面的运动规律探测二维断面的运动规律;辉辉度调制，表示界面的性质。与度调制，表示界面的性质。与M超的区别在于：超的区别在于：M超可以给界面超可以给界面的位置随时间运动的具体规律曲线，的位置随时间运动的具体规律曲线，B超主要反映整体形态的变超主要反映整体形态的变化，运动规律由人判断。通过数字扫描变换器化，运动规律由人判断。通过数字扫描变换器DSC，可以使，可以使B超图像数字化，可以提供形成三维图像，以及进行数字化处理。超图像数字化，可以提供形成三维图像，以及进行数字化处理。第七、八章超声波成像第七、八章超声波成像第四十二页，讲稿共四十三页哦7、M型超声与型超声与A型、型、B型超声的型超声的异同之处（重点）异同之处（重点）43第四十三页，讲稿共四十三页哦