《医学影像成像理论》教学大纲.docx
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《医学影像成像理论》教学大纲
医学影像成像理论
教学大纲
（供医学影像学专业用）
山东万杰医学院
2010年12月1日
《医学影像成像理论》课程教学大纲
课程名称：
医学影像成像理论
课程类型：
专业基础课
总学时：
108讲课学时：
86实验学时：
22其他学时：
0
学 分：
6
适用专业：
医学影像学
先修课程：
高等数学、医学物理学、模拟电子、数字电子
一、课程性质、目的与任务
本门课程是综合理、工学的理论和技术，并将其应用于医学影像成像领域的一门综合性、边缘性学科，是医学影像学专业的主要专业基础课程之一。
本课程的目的是研究医学影像领域的各种医学成像设备的理论基础、成像过程、影像处理技术和影像的质量评价的理论和方法，要求学生了解和熟悉医学影像成像的手段和方法，并熟练掌握模拟X线成像、数字X线成像、CT成像、MR成像、US成像、核医学成像的原理和理论，熟悉获得质量高的影像照片的成像条件和方法，掌握医学影像质量评价的参数、理论与方法。
二、教学内容及要求
通过本课程的学习，使学生能正确认识和掌握医学影像设备成像的基本理论、成像过程、影像处理和影像质量评价的知识和体系，正确把握医学影像领域的主要设备的应用和临床实践的密切关系，使医学影像学专业的学生能较全面、完整和系统的获得有关医学影像设备的成像知识，为以后学习其它专业课打下必需的基础。
三、教学方法
在教学中以学生为主体，从学生的实际出发，根据教学内容的特点，采取灵活多样的教学方法，尤其注意将计算机多媒体技术与传统教学手段相结合，充分利用计算机网络教学资源，增加图片与视频，加强学生的感性认识，调动学生学习的积极性和主动性。
在传授知识的同时，还应注重对学生学习方法的指导，努力提高学生的自学能力。
重视实验教学，积极培养学生动手操作能力和理论联系实际，分析问题、解决问题的能力，全面提高学生素质。
四、正文
第一章概论
[目的要求]
1、熟悉医学成像技术的分类；
2、掌握医学影像成像的基本条件和医学成像系统的评价；
3、了解医学影像技术发展的前景。
[教学内容]
第一节医学成像技术的分类
一、X线成像
了解X线成像的历史、物理原理以及成像系统。
二、X线计算机体层成像
了解CT的历史、物理原理以及优势和劣势。
三、磁共振成像
了解MRI的历史、物理原理以及优势和劣势。
四、超声成像
了解超声的物理原理和发展趋势。
五、放射性核素成像
了解放射性核素的物理原理。
六、其他成像
了解其他成像技术的一般情况。
第二节医学影像成像的基本条件
一、信息影像的传递和形成
掌握模拟X线信息影像的传递和形成以及数字X线信息影像的传递和形成。
二、信息源
掌握四种信息源的原理和定义。
三、信息载体
掌握四种信息载体的用途。
四、信息检测
掌握信息检测的仪器和设备。
五、影像视读
了解影像视读的定义。
第三节医学成像系统的评价
熟悉医学成像系统的性能性价参数以及彼此的优势和劣势以及对人体的安全性。
一、电磁波投射成像
二、超声成像与X线成像
三、MR成像与CT成像
四、形态学成像与功能成像
五、对人体的安全性
第四节医学影像展望
了解诶医学影像的发展历程和发展趋势。
一、医学影像学的发展历程
二、提高影像设备的性能
三、分子影像
四、医学影像存储与通信系统
五、计算机辅助诊断
第二章放射物理基础
[目的要求]
1、熟悉X线与物质的相互作用；
2、掌握X线的产生和性质；
3、了解X线的衰减规律。
[教学内容]
第一节X线的产生与性质
了解X线的历史、本质和特性以及产生条件和产生原理。
一、X线的发现
二、X线的本质和特性
三、X线的产生
四、X线产生原理
掌握影像X线量与质的因素、产生效率以及强度的空间分布。
五、X线的量与质
六、影响X线量与质的因素
七、X线产生效率
八、X线强度空间分布
第二节X线与物质的相互作用
一、光电效应
二、康普顿效应
三、电子对效应
四、其他作用
五、在诊断放射学中各种作用发生的概率
第三节X线的衰减规律
一、距离引起的衰减
二、物质引起的衰减规律
三、X线通过人体的衰减规律
四、影响X线衰减的因素
第三章模拟X线成像
[目的要求]
1、熟悉X线影像的形成与X线胶片的组成；
2、掌握X线照片影像的基本要素和影像的清晰度。
[教学内容]
第一节X线影像的形成
掌握模拟X线影像的形成的三个阶段。
一、X线影像信息的形成
二、X线影像信息的采集、传递与转换
三、X线影像的形成与显示
第二节X线照片
一、医用X线胶片
掌握医用X线胶片的种类、结构、性能以及保存与管理。
二、增感屏
掌握增感屏的结构、荧光物质、分类以及性能。
三、屏-片组合
熟悉暗盒、常用的屏片组合以及屏片组合形成的影像效应和影响质量的因素。
四、数字成像胶片
了解熟悉成像胶片的分类和实际应用。
第三节X线照片影像的基本要素
一、密度
掌握密度的定义和影响因素。
二、对比度
掌握对比度的概念以及影响因素。
第四节X线影像清晰度
一、X线管焦点的成像性能
掌握焦点的极限分辨力和焦点的散焦值的概念。
二、模糊度
掌握背景模糊和影像失锐的概念。
三、影像噪声
熟悉量子噪声、增感屏噪声和胶片噪声。
四、影像失真
了解放大失真、形状失真。
五、散射线
掌握散射线的产生以及减少散射线的方法。
第四章数字X线成像
[目的要求]
1、熟悉数字图像基础知识和数字图像的形成、基本处理；
2、掌握CR、DR、DSA的成像基本原理和图像处理以及新技术进展；
3、熟悉数字图像质量的影响因素和质量评价。
[教学内容]
第一节数字图像基础知识
一、数字图像
二、数字成像基本概念
三、数字图像的形成
四、数字图像的基本处理
第二节计算机X线摄影
一、成像板
掌握成像板的结构。
二、CR成像基本原理
掌握四象限理论。
三、CT图像处理
熟悉与检测功能有关的处理和与显示功能有关的处理。
四、CR技术新进展
了解CR技术新进展情况。
第三节数字X线摄影
掌握平板探测器的基本结构与工作原理。
一、直接型平板探测器
二、简介型平板探测器
三、多丝正比电离室型
四、DR特殊成像技术
了解DR的特殊成像技术。
第四节数字减影血管造影
熟悉DSA系统和功能，了解DSA的物理基础；
了解DSA的图像后处理；
掌握DSA成像的基本方法和工作方式。
一、DSA原理与方法
二、DSA工作方式
三、DSA图像后处理
四、DSA技术新进展
第五节数字X线图像质量
一、影像数字成像质量的因素
掌握影响数字图像质量的基本因素。
二、数字图像质量评价
熟悉数字化与数字图像的质量和数字图像质量评价。
第五章X线成像理论
[目的要求]
1、熟悉信号理论、噪声特性和噪声的等价量子数和量子探测效率；
2、掌握信号检测与受试者操作特性解析和影像的频率响应特性。
[教学内容]
第一节信号理论
一、信号的描述
二、信号系统的描述
三、信息理论
第二节信号检测与受试者操作特性解析
一、受试者操作特性解析的应用意义
二、ROC解析的基本原理
三、ROC曲线的制作方法
四、ROC曲线的种类
五、ROC解析的特征参数
六、ROC曲线评价指标与临床应用
第三节影像的频率响应特性
一、空间频率和调制度
二、点扩散函数
三、线扩散函数
四、卷积计算成像
五、光学传递函数
六、单脉冲函数傅氏变换的物理意义
七、X线成像系统的非线性及其线性变换
八、成像系统的调制传递函数
九、调制传递函数的测试与应用
第四节噪声特性
一、噪声的概念
二、影响噪声的因素
三、噪声特性
第五节噪声的等价量子数和量子探测效率
一、用NEQ和DQE评价成像性能的原因
二、NEQ和DQE在放射成像系统中的物理意义
三、数字X线成像系统DQE的检测方法
第六章CT成像
[目的要求]
1、熟悉CT成像原理和扫描方式与数据采集方法；
2、掌握CT图像重建和CT图像后处理以及CT图像质量评价；
3、了解CT成像新技术和新进展。
[教学内容]
第一节成像原理
一、概述
了解CT的历史、工作过程。
二、成像原理
掌握CT成像的基本原理。
三、CT值与灰度
第二节扫描方式与数据采集
一、扫描方式
掌握常规CT扫描与螺旋CT扫描的方式和技术。
二、数据采集原则
三、数据采集方法
第三节CT图像重建
一、数理基础
熟悉CT图像重建的数学基础和重建方法。
二、图像重建方法
第四节CT图像后处理
一、显示功能处理
二、测量兴趣区域
三、二维重组
四、三维重建
五、表面阴影显示
六、最大密度投影及最小密度投影
七、容积再现
八、仿真内镜
第五节CT成像新技术
一、CT灌注成像
二、CT能谱成像
第六节CT图像质量
一、CT成像系统的主要技术指标
二、CT图像质量参数
三、CT放射剂量
第七章磁共振成像
[目的要求]
1、熟悉磁共振成像的物理基础和磁共振血管成像；
2、掌握磁共振弛豫和共振信号的检测、空间定位以及图像重建技术；
3、掌握磁共振成像序列和磁共振图像质量的评价方法；
4、了解磁共振其他成像技术和新技术。
[教学内容]
第一节磁共振物理基础
了解磁共振成像的物理基础；
掌握磁共振现象和磁共振条件以及宏观描述。
一、原子核的自旋与磁矩
二、静磁场中的自旋核
三、磁共振现象和磁共振条件
四、磁共振的宏观描述
五、饱和现象
第二节弛豫和共振信号的检测
掌握弛豫的概念以及纵向和横向弛豫。
一、弛豫
二、磁化强度矢量M的弛豫过程
三、弛豫的生物学意义
四、自由感应衰减信号检测
五、磁性核的特性
第三节磁共振成像
掌握磁共振成像的过程和空间定位技术。
一、梯度场
二、磁共振成像的空间定位
三、磁共振图像重建
第四节磁共振成像序列
一、脉冲序列的基本概念
二、自旋回波序列
三、快速自旋回波序列
四、反转恢复序列
五、梯度回拨序列
六、梯度自旋回波序列
七、平面回波成像序列
第五节磁共振血管成像
一、时间飞越法MRA
二、相位对比法MRA
三、对比增强MRA
四、非对比剂增强血管成像技术
第六节磁共振其他成像技术
一、磁共振波谱成像
二、磁共振功能成像
三、磁共振灌注成像
四、弥散成像
五、磁敏感加权成像
第七节磁共振成像的图像质量
一、MR图像质量参数
二、MRI参数优化
三、提高图像质量的特殊技术
第八章超声成像
[目的要求]
1、熟悉超声的传播、超声探测的物理基础；
2、掌握磁超声成像系统的工作原理和超声医学图像质量控制；。
[教学内容]
第一节超声的传播
一、超声在介质中的传播
二、超声多普勒效应
三、超声的衰减
第二节超声探测的物理基础
一、超声的发射与接收
二、超声脉冲回波成像原理
第三节超声成像系统工作原理
一、A型超声诊断仪
二、B型超声诊断仪
三、M型超声诊断仪
四、超声多普勒成像系统
五、其他超声成像
第四节超声医学图像质量
一、图像质量参数
二、质量控制
三、临床诊断的强度与安全剂量
第九章核医学成像
[目的要求]
1、熟悉核医学成像物理基础和放射性核素的产生以及放射性药物的分类和使用；
2、掌握核医学现象原理、γ照相机和单光子发射型计算机断层成像、正电子发射型计算机断层成像以及正电子发生断层与计算机断层成像的原理。
[教学内容]
第一节核医学成像物理基础
一、放射性核素
二、放射性核素衰变规律
第二节放射性核素的产生
一、核反应堆和原子核裂变
二、医用回旋加速器
三、放射性核素发生器
第三节放射性药物
一、放射性药物分类
二、放射性药物标记法
三、临床常用体内诊断放射性药物
四、放射性药物质量控制
第四节核医学现象原理
一、核医学现象基本原理
二、放射性药物体内定位机制
三、核医学显像特点和显像类型
第五节γ照相机
一、γ照相机的成像原理
二、γ照相机成像中的定位方法
三、γ照相机的图像采集
第六节单光子发射型计算机断层成像
一、单光子发射型计算机断层成像原理
二、单光子发射型计算机断层图像采集
三、单光子发射型计算机断层图像重建
四、单光子发射型计算机断层特点
第七节正电子发射型计算机断层成像
一、正电子发射型计算机断层成像原理
二、正电子发射型计算机断层图像采集
三、正电子发射型计算机断层图像重建
第八节正电子发生断层与计算机断层成像
一、PET/CT图像采集
二、PET/CT图像融合及图像配准
五、课程考核方式
理论考试按照学校安排进行，技能考试在实验室随实验进行。
六、课程使用的教材和主要参考书目
1、使用教材：
《医学影像成像理论》李月卿著人民卫生出版社第二版
2、主要参考书：
《医学影像成像理论》李月卿著人民卫生出版社第一版
大纲制订人：
黄忠浩
大纲审定人：
制订日期：
2010年12月1日
七、附表：
教学内容及学时分配表
章节
内容
总学时
理论
实验
其他
第一章
概论
4
4
0
0
第二章
放射物理基础
4
4
0
0
第三章
模拟X线成像
14
8
6
0
第四章
数字X线成像
16
10
2
0
第五章
X线成像理论
24
18
6
0
第六章
CT成像
12
10
2
0
第七章
磁共振成像
14
12
2
0
第八章
超声成像
10
8
2
0
第九章
核医学成像
10
8
2
0
合计
108
86
22
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