医学影像成像原理.docx

1、医学影像成像原理医学影像成像原理名词解释第一章1X 线摄影（radiography）：是X 线通过人体不同组织、器官结构的衰减作用，产生人体医疗情报信息传递给屏-片系统，再通过显定影处理，最终以X线平片影像方式表现出来的技术。2X 线计算机体层成像（computed tomography，CT）：经过准直器的X线束穿透人体被检测层面；经人体薄层内组织、器官衰减后射出的带有人体信息的X 线束到达检测器，检测器将含有被检体层面信息X 线转变为相应的电信号；通过对电信号放大，A/D 转换器变为数字信号，送给计算机系统处理；计算机按照设计好的方法进行图像重建和处理，得到人体被检测层面上组织、器官衰减系

2、数（）分布，并以灰度方式显示人体这一层面上组织、器官的图像。3磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）：通过对静磁场（B0）中的人体施加某种特定频率的射频脉冲电磁波，使人体组织中的氢质子（1H）受到激励而发生磁共振现象，当RF 脉冲中止后，1H 在弛豫过程中发射出射频信号（MR 信号），被接收线圈接收，利用梯度磁场进行空间定位，最后进行图像重建而成像的。4计算机X 线摄影（computed radiography，CR）：是使用可记录并由激光读出X 线影像信息的成像板（IP）作为载体，经X 线曝光及信息读出处理，形成数字式平片影像。5数字X 线摄影（digit

3、al radiography，DR）：指在具有图像处理功能的计算机控制下，采用一维或二维的X 线探测器直接把X 线影像信息转化为数字信号的技术。6影像板（imaging plate，IP）：是CR 系统中作为采集（记录）影像信息的接收器（代替传统X 线胶片），可以重复使用，但没有显示影像的功能。7平板探测器（flat panel detector，FPD）：数字X 线摄影中用来代替屏-片系统作为X 线信息接收器（探测器）。8数字减影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）：是计算机与常规X 线血管造影相结合的一种检查方法，能减去骨骼、肌肉等背景影像，突

4、出显示血管图像的技术。9计算机辅助诊断（computer aided diagnosis，CAD）：借助人工智能等技术对医学影像作图像分割、特征提取和定量分析等增加诊断信息，用以辅助医生对各种医学影像进行诊断的技术。第二章1X 线强度（X-ray intensity）：指在垂直于X 线传播方向单位面积上、单位时间内通过光子数量（N）与能量（h）(hv)乘积的总和。 常用X 线强度表示X 线的量与质。2光学密度（density，D）：又称黑化度。指X 线胶片经过曝光后，通过显影等处理在照片上形成的黑化程度。3光激励发光（photo stimulated luminescence，PSL）：某些物

5、质在第一次受到光（一次X 线激发光）照射时，能将一次激发光所携带的信息贮存下来，当再次受到光（二次激光激发光）照射时，能发出与一次激发光所携带信息相关荧光的现象。4光激励发光物质（photo stimulated luminescence substance）：能发生光激励发光（PSL）现象的物质。第三章1潜影：是感光胶片被曝光后，在胶片内部产生的微量的新生银原子集团。2感绿胶片：这是一种配合发绿色荧光增感屏使用的胶片，吸收光谱的峰值约为550nm。3感蓝胶片（色盲片）：是配合发蓝色荧光增感屏使用的胶片，感光乳剂的固有感色是以蓝色为主，不添加色素。其吸收光谱的峰值约为420 nm。4感光中心：

6、就是在乳剂的制备过程中形成的微量银质点。5感光效应：使感光系统（屏-片系统）产生的感光效果称为感光效应（E）。6胶片特性曲线：是指曝光量与所曝光量产生的密度之间关系的一条曲线，由于这条曲线可以表示出感光材料的感光特性，所以称之为特性曲线。7本底灰雾（最小密度min D ）：感光材料未经曝光，而在显影加工后部分被还原的银所产生的密度，称为本底灰雾或最小密度。它由片基灰雾和乳剂灰雾组合而成。8片基灰雾：指感光材料不经显影，直接在定影中处理，将卤化银全部溶解之后的密度。9乳剂灰雾：指乳剂制作中，为谋求一定的感度而产生的感光中心。带有这种感光中心的卤化银结晶，即使不经曝光在显影加工时也会还原成银。这种

7、较大的感光中心称为灰雾中心，灰雾度的大小取决于乳剂中灰雾中心的量。乳剂灰雾可由本底灰雾减去片基灰雾得到。10感光度（S）：是指感光材料对光作用的响应程度，也即感光材料达到一定密度值所需曝光量的倒数。医用X 线胶片感光度定义为产生密度1.0 所需曝光量的倒数。11反差系数（值）：称对比度（contrast）系数。反差系数是指特性曲线直线部分的斜率。12平均斜率（用G表示）：连接特性曲线上指定两点密度（ 0.25 min D 和2.00 min D ）的连线与横坐标夹角的正切值。13最大密度（Dmax）：对某种感光材料来说，密度上升到一定程度时，不再因曝光量的增加而上升，此时的密度值称为最大密度（

8、Dmax）。14宽容度（L）：是指特性曲线上直线部分在横坐标上的投影，表示的是正确曝光量的范围。15增感率：增感屏的增感作用常以增感率表示。在照片上产生同等密度为1.0 时，无屏与有屏所需照射量之比称为增感率（增感倍数或增感因数）。16中心X 线：X 线束中心部分的射线。中心线垂直于窗口平面，是摄影方向的代表。一般情况下，中心X 线应通过被检部位的中心并与胶片垂直，也有时需要倾斜一定角度经被检体射入胶片。17斜射线：X 线束中除中心线外的射线。在某些特殊体位摄影时利用斜射线作为中心线摄影，以减少肢体影像的重叠。18照射野：指通过X 线管窗口的X 线束入射于成像介质的曝光面大小。X 线束在照射野

9、内的线量分布是不均匀的。19焦点的方位特性：在平行于X 线管的长轴方向的照射野内，近阳极侧有效焦点小，近阴极侧有效焦点大。在短轴方向上观察，有效焦点的大小对称相等。20焦点的阳极效应：阳极倾角约为20o时，在平行于X 线管的长轴方向上，近阳极侧X 线量少，近阴极侧的X 线量多，最大值在110o处，分布是非对称性的现象。在X 线管的短轴方向上，X 线量的分布基本上是对称相等。21实际焦点：灯丝发射的电子经聚焦后在X 线管阳极靶面上的撞击面积称为实际焦点。22有效焦点：把实际焦点在X 线管长轴垂直方向上的投影称为X 线管标称的有效焦点。23照片密度：又称光学密度或黑化度，用D 表示。是指X 线胶片

10、经过曝光后，通过显影等处理在照片上形成的黑化程度。24X 线照片对比度：X 线照片上相邻组织的密度差（亦称光学对比度）。25散射线：当X 线管发射出的原发X 线照射到被检体等物体时，会产生光电吸收和康普顿散射，其中散射吸收的二次射线，由于射线方向不定，能量低，称之为散射线。26X 线照片层次：指照片局部范围内组织结构微小的的密度差或对比度的显示能力。27锐利度：是指在照片上所形成的影像边缘的清楚程度。28失真度：照片影像相对被检体的大小和形状的改变称之为影像失真，其变化的程度称为的影像失真度。第四章1体素（voxel）：代表一定厚度的三维空间的人体体积单元。是一个三维的概念。2像素（pixel

11、）：组成数字图像的基本单元。是一个二维概念，是体素在成像平面的表现。3像素值：就是像素的灰度值或强度值，一个像素只具有一个灰度值。4矩阵（matrix）：表示由像素组成的，横成行、纵成列的数字方阵。5采集矩阵（acquisition matrix）：每幅画面观察视野所含像素的数目。6显示矩阵（display matrix）：监视器上显示的图像像素数目。为了保证显示图像的质量，显示矩阵一般等于或大于采集矩阵。7视野（field of view，FOV）：拟进行检查容积的选定区域。8比特（bit）：是信息量单位。二进制数的一位所包含的信息就是一比特。9模/数转换（analog/ data，A/D）

12、：指通过某种方法把模拟量转换为数字量。同样，数字量转换为模拟量也叫做数/模转换或D/A 转换。10灰阶（gray sca1e）：在影像或显示器上所呈现的黑白图像上的各点表现出不同深度灰色，把白色与黑色之间分成若干级，称为灰度等级，表现的亮度（或灰度）信号的等级差别称为灰阶。11原始数据（raw data）：由探测器直接接收到的信号，经放大后再通过A/D 转换所得到的数据。12显示数据（display data）：组成某层面图像的数据，亦即该层面各体素灰度值的矩阵中的数据。13图像重建（image reconstruction）：用采集的原始数据经计算而得到显示图像数据的过程。14信噪比（sig

13、nal noise ratio，SNR）：在实际的信息中一般都包含有信号和噪声。用来表征信号强度同噪声强度之比的参数称为信号噪声比。15调制传递函数（MTF）：是以空间频率（spatial frequency）为变量的函数。各个值都有自己的调制传递值和相位传递值。16噪声（noise）：图像中可见的斑点、细粒、网纹或雪花状的异常结构，是影响影像质量的重要因素，它掩盖或降低了某些影像细节的可见度，使影像的清晰度下降。17量子检出效率（detective quantum efficience，DQE）：成像系统的有效量子的利用率。18部分容积效应（partial volume effect）：某像

14、素位置上可能有多个不同X 线吸收系数的体素存在，该处像素的灰度值往往是多个体素灰度值依其体积所占比例而得的平均灰度值的现象。19窗口技术（window technology）：是显示数字图像的一种重要方法。即选择适当的窗宽和窗位来观察图像，使病变部位明显地显示出来。20窗宽（window width，WW）：表示数字图像所显示信号强度值的范围，即放大的灰度范围上下限之差。21窗位（window level，WL）：又称窗水平。是图像显示放大的灰度范围的平均值，即放大灰度范围的灰度中心值。22空间分辩力（spatial resolution）：是指图像能分辨相邻两点的能力，常用能分辨两个点间的最

15、小距离来表示。又称几何分辨力。23密度分辩力（density resolution）：图像中可辨认低密度差别的最小极限，即对细微密度差别的分辨能力（数字图像灰度精度的范围）。又称为图像的灰度分辨力（或对比度分辨力）。24时间分辩力（temporal resolution）：成像系统对被检体组织运动部位的瞬间成像能力。25图像增强：是增强图像中某些有用信息，削弱或去除无用信息。如：增强图像对比度、提高信噪比、强调组织边缘等。26锐化（sharpening）：强调组织边缘的技术，能增强组织器官的图像轮廓，使图像中组织边缘清晰锐利。27图像运算：分为代数运算和几何运算。图像代数运算是指对两幅或两幅以

16、上的图像进行加、减、乘、除运算，处理的基本单位是像素，通过运算改变像素灰度值，但不改变像素之间的相对位置关系。28兴趣区域（region of interest，ROI）：一幅图像中含有医疗信息的区域。29图像变换：是指将图像转换到频率域或其他非空间域的变换域中进行处理。在这些变换域中往往能体现出图像在空间域中表现不出来的信息，对这些信息进行处理可以获得更好的图像效果。30图像分割：是按照某种原则将图像分成若干个有意义的部分，使得每一部分都符合某种一致性要求。图像分割为复杂的图像处理技术，常用于医学图像的深入处理与分析。31三维图像重建：是指利用获得的连续二维断层图像信息，按照体绘制、面绘制等

17、运算方法，重建出反映组织三维信息的三维影像。32动态范围（dynamic range）压缩处理：将原始影像信号的信息范围按照诊断的需要进行适当的压缩处理，使不需要的信号被压缩掉，需要的信号清楚地显示出来。33谐调（层次）处理（gradation processing）：也叫层次处理，主要是改变影像的对比度、调节影像的整体密度及影像信息的层次。34谐调曲线类型（gradation type，GT）：CR 系统的谐调曲线是一组非线性的转换曲线，作用是显示灰阶范围内各段被压缩和放大显示程度，它的选择就象选择X 线胶片的值一样，针对不同的部位、不同的需要配有不同的曲线。35旋转量（rotation a

18、mount，GA）：亦称转换灰度量，GA 主要用来改变影像的对比度。一些CR 系统的旋转量设置为44（不包括0），当GAl 时，表示所选择的谐调曲线上无对比度变化，相当于屏-片系统H-D 曲线的=1，输入与输出影像的对比无变化，GA 越大，对比度越大；反之对比越小。36旋转中心（rotation center，GC）：为谐调曲线的中心密度，其值设为0.32.6，改变GC 即改变了曲线的密度中心；GC 可改变影像密度。37移动量（gradation shift，GS）：亦称作灰度曲线平移量，一些CR 系统的GS=1.441.44，是利用细微调节以获得最优化密度，改变整幅影像的密度。降低GS 值即

19、曲线向右移减小影像密度；反之曲线向左移增加影像密度。38空间频率处理（spatial frequency processing）：指CR 系统对空间频率响应的调节，主要用于改变影像的锐利度。39频率等级（frequency rank）：即对空间频率范围的分级。涉及由频率处理所增强的影像频率成份的频带。40频率类型（frequency type）：用于调整增强系数，控制每一种组织密度的增强程度。41频率增强程度（degree of enhancement）：表示频率处理中增强程度的最大值。用以控制频率的增强程度。42灰阶处理：即窗口技术，是数字影像所共有的。通过对窗宽（WW）、窗位（WL）的调节

20、，使显示的影像符合诊断的需要。43X 线量子噪声：指X 线量子依泊松（Poision）分布的统计学法则随机产生的波动。44光量子噪声：是光量子依泊松分布的统计学法则随机产生的波动。45平板探测器（FPD）：呈平板状，固定于立式胸片架或检查床的滤线器上，它是将穿过被检体的X 线直接转换为电子信号，再通过A/D 转换产生数字的静态和动态影像。FPD 在曝光后几秒钟内即可显示图像，无需搬运，代替屏-片系统或CR 中的IP 作影像信息接收器。46时间减影：是在注入的对比剂进入ROI 之前，将一帧或多帧图像作为蒙片储存起来，并与含有对比剂的造影像一一相减。这样两帧图像间相同的影像部分被消除，对比剂通过血

21、管引起高密度部分被突出地显示出来。47能量减影（energy subtraction processing）：利用物质结构的原子序数不同，在不同的X 线能量下具有不同的吸收系数的特点，进行加权减影计算，从而减去一种或几种组织影像，使需要观察的组织影像能清晰地显示。能量减影也称为双能减影（dual-energy subtraction）、K-缘减影。进行某ROI 血管造影时，几乎同时用两个不同的管电压摄取的两帧图像进行相减获取血管的影像的减影方法（能量减影是利用碘在33keV 附近对X 线衰减系数有明显的差异这一特点进行的，故也称为K-缘减影）。48混合减影：是基于时间与能量两种减影方式相结合的

22、减影方法。基本原理是在注入对比剂前后各使用一次能量减影，获得的注入对比剂前后能量减影像各一帧，对这两帧能量减影图像再减影一次，即得到混合减影图像。第 五 章1图像重建（image reconstruction）：CT 数据采集完成后，利用全部探测采集的数据，求解出图像矩阵中各个像素单元的吸收系数（ ），然后构建出 的二维分布图像的过程2像素(pixel)：图像重建的数据按照一定规律排列，构成一个矩阵，矩阵元素通常被称为像素，像素的值代表着重建断面上被检体相应位置小容积元的线衰减系数。3CT 值(CT value,CT number)：人体被检组织的吸收系数x 与水的吸收系数 w 的相对差值，用

23、公式表示为：CT Kwx w 值，一般定为1000。4投影（projection）：把投照受检体后射出的X 线束强度I 称为投影，投影的数值称为投影值。5反投影法(backprojection)：又称总和法或线性叠加法，它的基本原理是把所测到的投影值按其原路径反投影到每一个像素点上，各个方向的投影值反投影后，利用所有反投影的累加值计算各像素的值，形成CT 图像。6窗口技术(windowing)：选择整个灰阶中所需要的一部分CT 值进行显示，被显示的这一部分CT 值称为窗口，选择窗口的操作过程，称为窗口技术。7窗宽窗位（window width and window level）：窗口中心的CT

24、 值称为窗中心，又称为窗位；窗口的CT 值范围称为窗宽。8层厚（thick）：由准直器设定的扫描野中心处X 线束的厚度。9层间隔（step）：相邻两扫描层面中点之间的距离。10视野（field of view, FOV）：根据原始扫描数据重建CT 断面图像的范围。11床速（table speed）：CT 螺旋扫描时检查床移动的速度，即球管旋转一周检查床移动的距离12螺距(pitch)：床速与准直宽度的比值13重建间隔（reconstruction increment）：被重建的相邻两层断面之间的距离。14空间分辨力(spatial resolution)：又称为高对比度分辨力，是物体与均质环境

25、的X 线线衰减系数差别的相对值大于10时CT 图像能分辨该物体的能力。15密度分辨力（density resolution）：又称为低对比度分辨力，定义为物体与均质环境的X 线线衰减系数差别的相对值小于1时，CT 图像能分辨该物体的能力。16部分容积效应（partial volume phenomenon）：在同一扫描层面内，当含有两种或以上不同密度的组织时，探测器接受的X 线强度是穿过这些组织后的平均值，测得的CT 值也被平均化，这种现象称为部分容积效应。17图像处理（image processing）：指CT 扫描结束后，利用扫描原始数据进行图像各种参数的调整重建，包括显示图像视野的大小调

26、整、图像位置的调整、图像层厚的大小调整(指多层螺旋CT)、图像重建的间距调整、图像重建过滤函数的调整等。18多平面重组（multi-planer reformation，MPR）：多平面重组是指利用CT 原始断面图像的三维容积数据在任意平面上重组二维图像，该重组层面以外的数据则一概忽略。重组的多平面图像的层数、层厚、层间距也可以自行确定，就好像重新做了一组其他方位的断层扫描。19图像三维重建（image three-dimensional reconstruction）：指在扫描结束后，利用一个特殊的计算机软件，将一系列的连续的断面图像经计算机运算处理后，在x、y 轴的二维图像上对z 轴进行投

27、影转换及负影处理后，显示出直观的立体图像的过程。20表面阴影法显示（surface shaded display, SSD）：表面影像显示要求预先设定一个CT 值阈值，计算机将三维容积数据各像素的CT 值与这个阈值比较，凡是等于或高于该阈值的像素被保留，其余的数据全部舍弃，所有保留的数据被用于重建一个三维物体的表面，然后应用计算机图形学的阴影技术进行处理，从而呈现出真实感很强的物体表面的立体图像。21最大密度投影（maximum intensity projection, MIP）：指对容积数据中的数据，以视线方向作为投影线，把该投影线上遇到的最大像素值，投影到与视线垂直的平面上，把全部投影数

28、据通过计算机重组处理，形成MIP 图像。22容积再现(volume rendering, VR)：容积再现是将三维容积数据投影到二维影像平面，并应用传递函数给每一像素赋予一定的透明度和颜色，从而显示极具真实感和立体感的图像。第 六 章1磁共振现象（Magnetic resonance phenomenon）：将物质中具有磁矩的自旋原子核置于静磁场（外磁场、主磁场，用B0 表示）中并受到特定频率的射频脉冲作用时，原子核吸收射频脉冲的能量在它们的能级之间发生共振跃迁的现象。2磁共振信号（Magnetic resonance signal）：当射频脉冲的作用消失后，发生共振跃迁的原子核会逐渐恢复到初

29、始状态并在这一过程中释放出电磁能量（磁共振信号）。3自旋（spin）：原子核及质子围绕着自身的轴进行旋转。4相位（Phase）：平面内旋转的矢量与某一参照轴的夹角称为相位。5同相位（in-phase）：多个矢量在空间的方向一致。6离相位（out of phase）：多个矢量在空间的方向不一致。7聚相位（re-phase）：由不同相位达到同相位的过程。8失相位（de-phase）：由同相位变成不同相位的过程。9驰豫（relaxation）：是指自旋质子的能级由激发态恢复到它们稳定态（平衡态）的过程。10纵向驰豫（longitudinal relaxation）：射频脉冲停止以后，纵向磁化矢量MZ

30、由最小恢复到原来大小的过程称纵向驰豫。11纵向驰豫时间（T1）：纵向磁化矢量MZ 从最小恢复到平衡态磁化矢量M0的63的时间。12横向驰豫（transverse relaxation）：射频脉冲停止后，横向磁化矢量MXY 由最大逐步消失的过程称横向驰豫。13横向驰豫时间（T2）：横向磁化矢量MXY 衰减至最大值63的时间。14T2*驰豫 在不均匀的B0中的横向驰豫称为T2*驰豫。T2*是不固定的，随B0的均匀性而改变。T2*衰减速度总是快于T2衰减速度15梯度磁场（Gradient magnetic field）：是一个随位置、以线性方式变化的磁场。与静磁场（B0）叠加后，可以暂时造成磁场的不均匀，使沿梯度方向的自旋质子具有不同的磁场强度，因而有不同的共振频率，从而获得关于位置的信息。16频率编码（frequency encoding）：频率编码梯度使沿X 轴的空间位置信号具有频率特征而被编码，最终产生与空间位置相关的不同频率的信号。这种编码方式称为频率编码。17相位编码（Phase encoding）：在Y 方向上施加一个梯度，对信号进行编码，以确定信号来自二维空间的那一行。1