影像设备原理课后习题与答案（1~8章）

第一章 X射

1-1 产生X射线需要哪些条件？

答：这个题目实际上把高速电子轰击靶产生X射线这一事实在条件上予以明确。首先要有产生电子的阴极和被轰击的阳极靶，电子加速的环境条件即在阴极和阳极间建立电位差，为防止阴极和阳极氧化以及电子与中性分子碰撞的数量损失，要制造压强小于10-4Pa的真空环境，为此要有一个耐压、密封的管壳。

1-2 影响X射线管有效焦点大小的因素有哪些？

答：影响有效焦点大小的因素有：灯丝大小、管电压和管电流、靶倾角。 1-3 在X射线管中，若电子到达阳极靶面的速度为1.5?108m·s-1，求连续X射线谱的最短波长和相应的最大光子能量。

1答：此题的思路是由动能公式mv2求出电子的最大动能，此能量也是最大的光子能

2量，从而求出最短波长。但当速度可与光速c=3?108m·s-1相比较时，必须考虑相对论效应，我们可以用下面公式求出运动中电子的质量

me?me01?v2/c2?9.11?10?311?(1/2)2?1.052?10?30kg

?min?h?max?hch?max?0.0169nm11mev2??1.052?10?30?(1.5?108)2?1.18?10?14J?73.8keV 221此题使用mv2并不合适，实际上考虑相对论效应，应用Ek=mec2-me0c2的计算动能。

21-4 下面有关连续X射线的解释，哪些是正确的？

A．连续X射线是高速电子与靶物质轨道电子相互作用的结果； B．连续X射线是高速电子与靶物质的原子核电场相互作用的结果； C．连续X射线的最大能量决定于管电压；

D．连续X射线的最大能量决定于靶物质的原子序数； E．连续X射线的质与管电流无关。 正确答案：B、C、E

1-5 下面有关特征X射线的解释，哪些是正确的？

A．特征X射线是高速电子与靶物质轨道电子相互作用的结果； B．特征X射线的质与高速电子的能量无关； C．特征X射线的波长由跃迁电子的能级差决定； D．滤过使特征X射线变硬；

E．靶物质原子序数越高，特征X射线的能量就越大。 正确答案：A、C、E

1-7 影响X射线强度的因素有哪些？

答：X射线在空间某一点的强度是指单位时间内通过垂直于X射线传播方向上的单位面积上的光子数量与能量乘积的总和。可见，X射线强度是由光子数目和光子能量两个因素决定的。影响X射线强度（量与质）的因素很多，主要有：增加毫安秒，X射线的质不变、量增加，X射线强度增大；增加管电压，X射线的质和量均增加，X射线强度增大；提高靶物质原子序数，X射线的质和量均增加，X射线强度增加；增加滤过，X射线的质增加、但

X射线的量减少，X射线强度减小；增加离X射线源的距离，X射线的质不变，X射线的量减少，X射线强度减小；管电压的脉动，X射线的质和量均减少，X射线强度减小。

1-10 0.5cm的铝将单能X射线强度衰减到46.7%, 试求该光子束的HVL。 答：此题是衰减规律的简单应用。

根据衰减规律I?I0e??x，可知：46.7%I0?I0e?0.5?，从而求得线性衰减系

??1.523cm-1

再根据半价层HVL与线性衰减系数?的关系：HVL???0.693，得：

HVL=0.455cmAl

1-14 若空气中各组分的质量百分比为氮75%，氧23.2%，氩1.3%，试计算在能量为20keV光子作用下，空气的质量衰减系数。已知氮、氧、氩的质量衰减系数分别为0.36、0.587、和8.31m2·kg-1。

???()iPi来计算。 答：根据混合物或化合物的质量衰减系数公式：??i?空气的质量衰减系数为：

?????()NPN?()OPO?()ArPAr ???? =0.36×0.75+0.587×0.232+8.31×0.013 =0.514m2·kg-1

第二章 X射线影像

2-1 X射线信息影像形成的阶段是

A．X射线透过被照体之后 B.X射线照片冲洗之后 C．X射线到达被照体之前 D.在大脑判断之后

分析：X射线到达被照体之前，不具有物体信息。X射线透射出被照体时，由于被照体对X射线的吸收衰减，使透射出的X射线强度产生不均匀分布，由此形成X射线信息影像。

正确答案：A

2-2 X射线照片图像形成过程中，起作用的是

A. X射线的穿透作用 B. X射线的荧光作用 C. 被照体对X射线吸收衰减的差异 D. X射线的光化学作用

分析：由于X射线具有穿透作用，且不同的物体（组织）对X射线的吸收衰减不同，使透射出物体（组织）的X射线强度分布不均匀，携带了物体（组织）的信息，当其投照到胶片上后，X射线的光化学作用使胶片形成潜影。但因X射线的光化学作用使胶片形成潜影的效率较低，利用X射线荧光作用的增感屏得到广泛使用。在增感屏/胶片系统中，胶片潜影的形成，来自X射线光化学作用的贡献不足10%，其余为X射线的荧光作用使增感屏发出的荧光的贡献。

正确答案：A、B、C、D

2-4 关于密度的定义，正确的说法是

A. 密度为胶片乳剂膜在光的作用下致黑的程度

B. 密度是由胶片乳剂曝光后，经冲洗还原出来的银颗粒沉积而形成的 C. 银颗粒沉积越多的地方，照片越黑，密度越高；反之亦然 D. 密度值用照片阻光率的常用对数表示

分析：胶片感光层是感光灵敏的乳胶体薄层，在乳胶体中均匀地分布着卤化银微颗粒。X射线照射过的胶片，经过显影、定影后，胶片感光层中的卤化银被还原成金属银残留在胶片上，形成由金属银颗粒组成的黑色影像。胶片变黑的程度称为照片光密度（D）

I0 I式中I0是投照在胶片上曝光点的光强，I是曝光点的透射光强。I0/I越大，表示该曝光点吸收光的能力越大（阻光能力强），I0/I也被称为阻光率，胶片经冲洗还原出来的银颗粒沉积越多，照片越黑，光密度越大（高）。

正确答案：A、B、C、D

2-5 均匀X射线透过被照体之后，形成的X射线强度分布变化，称为 A．客体对比度 B．主体对比度 C．图像对比度 D．X射线对比度

分析：强度均匀的X射线投照到人体，由于人体存在客体对比度（人体各种组织、器官间天然存在的密度、原子序数及厚度的差异），对X射线衰减不同，使透射出人体的X射线强度分布发生了变化，这种X线强度的差异，称为X射线对比度（不可见的X射线信息影像），这是一种主体对比度。

X射线照片上相邻组织影像的光学密度差，称为图像（影像）对比度。图像对比度依赖于被照体不同组织吸收所产生的X射线对比度，以及胶片对X射线对比度的放大结果。

正确答案： B、D

2-6 关于图像对比度，正确的说法是

A．为提高乳腺组织各层次的对比，应选用软X射线

B．骨骼图像所以有很高的图像对比度，是因为组成骨骼元素的原子序数高 C．离体的肺组织图像，应具有很高的图像对比度

D．消化道必须通过对比剂，才能形成良好的图像对比度

分析：脂肪与软组织之间的物质密度差别不大，只有应用软X射线才能使它们显出光密度稍有不同的影像。

组成骨骼元素的原子序数高、物质密度大，吸收X射线多，因此有很高的图像对比度。 具有生命力的肺与离体肺，虽然在组织结构上是相同的，但具有活力的肺组织内充满了空气。气体与血液、肌肉相比，X射线的吸收率为千分之一，反映在照片上就形成了高对比度的影像。

考虑到离体肺组织内空气的流失，因而不可能形成良好对比的影像。

消化道内虽含有气体、液体等，但在普通平片上得不到满意的显影，只能显出其外形，不能显示其内腔，所以必须通过对比剂，才能形成良好的图像对比度。

正确答案：A、B、D

2-11 作为被照体本身，有哪些因素影响图像对比度

A．原子序数 B．形状 C．密度 D．厚度

分析：原子序数越高，因光电效应产生的吸收就越多，X射线对比度就越大。骨骼由含高原子序数的钙、磷等元素构成，所以骨骼比肌肉、脂肪能吸收更多的X射线，在彼此间可形成较高的图像对比度。被照体的形状与图像对比度无关。组织密度越大，对X射线吸收越多，因此，密度差别大的组织也可以形成较明显的图像对比度。人体除骨骼外，其他组织的密度大致相同，只有肺是例外，具有生命力的肺是充满气体的组织，由于气体与血液、肌肉相比，X射线的吸收率为千分之一，可形成较高的图像对比度。

在原子序数、密度相同的情况下，图像对比度的形成取决于被照体的厚度差异。 正确答案：A、C、D

2-12 X射线光子统计涨落的照片记录称为

A. 图像斑点 B. 屏结构斑点 C. 胶片结构斑点 D. 增感率 分析：因增感屏荧光颗粒大小不等、分布不均匀等增感屏自身结构因素所形成的斑点为屏结构斑点；因胶片感光颗粒大小不等、分布不均匀等胶片自身结构因素所形成的斑点为胶片结构斑点。

在产生同样的照片图像对比度条件下，使用增感屏与不使用增感屏所需X射线照射量的比称为增感率。

图像（照片）的斑点现象主要由X射线的量子斑点和结构斑点形成，其中X射线的量子斑点起主要作用。

D?lg正确答案：A

2-13 下列说法哪项是正确的

A．每个像素的信息包括在图像矩阵中的位置和灰度值

B．数字图像是在空间坐标上和灰度值上离散化了的模拟图像 C．像素的大小决定了图像的细节可见度

D．像素的数目与灰度级数越大，图像越模糊

分析：一幅图像可以用点函数f（x，y，z，t）的集合表示，其中f表示该点的明暗程度；（x，y，z）表示像点的空间位置，在二维图像中像点的空间位置与z无关；t表示时间，静止图像与t无关。一幅静止的二维图可表示为：

G=f（x，y）

坐标（x，y）决定了像点的空间位置，G代表像点的明暗程度（灰度）。

若G、x、y的值是任意实数，则是模拟图像；若G、x、y的值是离散的整数，则是数字图像。

描述一幅图像需要的像素量是由每个像素的大小和整个图像的尺寸决定的。当一幅图像的尺寸一定，若减少构成图像的像素数量，则每个像素的尺寸就会增大，则图像模糊，可观察到的原始图像细节较少，图像的细节可见度低；反之，则可观察到的图像细节就比较多，图像的细节可见度高。

正确答案：A、B、C 2-15 造影检查的目的是

A．增加器官组织的密度 C．增加器官组织的自然对比度 B．降低器官组织的密度 D．增加器官组织的人工对比度

分析：将某种对比剂引入欲检查的器官内或其周围，形成物质密度差异，以人工方式增大客体对比度，使器官与周围组织的图像对比度增大，进而显示出器官的形态或功能的方法称为造影。

正确答案：D

2-17 图像储存和传输系统（PACS）主要功能包括 A．高质量、高速度、大容量地储存影像 B．高质量、高速度地传输影像

C．利用网络技术，实现影像资料共享 D．直接产生数字图像 分析：图像储存和传输系统（PACS）是把医学影像学范畴的各种数字化信息施行存档、提取、处理和传输的计算机系统。

正确答案：A、B、C

2-18 普通X射线摄影像与X-CT图像最大不同之处是什么?

答：普通X射线摄影像是重叠的影像，而X-CT图像是数字化的断层图像。 2-19 何谓体层或断层? 何谓体素和像素? 在重建中二者有什么关系?

答：体层或断层是指在人体上欲重建CT像的薄层。体素是人体中欲重建CT像断层上的小体积元，是人为划分的，是采集（或获取）成像参数（衰减系数值）的最小体积元（实际中是扫描野进行划分）；像素是构成图像的最小单元，是人为在重建平面上划分的，其数值是构成CT图像数据的最小单元。

体素和像素的关系是二者一一对应。按重建的思想是体素的坐标位置和成像参数值被对应的像素表现（坐标位置对应、衰减系数值以灰度的形式显示在CT图像上）。

2-20 何谓扫描? 扫描有哪些方式? 何谓投影?

答：所谓扫描系指在CT的重建中使用的采集数据的物理技术，具体言之就是以不同的方式，沿不同的角度，按一顶的次序用X射线对受检体进行投照的过程称为扫描。

扫描方式从总体上说有平移扫描和旋转扫描两种。扫描的目的是为了采集足够的重建数据。

所谓投影的本意系指透射物体后的光投照在屏上所得之影。若物体完全透明，透射光

强等于投照光强，则影是完全亮的；若物体半透明, 透射光强小于投照光强，则影是半明半暗；若物体完全不透明，透射光强等于零，则影是完全暗的。按此种考虑，所谓投影的本质就是透射光的强度。

对重建CT像过程中投影p的直接含义就是透射人体后的X射线强度，即书中X射线透射一串非均匀介质（或人体）后的出射X射线的强度In ，即p =In 。广义之，这个投影p又是由In 决定的

?d?=p 。

ii2-23现有四体素阵列且在四个方向上的反投影值已填写在各个体素中，如图所示，试求四

个体素的成像参数μ的数值。

解:分三步

第一步求和：每个体素在全部各个方向上的反投影值分别求总和，分别为20、26、23、

29；

第二步减基数：基数=成像参数总和=任一投影方向 (对本题而言或为0o,45o,或为90o,

或诶135o)上投影值总和，如下 基数=任一方向上投影值总和

=5+9=2+7+5=6+8=4+7+3=14

由各像素值总和20、26、23、29分别减基数14求得各体素为 6、12、9、

15

第三步化简：把各体素值6、12、9、15化成相对最简数(用3约)。

求和

20 26 23 29 减基数

6 9 12 15 化简

2 3 4 5 2-24 何谓CT值? 它与衰减系数?的数值有什么关系?

答：按相对于水的衰减计算出来的衰减系数的相对值被称为CT值。国标对CT值的定义为：CT值是CT影像中每个像素所对应的物质对X射线线性平均衰减量大小的表示。实际中，均以水的衰减系数?w作为基准，若某种物质的平均衰减系数为?，则其对应的CT值由下式给出

CT = k

???w?w

CT值的标尺按空气的CT值=-1 000HU和水的CT值=0HU作为两个固定值标定，这样标定的根据是因空气和水的CT值几乎不受X线能量影响。CT值的单位为“亨”（HU），规定?w为能量是73keV的X射线在水中的衰减系数，?w =19m-1。式中k称为分度因子，按CT值标尺，取k=1 000，故实用的定义式应表为

CT =

???w?w×1000 HU

2-27 何谓窗口技术? 什么叫窗宽? 窗宽取得宽或窄，对图像有什么影响?什么叫窗

位? 窗位取得高或低，对图像有什么影响?

答：所谓窗口技术系指CT机放大或增强某段灰度范围内对比度的技术。把观察组织器官所对应的CT值范围确定为放大或增强的灰度范围，这个放大或增强的灰度范围叫做窗口。具体做法是：把放大或增强的灰度范围的上限以上增强为完全白，下限以下压缩为完全黑，结果就增强了观察灰度范围的对比度。

窗宽指窗口的数值范围，它等于放大或增强的灰度范围的上下限灰度值之差，用CT值表示则为：

窗宽=CTmax- CTmin ；

窗宽取得宽的优点是不易丢失图像数据，不丢失信息，表现在图像上就是不丢失结构（对应组织结构）；缺点是对比度差。

窗位指放大或增强的灰度范围的中心灰度值，用CT值表示则为：

CTmax?CTmin

2窗位取得高或低（同窗位取得标准相比）都易是图像数据丢失，表现在图像上都是丢失图像结构，窗位取得高图像偏白，窗位取得低图像偏黑。

2-28 观察脑组织时，一般取窗宽为120HU，窗位为35HU，试估计脑组织的CT值范围。

解：由于 窗宽=CTmax- CTmin =120HU

CTmax?CTmin 窗位==35HU

2可解得CTmax = 95 HU，CTmin =-25HU，可见脑组织的CT值范围约为-25HU～95 HU。

2-29 螺旋扫描同传统扫描有何不同?

答：与传统CT第一个不同点是螺旋CT对X射线管的供电方式。螺旋CT因采用了滑环技术，对X射线管供电方式采用的是：电刷与滑环平行，作可滑动的接触式连接，不再使用电缆线供电。

第二个不同点是与传统CT的扫描方式不同。螺旋CT采集数据的扫描方式是X射线管由传统CT的往复旋转运动改为向一个方向围绕受检体连续旋转扫描，受检体（检查床）同时向一个方向连续匀速移动通过扫描野，因此，X射线管相对于受检体的运动在受检体的外周划过一圆柱面螺旋线形轨迹。扫描过程中没有扫描的暂停时间（X射线管复位花费的时间），可进行连续的动态扫描，故解决了传统扫描时的层隔问题。其优点主要有二，一是提高了扫描速度，单次屏气就可以完成整个检查部位的扫描，且减少了运动伪像；二是由于可以进行薄层扫描，且在断层与断层之间没有采集数据上的遗漏，所以可提供容积数据，由此可使在重建中有许多新的选择，如三维重建、各种方式各个角度的重建、各种回顾性重建等。

第三章 磁共振物理

3-1 以下是原子质量数与原子序数的几种组合,使原子核的自旋为零的组合是 A．奇数，奇数 B．奇数，偶数 C．偶数，奇数 D．偶数，偶数

分析：原子核的自旋量子数I的取值由原子核内部的质子数和中子数决定。实验发现， 窗位=

质子数和中子数都为偶数的原子核，其自旋I?0；质子数和中子数都为奇数的原子核，其自旋I为整数；质子数和中子数有一个为奇数，一个为偶数的原子核，其自旋I为半整数。

正确答案：C

??3-2 原子核磁矩?与静磁场B0的夹角增加，是由于

A．原子核从外界吸收能量 B．原子核向外放出能量 C．系统能量保持不变 D．以上说法都不对

??分析：在稳定状态下原子核磁矩?与静磁场B0的夹角保持不变；当外界施加的电磁波

??的频率正好和原子核在静磁场B0的旋进频率相同时，就会产生核磁共振。发生核磁共振

?时，核系统吸收外界电磁波能量跃迁到高能态，而在微观来看原子核磁矩?就会在电磁波

??的磁矢量B1作用下偏离磁场B0方向，即夹角增大。

正确答案：A

3-3 I=3的磁性核在静磁场中有 种取向。 A．3 B．5 C．6 D．7 答：磁性核在静磁场中存在2I+1种可能的取向。 正确答案：D

3-4 氢核在静磁场B0中进动时，其自旋角动量 。 A．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

????分析：在静磁场B0的作用下，自旋LI会有特定的空间取向，使得LI和静磁场B0存在

???特定的夹角?（?0）；静磁场B0与自旋LI间的相互作用还会产生一施加在LI上的力矩，

??此力矩会使得LI以夹角?在以静磁场B0为轴（z方向）的圆锥面上以恒定的角速度旋进，?在旋进过程中LI大小保持不变，但方向时时在改变。

正确答案：B

3-5 磁化强度矢量M0偏离B0的角度和所施加的RF脉冲有关，加大RF脉冲强度，角度 ；缩短RF脉冲的持续时间，角度 。

A．减小，减小 B．增大，增大 C．减小，增大 D．增大，减小

分析：在RF脉冲的作用下，样品产生了磁共振，其宏观表现就是样品的磁化强度矢量

M0偏离静磁场B0方向?角度，?角的大小取决于RF脉冲的强度及作用时间。加大RF脉

冲强度，?角增大；缩短RF脉冲的持续时间，?角减小。

正确答案：D

3-6 在核磁共振的驰豫过程中，M0偏离平衡状态的程度越 ，则恢复到平衡状态的速度越 。

A．小，快 B．大，慢 C．大，快 D．都不是

?分析：Bloch从实验发现，弛豫过程中磁化强度M偏离平衡状态的程度越大，则其恢复的速度就越快。

正确答案：C 。

3-7 90°RF脉冲过后，Mx?y?将作 ，Mz?将作 。 A．指数衰减，指数衰减 B．指数增加，指数增加 C．指数衰减，指数增加 D．指数增加，指数衰减 分析：90°RF脉冲过后，Mx?y?将指数衰减，Mz?将指数增加。

?正确答案：C

3-10 样品的磁化强度矢量与哪些量有关？

??答：样品的磁化强度矢量M与样品内自旋核的数目、静磁场B的大小以及环境温度有

???

关。样品中自旋核的密度?越大，则M越大；静磁场B越大，M也越大；环境温度越高，?

M越小。

3-13 90°RF脉冲过后，磁性核系统开始向平衡状态恢复，在这个过程中，Mx?y?恢复到零时Mz?是否同时恢复到到M0？为什么？ 答：Mx?y?恢复到零时Mz?不会同时恢复到到M0，因为纵向弛豫和横向弛豫是两个完全独立的过程，它们产生的机制是不同的。一般同一组织的T1远比T2长，也就是说横向磁化在RF脉冲停止后很快完成弛豫而衰减为零，但纵向磁化的恢复却需要较长时间才能完成。

3-14 180°RF脉冲过后,磁性核系统开始向平衡状态恢复，在这个过程中，Mz?和

Mx?y?会经历一个怎样的变化过程？

答：180°RF脉冲过后, Mx?y?为零，而在磁性核系统向平衡状态恢复的过程中，并没有外来因素改变核磁矩的均匀分布状态，所以Mx?y?一直保持为零不变；180°RF脉冲过后, Mz?则由负向最大逐渐增加到零，再由零向正向最大恢复。

第四章 磁共振成像

4-1 如何理解加权图像？

答： 磁共振成像是多参数成像，图像的灰度反映了各像素上MR信号的强度，而MR信号的强度则由成像物体的质子密度?、纵向弛豫时间T1、横向弛豫时间T2等特性参数决定。出于分析图像的方便，我们希望一幅MR图像的灰度主要由一个特定的成像参数决定，这就是所谓的加权图像。例如图像灰度主要由T1决定时，就是T1加权图像；主要由T2决定时，就是T2加权图像；主要由质子密度?决定时，就是质子密度?加权图像。通过选择不同的序列参数，可以获得同一断层组织无数种不同对比情况的加权图像，以便在最大限度上显示病灶，提高病灶组织和正常组织的对比度。

4-2 简述SE序列时序和180°脉冲的作用。

1答：(1)SE序列时序为先发射90°射频脉冲经过时间t?TE后，再发射180°脉冲，

2当t＝TE时出现回波峰值，采集信号。

?(2)90°脉冲使M0倒向y?轴，由于B0的不均匀性造成各个核磁矩旋进的角速度不同，

相位很快散开。经时间TI后，在x?方向施以180°脉冲使得所有自旋磁矩都绕x?轴旋转180°，但并不改变旋进方向，所以互相远离的核磁矩变为互相汇聚的磁矩，最后汇聚于-y?轴上，使去相位状态的自旋核重新处于同相位状态，抵消了磁场不均匀造成的影响。

4-4 采用SE序列，为获得T1加权像，应选用（ ）。

A.长TR，短TE B.短TR，短TE C.长TR,长TE D.短TR，长TE

分析：因为在SE脉冲序列中，图像的加权主要由扫描参数TR和TE决定，其中TR的长度决定了纵向磁化强度矢量的恢复程度，而TE的长度决定了横向磁化强度矢量的衰减程度，所以选择短TR可使各类组织纵向磁化强度矢量的恢复程度存在较大差异，突出组织的T1对比；而选择短TE可使各类组织横向磁化强度矢量的衰减程度差异不大，T2对图像对比度的影响较小。

正确答案：B

4-6 在反转恢复脉冲序列中，为有效地抑制脂肪信号，应选用

A．短的TI B．长的TI C．中等长度的TI D．以上方法都正确

分析：因为当TI非常短时，大多数组织的纵向磁化强度矢量都是负值，只有短T1组织的纵向磁化强度矢量处于转折点，如脂肪，因此图像中该组织的信号完全被抑制。

正确答案：A

4-7 一磁共振成像仪，其静磁场为1.5T，假设z方向的梯度场选定为1Gs?cm?1，为获取10mm层厚的横断图像，射频脉冲的频宽应为多少?假设梯度场改为2Gs?cm?1，射频脉冲的频宽不变，层厚变为多少? （旋磁比?I = 42.6MHz·T-1，1T=104Gs）

答：(1)在叠加上线性梯度磁场BGz后，坐标z不同的自旋核，其共振频率?(z)也就不同，为

?(z)??I?(B0?z?Gz) （1）

解法1：假定施加的RF脉冲频率范围为 ???0???2，其中?0??IB0 最大频率对应最大z值设为z1

?0???/2??I?(B0?z1?Gz)

最小频率对应最小z值记为z2

?0???/2??I?(B0?z2?Gz)

于是射频脉冲的频宽????I?Gz??z1?z2???IGz?z

?42.6?106?1?10?4?1

=4.26?103Hz

解法2：对（1）式微分：????I?zGz

????I?Gz???z? 此后与上述解法相同。

(2)当梯度场改为2Gs?cm?1,射频脉冲的频宽不变时,层厚?z变为

4.26?103?5mm ?z=6?442.6?10?2?104-8 采用二维傅里叶变换成像（2DFT）为获取 256×256个像素的图像，至少要施加多少次幅度各不相同的相位编码梯度场？

A. 1 B. 256 C. 128 D. 256×256

分析：因为在2DFT图像重建中，沿相位编码方向排列的像素的个数决定了为实现重建图像所需进行的相位编码的次数。

正确答案：B

4-9 用二维多层面法对16个层面进行扫描时，如果脉冲周期的重复时间为1.5秒，重复测量次数为2，图像矩阵为256×256，则整个扫描时间为多少秒？

A. 16×1.5×2×256×256 B. 16×1.5×2×256 C. 16×1.5×2 D. 1.5×2×256 分析：因为多层面扫描是同时进行的，这就使得多个层面所需的扫描时间与一个层面的成像时间几乎相同，而2DFT完成一个层面的扫描时间等于序列重复时间×相位编码次数×重复测量次数。

正确答案：D。

4-10 在一般的SE序列中，说明各梯度场施加的次序。

答：首先在z方向施加选层线性梯度场BGz，确定断层的位置，该断层内具有相同旋进

频率和同样的初相位。紧跟在BGz值后沿y方向施加相位编码梯度场，持续t1时间，使y坐标不同的体素得到不同的相位，然后在x方向施加频率编码梯度场，持续时间t2，在频率编码的同时采集信号。

?3?1G?5?10T?m4-16 设主磁场强度为1.5T，z方向施加线性选层梯度场z，持续时

间3ms，片层厚度为5mm，求梯度场撤销时，片层两边的自旋核累计的相位偏移????加

反向梯度场是否能消除这个偏移？若反向梯度值Gz不变，持续时间为多少时???0？（旋

?1??42.6MHz?TI磁比）

?3?1G?5?10T?mz 解：已知z＝5mm，，T＝3ms，求????

(1)由 d???Bdt 此处B?zGz，z＝0处=0， 所以?1???zGzdt??zGzT?0T42.6?106?5?10?3?3?10?3?639Hz

(2)加反向梯度场能消除这个偏移，因为相当于对静态组织施加双极脉冲，反向梯度值Gz不变只差符号?2???1 所以加反向梯度场能消除这个偏移。若反向梯度值Gz不变，设持续时间为T2

T2???1?3ms

??zGz4-19 用时间飞跃法（TOF）血管成像需利用和采用（ ）。 A．流入性增强效应 B． 流空效应 C．相位偏移效应 D．预饱和技术

分析：因为要得到良好的动脉（或静脉）血管影像，必须抑制周围组织的信号，可通过较短TR使周围静止组织被多次激励达饱和，再采用预饱和技术除去静脉（或动脉）的信号，以免干扰；利用流入性增强效应新流进的血液能产生较强的MR信号。

正确答案：A、D

第五章 核医学物理

5-4

238929

U放射性样品，其质量为5.76g，实际测量的放射性活度为0.52?Ci，其半衰期

23892为4.47×10a，求该放射性样品中

U核素的百分含量。

4

4

解：因为 A=0.52?Ci=0.52×3.7×10 Bq=1.92×10 Bq； T=4.47×109×365×24×3600s=1.41×1017s

所以，由A=0.693N/T得该放射性样品中的原子个数

21

N=AT/0.693=3.91×10个 又因为3.91×10个

21

23892238U的质量为1.55g，所以5.76g放射性样品中92U核素的百分含量

为1.55g/5.76g=26.9%。

5-5 一定量的99mTc经过3T1/2后放射性活度为原来的 A．1/3 B．1/4 C．1/8

D．1/16

?1?分析：根据A?A0???2?t/T1/2，当t＝3T1/2时，A?A0。 8正确答案：C

5-7 利用131I的溶液作甲状腺扫描，在溶液出厂时只需注射1.0ml就够了，若出厂后存放了4d，则作同样扫描需注射溶液为（131I半衰期为8d）

A．0.7ml B．1.4ml C．1.8ml D．2.8ml

分析：作同样扫描必须保证同样的活度，设单位体积内131I核素数目为n，根据放射性

?1?衰变规律，n(t)?n0???2?t/T1/2，T1/2=8d

刚出厂时，V0=1ml溶液放射性活度为A0=?N0=?n0V0，

存放t=4d后，V1体积的溶液放射性活度为A1=?N1=?n1V1， 根据A1=A0，得出V1?V0n0?V02t/T1/2?V02?1.4ml n1正确答案：B

5-9 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?

答：平均寿命?、衰变常数?和半衰期T1/2这三个从不同角度表示放射性核素衰变快慢物理量之间的关系是

ln20.693T12???0.693?

λλ另外，有效衰变常数?e和物理衰变常数?p、生物衰变常数?b之间的关系为 ?e=?p+?b；

有效半衰期Te1/2和物理半衰期T p 1/2、生物半衰期Tb1/2之间的关系为

1Te1/2?1Tp1/2?1Tb1/2。

5-10 为什么临床上愿意用短寿命的核素？

答：(1)当两种核素N相同?不同，有

A???1?。即如果引入体内两种数量相等的不同

N?1??的核素，短寿命的核素的活度大。(2)当A一定时，有

?。即在满足体外测量的一

定活度下，引入体内的放射性核素寿命越短，所需数量越少，这就是为什么临床上都要用短寿命核素的原因。

第六章 核医学影像

6-1 核医学影像的方法是根据 A．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 C．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分布而成像

分析：根据核医学影像的定义及成像原理，答案D是正确的。 正确答案：D

6-2 核医学影像射线的来源是 A．体外X射线穿透病人机体

B．引入被检者体内放射性核素发出 C．频率为2.5MHz~7.5MHz超声 D．置于被检者体外放射性核素发出

分析：A是X射线摄影和X-CT的射线来源，C是超声成像所用的超声，对于B、D来说，显然B正确。

正确答案：B

6-3 99mTc是SPECT最常用的放射性核素，其衰变时产生的?射线能谱中能量最大的峰（称为光电峰或全能峰）为

A．140keV B．411keV C．511keV D．635keV

分析：140keV是99mTc 的?射线光电峰， 190keV是81mKr的γ峰，411keV是198Au和152Eu的γ峰，511keV是电子对湮灭时产生的一对γ光子中每个光子的能量。

正确答案：A

＋

6-4 引入体内的11C、13N、15O、18F等核素发生?衰变时，产生的正电子?+在体内移动一段距离后即与电子发生湮灭，其移动距离大约为

A．0.15?m B．15?m C．1.5mm D．1.5cm 正确答案：C

＋－

6-5 ?与电子?发生湮灭时，产生一对飞行方向相反的光子，每个光子的能量为 A．140keV B．511keV C．635keV D．1.022MeV 正确答案：B

6-6 放射性核素或其标记化合物应用于示踪的根据是什么？ 答：放射性核素或其标记化合物应用于示踪是基于两个基本根据：①同一元素的同位素有相同的化学性质，进入生物体后所发生的化学变化和生物学过程均完全相同，而生物体不能区别同一元素的各个同位素，这就有可能用放射性核素来代替其同位素中的稳定性核素；②放射性核素在核衰变时发射射线，利用高灵敏度的放射性测量仪器可对它所标记的物质进行精确定性、定量及定位测量。这两点的有机结合，是建立放射性核素示踪技术的理论基础。借助这种技术，就能有效地动态研究各种物质在生物体内的运动规律，揭示其内在关系。

6-13 PET为何不需要准直器？

答：根据动量守恒定律，正负电子湮灭辐射发射两个飞行方向相反的光子，湮灭辐射有自准直作用，无需准直器，这样PET的灵敏度大大提高，引入体内的放射性制剂的量大为减少。

第七章 超声物理

7-1 提高超声检测的空间分辨率的有效途径是增加超声波的( )，但带来的弊病是探测( )的下降。

A．波长；频率 B．频率；强度 C．波长；强度 D．频率；深度

分析：由于空间分辨率与脉冲宽度有关，脉冲宽度愈小，纵向分辨率愈高。脉冲宽度的大小一般与超声频率有关，频率愈高脉冲宽度愈小；而频率愈高则衰减快。 所以提高超声检测的空间分辨率的有效途径是增加超声波的频率，但带来的弊病是探测深度的下降。

正确答案：D

7-2 某超声发射面积为3cm2，超声波的强度为200W·m-2，脉宽为5?s，脉冲的间歇时间为15 000?s，求峰值发射功率。

解： 平均功率为 W?200?3?10?4?6?10?2W

峰值功率根据 S占空因子?W峰?W平均

W峰?W平均S占空因子?W平均?Tr6?10?2??1.5?10?2 ?65?10?180W答：峰值发射功率为180W。

7-3 在水中传播的某超声频率为10MHz，声传播速率是1 500m·s-1，在某点上的声强是1.0×105W·m-2，水的密度等于103kg·m-3，求(1)该点的声压幅值是多少? (2)忽略介质中声能的衰减，在一个波长范围内，各点声压的最大差值是多少?

2Pm 解：由 I?

2?c 得 pm?2?cI?2?103?1.5?103?105?5.48?105Pa

?Pm?2Pm?1.1?106Pa

5答：该点的声压幅值是5.48?10Pa，一个波长范围内，各点声压的最大差值是

1.1?106Pa。

7-4 已知超声探测器的增益为100dB，探头是发射和接收两用型，在某组织中的最大探测深度是0.5米，求该组织的吸收系数。

解：根据公式 H?10lgI1 I2得 H?10lgI1I?10lg?1?2x?10lge?2x?10?2?xlge I2I1e??H100??0.23dB?cm?1

20xlge20?0.5?0.43答：该组织的吸收系数为0.23dB?cm?1或23dB?m?1。

7-8 用连续型多普勒诊断仪研究心脏壁的运动速率。超声频率为5MHz，垂直入射心脏，已知声速为1 500m·s-1，测得的多普勒频移为500Hz，求此瞬间心脏壁的运动速率大小。

解：设某瞬间心脏壁间探头运动

c?vf0 ccc?v探头接到 f?f,?f0

c?vc?v2v fd?f?f0?f0

cf,?f?cv?d2f0?0.075m?s?7.5cm?s?1?1

第八章 超声波成像

8-1 在B超成像中，对组织与器官的轮廓显示主要取决于( )回波；反映组织特征的图像由( )回波决定。

A．反射 B．衍射 C．散射 D．透射

分析：在B超成像中，组织与器官的轮廓的显示主要是取决于反射和散射回波。因为B超是在入射一方接收信息，故透射波所携带的信息是不能接收得到的；而超声回波对特殊的组织结构也可能产生衍射现象，但这在超声成像中不是主要决定因素，用排除法，剩下A和C，在教材中也已明确介绍。

正确答案：A、C

8-2 提高超声成像的空间分辨力的有效途径是增加超声波的( )，但带来的弊病是影响了探测的( )。

A．波长；频率 B．频率；强度 C．波长；强度 D．频率；深度

分析：第一个填空选项有两个被选目标：一个是波长；另一个是频率。由教材书介绍，空间分辨力可分为横向分辨力和纵向分辨力。对横向分辨力，若两个相邻点之间最小距离用?y表示，依据公式

?f ?y?1.2a??是超声波长；f是声透镜的焦距。显然?y随距离λ的增加而增大，而?y增大意味着横向分辨力下降。所以，提高超声成像横向分辨力的有效途径是增加超声波的频率。

对于纵向分辨力，假设脉冲宽度为?，两界面可探测最小距离是d，声速用c表示，若使两界面回波刚好不重合，必须满足

1 d?c?

2这里，脉冲宽度??的大小与超声频率大小有关，??值越大，频率越小；而??值越小，频率越大。??值与d成正比，而d增大意味着纵向分辨力下降。所以，提高超声成像纵向分辨力的有效途径也是增加超声波的频率。因此，就问题第一个填空选项而言，可选B和D。

对第二个填空选项而言，在B和D中也有两个被选目标：一个是强度；另一个是深度。分析题意，由于提高超声成像空间分辨力的有效途径是增加超声波的频率，所以当频率增加时，超声波的强度依据公式

1I??cA2?2?2?cA2π2f2

2显然也要增加；而探测深度依据超声波衰减规律，衰减系数与频率成正比，所以频率越大，衰减越多，超声波探测的深度就越要受到影响。故带来的弊病是影响了探测的深度。

正确答案：D

8-3 纵(轴)向分辨力直接与什么因素有关( )

A.穿透深度 B.脉冲的长度 C.超声入射的角度 D.声束的宽度 正确答案：B

8-4 由超声多次反射而引起的伪像叫( ) A.折射声影 B.混响 C.声影 D.旁瓣伪像 正确答案：B

8-5 B超声像图中，能形成强回声，其后方留有声影的是( ) A.皮肤 B.脂肪 C.结石 D.实质脏器 正确答案：C

8-6 超声束如果不能垂直入射被检部位，所带来的弊病是可能产生 A．折射伪像 B．半波损失 C．回波增大 D．频率降低 分析：超声束不能垂直入射被检部位的声介质界面时，如果是从低声速介质进入高声速介质，在入射角超过临界角时，产生全反射，以致其后方出现声影。此现象称作折射声影伪像，简称折射伪像。而B、C、D都与问题的条件无关。

正确答案：A

8-7 提高超声检测的图像分辨率的重要方法之一是增加超声波的

A．检测次数 B．扫描声线数目 C．探测时间 D．波长

分析：提高超声检测的图像分辨率的方法有很多，因此这里做题时应选用排除法：A增加检测次数只能摸索条件、积累经验，不会改善图像质量；C延长探测时间则与图像质量无关；D增加超声波的波长亦即使频率下降，更使得图像的空间分辨力下降。增加超声波的扫描声线数目，可以提高超声检测的图像分辨率。因为扫描声线愈多，所成的图像愈是清晰细腻，分辨细节的程度愈高。

正确答案：B

8-8 多普勒型超声脉冲诊断仪中，采样时刻为??K，脉冲重复周期为TR，脉冲宽度为?，声束截面积为S，声速为c，采样容积大小为

1A．??c?S B．?K?c?S C．??c?S D．TR?c?S

2分析：此题的目标是为了捋清概念，加深理解，区分容易混淆的几个特征量。因此，依据定义，??c?S(S为声束截面积，??为采样时间间隔)被称为采样容积。

正确答案：A

8-9 尼奎斯特频率是(PRF为脉冲重复频率)

11A．2PRF B．PRF C．PRF D．PRF

24分析：在超声多普勒测量中，血流速度的测量要受到脉冲重复频率的限制。脉冲重复频率用PRF表示，是指单位时间内发射脉冲群的次数，又称采样频率。脉冲重复频率的二分

1之一，即PRF，称为尼奎斯特频率。

2正确答案：C

8-12 用10MHz的脉冲超声探测眼球，脉宽为2?s，声速为1 500m·s-1，求可分辨的最小探测深度的理论值。

11解：?y?c???1500?2?10?6?1.5?10?3m

22

8-13 超声多普勒血流检测中过程中，如果最大可测深度是5cm，探测频率为10MHz，探头与血管的夹角为60o，求可探测的最大流速(声速取1 500m·s-1)。

解：依公式

vmax代入具体数值有

c2 ?8Rmaxf0cos?vmaxc215002-1 ???1.125 m?s78Rmaxf0cos?8?0.05?10cos60?8-14 检测心脏高速血流信息，宜采用下列哪种方法( )

A. B型超声 B. M型超声 C. 连续多普勒 D. 脉冲多普勒

正确答案：C

8-15 多普勒超声血流检测技术主要用于( )

A. 测量血流速度 B. 确定血流方向 C. 获得有关血流参数 D. 确定血流种类 E. 以上都对

正确答案：E

8-16 血流速度增快，流量加大，彩色多普勒显像的血流信号( )

A. 亮度提高 B. 亮度降低 C. 亮度变化不定 D. 以上都不对 正确答案：A

8-17 彩色多普勒血流成像下述哪种性能是正确的( ) A. 能显示平均速度为零的灌注区的血流 B. 血流成像对超声入射角的相对非依赖性 C. 不出现彩色血流信号混叠 D. 不能显示血流速度快慢 E. 能显示血流方向 正确答案：E

8-18 为显示流速极低的血流灌注信号，宜用( )

A. A型超声 B. B型超声 C. M型超声 D. CDFI E. CDE 正确答案：E

8-13 超声多普勒血流检测中过程中，如果最大可测深度是5cm，探测频率为10MHz，探头与血管的夹角为60o，求可探测的最大流速(声速取1 500m·s-1)。

解：依公式

vmax代入具体数值有

c2 ?8Rmaxf0cos?vmaxc215002-1 ???1.125 m?s78Rmaxf0cos?8?0.05?10cos60?8-14 检测心脏高速血流信息，宜采用下列哪种方法( )

A. B型超声 B. M型超声 C. 连续多普勒 D. 脉冲多普勒

正确答案：C

8-15 多普勒超声血流检测技术主要用于( )

A. 测量血流速度 B. 确定血流方向 C. 获得有关血流参数 D. 确定血流种类 E. 以上都对

正确答案：E

8-16 血流速度增快，流量加大，彩色多普勒显像的血流信号( )

A. 亮度提高 B. 亮度降低 C. 亮度变化不定 D. 以上都不对 正确答案：A

8-17 彩色多普勒血流成像下述哪种性能是正确的( ) A. 能显示平均速度为零的灌注区的血流 B. 血流成像对超声入射角的相对非依赖性 C. 不出现彩色血流信号混叠 D. 不能显示血流速度快慢 E. 能显示血流方向 正确答案：E

8-18 为显示流速极低的血流灌注信号，宜用( )

A. A型超声 B. B型超声 C. M型超声 D. CDFI E. CDE 正确答案：E

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