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医学影像物理学
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课程评价
spContent=自1895年伦琴发现X线以来,医学影像技术和诊断及相关领域已发展到非常高的水平。现代医学成像设备在各级医院中占有重要地位,医学影像在现代疾病诊断和治疗中的作用日益突出。学习并掌握各类医学成像设备的成像原理、临床应用等是科学应用各类设备、生成满足临床需要的高质量图像的根本保证。尤其是数字图像处理、人工智能等技术在医学影像中的应用日益广泛,掌握医学成像的原理与方法更是做好上述工作的重要基础。本课程是所有医学影像相关课程的必须基础课程,全面介绍当前主流的医学成像设备的原理、应用等,为后续的相关课程学习作准备。
—— 课程团队
课程概述

1. 本课程介绍各类医学成像设备的原理。掌握成像原理是从事医学影像检查和诊断的必须基础。所有从事医学影像技术、医学影像诊断、医学图像处理、医学影像信息、医学影像设备研发领域工作的人员都要学习本课程;

2. 本课程的主题是各种医学成像设备的原理。从信息获取、信号处理、图像形成、图像处理、图像显示到图像存储、网络传输等均有涉及,重点是物理、数学理论在成像中的运用;

3. 学完本课程可以掌握各类成像设备的原理,全面掌握相关的理论与实践技能,为医学影像检查、影像诊断、医学图像处理、医学信息、医学影像设备研发奠定基础;

4. 本课程内容参考大量国内外最新权威资料,内容覆盖面广,知识体系完整,与世界同步,同时密切结合临床应用,是目前讲授成像原理内容最全面的课程之一。

授课目标

1. 掌握现代医学成像的主要组成部分及相互关系、发展历程及未来趋势。

2. 理解医学成像的一般过程和信号流,会运用所涉及的数学、物理、化学、生物学、解剖学、病理学等理论解释、分析、正确运用各类医学成像模态。

3. 掌握X线相关知识:X线的产生、X线的特性、X线与物质的相互作用、X线的衰减、X线的成像应用、X线成像的各种模态。

4. 掌握CT相关知识:CT的数据采集、CT的图像重建原理(包括解析重建、迭代重建。对各类算法的数学、物理理论要全面掌握并能用计算机进行模拟和实现)、常用算法(反投影、滤波反投影、傅里叶变换法、代数迭代ART、统计迭代的ML-EM)、图像后处理(二维、三维、高级处理等)、临床应用。

5. 掌握MRI相关知识:MRI的构成、MRI的物理原理、MRI的信号采集、MRI常用序列与临床应用、MRI特殊应用。

6. 掌握核医学相关知识:放射性、放射性核素及其获取、放射性衰变、核医学显像原理、核医学图像重建、多模态成像、核医学成像的临床应用。

7. 掌握超声相关知识:超声的性质、各类超声成像模式及原理、超声的临床应用等。

课程大纲
预备知识

1. 物理:原子物理、电磁、光学

2. 数学:高等数学、线性代数、概论论、随机变量和随机过程、积分变换、优化问题

3. 化学:元素及其性质、尤其是卤族元素、稀土元素及其性质,有机化学、必要的生物化学知识

4. 基础医学:系统解剖学、断层解剖学、生理学、病理学

5. 电子:模拟电子、数字电子基础知识,会进行基础的分析和设计

6. 信号处理:信号、系统、线性系统、移不变系统、系统分析

7. 数字图像处理基础:像素、矩阵、灰阶、彩色显示原理、人的视觉生理、图像增强、图像去噪

8. 计算机:数制、存储、数据结构与算法基础知识、基础的程序设计能力,开源软件的编译和应用

参考资料

有需要下列参考文献及需要提供帮助的,请留言联系授课老师。

1. Essential Physics of Medical Imaging

2. Fundamental mathematics and physics of medical imaging

3. Hendee's physics of medical imaging

4. Introduction to medical imaging_ Physics, engineering and clinical applications

5. Medical Imaging Physics

6. Physics for medical imaging applications

7. Handbook of Medical Imaging, Volume 1

8. Handbook of Medical Imaging, Volume 2

9. Handbook of Medical Imaging, Volume 3

10. Information Processing in Medical Imaging

11. Informatics in Medical Imaging

12. Introduction to the mathematics of medical imaging

13. Medical Imaging _ Principles and Practices

14. Medical Imaging Methods_ Recent Trends

15. Medical imaging informatics

常见问题

1. 我没学过物理、数学或者学的不多,能学习医学影像物理学吗?

A : 能学。可以针对您工作的性质,制定学习的目标,对涉及的知识的深度和广度进行特别设计,本课程的知识体系是比较灵活的,可以针对不同层次、不同应用环境的学习者进行定制。 

2. 医学影像学等医学专业有必要学习医学影像物理学吗?

A : 十分必要。

3. 从事与医学影像、成像仪器相关的生物医学工程工作,需要学习医学影像物理学吗?

A : 需要。相关理论是从事上述工作的基础,也是从业者在相关领域走的更远的理论保障。

4. 怎样才能真正学好医学影像物理学?

A : 学好是没有统一的标准的。只要掌握了在所从事的领域足够使用的相关知识就可以认为真正学好了。一般的建议是广泛阅读相关的专业书籍、论文等,密切结合自己的职业规划和从业要求开展针对性的学习。多思考、多实践。

5. 学习本课程只观看课程视频可以吗?

A: 学习本课程仅观看视频是不够的,由于课程时长的限制,视频内容主要是以提纲为主,指出了相关的知识点,因此需要大家根据视频中提到的内容深入阅读教材和相关书籍,比如前面列出的参考书目中的相关书籍,按照课程知识体系有针对性的补充统计学、物理学、数学等相关知识。我们的目的是大家以课程视频为指导由点到线、由线成面,建立起完整、扎实的专业知识基础,这样对后续的课程学习或将来的实际工作都具有重要意义。

6. 如何获得课程中提到的参考资料?

A:请联系课程组老师,了解详情。

7.关于课程内容的教材问题

本课程录制时考虑了学科发展和从事医学成像相关工作的未来需求,因此内容比市面常用的教材要多,涉及的知识点多,大家如果学习中有任何问题,欢迎在此留言或联系授课团队。主讲老师正在着手编写与课程配套的MOOC版纸质教材,欢迎大家多提宝贵意见!