生物医学工程相关试题.pdf
. . Df 生物医学工程进展试题库 1. 试述组织光透明技术在生物医学成像的作用及应用前景？ 作用： 生物组织属于浑浊介质，具有高散射和低吸收的光学特性，这种高散射特性限制光在 组织的穿透深度和成像的对比度，使得很多光学成像技术只能用于浅表组织，制约了光学手 段检测诊断及治疗技术的发展和应用。生物组织光透明技术的作用就是通过向生物组织中引 入高渗透、 高折射、 生物相容的化学试剂，来改变组织的光学特性，以此来暂时降低光在组 织中的散射、 提高光在组织中的穿透深度，从而提高光学成像的成像深度，推动成像技术的 发展和新方法的产生。 前景： 1、应用骨组织使得骨组织变得光透明，进而对骨组织下的组织成像，避免手术开骨 窗照成的伤害，如应用于颅骨，用得当的成像方法获得皮层神经亚细胞结构与微血管信息； 2、解决皮肤角质层的天然阻挡作用，促进透皮给药系统的研究和应用； 3、皮肤光透明剂的发展推动光学相干断层成像技术的发展； 4、光透明剂使得光辐射能在生物组织达到一定深度之后，可以极大地推动光学显微成像、 光学手段检测诊断及治疗技术的发展和应用。推进无损光学成像技术在临床上的发展。 2. 请结合图示，描述如何通过单分子定位的方法，实现超分辨光学显微成像。 要通过单分子定位实现超分辨光学显微成像，首先需要利用光激活/光切换的荧光探针标记 感兴趣的研究结构。成像过程中， 利用激光对高标记密度的分子进行随机稀疏点亮，进而进 行单分子荧光成像和漂白；不断重复这种分子被漂白、新的稀疏单分子不断被点亮、荧光成 像的过程， 将原本空间上密集的荧光分子在时间上进行充分的分离。随后， 利用单分子定位 算法对采集到的单分子荧光图像进行定位，可以准确得到分子发光中心位置；最后， 利用这 些分子位置信息，结合图像重建算法，获得最终的超分辨图像。超分辨图像质量的关键在于 二点：一是找到有效的方法控制发光分子的密度，使同一时间内只有稀疏的荧光分子能够发 光；二是高精度地确定每个荧光分子的位置。 以分辨两个相距20nm 的点光源为例。如下图7, 当两个点光源相距20nm 时，由于衍射 极限（一个理想点物经光学系统成像，由于衍射的限制，不可能得到理想像点，而是得到一 个艾里斑， 这样每个物点的像就是一个弥散斑，两个弥散斑靠近后就不好区分，这样就限制 了系统的分辨率，这个斑越大，分辨率越低） 的限制，使得每一个点光源经过显微系统所成 的像为一个光斑。为了简化起见，假定光斑为一个半径300nm 的圆斑（实际情况下，光斑 不是均匀分布的，而是满足方程(1)）。则在荧光显微镜下，两个点光源所成的像为图7（ a） 所示。在这个时候，两个点光源r1，r2 由于半径都在300nm ，是无法区分的，几乎重叠 在一起。所以分辨率为300nm。但是如果第一时刻，只有r1 光源发光，如图7（b）所示， . . 这时， r1 是可以分辨的， 我们可以对r1 这个光源做中心定位，算出r1 实际的位置如图7 （C） 。 此时相当于排除了衍射极限的限制，得到了点光源r1 的较精确的位置， 如图7 （d） 。 这时，设法使r1 不再发光（进入暗态），并使得r2 光源发光，其发光所成的像为一个圆 斑（与图7（b）形状相同，位置偏移了约20nm），这时点光源r2 是可分辨的。我们再 用同样的方法可以得到点光源r2 的位置，从而得到了以上两个点的位置，如图7（f）。 这时两个点就可以分辨出来。 3. 简述组织工程的原理，并举例说明在组织工程中运用数字化制造技术的优势。 组织工程基本原理和方法： 是将体外培养扩增的正常组织细胞吸附于一种具有优良细胞相容性并可被机体降解吸收的 生物材料上形成复合物，然后将细胞生物材料复合物植入人体组织、器官的病损部位， 在作为细胞生长支架的生物材料逐渐被机体降解吸收的同时，细胞不断增殖、 分化， 形成新 的并且其形态、 功能方面与相应组织、器官一致的组织，从而达到修复创伤和重建功能的目 的。 组织工程主要包括两方面内容： （1）构建具有良好组织相容性的生物学支架，以提供移植细胞定向生长和器官修复的微环 境。 （2）将细胞在体外扩增并使其在新生组织中进行定向分化与生长。 例如快速原型（RP）技术：与传统工艺相比，快速原型技术可以在较短的时间内完成，过 程中无需人工参与，患者也可以在几个小时后看到相应的修复体的形态，节省了时间， 提高 了效率。另外，工程师利用CAD软件可以很快设计一个产品，而RP设备的快速性允许设计 师在很短时间内多次验证并修改其设计，这样就在设计过程中节约了时间和金钱从而实现高 通量的“面向市场设计”。再者，运用RP 技术，设计师可以根据特定病人的CT 或 MRI 数 据而非标准的解剖学几何数据来设计并制作种植体，减少出错空间的同时，为患者提供了适 合他本身解剖结构的更好的手术，也为外科医生缩短手术时间给予了有力的保证。 总的来说 RP技术提高了诊断和手术水平，提高了效率，节省了金钱和时间。 组织工程中运用数字化技术的优势包括：快速、高效、高通量、更精密、低成本、可以为不 同患者定制专属治疗等。 . . 4. 光学分子成像的特点是什么？可用于活体小动物光学成像的技术主要有哪几 种？主流的分子成像技术有哪些？结合自己的研究方向，描述分子成像在本领 域的应用及其发展前景。 光学成像具有分辨率高、灵敏度高、 价格低等优点,特别是近红外线(near infrared, NIR)荧光成 像分辨率 12 mm,可以穿透厚8 cm 的组织 ,荧光成像信号强,可直接发出明亮的信号。此外, 光学对比剂发展迅速,特别是随着纳米技术的深入,基于纳米颗粒、纳米壳和量子点研发出各 种生物特异的分子探针。这些都使得光学分子影像学在生物学、医学和药学领域中有广泛的 应用。 活体小动物体内光学成像主要采用生物发光与荧光两种技术。生物发光是用荧光素酶 (luciferase)基因标记细胞或DNA， 而荧光技术则采用荧光报告基团(GFP 、 RFP 、 Cyt 及 dyes 等) 进行标记。利用灵敏的光学检测仪器，可以直接检测活体生物体内的细胞活动和基因行为。 分子影像技术主要有磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI) 、核医学成像和光学成 像三种成像方法。近年来,光学分子影像学被用来研究在体情况下胚胎发育过程中的细胞和 分子变化 ,通过揭示这些变化,可以直观地看到胚胎在经历细胞迁移和细胞分化过程中的细胞 分子层面的变化。 一些自发荧光蛋白已经被用作报告基因来跟踪发育过程中的表达类型。一 个荧光蛋白家族可以被激发发射出各种不同波长的光从而可以实现多标记。另外荧光染料和 量子点等也被用来在这些研究中提供对比。转基因检测可利用分子成像技术开发合适的新探 针,对转基因动物体内的转基因表达或内源性基因的活性和功能进行检测,可以对启动子或增 强子的组织特异性及可诱导性进行评价 5. 请论述纳米光学探针在活体动物成像中的应用 纳米光学探针中的如随着小动物成像技术的发展，成像探针种类越来越多，功能越来越强大。 其中的量子点荧光标记是纳米技术和体内荧光成像技术结合的一种新技术，将直径只有15 纳米的荧光粒子附着到DNA 的特殊部分，随后分析荧光信号的强度以及其它特性。这些粒 子称为量子点， 具有独特的光电性质，使其比生物医学研究中常用的传统荧光标签更易检测 到。NIST 的研究小组证明量子点释放的信号强度比另外两种传统荧光标签强2 到 11 倍，暴 露于光下时稳定性也更好。除了能够对活细胞进行长时间动态荧光观测与成像，对细胞间、 细胞内及其细胞器间的各种相互作用的原位实时动态示踪外，还可以标记在其他需要研究的 物质上， 在长时间生命活动监测及活体示踪上有独到的应用优势。与传统的荧光标记方法比 较，该方法在稳定性、灵敏度、应用范围等方面都有重要突破。 6. 请举例论述荧光蛋白标记技术在神经科学中应用的原理。 荧光蛋白的出现使得进行非侵入性的活体细胞成像成为了可能。使用这种荧光蛋白标志物， 我们可以研究目的基因的表达情况，蛋白质运输情况以及各种细胞内动态的生物化学信号通 路。使用经过遗传修饰的小分子有机荧光标志物构建的混合系统，我们还可以对蛋白质的寿 命进行研究，如果再结合电镜技术和快速光淬灭技术（rapid photoinactivation ）还可以对蛋 白质的定位情况进行研究。 . . 荧光蛋白标记如GFP ，在神经标记中的运用原理。GFP是源于水母的生物发光蛋白，其野生 型 GFP基因由3 个外显子组成。GFP在紫外光或蓝光激发下发出绿色荧光的最大吸收峰在 395 纳米， 另一小的吸收峰为470nm，其荧光发射峰为509nm。利用 DNA 重组技术， 将 GFP 基因嵌入质粒，并以病毒为载体，得到GFP基因重组病毒，然后将带有GFP基因的病毒注 入动物脑内的某一区域，使病毒增殖，GFP基因随之到达感染神经元的胞体和突起，并表达 出附着于细胞膜的GFP，再经固定和切片后便可在荧光显微镜、激光共聚焦显微镜下观察， 从而显示神经元完整轮廓的目的。 7. 三维超声有哪些成像方式？每种方式的主要优缺点是什么？ 三维超声成像分为静态三维成像和动态三维成像，动态三维成像在静态超声成像的基础上加 上时间因素。 成像的基本原理主要有立体几何构成法、表现轮廓提取法和体元模型法。立体 几何构成法是将人体脏器假设为多个不同形态的几何组合，需要大量的几何原型，因而对于 描述人体复杂结构的三维形态并不完全适合，现已很少应用。 表面轮廓提取法是将三维超声 空间中一系列坐标点相互连接，形成若干简单直线来描述脏器的轮廓。体元模型法是目前最 为理想的动态三维超声成像技术。在体元模型法中， 三维物体被划分成依次排列的小立方体， 一个小立方体就是一个体元，一定数目的体元按相应的空间位置排列即可构成三维立体图 像，重建得到体元的值就可得到结构的所有组织信息。 三维超声成像方法有散焦镜法、计算机辅助成像和实时超声束跟踪技术。 (一)散焦镜方法也称厚层三维图像，方法简单，费用低。装置仅需在凸阵或线阵探头上 套上一个散焦镜。用此方法可以对胎儿进行实时观察，然而胎体紧贴宫壁时图像就会重叠， 使胎儿图像辨别困难。 (二)计算机辅助成像是目前首选的三维成像方法，成像处理过程包括：获取三维扫查数 据；建立三维容积数据库；应用三维数据进行三维图像重建。 (三)实时超声束跟踪技术是三维超声的最新技术，其过程类似于三维计算机技术但可以 立即成像。仅仅需要定下感兴趣部位的容积范围就可以住扫查过程中实时显示出三维图像， 可以提供连续的宫内胎儿的实时三维图像，例如可以看到胎儿哈欠样张口动作等。 基本原理三维超声成像分为静态三维成像(staticthree2 dimensionalimaging) 和动态三维成像 (dynamicthree2dimensionalimaging), 动态三维成像由于参考时间因素(心动周期 ),用整体显像 法重建感兴趣区域准实时活动的三维图像,则又称之为四维超声心动图。静态与动态三维超 声成像重建的原理基本相同。 111 立体几何构成法该法将人体脏器假设为多个不同形态的几何体组合,需要大量的几何 原型 ,因而对于描述人体复杂结构的三维形态并不完全适合,现已很少应用。 112 表面轮廓提取法是将三维超声空间中一系列坐标点相互连接,形成若干简单直线来描述 脏器的轮廓的方法,曾用于心脏表面的三维重建。该技术所需计算机内存少,运动速度较快。 缺点是 :(1)需人工对脏器的组织结构勾边,既费时又受操作者主观因素的影响;(2)只能重建比 较大的心脏结构(如左、右心腔),不能对心瓣膜和腱索等细小结构进行三维重建;(3)不具灰阶 特征 ,难以显示解剖细节,故未被临床采用。 113 体元模型法(votelmode) 是目前最为理想的动态三维超声成像技术,可对结构的所有组 织信息进行重建。在体元模型法中,三维物体被划分成依次排列的小立方体,一个小立方体就 是一个体元。 任一体元 (v)可用中心坐标(x,y,z)确定 ,这里 x,y,z 分别被假定为区间中的整数。二 维图像中最小单元为像素,三维图像中则为体素或体元,体元素可以认为是像素在三维空间的 延伸。与平面概念不同,体元素空间模型表示的是容积概念,与每个体元相对应的数V(v)叫做 “体元值”或“体元容积”,一定数目的体元按相应的空间位置排列即可构成三维立体图像。 . . 描述一个复杂的人体结构所需体元数目很大,而体元数目的多少(即体元素空间分辨率)决定 模型的复杂程度。 8. 结合所熟悉的研究方向，谈谈你对于生物医学工程专业的认识与了解。 生物材料与组织工程是学校重点建设的新型交叉学科，以提高人类生活质量为目标。学科组 与基础医学、临床医学等学科的研究人员和专家医生紧密合作，发挥理、工、生、医相结合 的优势，开展高分子生物材料、先进药物释放系统、纳米材料、组织工程与再生医学、生物 分子工程领域的基础和应用研究，培养跨学科高水平研究和开发人才。学科组特别重视在物 理、化学、材料、生物、医学、工程交叉领域的原始创新性基础和应用研究，重视有产业化 前景和社会价值的高技术开发。包括生物可吸收内固定材料、防术后组织粘连材料、聚电解 质复合物、 生物活性组织工程支架、高分子水凝胶、生物纤维，以及具有特殊功能的不可吸 收高分子生物材料，包括整形弥补材料、高透氧隐型眼镜材料。 9. 请简述 PET成像原理和过程？在这个过程中，如何从获得的信号中去除散射 事件和随机事件？ PET 其全称是：正电子发射型计算机断层扫描显像仪（positron emission tomography ，简称 PET ）由探头、数据处理系统、图像显示及检查床组成。PET 使用正电子示踪剂，核素衰变 过程中正电子从原子核内放出后很快与自由电子碰撞湮灭, 转化成一对方向相反、能量为 511 keV 的 光子。在这光子飞行方向上对置一对探测器，便可以几乎在同时接受到这两个 光子，并可推定正电子发射点在两探头间连线上，通过环绕360°排列的多组配对探头，得 到探头对连线上的一维信息，将信号向中心点反投射并加以适当的数学处理，便可形成断层 示踪剂分布图像。凡代谢率高的组织或病变，在PET 上呈明确的高代谢亮信号，凡代谢率 低的组织或病变在PET 上呈低代谢暗信号。 见 13 题如何去除散射事件和随机事件。 10. 试简答神经成像的主要仪器及其原理 神经成像 (Neuroimaging) 泛指能够直接或间接对神经系统（主要是脑）的功能，结构， 和药理学特性进行成像的技术。根据成像的模式，神经成像可以分为结构成像，用来展现脑 的结构，从而辅助对一些脑疾病（例如脑肿瘤或脑外伤）的诊断。功能成像，用来展现脑在 进行某种任务（包括感觉，运动，认知等功能）时的代谢活动。功能成像主要用于神经科学 和心理学研究，不过近来正逐步成为医学神经科诊断的新途径。 计算机断面成像:计算机断面成像（CT）的基本原理是利用不同方向上的X 射线。计算 机用来对这些来自不同方向的数据进行整合，来重建断面内的图像。这类图像内的数值反应 的是物质对X 射线的通透率。CT 技术主要用来对脑进行快速成像，来观察外伤引起的组织 水肿和脑室扩张。 扩散光学成像:扩散光学成像（Diffusion Optical Imaging, DOI ）是一种利用近红外光的神 经成像方法。 这种方法主要基于血红蛋白对近红外光的吸收。该方法可通过测量吸收光谱来 计算血液中的氧含量。 该技术可以用来测量脑组织对外部刺激或在执行某种功能时的代谢变 化，称为事件相关光学信号（Event-related Optical Signal，EROS ）。 EROS的长处在于它较高 . . 的空间（毫米量级）和时间（毫秒量级）分辨率，缺点在于它无法观测深部脑组织的活动。 核磁共振成像:核磁共振成像 （ MRI）的基本原理是对原子核自旋的射频激发以及对随后 弛豫过程中的射频信号的采集和处理。MRI 设备有一个大磁体产生的较大静磁场，使得样本 原子核（主要是氢原子核）磁矩排列一致。设备的射频线圈在Larmor 频率激发这些原子 核，使它们偏离这个方向，并随后发生弛豫现象。接受线圈可以拾取弛豫过程中产生的电磁 信号。 设备的梯度磁场用来产生随空间变化的磁场强度，从而实现空间编码。通过二维傅立 叶变换等方法，计算机可重建样本的图像。MRI 图像中的数值的含义（即对比度）由于MRI 激发和采集模式的不同而不同。常用的对比度有T1 对比度， T2 对比度， T2*对比度等。不 同对比度的图像有不同的生理学或解剖学含义。 MRI 可以产生脑的高清晰度结构或功能图像。MRI 结构图像可用于神经科对于脑肿瘤， 脑血管疾病（例如中风） 等的诊断。功能核磁共振成像 （Functional Magnetic Resonance Imaging, fMRI） 的基本原理是氧化血红蛋白和去氧血红蛋白在磁性质上的差别以及伴随脑神经活动的 脑血流变化。 fMRI 可以用来展现各种感觉，运动，和认知活动过程中的激活脑区。目前 fMRI 的空间分辨率多在2-3 毫米左右。 脑磁图 :脑磁图 （Magnetoencephalography ，MEG）的基本原理是脑的神经活动时产生的 电信号所产生的磁信号。超导量子干涉设备 （SQUID) 可以用来测量这种微弱的磁信号。与 fMRI 不同， MEG 直接测量神经活动。fMRI 测量的是伴随神经活动的代谢变化。而且磁信号基本 不受周边组织的影响。 正电子发射成像:正电子发射成像（Position Emission Tomography, PET）使用人工引入的 放射性代谢物质。这种放射性代谢物质被注射入血管。PET设备检测改物质在脑内衰变时产 生的正电子，来产生脑功能图像。常用的放射性标注物质包括含氧-15 的水和含氟 -18 的氯 代脱氧葡萄糖。 单光子发射计算机断面成像:单光子发射计算机断面成像（Single photon emission computer tomography, SPECT）的基本原理与PET相似，但是改技术检测的是放射性物质衰变 时产生的伽玛射线。与MRI 相比， PET和 SPECT 的共同缺点是较低的空间分辨率，以及对放 射性物质的使用。他们的主要优点在于使用不同放射性标注物质的灵活性。 11 生物材料区别于其它材料的一个显著特征是什么？简述生物材料与组织工 程、再生医学的联系与区别。 生物材料用于人体组织和器官的诊断、修复或增进其功能的一类高技术材料，即用于取 代、修复活组织的天然或人造材料，其作用药物不可替代。生物材料能执行、增进或替换因 疾病、损伤等失去的某种功能，而不能恢复缺陷部位。 生物医用材料最基本的要求是它必须与生物系统直接结合,生物医用材料都必须具备生 物学性能 ,即生物相容性,尽量将受体对植入器械的异物反应降到最低，这是生物医用材料区 别于其它功能材料的最重要的特征，并且要求这种材料不会因与生物系统直接结合而降低 其效能与使用寿命。 再生医学 是利用人类的自然治愈能力，使受到巨大创伤的机体组织或器官获得自己再生 能力为目的的医学，主要包括干细胞与克隆技术、组织工程、 组织器官代用品、异种器官移 植。新的生物材料具有生物活性和降解两种性能，在植入体内后可促进机体的再生能力，从 而达到治疗效果。干细胞具有很强的分化能力，再生性强；同时由于处于低分化状态，它还 具有分化成多种细胞、组织和器官的能力。再生医学，利用机体细胞重新制作损伤的组织、 器官， 使其恢复自然状态。即通过干细胞移植，将胚胎干细胞或多能干细胞移植于体内损伤 . . 部位从而达到组织器官重建和再生的目的。新一代的生物材料将生物活性材料与可降解材料 这两个独立的概念结合起来，在可降解材料上进行分子修饰，引起细胞整合素的相互作用， 诱导细胞的增殖、分化，以及细胞外基质的合成与组装，从而启动机体的再生系统，属于再 生医学的范畴。 组织工程 是应用生命科学与工程的原理和方法构建一个生物装置,来维护、增进人体细 胞和组织的生长,以恢复受损组织或器官的功能。组织工程的核心就是建立细胞与生物材料 的三维空间复合体，即具有生命力的活体组织，用以对病损组织进行形态结构和功能的重建 并达到永久性替代。 组织工程的基本原理和方法是将体外培养扩增的正常组织细胞吸附于一 种具有优良细胞相容性并可以被机体降解吸收的生物材料上面形成复合物，然后将细胞(生 物材料复合物植入人体组织、器官的病损部位， 在作为细胞生长支架的生物材料逐渐被机体 降解吸收的同时细胞不断增殖、分化，形成新的并且其形态、功能方面与相应组织、器官一 致的组织，从而达到修复创伤和重建功能的目的。 13. 在 PET 系统中，需要对数据进行多种校正？请列举至少两种校正方法，给 出他们的名称，校正的目的和实现的原理？ 包括：探测器灵敏度校正（归一化），同位素时间衰变校正，死时间校正，随机符合校 正，散射符合校正，衰减校正，几何校正及其他校正等。 同位素时间衰变校正：正电子类核素的寿命都非常短（如18F 为 110 分钟） ，放射性衰变会 使药物的强度随指数规律逐渐降低。特别是对于动态采集、全身扫描、 门控采集和定量研究 则必须考虑该项校正。根据指数衰变规律，注射时放射性强度为A0、衰变系数为 的药物 经过时间t1 采集到某一帧的时候，放射性强度下降到A(t)=A0e-t1 ，据此，不难通过采集时 刻的计数率求出注射时刻的药物强度。把et1作为刻度因子乘以该帧各个像素的计数值， 就能将图象归一到注射时刻的情况。至于每一帧之间的差别，如果各帧的采集时间比药物的 半衰期短， 则可以忽略在每帧采集过程中放射性强度的变化。但在计算标准摄取值时，需根 据帧采集周期的大小将计数率校正到药物注射时刻。 死时间校正：系统的死时间（dead time ）是指系统处理每个事件所需的时间，它取决于探 测器与电子学的时间特性以及数据处理器的速度、随机缓存器的性能等诸多因素。如果在后 一个湮灭事件发生之前来不及处理完前一个事件，这两个事件就会丢失， 这就是死时间损失。 PET出厂前都要进行死时间损失测量：根据测量结果画出计数率药物强度曲线。 在强度低的时候， 计数率随药物强度正比增加，呈直线上升， 当药物强度增加到某一限度后， 曲线逐渐弯曲， 它与直线的距离就是丢失的计数率，可以据此计算与记录校正参数以便进行 死时间校正。 死时间校正是有范围的，例如当上述曲线随药物强度呈下降趋势时，无法再进 行校正。事实上有效评估PET计数特性的是噪声等效计数（NEC ）。 NEC定义为在无散射和 偶然符合计数条件下达到同样的信噪比所需的真符合计数，由于散射和偶然符合的存在，使 NEC先于计数率而饱和，因此要注意死时间校正的有效范围。 偶然符合校正： 是指两个或两个以上没有关联的光子被同时探测到而造成的符合计数，也叫 随机符合（ random coincidence），它与活度的平方成反比，它增加图像的噪声，影响图像 的对比度。 偶然符合校正硬件方法是使用延迟符合电路。只要延迟时间大于两倍的符合电路 时间窗宽度， 就能保证该符合电路输出中没有真的湮灭符合事件而只有偶然符合计数，然后 再从总计数中减去。该方法简明有效、实时在线、速度快，易于实现，商用PET多采用这种 方法。 散射符合校正： 主要是指组织中正电子湮灭产生的两个光子在到达探测器之前其中之一或全 . . 部发生了康普顿散射而偏移了原来的运行轨迹，且无法用能量窗方法有效去除，造成错误的 符合信息（如图4 所示）。 散射符合影响图像的对比度。散射校正有多种硬件与软件的校正 方法，如双能量窗法，三能量窗法、卷积扣除法、人工神经网络法、MONTE CARLO. 模拟法 等。 卷积扣除法假设投影空间的散射符合分布可以通过真实符合分布的积分变换来近似表述。这 种积分变换的核（kernel）函数一般以指数分布函数或者高斯分布函数的形式出现。如果以 T表示真实符合，S表示散射符合，R表示实际测量的符合分布，则在投影空间S=T*h，因此 真实符合就可以通过下式近似求取：T=R-S R-R*h，或采用反卷积方法更精确地求解。核函 数 h 的求取一般采用实验测量加函数拟合的方式。具体作法是用线源或点源放置一个模拟人 体的水模中， 在离中心轴线不同的距离上测量其符合投影值。而后对不同距离上的散射分布 采取非线性最小二乘拟合的方法或尾端拟合方法求取核函数。通过对核函数积分求出散射分 数（散射所占比例），可对散射做进一步校正。 双能窗法： 所有的符合事例都可以在两个相邻的能量窗内获取。无论散射的、 还是不散射的 符合事例都收集在高窗（380850 keV）中，低窗（ 200380 keV）中只有散射事例。假设 所有的散射符合均有相同的空间分布，则将高窗中的符合计数减去低窗中的符合计数，就可 得到真实符合计数。而实际上，光子在低能部分对目标体的依赖性比在高能部分要大得多， 因而该方法是近似的。 几何校正： PET中的原始正弦（SINO）图是由探测器环上的探测器对通过事件符合，探测器 编码、 角度换算而得到的。由于探测器圆环结构，在某一角度下相邻符合线间的实际距离从 中心到两边逐渐减小，空间采样间距是不等间距的，也就是说直接所得的正弦图是错位的。 因此应给予几何弧度校正，才能用以图象重建，否则重建的图象是畸形的。校正方法是通过 线性插值计算或其他插值运算等分坐标位置上的计数值，得到等物理间距的新的正弦图。迭 代法图象重建可通过修正其系数矩阵而直接对原始正弦图进行重建，避免了线性插值计算， 可提高重建精度。 衰减校正： 衰减校正是针对体内肌肉和骨骼等对光子的吸收衰减而进行的校正，从而得到真 实的放射性药物分布图。软组织对511 keV 的光子质量衰减系数约为0.095 cm2/g，半衰减厚 度约为 7.2 cm。对直径约20 cm 的头部显像，超过85%的光子被衰减，宽40 cm 的躯干可 将 95%以上的光子吸收掉，所以必须进行衰减校正，否则会造成PET图像中外表组织影像过 亮，内部组织影像过暗的现象。 14简述三维超声成像原理 15. 通过计算说明理想状态下普通光学显微镜能够达到的横向分辨率。 16. 磁共振主要构建是什么？如何成像？
