# 医学成像

> CIE A-Level 物理学 · CIE 9702
> 来源: https://www.owlsprep.com/zh/study/cie-9702-u28-overview/
> 占比: n/a

本单元介绍四种用于诊断体内疾病的常见无创医学成像技术背后的核心物理原理。你将学习辐射和声波如何生成清晰可用的诊断图像。

**先修:** 波的基本性质以及辐射与物质的相互作用

## 学习目标

- 解释常见无创诊断医学成像技术背后的核心物理原理
- 比较不同成像方式的优势、局限性和应用场景
- 计算衰减、信号反射和图像分辨率的关键参数
- 区分结构成像和功能成像方法

## 单元概览

本单元对每种成像方式都采用统一的讲解结构：我们会介绍信号如何产生、如何与人体组织相互作用、最终图像如何形成，以及其临床应用的相对优势和局限性。内容从电离辐射类技术（X射线、CT扫描）开始，接着是基于声波的超声成像，最后是基于放射性药物的核医学成像。

在整个单元中，你会把已经学过的核心物理概念（衰减、波的反射、放射性衰变）与考试中经常考查的实际临床应用联系起来。

本单元分为四个子主题，每个子主题对应一种主要成像方式：
- [X射线成像](https://www.owlsprep.com/study/cie-9702-u28-x-ray-imaging/) — 介绍X射线的产生、衰减、图像探测以及影响图像质量的因素。
- [CT扫描](https://www.owlsprep.com/study/cie-9702-u28-ct-scanning/) — 解释计算机断层扫描如何通过多个X射线投影构建三维断层图像。
- [超声成像](https://www.owlsprep.com/study/cie-9702-u28-ultrasound-imaging/) — 介绍超声的产生、声阻抗、反射，以及用于诊断的A型扫描和B型扫描。
- [核医学成像](https://www.owlsprep.com/study/cie-9702-u28-nuclear-medicine-imaging/) — 解释使用放射性药物对器官功能成像的伽马相机和PET扫描技术。

## 常见错误

- **错误做法:** 混淆X射线衰减和超声对比度的产生原理
  - 原因: X射线对比度来自不同组织的吸收率差异，而超声对比度来自组织边界处的阻抗差异
  - 正确做法: 记住X射线依赖衰减，而超声依赖阻抗不匹配处的反射
- **错误做法:** 混淆CT扫描和核医学成像
  - 原因: CT使用外部X射线源对身体结构成像，而核医学使用体内放射性药物对功能成像
  - 正确做法: CT = 外部X射线 = 结构成像；核医学 = 内部放射源 = 功能成像

## 速查表

| 概念/公式 | 关键说明 |
| --- | --- |
| $I = I_0 e^{-\mu x}$ | 衰减系数为$\mu$的X射线穿过厚度$x$后的强度 |
| $x_{1/2} = \frac{\ln 2}{\mu}$ | X射线衰减的半值层厚度 |
| $Z = \rho c$ | 声阻抗等于密度乘以声速 |
| $\frac{I_r}{I_0} = \frac{(Z_2 - Z_1)^2}{(Z_2 + Z_1)^2}$ | 组织边界处反射的超声强度占比 |
| PET成像 | 使用正电子发射放射性核素，探测湮灭产生的511 keV伽马光子 |

## 下一步

你可以从学习X射线成像的基础开始本单元，X射线成像是最古老、应用最广泛的医学成像技术。完成本单元所有四个子主题后，你就可以进入CIE A-Level物理大纲的下一单元学习了。

- [X射线成像](https://www.owlsprep.com/zh/study/cie-9702-u28-x-ray-imaging/)
- [下一单元：天体物理学](https://www.owlsprep.com/zh/study/cie-9702-u29-overview/)
- [CT扫描](https://www.owlsprep.com/zh/study/cie-9702-u28-ct-scanning/)

---

来自 [OwlsPrep](https://www.owlsprep.com) —— A-Level / IB / AP / IGCSE 免费学习指南，依据官方考纲编写。原页面：https://www.owlsprep.com/zh/study/cie-9702-u28-overview/