《醫(yī)學成像基礎(chǔ)》課程教學大綱

ADDINCNKISM.UserStyle《醫(yī)學成像基礎(chǔ)》課程教學大綱（理論課程）一、課程基本信息課程號1323D08005開課單位電子信息工程學院課程名稱（中文）醫(yī)學成像基礎(chǔ)（英文）FundamentalsofMedicalImaging課程性質(zhì)必修考核類型考試課程學分3課程學時51課程類別學科核心課先修課程大學物理適用專業(yè)（類）智能醫(yī)學工程課程描述及目標（一）課程簡介《醫(yī)學成像基礎(chǔ)》是智能醫(yī)學工程專業(yè)基礎(chǔ)課之一。本課程內(nèi)容主要包括醫(yī)學影像成像原理概論、X線成像基本條件、模擬X線成像、數(shù)字X線成像、計算機X線成像體層攝影、磁共振成像、圖像存儲與通訊技術(shù)等。通過學習強調(diào)對學生的素質(zhì)教育和能力培養(yǎng)，強調(diào)學生掌握基礎(chǔ)理論、基本知識和基本實踐技能。為后續(xù)的智能醫(yī)學工程專業(yè)課程學習奠定良好的基礎(chǔ)。（二）教學目標課程目標1：掌握模擬X線成像、數(shù)字X線成像、CT成像、MRI成像的基本概念；了解醫(yī)學影像成像技術(shù)的分類，醫(yī)學圖像的識別，醫(yī)學成像系統(tǒng)的評價及醫(yī)學影像技術(shù)展望。課程目標2：掌握醫(yī)學影像成像的基本條件；熟悉信息源，信息載體與信息接收器與信息影像的傳遞與形成；了解不同類型成像技術(shù)條件的差異；掌握醫(yī)學影像成像的數(shù)學基礎(chǔ)傅里葉變換。課程目標3：了解模擬X線成像，增感屏-膠片系統(tǒng)；掌握優(yōu)質(zhì)X線照片影像的獲取；掌握數(shù)字圖像基本概念，CR、DR與DSA的原理，CR系統(tǒng)的圖像處理功能及臨床應(yīng)用，影響CR、DR與DSA影像質(zhì)量的因素；熟悉CR、DR系統(tǒng)信息接收器的構(gòu)成與作用，DSA的工作方式；了解數(shù)字圖像后處理技術(shù)。課程目標4：掌握CT圖像的特點及臨床應(yīng)用，CT成像原理及數(shù)據(jù)采集方法；熟悉CT（以及核醫(yī)學成像）圖像重建的原理方法及成像參數(shù)對CT圖像質(zhì)量的影響；掌握CT圖像處理技術(shù)；能夠基于濾波反投影算法對CT圖像重構(gòu)問題進行研究，設(shè)計實驗、分析與解釋數(shù)據(jù)、提供智能CT影像系統(tǒng)的解決方案。課程目標5：掌握磁共振成像的物理基礎(chǔ)，圖像信息的產(chǎn)生與圖像的空間定位；熟悉磁共振重建方法影響磁共振圖像質(zhì)量的主要參數(shù)；了解常規(guī)脈沖序列的構(gòu)成及其特點，以及磁共振血管成像的常用方法；能夠基于空間編碼技術(shù)和K域?qū)Υ殴舱駡D像重構(gòu)進行研究，設(shè)計實驗、分析與解釋數(shù)據(jù)、提供智能核磁影像系統(tǒng)的解決方案。課程目標6：引入最新教育教學手段形成多種授課模式，充分發(fā)揮科學家精神信念引領(lǐng)功能。講授智能醫(yī)學工程案例的同時增加科學家事跡分享，結(jié)合歷史現(xiàn)狀與發(fā)展前景，培養(yǎng)學生胸懷家國天下。三、課程目標對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標點課程目標權(quán)重1-2：掌握數(shù)學與自然科學的知識，能將其用于智能醫(yī)學工程問題的建模和求解。課程目標1、20.32-1：能夠應(yīng)用數(shù)學、醫(yī)學、自然科學和工程科學的基本原理對智能醫(yī)學系統(tǒng)中復(fù)雜工程問題進行分析、識別、特性表達。課程目標3、4、50.310-3：了解智能醫(yī)學工程領(lǐng)域的國際發(fā)展趨勢和研究熱點。課程目標4、50.212-1：能認識不斷探索和學習的必要性，具有自主學習和終身學習的意識。課程目標60.2四、教學方式與方法多媒體教學、翻轉(zhuǎn)教室。五、教學重點與難點（一）教學重點醫(yī)學成像的物理基礎(chǔ)和數(shù)學模型。（二）教學難點CT、MRI成像原理及數(shù)學基礎(chǔ)FFT。教學內(nèi)容、基本要求與學時分配序號教學內(nèi)容基本要求學時教學方式對應(yīng)課程目標1第1章醫(yī)學影像成像原理概論1.掌握模擬X線成像、數(shù)字X線成像、CT成像、MRI成像的基本概念。2.熟悉醫(yī)學影像技術(shù)發(fā)展歷程與展望。3.了解醫(yī)學影像成像技術(shù)的分類，醫(yī)學圖像的識別，醫(yī)學成像系統(tǒng)的評價。4講授課程目標1、62第2章醫(yī)學影像成像基本條件1.掌握醫(yī)學影像成像的基本條件。2.熟悉信息源，信息載體與信息接收器，信息影像的傳遞與形成。3.了解不同類型成像技術(shù)條件的差異。4.醫(yī)學影像成像的數(shù)學基礎(chǔ)傅里葉變換4講授課程目標23第3章模擬X線成像1.掌握X線管焦點的概念、焦點成像性能的主要參量，醫(yī)用感光材料，增感屏的基本結(jié)構(gòu)及特性，X線照片影像的密度、對比度的概念及影響因素，X線照片影像的模糊的概念及形成原因，理解X線照片的斑點及影響因素，X線照片影像的形成，。2.熟悉X線攝影及X線透視的特點，X線束的特點，散射線對照片的影響。3.了解扁平顆粒技術(shù)，X線照片影像的失真度。9講授課程目標34第4章數(shù)字X線成像1.掌握數(shù)字圖像基本概念，CR、DR與DSA的原理，CR系統(tǒng)的圖像處理功能及臨床應(yīng)用，影響CR、DR與DSA影像質(zhì)量的因素；2.熟悉CR、DR系統(tǒng)信息接收器的構(gòu)成與作用，DSA的工作方式；3.了解數(shù)字圖像后處理技術(shù)。9講授課程目標35第5章計算機X線體層成像1.掌握CT圖像的特點及臨床應(yīng)用，CT成像原理及數(shù)據(jù)采集方法；2.熟悉CT圖像重建原理方法及成像參數(shù)對CT圖像質(zhì)量的影響；3.了解CT圖像處理技術(shù)；4.能夠基于濾波反投影算法對CT圖像重構(gòu)問題進行研究，設(shè)計實驗、分析與解釋數(shù)據(jù)、提供智能CT影像系統(tǒng)的解決方案。12講授、演示課程目標46第6章磁共振成像1.掌握磁共振成像物理基礎(chǔ)，圖像信息產(chǎn)生與圖像的空間定位；2.熟悉磁共振重建方法影響磁共振圖像質(zhì)量的主要參數(shù)；3.了解常規(guī)脈沖序列的構(gòu)成及其特點，以及磁共振血管成像的常用方法。能夠基于空間編碼技術(shù)和K域?qū)Υ殴舱駡D像重構(gòu)進行研究，設(shè)計實驗、分析與解釋數(shù)據(jù)、提供智能核磁影像系統(tǒng)的解決方案。11講授、演示課程目標57第7章核醫(yī)學成像1.熟悉核醫(yī)學成像圖像重建的原理方法及成像參數(shù)對核醫(yī)學成像質(zhì)量的影響。2講授課程目標4合計51七、學業(yè)評價和課程考核（一）考核類型：考試考查（二）考核方式：開卷考試閉卷考試課程論文課程報告其它：（三）成績評定：考核依據(jù)建議分值（百分比）考核/評價細則對應(yīng)課程目標平時考核30%課堂互動30%微信群發(fā)布主題討論，全體學生參與：考查學生課堂上參與主題討論的積極性；圍繞第1章、第2章的基本概念和基本理論。第1章、第2章中每一章至少發(fā)布主題討論2次，總計3章共計6次。每參與一次課程評價記為1分，共計4次（1次診斷性評價，2次形成性評價、1次終結(jié)性評價），記為4分。少一次扣除1分。主題討論的學生回復(fù)準確性評價細則：A：學生的回復(fù)被點贊一次得1分；B：沒有點贊的記為0.5分；C：沒有回復(fù)的記為0分；課程目標1、6小組作業(yè)40%自問自答類作業(yè)：考核學生對基本概念和基本理論的理解深度與廣度，以小組作業(yè)的形式提交，增強學生提出問題、分析問題和解決問題的能力。根據(jù)圖示信息自問自查自答題，圍繞第2章-第6章內(nèi)容，共計三次作業(yè)，5道大題。每道大題需提出3個問題，并給出所提問題的答案。每道大題完成度的評價分為三個等級：A：2分：所提問題與圖示信息密切相關(guān)，問題之間存在清晰的邏輯并列或遞進關(guān)系。B：1分：所提問題與圖示信息有關(guān)，但問題之間缺少緊密聯(lián)系。C：0分：所提問題與圖示信息無關(guān)，提問給0分，無論是否回答正確都給0分。課程目標2小組討論30%原理論述類作業(yè)：針對醫(yī)學成像基礎(chǔ)中X線投影、CT、MRI、超聲的成像原理，圍繞第3章－第7章內(nèi)容，以小組討論記錄的形式提交。考核學生對實際系統(tǒng)的多角度綜合、多因素考量能力。多角度（15%，分別以設(shè)計者、生產(chǎn)者、銷售者、使用者等多個角度），多因素（15%，考量到社會需求、經(jīng)濟、社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等多個因素）。多角度考量討論記錄評價分為三個等級：A：10-15分：能夠至少從設(shè)計者、生產(chǎn)者、銷售者、使用者3-4個角度對系統(tǒng)進行分析；B：5-9分：能夠從1-2個角度對系統(tǒng)進行分析；C：0-4分：少量相關(guān)度不大的分析或者沒有分析。多因素考量討論記錄評價分為三個等級：A：10-15分：能夠至少從社會需求、經(jīng)濟、社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等4-5個非技術(shù)因素維度進行系統(tǒng)的分析；B：5-9分：能夠從2-3個非技術(shù)因素維度對系統(tǒng)進行分析；C：0-4分：少量相關(guān)度不大的分析或者沒有分析。課程目標3、4、5期末考核70%（30%）名詞解釋：基于醫(yī)學成像原理相關(guān)的生活、生產(chǎn)實際中的一些常見現(xiàn)象，揭示表象背后深層次的因果關(guān)系。考核學生是否能夠透過表象看到事物發(fā)生發(fā)展的機理，引領(lǐng)學生對自然、對科學的探究，從探究中激發(fā)思考。每小題5分，共計6個小題，30分。每小題的評價細則：A：3-5分：能夠給出現(xiàn)象和機理之間清晰的邏輯關(guān)系表述，并能對機理給予詳細的解釋和說明。B：1-2分：能夠給出現(xiàn)象和機理之間一定的邏輯關(guān)系表述，并能對機理給予一定的解釋和說明。C：0分：有表述，但不清晰、缺少邏輯關(guān)系。課程目標1、2（30%）簡答題：考核學生對基本概念和基本理論的理解深度與廣度，增強學生提出問題、分析問題和解決問題的能力。簡答題共包括5道大題，每道大題6分，共計30分。每個問題的評價分三個等級細則：A.4-6分：回答概念準確，邏輯清楚，能夠體現(xiàn)學生的知識掌握扎實，設(shè)計能力突出，有一定解決復(fù)雜工程能力的體現(xiàn)。B：2-4分：回答概念基本準確，邏輯較清楚，能夠闡述的成像原理基本思路。C.0-2分：回答概念不準確，邏輯欠清楚，不能夠闡述的成像原理基本思路。課程目標3-5（40%）醫(yī)學成像基礎(chǔ)論述題：考查學生能否對以下方面進行論述：（一）CT成像的基本思想，不同的圖像重建算法；（二）論述MRI成像?？疾閷W生是否掌握磁共振成像的物理和CT圖像的特點及臨床應(yīng)用；論述題要體現(xiàn)本門課程的思政成果。論述題共包括2道大題，每道大題20分，共計40分。考量評價分為三個等級：A：15-20分：能夠準確給出設(shè)計方案，至少從設(shè)計者、生產(chǎn)者、銷售者、使用者3-4個角度對系統(tǒng)進行分析；B：8-14分：能夠給出設(shè)計方案基本思路，能夠從1-2個角度對系統(tǒng)進行分析；C：0-7分：少量相關(guān)度不大的分析或者沒有分析。課程目標3-6八、課程目標達成評價課