辐射成像原理与技术
课程编码：180208082700P1009H
英文名称：Principles and Techniques of Radiation Imaging
课时：60
学分：3.00
课程属性：学科核心课
主讲教师：魏龙等
教学目的要求
本课程是针对中国科学院大学粒子物理与核物理专业、核技术及应用等专业开设的一级学科核心课。教学内容主要涉及核辐射（X射线、伽马射线、中子等）与物质的相互作用，以及利用核辐射与物质相互作用后所产生的效应或现象对其进行探测和利用的方法和技术。
教学目的是使学生掌握辐射（射线）成像技术相关基础知识、实验方法及技巧；熟悉常见辐射成像设备（如正电子发射断层成像系统、单光子发射断层成像系统、X射线CT、伽马射线成像系统等）的基本工作原理、系统构成、基本开发流程及相关应用场景；初步掌握辐射成像技术研究及设备研发方面的方法和技术。
要求学生在学习本课程前具有大学物理、核电子学等方面的基础。
完成本课程授课后，学生能够系统地了解、掌握辐射成像相关领域技术发展现状及前沿方向，能够更快、更好的融入科研工作。
预修课程
大学物理、原子核物理
大纲内容
第一章 绪论 2学时 魏龙
第1节 绪论一 课程简介
第2节 绪论二 辐射成像中的辐射防护与公共安全
第二章 射线的产生 4学时 魏龙
第1节 韧致辐射、特征辐射与X射线
第2节 核素衰变
第3节 正电子湮没反应与γ射线
第4节 正电子与物质的相互作用
第三章 带电粒子与物质的相互作用 1学时 魏龙
第1节 带电粒子与物质的相互作用
第四章 射线的探测 10学时 魏龙
第1节 射线与物质的相互作用之康普顿散射
第2节 射线与物质的相互作用之光电效应和电子对效应
第3节 闪烁材料及其发光原理
第4节 光电转换器件
第5节 气体探测技术
第6节 半导体探测器
第7节 射线探测中的统计规律和误差传递
第五章 信号的处理 3学时 魏龙
第1节 信号的处理
第六章 图像质量评价 1学时 魏龙
第1节 图像质量评价
第七章 PET成像技术 12学时 章志明
第1节 PET的基本原理，发展历程及应用
第2节 影响PET成像的物理因素
第3节 PET探测器基础
第4节 PET探测器设计实例
第5节 PET读出电子学
第6节 PET数据获取电子学
第7节 PET数据校正与图像重建
第8节 PET系统性能评价
第八章 SPECT成像技术 3学时 章志明
第1节 SPECT成像技术原理、应用及其发展历史
第2节 SPECT探测器
第3节 SPECT数据采集与处理
第九章 编码孔径射线成像技术 2学时 章志明
第1节 编码孔径射线成像技术原理
第2节 编码孔径射线成像中的准直器设计
第3节 编码孔径射线成像应用
第十章 答疑 1学时 章志明
第1节 答疑
第十一章 绪论 1学时 魏存峰
第1节 绪论
第十二章 数字X射线成像技术 2学时 魏存峰
第1节 DR成像原理和系统构成
第2节 DR系统案例分析
第十三章 X射线计算机断层成像技术（ CT） 12学时 魏存峰
第1节 CT成像原理和系统构成
第2节 CT数据校正与图像重建
第3节 CT系统性能评价与案例分析
第4节 能谱CT技术
参考书
1、
Handbook of Particle Detection and Imaging
Claus Grupen, Irène Buvat
2012
Springer Heidelberg Dordrecht London New York
2、
Radiation Physics for Medical Physicists
Ervin B. Podgorsak
2016
Springer Heidelberg Dordrecht London New York
3、
Experimental Techniques in Nuclear and Particle Physics
Stefaan Tavernier
2010
Springer Heidelberg Dordrecht London New York
4、
Physics and Radiobiology of Nuclear Medicine
Gopal B. Saha
2006
Springer Heidelberg Dordrecht London New York
5、
Emission Tomography - The Fundamentals of PET and SPECT
M.N. Wernick, John N. Aarsvold
2004
Elsevier Academic Press
6、
Semiconductor Radiation Detectors
Gerhard Lutz
2007
Springer Heidelberg Dordrecht London New York
7、
Basics of PET Imaging
Gopal B. Saha
2016
Springer Heidelberg Dordrecht London New York
8、
Inorganic Scintillators for Detector Systems
Paul Lecoq
2017
Springer Heidelberg Dordrecht London New York
课程教师信息
1. 首席教授：魏 龙
中国科学院高能物理研究所研究员、博士生导师。
2. 主讲教师：章志明
博士，中国科学院高能物理研究所研究员、博士生导师，研究室副主任
3. 主讲教师：魏存峰
博士，中国科学院高能物理研究所研究员、博士生导师、研究室主任。