医学影像学 Medical Imaging湖北省郧阳医学院 放射及介入放射学教研室 徐霖 xulinstsohu.com第一篇 总论 1895年 德国伦琴(Wilhelm Conrad Rontgen) X线诊断学是现代影像学的基础。医学影像学是现代医学的重要学科之一医学影像学的范畴 放射诊断学Diagnostic Radiology 计算机体层摄影Computer Tomography 核磁共振成像Magnetic Resonance Imaging 超声成像Ultrasonography 体层发射成像Emission Tomputed Tomography 核医学-Scintigraphy 介入放射学Interventional Radiology医学影像学的学习 影像诊断的主要信息来源是以不同灰度 表示的图像 影像诊断是通过对图像的观察分析和归 纳而作出的 不同影像技术具有不同的优缺点 影像学需要提供诊断，但一般是推断产 生的，不是最后的病理诊断第一章 X线成像第一节 X线成像原理与设备X线的产生 在真空管内高速行进成束的电子流撞击 钨靶而产生 加热灯丝产生的电子云在高电压的作用 下由灯丝向阳极高速行进，撞击阳极靶 面而发生能量转换 1%的能量转变为x线X线装置 X线管：真空二极管（灯丝、靶面、散热 装置） 变压器：管电压40-150KV，灯丝电压 12V 操作台：调节电压、电流、时间X线特性-一般特性 X线是波长为0.0006-50nm的电磁波 诊断用0.008-0.031A（相当于40-150KV 的管电压） 具有电磁波的一般特性 软射线：波长较长的x线X线特性-成像特性 穿透性：管电压高-波长短-穿透力强； 是x线成像的基础。穿透过程中有衰减 荧光效应：激发荧光物质产生荧光，是 透视的基础 感光效应：是溴化银产生潜影，是摄影 的基础 电离生物效应：放射治疗和防护的因素X线成像基本原理 X线的穿透性、荧光及感光效应 肌体组织之间的密度与厚度差别 穿透肌体的剩余射线使介质显影X线成像的基本条件 具有一定穿透力的X线穿透人体组织结构 被穿透的组织结构存在密度与厚度的差异 穿透组织的剩余X线经过显像，形成具有对 比与层次的影像人体组织结构的密度差异 高密度：骨骼、钙化灶 中等密度：软骨、肌肉、实质器官、液 体 低密度：脂肪、气体人体器官的厚度差异 躯体厚、四肢薄 实质器官厚、空腔器官薄 成人肥胖者厚、小儿瘦弱者薄病变导致组织密度变化 肺部实质病变、骨增生等：组织器官的 密度增高 空腔脏器含气增多、骨破坏等：组织器 官的密度减低X线成像设备 球管及支架 高压发生器 操作台 检查床 影像增强电视系统球管 真空二极管：阴极钨丝、阳极钨靶或钼靶 管套及散热装置、支架变压器（高压发生器） 降压变压器供应灯丝12v电源，升压变压 器供应球管两极40-150kv电压操作台 调节管电压、灯丝电流和曝光时间检查床影像增强电视系统第二节 X线图像特点X线图像特点 黑白灰度图像反映组织的密度与厚度 是一个部位各个结构的重叠总和投影 锥形射线造成影像的放大 非点射线造成的影像失真、伴影第三节 X线检查技术影像对比自然对比 人体组织结构密度不 同产生的影像对比人工对比 向人体器官内或其周 围引入一定量的密度 与组织结构有差别的 物质(造影剂或对比 剂)，使之与周围形 成对比的方法，又称 为造影检查X线检查技术 普通检查：荧光透视、摄影 特殊检查：体层、高千伏、软射 线 造影检查透视Fluoroscopy优点 多方位、了解功能 简便迅速 费用低缺点 对比度清晰度低 缺乏客观纪录 受个人影响较大影像增强电视系统和 电脑图文处理系统可 改善透视效果摄影Radiography 对比度、清晰度良好 永久记录 是x线主要检查方法 处理程序多体层摄影Tomography 以选定层面为中心， 球管与胶片在曝光时 向相反方向移动，获 得选定层面的清晰影 像，而非选定层面的 影像模糊。 用于显示平片容易重 叠的深部病变细节。高千伏摄影High kv film 管电压120kv以 上 去除重叠影像， 显示较厚病变和 肺血管纹理软线摄影 40kv以下，钼靶球 管 检查乳腺或软组织特殊检查-其他 放大摄影：物片距增 大、焦物距变小 荧光摄影造影检查的造影剂 造影剂是引入体内增 加器官组织与周围密 度差别的物质 高密度 医用硫酸钡 碘制剂 40%碘 化油 离子性碘水 制剂 非离子型碘水 制剂 非离子型二倍体 碘水制剂 低密度：气体造影方式直接引入 口服法 灌注法 穿刺注入法间接引入 分泌法 吸收法口服钡餐检查灌注结肠及子宫检查穿刺血管造影间接静脉尿路检查造影检查的注意事项 检查的目的性要明确 做好检查前的病人准备和药物准备 了解患者的病史和过敏史 做好解释，取得配合 正确施行和判断造影剂的过敏试验 过敏抢救措施要完善选择X线检查方法 因病对症选择 先简后繁 确诊为止X线诊断的临床应用 是影像诊断中使用最多最基本的方法 是骨关节、胸部、胃肠道疾病的诊断的 主要方法之一 是实质器官和神经系统辅助检查X线的防护 技术防护 患者防护 医技人员防护 一般放射检查的辐射 剂量在允许范围内第二节 数字X线成像 Digital RadiographyDR的基本原理 将透过人体的剩余X线影像记录于可以计 算机处理的感光介质上, 经过计算机处理 后显示图像的技术 以其它感光介质代替常规X线底片DR的分类 计算机X线成像CR 数字X线荧光成像DF 平板探测器直接成像FPD/DRDR过程1.影像采集 透过人体的X线使感 光物质感光DR过程2.读取 光电元件激活或激光 扫描读取感光变化， 并转换成数字信号DR过程3.处理 灰阶处理 窗位处理 减影处理 吸收率减影DR过程4.显示 荧光屏显示数字图像 激光胶片DR过程5.存储 磁带 磁盘 光盘CR及设备 用影像板IP作感光介质 X线机 IP 计算机处理系统 主要用于摄影检查数字X线荧光成像 用高分辨率电视增强装置IITV作感光介 质 后续处理经过计算机系统 常用于血管造影和数字胃肠机DR设备 用无定形硅碘化铯等作感光介质 X线机 平板探测器 计算机系统 现有速度较快者用于血管造影平板探测器X线成像 用密集排列的无定型硅碘化铯晶体探测X 线信号并转化为数字信息 是近年来主要发展方向 有多种探测平板和方法DR的优点 最佳视觉效果 摄片宽容度大 辐射量减少 存储方便 方便传输DR的缺点 投资较高 图像空间分辨率较X线低DR的应用 与常规X线相同，但提供更好的图像第三节 数字减影血管造影Digital Subtraction Angiography DSA血管造影Angiography- 将水溶性碘制剂注入血管使血管显影的X 线检查方法常规血管造影的缺点 损伤重(穿刺刺激压力) 结构重叠减影的基本原理与程序摄取检查部位平片(负片)根据平片制备正片 负片+正片=无影像负片血管造影片 无影像片+血管造影片=血管影像(其他 结构影像抵消清除)数字减影血管造影的定义 将未造影和造影的图像通过影像增强扫 描而矩阵化, 经模/数转换成数字化, 两者 相减而获得数字化图像后经数/模转化成 减影图像, 以突出显示血管结构DSA设备 大型X光机 IITV或平板 计算机 操作台DSA的减影方式 时间减影 能量减影 混合减影 体层减影 光学减影 CO2-DSA目前最常用的是时间减影和能量减影法时间减影法 常规方式 脉冲方式时间减影法 超脉冲方式 连续方式时间减影法 时间之隔差方式 路标方式DSA检查技术 IA-DSA IV-DSADSA的应用-头部DSA的应用颈部DSA的应用胸部DSA的应用心脏DSA的应用心血管DSA的应用腹部DSA的应用四肢DSA的应用介入第二章 计算机体层成像CT computer tomography 1969年Hounsfield设计 ，1972年应用CT的成像原理 探测X线束扫描人体 后的剩余射线，通过 数模转换，将体素转 换成矩阵象素 横断面解剖图像 X线点状显示，CT是 块状显示CT的数学原理 J.RADON：任何物体可以从它的投影无 限集合重建其图像CT设备的基本元件 扫描X线管、探测器 、扫描架 计算机系统 图像存储及显示系统不同类型的CT设备普通CT 分层扫描 不同级别螺旋CT 滑环技术 扫描床连续平移不同类型的CT设备-续 电子束CT(超速CT或 多层CT) 多排CTCT图像的特点 横断面 密度分辨率高，空间 分辨率较低 不同CT设备的分辨 率不同 吸收系数（CT值） 反映组织密度 CT值：水0=、空气= -1000、骨=1000常用CT扫描技术 平扫：直接扫描 对比增强扫描：团注造影剂后扫描 造影扫描：结构造影后扫描 高分辨力扫描：空间分辨率0.5mm、层 厚1-1。5mm、矩阵512*512CT新技术 再现技术表面再现最大强度投影容积再现 仿真内窥镜CT的应用 中枢神经系统疾病 头颈部疾病 胸部疾病 心脏大血管疾病 腹盆部实质疾病 骨骼软组织疾病第三章 超声成像超声的物理性质 震动频率20000Hz以上的机械波 常用频率为3.5-5MHz 在弹性/密度比率大的介质中声速高 同一介质中频率与波长成反比超声成像超声医学应用的物理性质 束射性或指向性 反射、折射、散射、绕射 吸收与衰减 多普勒效应压电晶体换能器，逆压产生超声波， 正压成为回声接收器超声成像的基本原理超声的声阻抗、声衰减和多普勒特性 组织器官的声阻抗和衰减特性 器官被膜的声阻抗构成界面反射； 内部结构的声阻抗和衰减特性表示正常组织和病 变的细节； 活动结构对超声回波产生的频率改变超声基本设备 超声换能器（探头） 发射与接收装置 显示与记录系统 电源超声设备的类型 脉冲回声式幅度调制A型超声仪亮度调制B型超声仪回声辉度调制M型超声仪 频移回声式频移示波型彩色多普勒血流显像USG图像特点 根据探头所扫查的部位形成断层图像 用明暗灰度表示组织的声阻抗和回声衰 减变化，判断结构及病变 回声频率的变化反映血流性质 易受气体脂肪干扰；图像范围小、清晰 度差USG检查技术 病人空腹或充盈膀胱 多体位、多角度紧贴扫查 顺序平移断面法、立体扇形断面法、十 字交叉法、对比加压扫查法、腔内探头 法USG分析诊断 脏器外形 边界和边缘回声 内部结构特征 后壁即后方回声 周围回声强度 毗邻关系 量化分析 功能性监测USG应用 心脏大血管疾患 实质性脏器疾患 软组织疾患 含液体空腔脏器疾患第四章 磁共振成像 Magnietic Resonance Image Lauterbur 1973年 人体放置于强磁场中，发射无线电波后 接受人体内发出的磁共振信号并重建图 像MRI原理 人体内氢核在磁场中有序进动呈纵向磁 化 在射频脉冲作用下氢核跃迁，纵向磁化 减少而出现横向磁化 纵向磁化由零恢复到原数值63%所需的 时间为纵