医学影像 成像原理,河南中医学院第一临床医学院 吴 云 虎,骨折,肺炎,胃溃疡,间质性肺炎,周围型肺癌,扫描参数 TR: 300-800ms TE: 10ms左右 翻转角度：60度 FLASH-T1WI序列用于显示关节软骨可采用二维或三维序列 加用脂肪抑制技术更有利于软骨的显示,脂肪肝CT、MRI表现,小肝癌,下肢动脉硬化闭塞症,正常手CE-MRA,MRU,MRM,热痛觉刺激脑功能成像,T2WI,DTI,Healthy Volunteer,Dr. Ma, PLA301, Beijing,Courtesy of Northwestern University Hospital, Chicago,第一章 概 论,一、医学影像技术,医学影像技术是借助于某种介质与人体相互作用，用理工学基础理论和技术，把人体内部组织、器官的结构、功能等具有医疗情报的信息源传递给影像信息接收器，最终以影像的形式表现出来，提供给诊断医生，使医生能根据自己的知识和经验针对医学影像中所提供的信息进行判断，从而对患者的健康状况进行诊断的一门科学技术。,二、医学影像成像技术分类,按信息载体分 （1）X线成像：测量穿过人体组织、器官后的X线强度； （2）磁共振成像：测量人体组织中同类元素原子核的磁共振信号； （3）超声成像：测量人体组织、器官对超声的反射波； （4）放射性核素成像：测量放射性药物在体内放射出的射线； （5）光学成像、红外、微波成像。,（一）X线成像,X线图像数占临床影像总数7080 。 普通X线成像（屏-片系统）是一种模拟成像，X线照片、荧光屏的记录或显示从几乎完全透明（白色）到几乎不透明（黑色）的一个连续的灰阶范围。 数字X线成像包括 1.计算机X线摄影（CR） 2.数字X线摄影（DR） 3.数字减影血管造影（DSA）,1985年，德国物理学家伦琴发现X线，同年拍摄了第一张X线照片；,1896年，制造出第一台医用X线设备； 1983年，富士公司推出了计算机X线摄影（CR）系统； 数字X线摄影（DR）研究始于20世纪70年代末,1997年11月RNSA展出早期样机。,X线设备,*,44,*,45,*,46,*,47,20世纪80年代的数字减影技术主要应用于血管造影中，所以又叫数字减影血管造影技术（DSA，Digital Subtraction Angiography）。,X线图像特点,由从黑到白不同灰度的影像组成； 以密度反映人体组织结构的解剖及病理状态； 重叠的图像； 有一定程度的放大和失真。,*,54,（二）CT成像,1972年英国工程师Hounsfield（浩斯菲尔德）发明的X线计算机体层扫描技术（CT）； 1989年，螺旋CT问世，目前正发展到多排螺旋CT、双源CT。,世界上第一台CT,*,57,TOSHIBA 64排,GE 128排,SIEMENS flash 双源,图像特点及优势,重建的灰阶图像； 密度分辨率高； 将组织的密度高低进行量化，实际工作中，用CT值说明密度； 断面图像。,*,61,（三）磁共振成像,20世纪70年代末继CT后，借助计算机技术和图像重建方法的进展和成果发展起来的一种新型医学影像技术。 通过对静磁场中的人体施加某种特定频率的射频脉冲，使人体组织中的氢质子(1H)受到激励而发生磁共振现象，当中止RF脉冲后， 1H在弛豫过程中发射出MR信号，线圈接收信号重建成像。,1978年，第一台MRI设备应用于临床。,雷蒙德达马迪安(Raymond Vahan Damadian，1936年3月16日) 美国人，医学博士。 磁共振扫描仪发明人。,保罗劳特布尔(Paul Lauterbur ，1929年5月6日2007年3月27日) 美国科学家。 2003年度诺贝尔生理学或医学奖。,1977年，达马迪安及其同事经过7年的努力，终于建成了人类历史上第一台全身磁共振成像装置，应用这台装置获取一幅图像，受检者需要被移动106次，采集事件长达4个小时45分钟。,1981-1982，临床应用， 1982，商品化，GE、SIEMENS、PHILIPS， 1984，美国FDA，批准进入市场， 1986，中国科健公司与美国波士顿analogic公司成立合资公司安科，1989年，第一台MRI设备通过国家验收，1990年，第一台国产MRI落户河北。,加拿大医美瑞IMRIS术中磁共振,超导磁体,Local Coils Display,Local Coils Display: Body Array Coil,Local Coils Display: Head and Neck Array Coil,MRI图像特点及优势,黑白对比的灰阶图像； 多参数成像； 组织分辨率高； 多方位成像； 流动效应。,*,77,（四）其他成像,超声成像（ultrasound imaging，USI）系统（B超、M超、多普勒）-大多是采用脉冲回波方式成像，根据接收到的回波信号可以直接获取扫查平面上的人体结构图像。 优点 对人体无损、无创、无电离辐射，能提供人体断面实时动态图像，广泛用于心脏或腹部的检查。 USI除断面成像外，可借助多普勒原理进行超声血流测量，用于对心血管与脑血管等疾病诊断。,三、医学图像的识别,是将图像与解剖学、生理学、病理学知识作对照，捕捉图像中有意义的细节和特征，来判断是否有异常或属于什么性质； 图像识别的基础-充分理解、掌握成像原理和方法是医学； 医学图像中有的由于成像方法和条件的不同，得出的图像有很大差异时，从成像方法上理解分析医学图像就尤为重要。,X线图像,X线造影,CT成像,CT成像时，由于图像重建所选用的滤波函数不同，得出的图像就有差异；,CT平扫+增强扫描,MRI成像,MRI中，由于所用的射频脉冲的性质和成像序列的不同，得出的影像的信息是不同的，形成的图像有很大的差异；,IR T1WI,FIR T1WI,SE T1WI,MRI平扫+增强扫描,四、对人体的安全性,X线的电离辐射对人体造成的损伤可大致分为两种： 一种是对照射体的直接损伤，如局部发红、脱发、有可能增加某些疾病（如白血病）的发病率等； 另一种遗传性的，可能会影响到下几代。 磁共振检查对人体无电离辐射损伤，相对安全； 超声波照射水平不会对人体造成伤害，特别是对那些敏感的区域，如胎儿与眼部的检查，使用超声检查要比X线安全得多。,五、医学影像技术展望,（一）提高影像设备的性能 磁共振波谱成像（MRS）、功能成像（fMRI）； CT提高空间分辨力和扫描速度，重点研究疾病在新陈代谢方面的变化。 （二）医学影像数字化 普通屏-片系统成像、光学系统成像和电视技术(透视)的图像都属模拟成像方式； 计算机化的各种医学影像成像如CT、MRI、DSA、ECT、超声等都是用数字方法给出图像信息的。,从模拟到数字图像,随着计算机、数字图像处理成像技术的发展,从平面到立体图像,从局部到整体图像,从宏观到微观图像 从静态到动态图像 从形态到功能图像 从单一图像到综合图像等方向发展。,