影像诊断学总论课件

福鼎市医院放射科崔向军影像诊断学总论影像诊断学总论W.C.Rentgen世界上第一张X线照片普通X线检查胸部正位片胸部侧位片头颅横断面平扫双侧肺动脉主干及分支内充盈缺损，考虑为肺动脉栓塞。利用螺旋CT三维图像重建技术获得的CTA示：左侧大脑后交通动脉起始处动脉瘤。T1WIT2WI头颅MRI冠状扫描水抑制T2WIFLAIR灯 丝 变 压 器 高 压 变 压 器 X 线 开 关 千 伏 电 压 表 X 线线 管管 靶 灯 丝 X 线线 机机 主主 要要 部部 件件 示示 意意 图图 K v m A 交交 流流 电电 源源 灯灯丝丝调调节节器器 m A 电 流 表 自 耦 变 压 器 X线机的三个部分：如图示 X线球管；变压器；控制台 能量：99%变为热,1%变为X线http:/ 人 体 组 织 密 度 高 密 度 组 织（骨）中 等 密 度 组 织 （肌 肉、液 体、软骨 等）低密度组织（气管、肺、脂 肪 等）经 人 体 组 织 吸 收 后 剩 余 X线 X线 胶 片 荧 光 屏 焦 点 焦 点 焦 点 图图 示示 不不 同同 密密 度度 组组 织织（厚厚 度度 相相 同同）与与X X线线 成成 像像 的的 关关 系系 肺内实变病灶的密度比周围含气肺组织高，因此病灶相对较白而被显示（）影像术语 X线穿透 照片 荧光屏 高密度 不透明 白 黑 中等密度 半透明 灰 灰 低密度 透明 黑 白 荧光屏影像对应照片影像 X 线胶片 图图示示不不同同厚厚度度组组织织（密密度度相相同同）与与 X线线成成像像的的关关系系 焦点 焦点 焦点 荧光屏 胸胸部部平平片片腹腹部部平平片片高密度造影剂 图示为上消化道钡餐检查高密度造影剂图示为食道钡餐检查结肠气钡双重造影管造影“T”子宫输卵管造影静脉肾盂造影http:/ 论X球管胶片特点：重叠、放大、扭曲常规X线摄影高压发生 器人人模数转换 器对比增强 器Computer数模转换 器显示器照像机2 第一代 平移/旋转式特点：慢，5分钟10分钟扫描一层，只做头颅检查存储器13人人人15秒1015秒 310秒1000探测器300探测器700探测器普通CT螺旋CTX线管电缆电缆探测器探测器滑环电刷X线管螺螺旋旋CT扫扫描描方方式式多排螺旋多排螺旋CT探测器多排螺旋CT骨+1000HU水0HU空气-1000HU软组织+20 +50HU脂肪组织-70 -90HUhttp:/ （窗位）骨+1000水0空气-1000脂肪组织-70 100全白全黑（窗宽）合适的窗宽窗位WW=100；WL=50肝肝癌癌骨+1000水0空气-1000550全白全黑（窗宽）450窗宽过大WW=1000；WL=50肝组织+50 （窗位）脂肪组织-70 肝肝癌癌骨+1000水0空气-1000脂肪组织-70 100全白全黑（窗宽）窗宽过小WW=1；WL=50肝组织+50 （窗位）肝肝癌癌肝组织+50 （窗位）骨+1000水0空气-1000脂肪组织-70 100全黑（窗宽）窗位不在肝组织只见骨皮质WW=100；WL=1000磁共振成像是利用原子核在强磁场内发生共振所产生的信号经图像重建的一种成像技术（核）磁共振是一种核物理现象，（nuclear magnetic resonance,NMR）现象，是由美国斯坦福大学Bloch和哈佛大学Purcell在1946年分别在两地同时发现的，因此两人获得了1952年诺贝尔物理学奖20世纪50年代，NMR已成为研究物质分子结构的一项重要的化学分析技术20世纪60年代，人们开始用它进行生物组织化学分析，检测动物体内氢、磷和氮等的NMR信号 20世纪70年代，NMR技术才与医学诊断联系起来1976年Hinshaw首先实现了人体手部成像，并于1980年推出世界上首台NMR成像商品机。1980年初NMR成像用于临床以来，为了与放射性核素检查相区别，改称为磁共振成像（magnetic resonance imaging,MRI）http:/ 目前MRI多用氢核或质子来成像，人体内含有大量的氢核，成像效果好。每个质子均是一个小磁体，杂乱无章地排列，当加上外加磁场后呈有序排列，平行于外加磁场方向的质子处于低能状态，反平行于外加磁场的质子呈高能态（如图）一、MR成像的基本原理NS质子进入外磁场后的排列状态图1图2进入外磁场前（图1）质子排列杂乱无章，外加外磁场后质子呈有序排列（图2），低能态的质子比高能态的略多有序排列的质子呈快速锥形旋转运动，称为进动（Precession）NSZXYZ轴代表外磁场磁力线方向，XY轴为与Z轴垂直的平面。质子除自旋运动外，还作快速锥形的旋转运动，即进动ZXYZXY（一）纵向磁化与外磁场平行的7个质子和与外磁场反向平行的4个质子的磁力互相抵消（A），只剩3个未抵消的质子，它们的磁力叠加起来，形成的磁矢量为纵向磁化（B）AB射频脉冲：向患者发射短促的无线电波，称为射频脉冲radiofrequency(RF)共 振：当RF脉冲与质子进动频率相同时，就可把能量传给质子，使其由低能态变为高能态，即为共振。质子进动频率由Larmor方程算出0=B0 其中0为进动频率（单位Hz）；为旋磁比；B0为外磁场强度，场强单位为特斯拉（Tesla,T）ZXYZXY（二）纵向磁化减少及横向磁化发射与质子进动频率相同的RF脉冲，产生两种效应：一些指向上的质子吸收能量跃迁至高能级而指向下。向上与向下的质子磁力相互抵消，使纵向磁化减小；同时导致质子同步、同速运动，即同相位，其磁力叠加起来而出现横向的磁矢量，即横向磁化RF脉冲（三）弛豫和弛豫时间弛 豫：中止RF射频后，由RF所引起的变化恢复到原来的平衡状态。分为纵向弛豫（自旋晶格弛豫）和横向弛豫（自旋自旋弛豫），分别为纵向磁化恢复和横向磁化消失的过程纵向弛豫时间：纵向磁化由0恢复到原来数值的63所需的时间，为纵向弛豫时间（longitudinal relaxation time），简称T1横向弛豫时间：横向磁化由最大减小到最大值的37所需的时间，为横向弛豫时间（transverse relaxation time），简称T2v T1、T2是时间常数，不是绝对值。T1长于T2v 生物组织的弛豫时间，T1为300ms2000ms，T2为30ms150msv 水的T1、T2都长，而脂肪的T1、T2均短。病变组织如肿瘤常比周围组织含水量高，故T1、T2常较长v T1的长短同组织成分、结构和磁环境有关，与外磁场强度也有关。T2的长短同外磁场和组织内磁场的均匀性有关ZXYZXYZXYZXY纵向弛豫中断RF脉冲，质子逐一从高能状态返回到低能状态，纵向磁化逐渐增大，直至恢复到原来的状态。此过程称为纵向弛豫ZXYZXYZXY横向弛豫中断RF脉冲，质子不再被强制于同步状态（同相位），由于质子有各自的不同频率，指向同一方向的质子散开（去相位），导致横向磁化减小。此过程为横向弛豫。从A到B到C可见同相位的质子呈扇形逐渐散开ABCZXYZXYRF脉冲ZXYZXYZXY纵向弛豫与横向弛豫（四）弛豫时间与MR成像 人体不同器官的正常组织与病理组织的T1是相对恒定的，并有一定的差别，T2也是如此。这种组织上弛豫时间上的差别是MR成像的基础人体正常与病变组织的T1值（ms）正常颅脑的T1与T2值（ms）MRI为多参数成像，成像参数包括组织T1、T2值和自旋质子密度（Proton density,Pd）等（五）脉冲序列与加权图像 施加RF脉冲后，纵向磁化减小、消失，横向磁化出现。使纵向磁化倾斜900的脉冲为900脉冲，而倾斜1800的脉冲则为1800脉冲ZXYRF脉冲900脉冲施加RF脉冲，纵向磁化消失，横向磁化出现，磁矢量倾斜了900，这个脉冲为900脉冲ZXYAB脉冲序列：施加900脉冲，等待一定时间，再施加第二个900脉冲或1800脉冲，这种连续施加的脉冲称为脉冲序列重复时间：两个激励脉冲间的间隔时间为重复时间（repetition time,TR）回波时间：900脉冲与产生回波之间的时间为回波时间（echo time,TE）加权图像：主要由组织的某种成像参数的差别所形成的图像称为某种参数的加权图像。如由T1差别形成的图像称为T1加权图像（T1 weighted image,T1WI），同理则有T2加权图像（T2WI）、质子密度加权图像（PdWI）TRTE2TE2TEMR图像（六)自旋回波脉冲序列90090018001800900脉冲等待TE/21800脉冲等待TE/2记录信号，称为自旋回波序列spin echo(SE)pulse sequenceSE二、MRI设备根据主磁体的结构分为永久磁体、阻抗磁体和超导磁体三种MR信号产生、探测与编码主磁体、梯度线圈、射频发射器及MR信号接收器数据处理、图像重建、显示与存储模拟转换器、计算机、磁盘、存储设备数据处理电源操作与显示扫描孔主线圈射频线圈梯度线圈MRI设备示意图MR图像特点一、多参数成像：MR图像反映的是组织间的T1、T2和质子密度的差别人体正常组织在T1WI、T2WI上的灰度病理组织的信号强度二、多方位成像血流900脉冲1800脉冲激励层面（9001800）垂直于激励层面的快速流动的血液团不能在SE序列时接受900、1800两个脉冲激励产生回波，因此，流动的血液无信号（流空效应）三、流空效应四、质子弛豫增强效应与对比增强弛豫增强效应：一些顺磁性和超顺磁性物质使局部产生磁场，而缩短周围质子弛豫时间的现象。利用这一效应可进行MR增强扫描五、MR成像的优点v高的软组织对比分辨力v无骨伪影干扰v多参数成像v任意方位成像v流空效应v增强扫描效果好，副作用少MRI对钙化、骨化的显示不够敏感，并有某些伪影六、MR成像的检查适应证 一、颅脑疾病：脑肿瘤、炎症、脑血管病（脑梗塞出血、动脉瘤、动静脉畸形等）、脑白质病、脑退行性病变、脑室系统疾病和先天性畸形等。二、脊柱和脊髓疾病：特别是椎管内病变和脊髓病变，MRI应作为首选检查方法。适用于肿瘤、感染、炎症、血管畸形、脊髓空洞、脊髓变性萎缩、椎间盘突出等。三、头颈部疾病：尤其适用于头颈部肿瘤和肿瘤样病变的诊断与鉴别诊断。对眼球黑色素瘤有定性价值。四、心脏大血管：常规MRI、心脏电影和磁共振血管成像的应用使MRI在心脏大血管疾病检查中独具优势。可用于各种先天性心脏病、心肌疾病、心脏肿瘤、心包疾病和主动脉等大血管疾病的诊断。五、腹部盆腔：腹部盆腔器官如肝脏、胆囊、脾脏、胰腺、肾脏、肾上腺、子宫、卵巢、膀胱、前列腺以及腹膜后腔是MRI检查的优势部位。主要用于这些部位的肿瘤以及肿瘤样病变的诊断和鉴别诊断。是子宫、前列腺病变的首选影像学检查。六、肺和纵隔：肺部病变应首选CT，但肺门病变、胸膜病变和邻近纵隔和胸壁的肺病变可选用MRI。七、骨关节病变和软组织病变：特别是对关节内结构如膝关节半月板、交叉韧带的显示，MRI可与关节镜相媲美。MRI适用于软组织和骨骼肿瘤、炎症等疾病的诊断。MRI对骨髓病变的检出十分敏感，早于x线平片和CT。七、MR成像的检查禁忌证 MRI是强磁场设备，安装下列医疗装置者禁止靠近：（1）心脏起搏器者；（2）脑内动脉瘤夹；主动脉夹；人工金属心脏瓣膜；（3）各种人工关节及假体；金属内固定物；（4）冠状动脉及各种血管支架；胆道支架、食道支架及其它金属内支架；（5）电子耳蜗；化疗泵、胰岛素泵；眼球内异物不能除外金属异物者；（6）活动性假牙，体内残留金属异物；（7）其它因手术等原因植入体内的金属物品；（8）轮椅、平车、金属拐杖、输液装置、呼吸机、吸引器及其他医疗装置；另外，相对禁忌症，如体内有金属异物，需要经过医师确认无危险后方可进行检查。MRI检查技术一、脉冲序列（一）SE序列、快速SE序列（二）梯度回波序列 梯度回波序列（gradient echo sequence,GRE）是常用的快速成像序列。空间分辨力和信噪比均较高，可获得准T1WI、准T2WI及准PdWI，主要用于腹部、心血管、与流动液体相关成像及骨关节成像（三）回波平面成像 回波平面成像（echo planar imaging,EPI）是新开发的快速成像技术，获得一个层面可短至20ms，主要用于功能成像二、脂肪抑制 抑制由脂肪引起的高信号，以区别其它原因如出血、黑色素颗粒及对比增强所致的高信号三、MRI对比增强 静脉注射使质子弛豫时间缩短的顺磁性物质作为对比剂，行MRI对比增强。常用的对比剂为钆-二乙三胺五醋酸（Gadonilium-DTPA,Gd-DTPA）四、MR血管造影（MRA）平扫：时间飞跃（time of flight,TOF）法和相位对比（phase contrast,PC）法 增强MRA五、水成像 水成像（hydrography）又称液体成像（liquid imaging）是采用长TE技术，获得重T2WI，突出水的信号，并用脂肪抑制技术，使含水器官清晰显影。具体有：MR胰胆管造影（MR cholangiopancreatography,MRCP）MR尿路造影（MR urography,MRU）MR脊髓造影（MR myelography,MRM）六、功能性MR成像 功能性MR成像（functional MRI,fMRI）是在病变尚未出现形态改变之前，利用功能变化来形成图像，以达到早期诊断的目的。包括弥散成像（diffusion weighted imaging,DWI）、灌注成像（perfusion weighted imaging,PWI）和皮层激发功能定位成像等MRI分析与诊断v 首先了解MRI设备的类型、磁场强度和扫描技术条件v 各种切面、各种加权图像综合分析v 观察病变的部位、形态、大小、边缘及其与邻近结构的关系v 根据病变的信号特点推测病变的组织来源支支气气管管肺肺炎炎左左下下肺肺局局限限性性肺肺气气肿肿气气腹腹肠肠梗梗阻阻右右中中下下肺肺炎炎结结合合矿矿山山工工作作史史 考考虑虑尘尘肺肺多年矿山工作史结结合合肠肠癌癌病病史史 考考虑虑转转移移瘤瘤肠癌病史右右上上肺肺结结核核同病例同病例 右上肺结核右上肺结核右右下下肺肺炎炎变变同病例同病例右中肺炎变右中肺炎变左肺占位左肺占位正位侧位同病例同病例左肺占位左肺占位鼻骨骨折鼻骨骨折右肱骨下段骨折右肱骨下段骨折左左桡桡骨骨中中段段骨骨折折右右锁锁骨骨中中段段骨骨折折右右胫胫骨骨下下段段骨骨折折左左股股骨骨颈颈骨骨折折右右肩肩关关节节脱脱位位右肘关节脱位右肘关节脱位额额骨骨骨骨瘤瘤吞咽困难胸骨后痛食道上段癌上腹部不适慢慢性性胃胃炎炎食食道道下下段段贲贲门门胃胃底底小小弯弯癌癌腹腹平平片片示示肠肠梗梗阻阻结结肠肠气气钡钡双双重重造造影影横横结结肠肠占占位位右右肾肾正正常常显显影影左左肾肾较较迟迟左左输输尿尿管管上上段段结结石石+左左肾肾积积水水横横结结肠肠肝肝曲曲见见软软组组织织块块影影软软组组织织块块影影移移位位于于回回盲盲部部软软组组织织块块影影消消失失气气体体进进入入小小肠肠T管管造造影影胆胆总总管管下下段段充充盈盈缺缺损损胆总管结石伴扩张典典型型脑脑出出血血破破入入脑脑室室右丘脑混杂密度灶同例两天后 MRI检查T2WIT1WI右右侧侧丘丘脑脑出出血血FLAIR大大面面积积脑脑梗梗塞塞同例3天后 MRI检查T2WIT1WI同例3天后 MRI检查FLAIRDWI脑挫裂伤、硬膜外血肿、蛛血、脑疝、骨折脑挫裂伤、硬膜外血肿、蛛血、脑疝、骨折左颞叶脑膜瘤同例 左颞叶脑膜瘤T2WIT1WI同例 左颞叶脑膜瘤FLAIRT1WI增强左左额额叶叶胶胶质质瘤瘤同例 左额叶胶质瘤T2WIT1WI同例 左额叶胶质瘤FLAIRT1WI增强左侧听神经瘤同例 左侧听神经瘤T2WIT1WI同例 左侧听神经瘤FLAIRT1WI增强肺肺癌癌病病史史脑脑转转移移瘤瘤肺癌病史同例 转移瘤T2WIT1WI同例 转移瘤T1WI增强冠状位全身多系统结核全身多系统结核脑脊液检查提示结核性脑膜炎脑脊液检查提示结核性脑膜炎右侧脑室后角旁混杂密度灶同例 血管畸形T2WIT1WI同例 血管畸形FLAIRT1WI增强右鞍旁小结节T2WIT1WI同例冠状位FLAIRCTA重建 MIP图像CTA重重建建示示右右颈颈内内动动脉脉动动脉脉瘤瘤付付鼻鼻窦窦炎炎左扁桃体脓肿左扁桃体脓肿喉喉癌癌伴伴淋淋巴巴结结转转移移双双侧侧肺肺炎炎气液平面气液平面-肺脓肿肺脓肿右上肺结核伴支扩右上肺结核伴支扩支支气气管管扩扩张张肺结核伴肺内积血肺结核伴肺内积血胸胸腺腺瘤瘤重症肌无力双双肺肺多多发发转转移移瘤瘤甲状腺癌病史肝肝癌癌介介入入术术后后复复发发血管瘤同例 左肝囊肿胰腺癌、肝多发转移；肾囊肿同例 胰腺癌肝尾叶低密度灶伴积气同例 肝尾叶脓肿胆囊炎、多发结石、胆总管扩张胆囊炎、多发结石、胆总管扩张胆胆总总管管下下段段结结石石冠冠状状位位胆道多发积气、扩张胆道多发积气、扩张胆总管下段泥沙样结石胆总管下段泥沙样结石 急性胰腺炎、腹膜炎急性胰腺炎、腹膜炎同例同例胰腺炎、腹膜炎胰腺炎、腹膜炎双肾结石、积水双肾结石、积水 左输尿管结石、扩张左输尿管结石、扩张左肾结核左肾结核右肾癌术后右肾癌术后左肾上腺转移左肾上腺转移腰腰3椎椎体体及及附附件件破破坏坏转转移移膀胱癌膀胱癌膀膀胱胱积积血血盆腔占位含钙化、脂肪盆腔占位含钙化、脂肪畸胎瘤畸胎瘤正常颈椎MRI矢状位T2WIT1WI脂肪抑制正常腰椎MRI矢状位T2WIT1WI脂肪抑制硬膜外血肿硬膜外血肿左肾占位T1WI增强T1WI脂肪抑制增强左左肾肾错错构构瘤瘤右肾癌左坐骨耻骨多发骨髓瘤