影像概论课件

医学影像诊断学 总论X线的发现Wilhelm Conrad Rentgen1895年11月8日真空阴极管的研究性质：unkown X-ray1896年1月23日宣布医学影像学的内容X线 radiology超声成像 ultrasonography核素显像-scintigraphyX线计算机体层成像 computed tomography 磁共振成像 magnetic resonance imaging发射体层成像 emission tomography单光子发射体层显像 SPECT正电子发射体层显像 PET介入放射学 interventional radiology分子影像学 molecular imaging 课程演变X线诊断学放射诊断学影像诊断学医学影像学线的发生lX线是由高速运行的自由电子群，撞击在一定物质上被突然阻止而产生的l产生X线必须具备三个条件，即游离的电子群、电子高速运动和高速运行的电子群突然受阻l线发生装置称为线机l基本结构包括X线管、变压器和控制器三个部分线的产生高速行进的电子流撞击钨靶产生X线X线的产生线球管：旋转阳极旋转阳极示意图X线球管X线球管外观变压器l高压发生器l球管灯丝电源l12Vl高电压l40150kV控制器调节线管两极间的电压（Kv），控制X线的质调节通过灯丝的电流（mA），控制X线的量调节限时装置，控制线的照射时间的长短X线的物理特性波长很短的电磁波波长范围 0.000650nmX线诊断用波长 0.0080.031nmX线的特性lPenetrationlFluoresent effectlPhotographic effectlIonizing effectlBiological effect穿透一般可见光不能穿透的物质激发荧光物质产生可见光可使胶片感光对物质产生电离效应对生物体内的分子产生电离效应X线成像基本原理X线的穿透力：Kv，mA，S人体组织的密度：骨骼，软组织，脂肪，气体自然对比 人工对比人体组织的厚度显像设备（荧光屏、胶片、监视器）X线图像的特点重叠投影锥形投射与清晰度投影失真X线检查方法透视简便易行，立即得出结果同时观察器官的形态和动态可转动病人进行多轴观察X线检查方法-遥控透视X线检查方法线检查方法-平片平片利用人体的自然对比，不加对比剂，称为平片影像清晰、细致，能显示复杂和细致的结构可保存，便于会诊和复查X线检查方法-平片X线数字摄影Digital Radiography Computed RadiogaphyCRX线检查方法-特殊摄影体层摄影高Kv摄影钼靶摄影荧光摄影记波摄影放大摄影全景体层摄影口腔全景体层摄影图像造影检查将高于或低于人体组织结构的物质引入器官内或其周围间隙，使之产生对比以显影，称为造影检查引入的物质称为造影剂或对比剂分高密度造影剂和低密度造影剂高密度造影剂有钡剂和碘剂低密度造影剂有二氧化碳、氧气、空气碘造影剂油脂类碘造影剂碘化油碘苯酯乙碘油经肝脏排泄的碘造影剂碘番酸碘影钠碘影葡胺经肾脏排泄的碘造影剂泛影钠泛影葡胺非离子型三碘造影剂AmipaqueOmnipaque碘造影剂造影剂-钡剂造影方式直接引入法直接引入法将造影剂直接引进需要检查的器官口服法口服法：胃肠道钡餐造影灌注法灌注法：钡剂灌肠，支气管造影，子宫输卵管造影穿刺注入法穿刺注入法：血管造影，椎管造影，关节造影间接引入法间接引入法将造影剂先引入某一特定的器官或组织，然后经该组织或器官的循环或代谢使另一器官显影吸收性吸收性：淋巴造影排泄性排泄性：静脉肾盂造影，口服胆道造影造影前准备各种造影检查都有相应的检查前准备和注意事项严格执行，认真准备，以保证检查效果和患者的安全备好抢救药品和器械碘剂造影时注意事项了解有无禁忌症：严重心、肾疾病和过敏体质解释，争取患者合作过敏试验静脉注射法，皮内注射法，舌下试验法作好抢救准备造影反应的处理严重反应，应立即终止造影进行抗休克、抗过敏和对症治疗X线诊断方法-影像分析方法阅读申请单，了解检查目的一般记录是否规范，位置条件是否恰当系统全面观察照片区分正常、正常变异与异常对病变的系统观察X线诊断方法-病变分析位置与分布：肺结核，骨肉瘤，溃疡性结肠炎，肉芽肿性肠炎数目：肺癌，肺转移瘤；类风湿性关节炎，化脓性关节炎大小：化脓性骨髓炎，骨结核；胃良性溃疡，溃疡性胃癌形状：肺内肿瘤多为圆形或块状，肺内炎症多呈片状边缘：边缘整齐、清晰多为慢性或良性病变，边缘模糊、不规则多为急性或恶性征象密度：可较周围增高或减低。骨质密度增高表示骨质增生，骨质密度减低表示骨质破坏或骨质稀疏邻近器官、组织的改变：肺部圆形病变，胃溃疡性病变器官功能的变化：胸膜炎，胃壁蠕动波动态变化：复查对比，定期随访线诊断方法-综合分析判断性别年龄体型职业和接触史生长和居住地区病史和症状体征化验检查线诊断结果肯定性诊断否定性诊断可能性诊断线诊断的临床应用线的防护u线穿透人体产生一定的生物效应u接触过多，可能产生放射反应，甚至损害u强调和重视防护，控制检查中的曝射量并采取有效的防护措施，安全合理的使用X线u设备的改进，高kV、I&I、高速增感屏和快速感光胶片的使用，CR、DR，曝射量显著减少u重视孕妇、小儿和长期接触射线人员的防护线的防护距离防护屏蔽防护铅屏铅玻璃X线管壳线的防护铅橡皮围裙铅眼镜铅橡皮手套线的防护X线的防护患者防护避免过量曝射位置、条件、范围的准确性铅橡皮遮盖射线工作者防护定期检测防护意识保健CTComputed TomographyHounsfield1969设计成功1972公诸于世1979获Noble奖用X线束对人体层面进行扫描，取得信息，经过计算机处理获得的重建图象显示断面解剖图象密度分辨力高CT成像原理X线束对一定厚度层面扫描探测器接收透过的X线转变为可见光光电转换为电信号A/D转换为数字计算机处理后排成数字矩阵数字转换为灰度，再排列成黑白图象CT设备扫描机架X线管准直器过滤器探测器数据采集系统旋转机械计算机系统操作台和图象显示照相机磁盘机CT扫描方式CT扫描方式旋转/旋转式螺旋CTHelical CTSpiral CTCT图象特点象素灰度表示CT值层面图象CT检查技术平扫造影增强扫描造影扫描CT图象的分析与诊断了解扫描技术条件系统观察图象区别正常与异常病变密度位置、大小、形状、数目、边缘、CT值造影增强有无强化邻近器官的改变结合临床，综合分析CTCT诊断的临床应用u中枢神经系统u头颈部u胸部u心脏大血管u腹部与盆腔Colorectal cancerEarly colorectal cancer乙状结肠肿瘤MPR显示图像后处理技术Rendering technicSurface renderingMaximum intensity projectionVolume renderingVirtual realityNavigationFly throughVirtual gross pathologyCT三维成像图像后处理技术图像后处理技术MRIuMagnetic Resonance Imageu利用原子核在磁场内共振所产生的信号经重建成像的技术u1946 Block Purcell 用于波谱学u1973 Lauterbur 发表MR成像技术，用于临床磁共振现象含单数质子的原子核（H），其质子有自旋运动，如陀螺。带正电，产生磁矩，如一个小磁体磁共振现象与MRI小磁体自旋轴的排列无一定规律但如在均匀的强磁场中，则小磁体的自旋轴将按磁场磁力线的方向重新排列此时，用特定的射频脉冲进行激发，作为小磁体的氢原子核吸收一定量的能而共振，即发生了磁共振现象磁共振现象与MRI停止发射射频脉冲，则被激发的氢原子核把所吸收的能逐步释放出来，其相位和能级都恢复到激发前的状态这一恢复过程成为弛豫过程（relaxation time)而恢复到原来平衡状态所需的时间称为弛豫时间有两种弛豫时间T1：纵向弛豫时间自旋-晶格弛豫时间，反映自旋核把吸收的能传给周围晶格所需要的时间，也是90射频脉冲质子由纵向磁化转到横向磁化之后在恢复到纵向磁化激发前状态所需时间T2：横向弛豫时间自旋-自旋弛豫时间，反映横向磁化衰减、丧失的过程，即是横向磁化所维持的时间磁共振现象与MRI人体不同器官的正常组织与病理组织的T1是相对固定的，而且他们之间有一定的差别，T2 也是如此。这种组织见弛豫时间上的差别，是MRI的成像基础MRI有T1、T2和自旋核质子密度（P）等几个参数，获得选定层面中各种组织的T1、T2和P值，就可获得该层面中包括各种组织影像的图像图像重建方法的处理如同CT，先把检查层面分成一定数量的体素，用接受器收集信息，输入计算机，算出每一体素的T1或T2值，进行空间编码后，再将T值转换为模拟灰度，而重建图像MRI设备MRI设备磁体：常导、超导、永磁梯度线圈供电部分射频发射器及MR信号接受器模拟转换器计算机磁盘与磁带机MRI图象特点灰阶成像信号强度T1加权像T2加权像Proton加权像流空效应三维成像运动器官成像MRI检查技术扫描参数echo time TErepetition time TR时间以毫秒为单位Spin echo 序列T1WI 短TR/短TET2WI 长TR/长TEProton长TR/短TE脉冲序列SEIRFSEGRETGSEHASTEEPIMRI检查技术呼吸门控心脏门控预饱和技术脂肪抑制技术水抑制技术造影增强MRAcine MRI水成像技术脑功能成像技术波谱技术MRI分析与诊断了解设备与扫描技术观察图像在良好的解剖背景上显示病变病变的位置、大小、形状、边缘轮廓病变信号的改变与均匀性病变与血管的关系MRI临床应用神经系统纵隔心脏大血管腹部与盆腔骨髓腰椎MRI禁忌体内有金属磁性物质化妆MRI新技术fMRIDWIDWI血管造影DSAPETMolecular Imaging运用影像学手段显示组织水平、细胞和亚细胞水平的特定分子，反映活体状态下分子水平变化，对其生物学行为在影像方面进行定性和定量研究的科学分子生物学技术和现代医学影像学结合边缘学科CT、MRI等显示具有解剖学改变的疾病分子影像学通过发展新的工具、试剂及方法，探查疾病过程中细胞和分子水平的异常在尚无解剖改变的疾病前检出异常探索疾病的发生、发展和转归，评价药物的疗效，为分子水平疾病的治疗开启了新领域Molecular Imaging将提供早期疾病检测，对疾病的诊断更加具有合理性就癌症而言，当前检测参数可了解肿瘤体积大小和解剖定位，分子影像新技术可获得许多新的检测参数，如肿瘤生长动力学。评估恶变前的分子异常；检测血管发生生长因子、肿瘤细胞标记物、基因改变等允许无损生物体微环境的状况下进行发病机制的研究，帮助破译复杂的分子运动轨迹可能通过活体实时分子靶目标评估来促进药物发展分子成像与影像导引治疗系统结合，可在识别疾病的同时即进行直接治疗医学影像学1.经典医学影像学：以X线、CT、MRI、US为主，显示人体解剖结构和生理功能2.以介入放射学为主体的治疗学3.分子影像学：以MRI、PET、光学成像及小动物成像设备等为主，用于分子水平成像，使医学影像学深入到分子水平，探索疾病的分子水平的变化数字化影像uCTuMRIuDSAuCRuDRuPACSComputed TomographyMagnetic Resonance ImageDigital Substraction AngiographyComputed RadiographyDigital(Direct)RadiographyPicture Archiving Communication System学习方法熟悉正常影像学表现诊断要点临床与病理相关知识点重在实践：阅片、诊断报告影像分析注意同病异影同影异病肺炎与肺出血Homework自学内容：影像诊断报告的书写学有余力者，预习diagnostic imagingP116-123