医学影像学总论课件

医学影像学总论医学影像学总论医学影像学总论医学影像学总论医学影像学的定义医学影像学的定义医学影像学的定义u以医学影像为基础，集以医学影像为基础，集X线、计算线、计算机体层摄影机体层摄影（CT）、核磁共振成像、核磁共振成像（MRI）、数字减影）、数字减影（DSA）正电正电子体层子体层（PET）、核医学、超声学、核医学、超声学（US）、放射治疗及介入治疗学等、放射治疗及介入治疗学等多学科有机结合的综合诊疗学科。多学科有机结合的综合诊疗学科。2020/11/142医学影像学的定义2020/11/142第一章第一章 X线诊断线诊断u 第一节第一节:X线的发现、产生和特性线的发现、产生和特性 u一，一，X线的发现线的发现u二，二，X线的产生线的产生u二，二，X线的特性线的特性2020/11/143第一章 X线诊断 第一节:X线的发现、产生和特性 202（一）（一）X线的发现线的发现u1895年年11月月8日，德国物理学家伦琴日，德国物理学家伦琴在进行阴极管实验时偶尔发现了具在进行阴极管实验时偶尔发现了具有很高能量，肉眼看不见，但能穿有很高能量，肉眼看不见，但能穿透不同物质，能使荧光物质发光的透不同物质，能使荧光物质发光的射线。因为当时对这个射线的性质射线。因为当时对这个射线的性质还不了解，因此称之为还不了解，因此称之为X射线。为纪射线。为纪念发现者，后来也称为伦琴射线，念发现者，后来也称为伦琴射线，现简称现简称X线（线（X-ray）。）。2020/11/144（一）X线的发现1895年11月8日，德国物理学家伦琴在进行伦琴伦琴2020/11/145伦琴2020/11/145（二）（二）X射线的产生射线的产生u一般来说，高速行进的电子流一般来说，高速行进的电子流被物质阻挡即可产生被物质阻挡即可产生X线。具体线。具体说，说，X线是在真空管内高速行进线是在真空管内高速行进成束的电子流撞击钨（或钼）靶成束的电子流撞击钨（或钼）靶时而产生的。因此，时而产生的。因此，X线发生装线发生装置，主要包括置，主要包括X线管线管、变压器变压器和和操作台操作台2020/11/146（二）X射线的产生一般来说，高速行进的电子流被物质阻挡即可产X线球管线球管2020/11/147X线球管2020/11/147 X线的发生程序线的发生程序接通电源接通电源 降压变压器降压变压器X线管灯丝线管灯丝加热加热X线管两极提供线管两极提供高压电高压电自由电子自由电子受强力吸引受强力吸引形成电子束形成电子束电子束撞击电子束撞击阳极钨靶阳极钨靶原子结构原子结构X线线1%热能热能99%产生自由电子产生自由电子云集在阴极附近云集在阴极附近2020/11/148 X线的发生程序接通电源 降压变压（三）（三）X线的特性线的特性uuX线是一种波长很短的电磁波。波线是一种波长很短的电磁波。波长范围为长范围为0.000650nm。目前。目前X线线诊断常用的诊断常用的X线波长范围为线波长范围为0.008-0.031nm（相当于（相当于40-150KV时）。时）。在电磁辐射谱中，居在电磁辐射谱中，居射线与紫外射线与紫外线之间，比可见光的波长要短得多，线之间，比可见光的波长要短得多，肉眼看不见。肉眼看不见。2020/11/149（三）X线的特性X线是一种波长很短的电磁波。波长范围为0u1、穿透性、穿透性u2、荧光效应、荧光效应u3、摄影效应、摄影效应u4、电离效应、电离效应X线除具有上述一般物理性质外，线除具有上述一般物理性质外，还有以下几方面与还有以下几方面与X线成像相关的特线成像相关的特性性:2020/11/14101、穿透性X线除具有上述一般物理性质外，还有以下几方面与X 穿透性穿透性uX线波长很短，具有很强的穿透力，能穿透一线波长很短，具有很强的穿透力，能穿透一般可见光不能穿透的各种不同密度的物质，并般可见光不能穿透的各种不同密度的物质，并在穿透程中受到一定程度的吸收即衰减。在穿透程中受到一定程度的吸收即衰减。X线线的穿透力与的穿透力与X线管电压密切相关，电压愈高，线管电压密切相关，电压愈高，所产生的所产生的X线的波长愈短，穿透力也线的波长愈短，穿透力也 愈强；反愈强；反之，电压低，所产生的之，电压低，所产生的X线波长愈长，其穿透线波长愈长，其穿透力也弱。另一方面，力也弱。另一方面，X线的穿透力还与被照体线的穿透力还与被照体的密度和厚度相关。的密度和厚度相关。X线穿透性是线穿透性是X线成像的线成像的基础。基础。2020/11/1411 穿透性X线波长很短，具 荧光效应荧光效应uX线能激发荧光物质（如硫化锌线能激发荧光物质（如硫化锌镉及钨酸钙等），使产生肉眼可镉及钨酸钙等），使产生肉眼可见的荧光。即见的荧光。即X线作用于荧光物线作用于荧光物质，使波长短的质，使波长短的X线转换成波长线转换成波长长的荧光，这种转换叫做荧光效长的荧光，这种转换叫做荧光效应。这个特性是进行透视检查的应。这个特性是进行透视检查的基础。基础。2020/11/1412 荧光效应X线能激发荧光物质（如硫化 摄影效应摄影效应u涂有溴化银的胶片，经涂有溴化银的胶片，经X线照射后，可以感光，线照射后，可以感光，产生潜影，经显、定影处理，感光的溴化银中产生潜影，经显、定影处理，感光的溴化银中的银离子（的银离子（Ag+）被还原成金属银（）被还原成金属银（Ag），沉），沉淀于胶片的胶膜内。此金属银的微粒，在胶片淀于胶片的胶膜内。此金属银的微粒，在胶片上呈黑色。而未感光的溴化银，在定影及冲洗上呈黑色。而未感光的溴化银，在定影及冲洗过程中，从过程中，从X线胶片上被洗掉，因而显出胶片线胶片上被洗掉，因而显出胶片片基的透明本色。根据金属银沉淀的多少，便片基的透明本色。根据金属银沉淀的多少，便产生了黑和白的影像。所以，摄影效应是产生了黑和白的影像。所以，摄影效应是X线线成像的基础。成像的基础。2020/11/1413 摄影效应涂有溴化银的胶片，经 二、二、X线成像基本原理线成像基本原理uX线影像的形成的三个基本条件：线影像的形成的三个基本条件：u1、X线应具有一定的穿透力，这样才能线应具有一定的穿透力，这样才能穿透被照射的组织结构；穿透被照射的组织结构；u2、被穿透的结构必须存在着密度和厚度、被穿透的结构必须存在着密度和厚度的差异；（自然对比、人工对比）的差异；（自然对比、人工对比）u3、显像设备：例如、显像设备：例如X线片、荧光屏或电线片、荧光屏或电视屏幕。视屏幕。2020/11/1414 二、X线成像基本原理X线影像的形成的三个基本条件 X线图象的形成线图象的形成X线2020/11/1415 X线图象的形成X线2020/11/1415人体组织结构的密度可归纳为三类：人体组织结构的密度可归纳为三类：u1、高密度结构：如骨组织和钙化灶等；、高密度结构：如骨组织和钙化灶等；u2、中等密度结构：如软骨、肌肉、神经、中等密度结构：如软骨、肌肉、神经、实质器官、结缔组织以及体内液体等；实质器官、结缔组织以及体内液体等；u3、低密度结构：如脂肪组织以及存在于、低密度结构：如脂肪组织以及存在于呼吸道、胃肠道、鼻窦和乳突内的气体呼吸道、胃肠道、鼻窦和乳突内的气体等。等。2020/11/1416人体组织结构的密度可归纳为三类：1、高密度结构：如骨组织和钙三、三、X线成像设备线成像设备uX线线机机包包括括X线线管管及及支支架架、变变压压器器、操操作作台台以以及及检检查查床床等等基基本本部部件件。为为了了保保证证X线线摄摄影影质质量量，新新型型X线线机机在在摄摄影影技技术术参参数数的的选选择择、摄摄影影位位置置的的校校正正方方面面，都都更更加加计计算算机机化化、数数字字化化、自自动动化化。近近30多多年年来来，除除通通用用型型X线线机机以以外外，又又开开发发了了适适用用于于心心血血管管、胃胃肠肠道道、泌泌尿尿系系统统、乳乳腺腺及及介介入入放射、儿科、手术室等专用的放射、儿科、手术室等专用的X线机。线机。2020/11/1417三、X线成像设备X线机包括X线管及支架、变压器、操作台以及检 X线图像特点线图像特点u1、影影像像重重叠叠：X线线图图像像是是X线线束束穿穿透透路路径径上上各各层层投投影影相相互互叠叠加加在在一一起起的的影影像像。能能使使体体内内某某些些组组织织结结构构的的投投影影因因累累积积增增益益而而得得到到很很好好的的显显示示，也也可可使使体体内内另另一一些些组组织织结结构构的的投投影影因因减减弱弱抵抵消消而而较较难难或或不能显示。不能显示。u2、图图形形失失真真由由于于X线线束束是是从从X线线管管向向人人体体作作锥锥形形投投射射，因因此此，将将使使X线线影影像像有有一一定定程程度度放放大大并并产产生生伴伴影影。伴伴影影使使X线线影影像的清晰度减低。像的清晰度减低。2020/11/1418 X线图像特点1、影像重叠：X线图像是1、普通检查：荧光透视荧光透视和摄影摄影2、特殊检查：体体层层摄摄影影、软软X线线摄摄影影（钼靶）放放大大摄摄影影、荧荧光光摄摄影影、记波摄影记波摄影1、普通检查：荧光透视荧光透视和摄影摄影2、特殊检查：体层摄影体层摄影、软软X线摄影线摄影（钼靶）放大摄影放大摄影、荧光摄影荧光摄影、记波摄影记波摄影第三节：第三节：X线检查方法线检查方法2020/11/14191、普通检查：荧光透视和摄影1、普通检查：荧光透视和摄影第三 荧光透视（荧光透视（fluoroscopy）2020/11/1420 荧光透视（fluoroscopy）2020/11/X线摄影2020/11/1421X线摄影2020/11/1421 X线摄影（线摄影（radiography）：）：u1、成像清晰，对比度及清晰度均较好、成像清晰，对比度及清晰度均较好u2、简便实用：特别实用于密度、厚度差、简便实用：特别实用于密度、厚度差别较大的组织或器官。别较大的组织或器官。u3、平面重叠成像立体感差，常需作互相、平面重叠成像立体感差，常需作互相垂直的两个方位摄影，例如正位及侧位；垂直的两个方位摄影，例如正位及侧位；u4、对功能方面的观察，不及透视方便和、对功能方面的观察，不及透视方便和直接；费用比透视稍高。直接；费用比透视稍高。2020/11/1422 X线摄影（radiography）：1、成像清晰，对比度体层摄影（体层摄影（tomography）：）：u体层摄影则可通过特殊的装置和操作获体层摄影则可通过特殊的装置和操作获得某一选定层面上组织结构的影像，而得某一选定层面上组织结构的影像，而不属于选定层面的结构则在投影过程中不属于选定层面的结构则在投影过程中被模糊掉。体层摄影常用以明确平片难被模糊掉。体层摄影常用以明确平片难于显示、重迭较多和处于较深部位的病于显示、重迭较多和处于较深部位的病变。多用于了解病变内部结构有无破坏、变。多用于了解病变内部结构有无破坏、空洞或钙化，边缘是否锐利以及观察选空洞或钙化，边缘是否锐利以及观察选定层面的结构与病变。定层面的结构与病变。2020/11/1423体层摄影（tomography）：体层摄影则可通过特殊的装置2020/11/14242020/11/1424全景体层摄影全景体层摄影平面体层平面体层2020/11/1425全景体层摄影平面体层2020/11/1425口腔全景摄影口腔全景摄影心脏记波摄影心脏记波摄影2020/11/1426口腔全景摄影心脏记波摄影2020/11/14262020/11/14272020/11/1427软线摄影软线摄影u采用能发射软采用能发射软X线的线的钼靶管球，用以检查钼靶管球，用以检查软组织，特别是乳腺软组织，特别是乳腺的检查。的检查。2020/11/1428软线摄影采用能发射软X线的钼靶管球，用以检查软组织，特别是乳 造造 影影 检查检查 人人体体组组织织结结构构中中，有有相相当当一一部部分分，只只依依靠靠它它们们本本身身的的密密度度与与厚厚度度差差异异不不能能在在普普通通检检查查中中显显示示。此此时时，可可以以将将高高于于或或低低于于该该组组织织结结构构的的物物质质引引入入器器官官内内或或其其周周围围间间隙隙，使使之之产产生生对对比比以以显显影影，此此即即造造影影检检查查。引引入入的的物物质质称称为为造造影影剂剂（contrast contrast mediamedia）。造造影影检检查的应用，显著扩大了查的应用，显著扩大了X X线检查的范围线检查的范围）2020/11/1429 造 影 检查 人体组织结构中，有相 造影剂造影剂高密度造影剂低密度造影剂2020/11/1430 造影剂高密度造影剂2020/11/1430 1 1高密度造影剂高密度造影剂u：为原子序数高、比重大为原子序数高、比重大的物质。常用的有钡剂和的物质。常用的有钡剂和碘剂。碘剂。2020/11/1431 1高密度造影剂：为原子序数高、比重大的物质。常用 钡剂钡剂u为医用硫酸钡粉末，加水和胶配成。根为医用硫酸钡粉末，加水和胶配成。根据检查部位及目的，按粉末微粒大小、据检查部位及目的，按粉末微粒大小、均匀性以及用水和胶的量配成不同类型均匀性以及用水和胶的量配成不同类型的钡混悬液，通常以重量的钡混悬液，通常以重量/体积比来表示体积比来表示浓度。硫酸钡混悬液主要用于食管及胃浓度。硫酸钡混悬液主要用于食管及胃肠造影，并可采用钡、气双重对比检查，肠造影，并可采用钡、气双重对比检查，以提高诊断质量。以提高诊断质量。2020/11/1432 钡剂为医用硫酸钡粉末，加 碘制剂碘制剂u1、离子型造影剂。这类高渗性离子型造影剂，、离子型造影剂。这类高渗性离子型造影剂，可引起血管内液体增多和血管扩张，肺静脉压可引起血管内液体增多和血管扩张，肺静脉压升高，血管内皮损伤及神经毒性较大等缺点，升高，血管内皮损伤及神经毒性较大等缺点，使用中可出现毒副反应。使用中可出现毒副反应。u2、非离子型造影剂，它具有相对低渗性、低、非离子型造影剂，它具有相对低渗性、低粘度、低毒性等优点，大大降低了毒副反应，粘度、低毒性等优点，大大降低了毒副反应，适用于血管、神经系统及造影增强适用于血管、神经系统及造影增强CT扫描，扫描，费用较高。费用较高。2020/11/1433 碘制剂1、离子型造影剂。u水水溶溶性性碘碘造造影影剂剂有有以以下下类类型型：离离子子型型，以以泛泛影影葡葡胺胺（urografinurografin）为为代代表表；非非离离子子型型以以碘碘苯苯六六醇醇（iohexoliohexol）、碘碘普普罗罗胺胺（iopromideiopromide）、碘碘必必乐乐（iopamidoliopamidol）为为代代表表；非非离离子子型型二二聚聚体，以碘曲仑（体，以碘曲仑（iotrolaniotrolan）为代表。）为代表。u无无机机碘碘制制剂剂当当中中，碘碘化化物物的的碘碘苯苯酯酯（pantopaquepantopaque），可可注注入入椎椎管管内内作作脊脊骨骨造造影影，但但近近来来已已用用非非离离子子型型二二聚聚体体碘碘水水剂。剂。2020/11/1434水溶性碘造影剂有以下类型：离子型，以泛影葡胺（urogra 造影剂造影剂2020/11/1435 造影剂2020/11/1435 2 2低密度造影剂低密度造影剂 为为原原子子序序数数低低、比比重重小小的的物物质质。目目前前应应用用于于临临床床的的有有二二氧氧化化碳碳、氧氧气气、空空气气等等。在在人人体体内内二二氧氧化化碳碳吸吸收收最最快快，空空气气吸吸收收最最慢慢。空空气气与与氧氧气气均均不不能能直直接接注注入入血血管管内内，以以免免发发生生气气栓栓。可可用用于于蛛蛛网网膜膜下下腔腔、关关节节囊囊、腹腹腔腔、胸腔及软组织间隙的造影。胸腔及软组织间隙的造影。2020/11/1436 2低密度造影剂 为原子序数低、比重小的物质。目前应高密度造影剂高密度造影剂 低密度造影剂低密度造影剂2020/11/1437高密度造影剂 低密度造影剂2020/11/143 造影方式造影方式u1直接引入：直接引入：u 口服法口服法：食管及胃肠钡餐检查；：食管及胃肠钡餐检查；u 灌注法灌注法；钡剂灌肠，支气管造影，；钡剂灌肠，支气管造影，逆行胆管造影，逆行泌尿道造影，瘘管、逆行胆管造影，逆行泌尿道造影，瘘管、脓腔造影及子宫输卵管造影等；脓腔造影及子宫输卵管造影等；u 穿刺注入法穿刺注入法：可直接或经导管注入：可直接或经导管注入器官或组织内，如心血管造影，关节造器官或组织内，如心血管造影，关节造影和脊髓造影等。影和脊髓造影等。2020/11/1438 造影方式1直接引入：2020/11/1438u2间接引入法间接引入法:造影剂先被引入某一特造影剂先被引入某一特定组织或器官内，后经吸收并聚集于欲定组织或器官内，后经吸收并聚集于欲造影的某一器官内，从而使之显影。造影的某一器官内，从而使之显影。u吸收性造影：如淋巴管造影。吸收性造影：如淋巴管造影。u排泄性造影：如静脉胆道造影、静脉排泄性造影：如静脉胆道造影、静脉肾盂造影、口服法胆囊造影等。前二者肾盂造影、口服法胆囊造影等。前二者是经静脉注入造影剂后，造影剂聚集于是经静脉注入造影剂后，造影剂聚集于肝、肾，再排泄入胆管或泌尿道内。后肝、肾，再排泄入胆管或泌尿道内。后者是口服造影剂后，造影剂经肠道吸收者是口服造影剂后，造影剂经肠道吸收进入血循环，再到肝胆并排入胆囊内，进入血循环，再到肝胆并排入胆囊内，即在蓄积过程中摄影。即在蓄积过程中摄影。2020/11/14392间接引入法:造影剂先被引入某一特定组织或器官内，后经2020/11/14402020/11/1440检查前准备及造影反应的处理检查前准备及造影反应的处理 u了解患者有无造影的禁忌证，如严重了解患者有无造影的禁忌证，如严重心、肾疾病和过敏体质等；心、肾疾病和过敏体质等；u作好解释工作，争取患者合作；作好解释工作，争取患者合作；u造影剂过敏试验，一般用造影剂过敏试验，一般用1ml30%1ml30%的造的造影剂静脉注射，观察影剂静脉注射，观察1515分钟，如出现胸分钟，如出现胸闷、咳嗽、气促、恶心、呕吐和荨麻疹闷、咳嗽、气促、恶心、呕吐和荨麻疹等，则为阳性，不宜造影检查。但应指等，则为阳性，不宜造影检查。但应指出，尽管无上述症状，造影中也可发生出，尽管无上述症状，造影中也可发生反应。因此，关键在于应有抢救过敏反反应。因此，关键在于应有抢救过敏反应的准备与能力应的准备与能力.2020/11/1441检查前准备及造影反应的处理 了解患者有无造影的禁忌证，如u作好抢救准备，严重反应包括周围循作好抢救准备，严重反应包括周围循环衰竭和心脏停搏、惊厥、喉水肿、肺环衰竭和心脏停搏、惊厥、喉水肿、肺水肿和哮喘发作等。遇此情况，应立即水肿和哮喘发作等。遇此情况，应立即终止造影并进行抗休克、抗过敏和对症终止造影并进行抗休克、抗过敏和对症治疗。呼吸困难应给氧，周围循环衰竭治疗。呼吸困难应给氧，周围循环衰竭应给去甲肾上腺素，心脏停搏则需立即应给去甲肾上腺素，心脏停搏则需立即进行心脏按摩。进行心脏按摩。2020/11/1442作好抢救准备，严重反应包括周围循环衰竭和心脏停搏、惊厥、喉 医学影像学检查方法的选择医学影像学检查方法的选择uX X线检查方法的选择，应该在了解各种线检查方法的选择，应该在了解各种X X线检查方法的适应证、禁忌证和优缺点线检查方法的适应证、禁忌证和优缺点的基础上，选择安全、准确、简便而又的基础上，选择安全、准确、简便而又经济的方法。对于可能产生一定反应和经济的方法。对于可能产生一定反应和有一定危险的检查方法，选择时更应严有一定危险的检查方法，选择时更应严格掌握适应证，不可视作常规检查加以格掌握适应证，不可视作常规检查加以滥用，以免给患者带来痛苦和损失。滥用，以免给患者带来痛苦和损失。2020/11/1443 医学影像学检查方法的选择X线检查方法的选择，应该在了解第五节：医学影像学诊断原则和步骤u诊断原则：u全面观察、具体分析全面观察、具体分析u结合临床、准确诊断结合临床、准确诊断2020/11/1444第五节：医学影像学诊断原则和步骤诊断原则：2020/11/X X线分析与诊断线分析与诊断X X线诊断结果基本有三种情况：线诊断结果基本有三种情况：肯定性诊断，即经过肯定性诊断，即经过X X线检查，可以确诊。线检查，可以确诊。否否定定性性诊诊断断，即即经经过过X X线线检检查查，排排除除了了某某些些疾疾病病。但但应应注注意意它它有有一一定定限限制制，因因病病变变从从发发生生到到出出现现X X线线表表现现需需要要一一定定时时间间，在在该该时时间间内内X X线线检检查查可可以以呈呈阴阴性性；病病变变与与其其所所在在器器官官组组织织间间的的自自然然对对比比好好坏坏也也会会影影响响X X线线征征象象的的显显示示。因因此此，要要正正确确评评价价否否定定性性诊诊断断的的意意义。义。可可能能性性诊诊断断，即即经经过过X X线线检检查查，发发现现了了某某些些X X线线征征象象，但但不不能能确确定定病病变变性性质质，因因而而列列出几个可能性。出几个可能性。2020/11/1445 X线分析与诊断X线诊断结果基本有三种情况：2 X X线诊断的临床应用线诊断的临床应用 X X线线诊诊断断用用于于临临床床已已有有百百年年历历史史。尽尽管管其其他他一一些些先先进进的的影影像像检检查查技技术术，例例如如CTCT和和MRIMRI等等对对一一部部分分疾疾病病的的诊诊断断，显显示示出出了了很很大大的的优优越越性性，但但它它们们并并不不能能取取代代X X线线检检查查。一一些些部部位位的的检检查查，例例如如胃胃肠肠道道，骨骨关关节节及及心心血血管管，仍仍主主要要使使用用X X线线检检查查。X X线线还还具具有有成成像像清清晰晰、经经济济、简简便便等等特特点点，因因此此，在在国国内内外外，X X线线诊诊断断仍仍然然是是影影像像诊诊断断中中使使用用最最广广泛泛和和最最基本的方法。基本的方法。2020/11/1446 X线诊断的临床应用 X线诊断用于临床已有百年第六节：第六节：X X线检查中的防护线检查中的防护X X线线检检查查应应用用很很广广，接接触触X X线线的的人人也也越越来来越越多多。因因此此，应应该该重重视视X X线线检检查查中中的的防防护护问问题题。应应了了解解放放射射防防护护的的意意义、方法和措施。义、方法和措施。2020/11/1447第六节：X线检查中的防护X线检查应用很广，接触X线的人也越来 放射防护的意义放射防护的意义u1 1、正正确确认认识识：X X穿穿透透人人体体将将产产生生一一定定的的生生物物效效应应。若若接接触触的的X X线线量量过过多多，超超过过容容许许曝曝射射量量，可可能能产产生生放放射射反反应应，因因此此，不应对不应对X X线检查产生疑虑或恐惧，线检查产生疑虑或恐惧，u2 2、重重视视防防护护：如如控控制制X X线线检检查查中中的的曝曝射射量量并并采采取取有有效效的的防防护护措措施施，安安全全合合理理的的使使用用X X线线检检查查，尽尽可可能能避避免免不不必必要要的的X X线线曝射，以保护患者和工作人员的健康。曝射，以保护患者和工作人员的健康。2020/11/1448 放射防护的意义1、正确认识：X穿透人体将产生一u3 3、改进设备：高千伏技术、影像增强技、改进设备：高千伏技术、影像增强技术、高速增感屏和快速术、高速增感屏和快速X X线感光胶片的使线感光胶片的使用，使用，使X X线曝射量已显著减少，放射损害线曝射量已显著减少，放射损害的可能性也越来越小。但是仍不能掉以的可能性也越来越小。但是仍不能掉以轻心，尤其应重视孕妇、小儿和长期接轻心，尤其应重视孕妇、小儿和长期接触射线的工作人员。近年来介入放射学触射线的工作人员。近年来介入放射学开展越来越多，射线防护问题应予注意。开展越来越多，射线防护问题应予注意。2020/11/14493、改进设备：高千伏技术、影像增强技术、高速增感屏和快速X线第二章第二章 Computer tomography Computer tomographyuCTCT（Computer tomographyComputer tomography）计算机体层）计算机体层成像是成像是Hounsfield 1969Hounsfield 1969年设计成功，年设计成功，19721972年公诸于世的。年公诸于世的。CTCT不同于不同于X X线成像，线成像，它是用它是用X X线束对人体层面进行扫描，通过线束对人体层面进行扫描，通过探测器取得信息，经计算机处理而获得探测器取得信息，经计算机处理而获得的重建图像。所显示的是断面解部图像，的重建图像。所显示的是断面解部图像，其密度分辨力明显优于其密度分辨力明显优于X X线图像。由于线图像。由于CTCT大大促进了医学影像学的发展。大大促进了医学影像学的发展。HounsfieldHounsfield获得了获得了19791979年的诺贝尔奖。年的诺贝尔奖。2020/11/1450第二章 Computer tomographyCT（Comp第一节第一节 CT CT成像的基本原理与设备成像的基本原理与设备 2020/11/1451第一节 CT成像的基本原理与设备 2020/11/1451一、一、CTCT的成像基本原理的成像基本原理X线人体探测器光/电转换器模/数转换器计算机数/模转换器2020/11/1452一、CT的成像基本原理X线人体探测器光/电模/数计数/模20 二、二、CT设备设备uCT设备主要有以下三部分：设备主要有以下三部分：u扫描部分由扫描部分由X X线管、探测器和扫描架组线管、探测器和扫描架组成；成；u计算机系统，将扫描收集到的信息数计算机系统，将扫描收集到的信息数据进行贮存运算；据进行贮存运算；u图像显示和存储系统，将经计算机处图像显示和存储系统，将经计算机处理、重建的图像显示在电视屏上或用多理、重建的图像显示在电视屏上或用多幅照相机或激光照相机将图像摄下。幅照相机或激光照相机将图像摄下。2020/11/1453 二、CT设备CT设备主要有以下三第二节第二节 CT CT图像特点图像特点u CTCT图图像像是是由由一一定定数数目目由由黑黑到到白白不不同同灰灰度度的的象象素素按按矩矩阵阵排排列列所所构构成成。这这些些象象素素反反映映的的是是相相应应体体素素的的X X线线吸吸收收系系数数。不不同同CTCT装装置置所所得得图图像像的的象象素素大大小小及及数数目目不不同同。大大小小可可以以是是1.01.0mm1.01.0mm，0.5 0.5 0.5mm0.5mm不不等等；数数目目可可以以是是256256256256，即即6553665536个个，或或512512512512，即即262144262144个个不不等等。显显然然，象象素素越越小小，数数目目越越多多，构构成成的的图图像像越越细细致致，即即 空空 间间 分分 辩辩 力力（spatial spatial resolutionresolution）高高。CTCT图图像像的的空空间间分分辨辨力力不如不如X X线图像高。线图像高。2020/11/1454第二节 CT图像特点 CT图像是由一定数目由黑到白不同灰度 第三节第三节 CT CT检查技术检查技术u1 1、CTCT检查分平扫（检查分平扫（plain CT scanplain CT scan）、）、u2 2、造影增强扫描（、造影增强扫描（contrast contrast enhancementenhancement，CECE）u3 3、造影扫描、造影扫描2020/11/1455 第三节 CT检查技术1、CT检查分平扫（plain C第四节第四节 CT CT分析与诊断分析与诊断u在观察分析时，应先了解扫在观察分析时，应先了解扫描的技术条件，是平扫还是描的技术条件，是平扫还是增强扫描，再对每帧增强扫描，再对每帧CT图像图像进行观察。进行观察。2020/11/1456第四节 CT分析与诊断在观察分析时，应先了解扫描的技术条件第五节第五节 CT诊断的临床应用诊断的临床应用uCT诊断由于它的特殊诊断价值，已广泛诊断由于它的特殊诊断价值，已广泛应用于临床。但应用于临床。但CT设备比较昂贵，检查设备比较昂贵，检查费用偏高，某些部位的检查，诊断价值，费用偏高，某些部位的检查，诊断价值，尤其是定性诊断，还有一定限度，所以尤其是定性诊断，还有一定限度，所以不宜将不宜将CT检查视为常规诊断手段，应在检查视为常规诊断手段，应在了解其优势的基础上，合理的选择应用。了解其优势的基础上，合理的选择应用。2020/11/1457第五节 CT诊断的临床应用CT诊断由于它的特殊诊断价值，已第第 三三 章章 数数 字字 减减 影影 血血 管管 造造 影影（DSA）u（digital subtraction angiography）传统血管）传统血管造影，因血管与骨骼及软组织影重迭，血管显造影，因血管与骨骼及软组织影重迭，血管显影不清。过去采用光学减影技术可消除骨骼和影不清。过去采用光学减影技术可消除骨骼和软组织影，使血管显影清晰。软组织影，使血管显影清晰。DSA则是利用计则是利用计算机处理数字化的影像信息，以消除骨骼和软算机处理数字化的影像信息，以消除骨骼和软组织影的减影技术，是新一代血管造影的成像组织影的减影技术，是新一代血管造影的成像技术。技术。Nudelman于于1977年获得第一张年获得第一张DSA的的图像。目前，在血管造影中这种技术应用已很图像。目前，在血管造影中这种技术应用已很普遍。普遍。2020/11/1458第三章 数字减影血管造影（DSA）（digital sub第一节第一节 DSA的成像基本原理与设备的成像基本原理与设备uDSA是将是将X线影像信息数字化然后行计算机处线影像信息数字化然后行计算机处理和图象重建的一门成像技术，属于（理和图象重建的一门成像技术，属于（digital radiography，DR）的一个组成部分，）的一个组成部分，DR是先是先使人体某部份在影像增强器（使人体某部份在影像增强器（TV）影屏上成）影屏上成像，用高分辨力摄象管对影像增强器上的图像像，用高分辨力摄象管对影像增强器上的图像行序列扫描，把所得连续视频信号转为间断各行序列扫描，把所得连续视频信号转为间断各自独立的信息，有如把自独立的信息，有如把TV上的图像分成一定上的图像分成一定数量的小方块，即象素。经模拟数量的小方块，即象素。经模拟/数字转换成数数字转换成数字，并按序列排成数字矩阵。这样，图像就被字，并按序列排成数字矩阵。这样，图像就被象素化和数字化了。象素化和数字化了。2020/11/1459第一节 DSA的成像基本原理与设备DSA是将X线影像信息数u数数字字矩矩阵阵可可为为256256256、512512512512或或1024102410241024。象象素素越越小小、越越多多，则则这这个个图图像像就就是是经经过过数数字字化化处处理理的的图图像。像。uDSADSA设设备备包包括括TV、高高分分辨辨力力摄摄像像管管、计计算算机机、磁磁盘盘、阴阴极极线线管管和和操操作作台台等部分。等部分。u数数字字减减影影血血管管造造影影的的方方法法有有几几种种，目目 前前 常常 用用 的的 是是 时时 间间 减减 影影 法法（temporal subtraction method）。）。2020/11/1460数字矩阵可为256256、512512或1024102DSA检查技术检查技术u根根据据将将造造影影剂剂注注入入动动脉脉或或静静脉脉而而分分为为动动脉脉DSA（intraarterial DSA，IADSA）和和静静脉脉IVDSA（intravenous DSA，IVDSA）两两种种。由由于于IADSA血血管管成成像像清清楚楚，造造影影剂剂用用量量少少，所所以以应用多。应用多。2020/11/1461DSA检查技术根据将造影剂注入动脉或静脉而分为动脉DSA（iuIADSA的操作是将导管插入欲查动脉开的操作是将导管插入欲查动脉开口，导管尾端接压力注射器，快速注入口，导管尾端接压力注射器，快速注入造影剂。于造影前及整个造影过程中，造影剂。于造影前及整个造影过程中，以每秒以每秒1-3帧或更多的帧频，摄像帧或更多的帧频，摄像7-10秒。秒。经操作台处理即可得减影的血管图像。经操作台处理即可得减影的血管图像。uIVDSA可经导管或针刺静脉，向静脉内可经导管或针刺静脉，向静脉内注入造影剂，再进行减影处理。注入造影剂，再进行减影处理。2020/11/1462IADSA的操作是将导管插入欲查动脉开口，导管尾端接压力注射 第三节第三节 DSA的临床应用的临床应用u目前，目前，IVDSA经周围静脉注入经周围静脉注入造影剂，即可获得动脉造影，操造影剂，即可获得动脉造影，操作方便，但检查区的大血管同时作方便，但检查区的大血管同时显影，互相重迭，造影剂用量较显影，互相重迭，造影剂用量较多，故临床应用少，不过在动脉多，故临床应用少，不过在动脉插管困难或不适于作插管困难或不适于作IADSA时可时可以采用。以采用。2020/11/1463 第三节 DSA的临床应用目前，IVDSA经周围静脉注 2020/11/1464 2020/11/1464 2020/11/1465 2020/11/1465第四章第四章 核磁共振成像核磁共振成像u磁共振磁共振 成像是利用原子核在磁场内成像是利用原子核在磁场内共振所产生的信号经重建成像的一共振所产生的信号经重建成像的一种成像技术。种成像技术。u核磁共振（核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR）是一种核物理现）是一种核物理现象。象。2020/11/1466第四章 核磁共振成像磁共振 成像是利用原子核在磁场内共振所u早在早在1946年年Block与与Purcell就报道了这种就报道了这种现象并应用于波谱学。现象并应用于波谱学。Lauterbur1973年年发表了发表了MR成像技术，使核磁共振不仅用成像技术，使核磁共振不仅用于物理学和化学，也应用于临床医学领于物理学和化学，也应用于临床医学领域。近年来，核磁共振成像技术发展十域。近年来，核磁共振成像技术发展十分迅速，已日臻成熟完善。检查范围基分迅速，已日臻成熟完善。检查范围基本上覆盖了全身各系统，并在世界范围本上覆盖了全身各系统，并在世界范围内推广应用。参与内推广应用。参与MRI成像的因素较多，成像的因素较多，信息量大而且不同于现有各种影像学成信息量大而且不同于现有各种影像学成像，在诊断疾病中有很大优越性和应用像，在诊断疾病中有很大优越性和应用潜力。潜力。2020/11/1467早在1946年Block与Purcell就报道了这种现象并应一、一、MRIMRI成像的基本原理成像的基本原理MR信号接收器光/电转换器模/数转换器计算机数/模转换器2020/11/1468一、MRI成像的基本原理MR信号光/电模/数计数/模2020 一、磁共振现象与一、磁共振现象与MRIu含单数质子的原子核，例如人体内广泛存在的含单数质子的原子核，例如人体内广泛存在的氢原子核，其质子有自旋运动，带正电，产生氢原子核，其质子有自旋运动，带正电，产生磁矩，有如一个小磁体。小磁体自旋轴的排列磁矩，有如一个小磁体。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。体的自旋轴将按磁场磁力线的方向重新排列。在这种状态下，用特定频率的射频脉冲在这种状态下，用特定频率的射频脉冲（radiofrequency，RF）进行激发，作为小磁）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。了磁共振现象。2020/11/1469 一、磁共振现象与MRI含单数质子的原子核，例如u若外磁场停止发射射频脉冲，则被激发若外磁场停止发射射频脉冲，则被激发的氢原子核把所吸收的能逐步释放出来，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。其相位和能级都恢复到激发前的状态。这一恢复过程称为弛豫过程（这一恢复过程称为弛豫过程（relaxation process），而恢复到原来平衡状态所需），而恢复到原来平衡状态所需的时间则称之为弛豫时间（的时间则称之为弛豫时间（relaxation time）。有两种弛豫时间即）。有两种弛豫时间即T1和和T2。2020/11/1470若外磁场停止发射射频脉冲，则被激发的氢原子核把所吸收的能逐步 T1T1u即自旋即自旋-晶格弛豫时间（晶格弛豫时间（spin-lattice relaxation time）又称纵向弛豫时间）又称纵向弛豫时间（longitudinal relaxation time）反映自）反映自旋核把吸收的能传给周围晶格所需要的旋核把吸收的能传给周围晶格所需要的时间，也是时间，也是90射频脉冲质子由纵向磁化射频脉冲质子由纵向磁化转到横向磁化之后再恢复到纵向磁化激转到横向磁化之后再恢复到纵向磁化激发前状态所需时间，称发前状态所需时间，称T T1 1。2020/11/1471 T1即自旋-晶格弛豫时间（spin-T2T2u即自旋即自旋-自旋弛豫时间（自旋弛豫时间（spin-spin spin-spin relaxation timerelaxation time），又称横向弛豫时间），又称横向弛豫时间（transverse relaxation timetransverse relaxation time）。反）。反映横向磁化衰减、丧失的过程，也即是映横向磁化衰减、丧失的过程，也即是横向磁化所维持的时间，称横向磁化所维持的时间，称T T2 2 。T T2 2衰减衰减是由共振质子之间相互磁化作用所引起，是由共振质子之间相互磁化作用所引起，与与T T1 1不同，它引起相位的变化。不同，它引起相位的变化。2020/11/1472 T2即自旋-自旋弛豫时间（spin-spinu人体不同器官的正常组织与病理组织的人体不同器官的正常组织与病理组织的T T1 1是相对固定的，而且它们之间有一定的是相对固定的，而且它们之间有一定的差别，差别，T T2 2也是如此。这种组织间弛豫时间也是如此。这种组织间弛豫时间上的差别，是上的差别，是MRIMRI的成像基础。有如的成像基础。有如CTCT时，时，组织间吸收系数（组织间吸收系数（CTCT值）差别是值）差别是CTCT成像成像基础的道理。但基础的道理。但MRIMRI不像不像CTCT只有一个参数，只有一个参数，即吸收系数，而是有即吸收系数，而是有T T1 1、T T2 2和和自旋核密自旋核密度度（P P）等几个参数，其中）等几个参数，其中T T1 1与与 T T2 2尤为重尤为重要。因此，获得选定层面中各种组织的要。因此，获得选定层面中各种组织的T T1 1（或（或 T T2 2）值，就可获得该层面中包括各）值，就可获得该层面中包括各种组织影像的图像。种组织影像的图像。2020/11/1473人体不同器官的正常组织与病理组织的T1是相对固定的，而且它们 二、二、MRI 设设 备备uMRI的的成成像像系系统统包包括括MR信信号号产产生生和和数数据据采采集集与与处处理理及及图图像像显显示示两两部部分分。MR信信号号的的产产生生是是来来自自大大孔孔径径，具具有有三三维维空空间间编编码码的的MR波波谱谱仪仪，而而数数据据处处理理及及图图像像显显示示部部分分，则则与与CT扫扫描描装装置相似。置相似。uMRI设设备备包包括括磁磁体体、梯梯度度线线圈圈、供供电电部部分分、射射频频发发射射器器及及MR信信号号接接收收器器，这这些些部部分分负负责责MR信信号号产产生生、探探险险测测与与编编码码；模模拟拟转转换换器器、计计算算机机、磁磁盘盘与与磁磁带带机机等等，则则负负责责数数据据处处理理、图图像像重建、显示与存储。重建、显示与存储。2020/11/1474 二、MRI 设 备MRI的成像系统包括MR MRI成像类型成像类型u磁体有磁体有常导型常导型、超导型超导型和和永永磁型磁型三种，直接关系到磁场三种，直接关系到磁场强度、均匀度和稳定性，并强度、均匀度和稳定性，并影响影响MRI的图像质量。的图像质量。2020/11/1475 MRI成像类型磁体有常导型、超导型和永第二节第二节 MRI图像特点图像特点u1、灰阶成像灰阶成像u2、流空效应、流空效应u3、三维成像、三维成像u4、运动器官成像、运动器官成像2020/11/1476第二节 MRI图像特点1、灰阶成像2020/11/1476一、一、灰灰 阶阶 成成 像像u具具有有一一定定T T1 1差差别别的的各各种种组组织织，包包括括正正常常与与病病变变组组织织，转转为为模模拟拟灰灰度度的的黑黑白白影影，则则可可使使器器官官及及其其病病变变成成像像。MRIMRI所所显显示示的的解解剖剖结结构构非非常常逼逼真真，在在良良好好清清晰晰的的解解剖剖背背景景上上，再再显显出出病病变变影影像像，使得病变同解剖结构的关系更明确。使得病变同解剖结构的关系更明确。u值值得得注注意意的的是是，MRIMRI的的影影像像虽虽然然也也以以不不同同灰灰度度显显示示，但但反反映映的的是是MRMR信信号号强强度度的的不不同同或或弛弛豫豫时时间间T T1 1与与T T2 2的的长长短短，而而不不象象CTCT图图像像，灰灰度度反反映映的的是组织密度。是组织密度。2020/11/1477一、灰 阶 成 像具有一定T1差别的各种组织，包括正常与病uMRIMRI的图像如主要反映组织间的图像如主要反映组织间T T1 1 特特征参数时，为征参数时，为T T1 1 加权像（加权像（T T1 1 weighted imageweighted image，T T1 1WIWI），它反映的），它反映的是组织间是组织间T T1 1的差别。如主要反映组织的差别。如主要反映组织间间T T2 2 特征参数时，则为特征参数时，则为T T2 2 加权像加权像（T T2 2 weighted image weighted image，T T2 2WIWI）。）。2020/11/1478MRI的图像如主要反映组织间T1 特征参数时，为T1 加权像 二、流二、流 空空 效效 应应u心心血血管管内内的的血血液液由由于于流流动动迅迅速速，使使发发射射MRMR信信号号的的氢氢原原子子核核离离开开接接收收范范围围之之外外，所所以以测测不不到到MRMR信信号号，在在T T1 1WI WI 或或T T2 2WIWI中中均均呈呈黑黑影影，这这就就是是流流空空效效应应（flowing flowing Void Void effecteffect）。这这一一效效应应使使心心腔腔和和血血管管显影，是显影，是CTCT所不能比拟的。所不能比拟的。2020/11/1479 二、流 空 效 应心血管内的血液由于流动迅速，使发射M 三、三三、三 维维 成成 像像uMRIMRI可获得人体横断面、冠状面及任可获得人体横断面、冠状面及任何方向断面的图像，有利于病变的何方向断面的图像，有利于病变的三维定位。一般三维定位。一般CTCT则难于作到直接则难于作到直接三维显示，需采用重建的方法才能三维显示，需采用重建的方法才能获得冠状面或矢状面图像以及三维获得冠状面或矢状面图像以及三维重建立体像。重建立体像。2020/11/1480 三、三 维 成 像MRI可获得人体横断面、冠状面及 四、运动器官成像四、运动器官成像u采采用用呼呼吸吸和和心心电电图图门门控控（gating）成成像像技技术术，不不仅仅能能改改善善心心脏脏大大血血管管的的MR成成像像，还可获得其动态图像。还可获得其动态图像。2020/11/1481 四、运动器官成像采用呼吸和心电图门控（gating）成第三节第三节 MRI检查技术检查技术uMRI的扫描技术有别于的扫描技术有别于CT扫描。不仅要横断扫描。不仅要横断面图像，还常要矢状面或（和）冠状面图像。面图像，还常要矢状面或（和）冠状面图像。还需获得还需获得T T1 1WI WI 和和T T2 2WIWI。因此，需选择适当的脉。因此，需选择适当的脉冲序列和扫描参数。常用多层面、多回波的自冲序列和扫描参数。常用多层面、多回波的自旋回波（旋回波（spin echospin echo，SESE）技术。扫描时间参）技术。扫描时间参数有回波时间（数有回波时间（echo timeecho time，TETE）和脉冲重复）和脉冲重复间隔时间（间隔时间（repetition timerepetition time，TRTR）。使用短）。使用短TRTR和短和短TETE可得可得T T1 1WIWI，而用长，而用长TRTR和长和长TETE可得可得T T2 2WIWI。时间以毫秒计。依时间以毫秒计。依TETE的长短，的长短，T T2 2WIWI又右分为重、又右分为重、中、轻三种。中、轻三种。2020/11/1482第三节 MRI检查技术MRI的扫描技术有别于CT扫描。不仅u病变在不同病变在不同T T2 2WIWI中信号强度的变化，可中信号强度的变化，可以帮助判断病变的性质。例如，肝血管以帮助判断病变的性质。例如，肝血管瘤瘤T T1 1WIWI呈低信号，在轻、中、重度呈低信号，在轻、中、重度T T2 2WIWI上上则呈高信号，且随着加重程度，信号强则呈高信号，且随着加重程度，信号强度有递增表现，即在重度有递增表现，即在重T T2 2WIWI上其信号特强。上其信号特强。肝细胞癌则不同，肝细胞癌则不同，T T1 1WIWI呈稍低信号，在轻、呈稍低信号，在轻、中度中度T T2 2WI WI 呈稍高信号，而重度呈稍高信号，而重度T T2 2WIWI上又上又略低于中度略低于中度T T2 2WIWI的信号强度。再结合其他的信号强度。再结合其他临床影像学表现，不难将二者区分。临床影像学表现，不难将二者区分。2020/11/1483病变在不同T2WI中信号强度的变化，可以帮助判断病变的性质。第四节第四节 MRI MRI分析与诊断分析与诊断u观察前，要先了解观察前，要先了解MRIMRI设备的类设备的类型、磁场强度和扫描技术条件，型、磁场强度和扫描技术条件，如如TRTR与与TETE的长短，因为它们直接的长短，因为它们直接影响图像的对比度，还有助于分影响图像的对比度，还有助于分辨辨T T1 1WI WI 和和T T2 2WIWI。2020/11/1484 第四节 MRI分析与诊断观察前，要先了解MRI设备的u第五节第五节 MRI MRI诊断的临床应用诊断的临床应用uMRIMRI诊断广泛应用于临床，时诊断广泛应用于临床，时间虽短，但已显出它的优越间虽短，但已显出它的优越性。性。2020/11/1485第五节 MRI诊断的临床应用2020/11/1485第六节第六节 正电子体层成像正电子体层成像（PETPET）PETPET全称为正电子发射型计算机断层全称为正电子发射型计算机断层(POSITRON EMISSION COMPUTED(POSITRON EMISSION COMPUTED TOMOGRAPHY)TOMOGRAPHY)，简称，简称PETPET，是目前唯一的，是目前唯一的用解剖形态方式进行功能、代谢和受体用解剖形态方式进行功能、代谢和受体显像的技术。它在分子水平上显示生物显像的技术。它在分子水平上显示生物物质相应生物活动的空间分布、数量及物质相应生物活动的空间分布、数量及其随时间的变化，故又称为生化显像或其随时间的变化，故又称为生化显像或分子显像。分子显像。2020/11/1486第六节 正电子体层成像（PET）PET全称为正电子发射型PETPET显像是一种显像是一种“核素示踪影像技术核素示踪影像技术”。它是利用回旋加速器生产带正。它是利用回旋加速器生产带正电子的放射性核素，合成生物示踪电子的放射性核素，合成生物示踪药物药物,引入体内定位于靶器官引入体内定位于靶器官.并以并以符合探测装置，来探测其湮没辐射符合探测装置，来探测其湮没辐射的光子。所采集的信息通过计算机的光子。所采集的信息通过计算机处理，显示出靶器官的断层图像并处理，显示出靶器官的断层图像并给出定量生理参数。给出定量生理参数。2020/11/1487PET显像是一种“核素示踪影像