医学影像学概论课件

单击此处编辑标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,放射介入基本概念,*,医学影像学概论,解放军第,254,医院放射科,朱砚,医学影像学概论解放军第254医院放射科,医学影像学的定义,医学影像学是以医学影像为基础，集,X,线、计算机体层摄影,（,CT,）,、磁共振成像（,MRI,）、数字减影,（,DSA,）,正电子发射体层,（,PET,）,、核医学、超声学,（,US,）,、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。,医学影像学的定义 医学影像学是以医学影像为基础,X,线成像,德国物理学家伦琴在暗室偶然发现了一种看不见的射线，能穿透普通光线所不能穿透的纸板和木板等，并能作用于荧光屏产生荧光，伦琴把这种射线称为,X,线。,X,线的发现，对近代科学理论和应用技术，特别是对医学科学领域内的不断创新和技术突破产生了十分重大的影响，开创了,X,线检查疾病的新纪元。,X线成像 德国物理学家伦琴在暗室偶然发现了一种看,X,线的产生,X,线是由高速运动的电子撞击物质突然受阻时产生的。,X,线的产生，必须具备,3,个条件：,自由活动的电子群；,电子群在高压电场和真空条件下高速运行；,电子群在高速运行时突然受阻（靶面）。,X线的产生,X,线机的基本结构,X,线管（,X-Ray Tube,）目前常用的,X,线管是热阴极真空管。阴极是钨制灯丝，阳极为钨靶，用以阻挡快速运行的电子群。,变压器,控制器 主要用以调节通过,X,线管两极的电压和通过阴极灯丝的电流，分别控制,X,线的质和量。控制器内装有许多电钮、电表、电阻和自耦变压器，还装有调节曝光时间的计时器。,X线机的基本结构 X线管（X-Ray Tube）目前常用的X,X,线球管,X线球管,X,线的产生,X,线的产生是经过降压变压器使,X,线管灯丝加热，产生自由电子并云集在阴极附近。当升压变压器向,X,线管两极提供高压电时，阴极与阳极间的电势差陡增，处于活跃状态的自由电子，受强有力的吸引，成束以高速由阴极向阳极行进，撞击阳极钨靶原子结构并发生能量转换，其中大约,1,能量形成了,X,线，由,X,线管窗口发射，其余,99,以上则转换为热能，由散热设施散发。,X线的产生X线的产生是经过降压变压器使X线管灯丝加热，产生自,X,线的特性,穿透性,荧光作用,感光作用,电离作用,生物效应,X线的特性穿透性,X,线的特性,穿透性,X,线对人体各种组织结构穿透力的差别是,X,线成像的基础。,X,线具有很强的穿透力，能穿透一般可见光不能穿透的各种不同密度的物质。,X,线对人体各种组织穿透力的差别是,X,线成像的基础。,X线的特性穿透性,X,线的特性,荧光作用,X,线能激发荧光物质，产生肉眼可见的荧光，即,X,线作用于荧光物质，使波长短的,X,线转换成波长较长的荧光，这种转换叫做荧光效应。此特性是进行,X,线透视检查的基础。,X线的特性荧光作用,X,线的特性,感光作用,感光作用是,X,线摄影的基础。涂有溴化银的胶片经,X,线照射后感光，产生潜影，经显定影处理，感光的溴化银离子（,Ag+,），被还原成金属银（,Ag,），并沉淀于胶片的胶膜内，在胶片上呈黑色。而未感光的溴化银在定影及冲洗过程中，从,X,线胶片上被洗掉，显出胶片片基的透明本色。,X线的特性感光作用,X,线的特性,电离作用,X,线通过任何物质被吸收时，都将产生电离作用，使组成物质的分子分解成为正负离子。因为空气的电离程度，即其所产生的正负离子量同空气所吸收的,X,线量成正比，因此，测量电离的程度可计算,X,线的照射量，此为放射剂量学的基础。,X线的特性电离作用,X,线的特性,生物效应,X,线穿透机体被吸收时，与体内物质产生相互作用，使机体和细胞结构产生生理和生物学的改变，主要是细胞组织产生抑制、损害甚至坏死，称为,X,线的生物效应。,X,线对机体的损害程度与吸收,X,线量的大小有关。,X,线的生物效应是放射治疗学的基础，同时也指导,X,线检查和治疗的防护措施。,X线的特性生物效应,X,线影像的形成必须具备,3,个基本条件,X,线要具备一定的穿透力；,被穿透的组织结构必须存在密度和厚度的差异，从而导致穿透物质后剩余,X,线量的差别；,有差别的剩余,X,线量，仍为不可见的，必须经过载体显像（如,X,线片、荧屏等）的过程才获得有黑白对比、层次差异的,X,线影像,。,X线影像的形成必须具备3个基本条件 X线要具备一定的穿透力,X,线成像原理,不同的人体组织结构，根据其密度的高低及其对,X,线吸收的不同可分,3,类,骨骼或钙化，它的比重高、密度大，吸收,X,线量多。,X,线片上骨骼部位感光最少显示白色，称为高密度影像；,软组织包括皮肤、肌肉、结缔组织，内脏及液体等，彼此之间密度差别不大，,X,线片上显示灰白色，称为中等密度影像。,脂肪及气体，脂肪组织较一般软组织密度低，在良好的,X,线片上显示灰黑色；气体的密度最低，吸收,X,线最少，在,X,线片上呈深黑色，称为低密度影像。,X线成像原理 不同的人体组织结构，根据其密度的高,传统,X,线检查技术,1,、常规检查：,透视,和,摄影,2,、特殊检查：,体层摄影,、,软,X,线摄影,（钼靶）,放大摄影,、,荧光摄影,、,记波摄影,传统X线检查技术1、常规检查：透视和摄影,透视（,fluoroscopy,）,透视（fluoroscopy）,X,线摄影,X线摄影,X,线摄影（,radiography,）,1,、成像清晰，对比度及清晰度均较好,2,、简便实用：特别实用于密度、厚度差别较大的组织或器官。,3,、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；,4,、对功能方面的观察，不及透视方便和直接；费用比透视稍高。,X线摄影（radiography） 1、成像清晰，对比度及,正常胸部后前位及侧位,正常胸部后前位及侧位,X,线摄影（,radiography,）,高千伏摄影（,High kV Radiography,）,高千伏摄影是用高于,120kV,（常用,120150kV,）的管电压进行摄影。需用高电压小焦点,X,线管、特殊的滤线器和计时装置。由于,X,线穿透力强，能穿过被照射的所有组织，可在致密影像中显示出被隐蔽的病变。,X线摄影（radiography）高千伏摄影（High kV,医学影像学概论课件,软,X,线摄影,采用能发射软,X,线的钼靶管球，用以检查软组织，特别是乳腺的检查。,软X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,造 影 检查,人体组织结构中，有相当一部分，只依靠它们本身的密度与厚度差异不能在普通检查中显示。此时，可以将高于或低于该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，此即造影检查。引入的物质称为造影剂（,contrast media,）。造影检查的应用，显著扩大了,X,线检查的范围,造 影 检查 人体组织,数字,X,线成像技术,计算机,X,线成像（,computed radiography,，,CR,）,将,X,线影像信息记录在成像板，构成潜影。不以,X,线胶片为记录和显示信息的载体，而是使用可记录并可由激光读出,X,线影像信息的成像板（,imaging plate,，,IP,）作为载体，经,X,线曝光及信息读出处理，形成数字式平片影像。,数字X线成像技术计算机X线成像（computed,CR,的成像原理与设备,影像的数字化信号经图像处理系统处理，可以在一定范围内任意改变图像的特性。这是,CR,优于,X,线照片之处，,X,线照片上的影像特性是不能改变的。图像处理主要功能有：灰阶处理、窗位处理、数字处理和,X,线吸收率减影处理等。,CR,可降低,X,线摄影的辐射剂量，有利于实现,X,线摄影信息的数字化储存、再现及传输。,CR的成像原理与设备 影像的数字化信号经图,CR,系统的主要临床应用,CR,可以根据,X,线吸收率的不同，对所得的影像信息进行再处理，对解剖结构的显示优于传统的,X,线平片。,（,1,）,CR,在头颈及骨关节系统的应用：,CR,为数字化影像，可以进一步进行骨盐含量的定量分析。对关节部位，,CR,除可以观察骨质改变，还可以经过再处理而检查关节软骨、关节周围软组织的改变。,CR,系统可利用空间频率增强处理，清楚显示听小骨、前庭、半规管等结构，并能准确判断鼻窦前壁有无骨破坏。,CR系统的主要临床应用 CR可以根据X线吸收,CR,系统的主要临床应用,（,2,）,CR,系统在胸部平片的应用：胸部平片是最常用的,X,线检查，,CR,胸片在总体上优于传统,X,线片，特别是易于观察与纵隔和膈肌重叠的部分。,CR,对肺部结节性病变的检出率及显示纵隔结构，如血管、气管等，也优于传统,X,线片。在间质性病变和肺泡病变的显示上，,CR,片的显示则不如传统,X,线片。,CR系统的主要临床应用 （2）CR系统在胸部平片的应用：胸部,CR,系统的主要临床应用,（,3,）,CR,系统在胃肠道和泌尿系检查中的应用：, CR,影像的密度分辨力明显高于传统,X,线照片，在显示肠管积气、气腹和结石等病变方面优于传统,X,线影像。胃肠道双对比造影检查中，,CR,系统显示胃小区、微小病变、粘膜皱襞及结肠无名沟等结构明显优于传统的,X,线造影影像。, CR,可以压缩泌尿系显影结构中的高密度影像且可运用调谐处理和空间频率处理功能改善软组织结构显示的密度层次及锐度，大大改善软组织的分辨力，尤其是在肾体层摄影时。,增加结石与微小钙化的显示能力。,CR系统的主要临床应用 （3）CR系统在胃肠道和泌尿系检查中,数字,X,线成像技术,数字,X,线摄影,DR,（,Digital Radiography,）,直接将,X,线通过电子暗盒转换为数字化图像。,DR,的优点：（,1,）,DR,图像具有较高分辨率，图像锐利度好，显示细节清楚。 （,2,）,DR,具有很宽的曝光宽容度，动态范围广，允许摄影中出现技术误差，在一些曝光条件难以掌握的部位，也能获得很好的图像信息。（,3,）与,CR,相同，,DR,也可以根据临床需要进行各种图像后处理 （,4,）较传统,X,线摄影，可减少曝光时间和摄片数量，大大降低曝光剂量。,数字X线成像技术 数字X线摄影 DR（Digital Rad,DR,设备,DR设备,数字,X,线成像技术,CR,和,DR,系统尽管仍有不足和缺点，如,CR,的时间分辨率较差，不能满足动态器官和结构的显示，,DR,系统许多方面尚不完善，且全部要更新设备。但数字化,X,线摄影作为一种新的,X,线成像技术已日渐广泛应用于临床影像诊断领域。随着其技术的不断完善，必将对影像诊断水平的提高发挥更大作用，数字化影像必将使,21,世纪的,X,线诊断发生重大变化。,数字X线成像技术 CR和DR系统尽管仍有不足和缺点,数字减影血管造影,digital substraction angiography, DSA,DSA,基本设备包括,X,线发生器、影像增强器、电视透视、高分辨力摄像管、模数转换器、电子计算机和图像储存器等。其基本过程为：,X,线发生器产生的,X,线穿过人体，产生不同程度的衰减后，形成,X,线图像，,X,线图像经影像增强器转换成可见的视频图像，然后由电子摄像机将可见的视频图像转变为电子信号，再将电子信号送至模数转换器，变成数字信号，最后将数字信号送入电子计算机进行处理。处理后的所有图像均可以数据形式存贮并随时显示出来 。,数字减影血管造影digital substraction a,介入手术,介入手术,DSA,成像方式,静脉注射数字减影血管造影（,IVDSA,）,凡是经静脉途径置入导管或套管针注射对比剂行,DSA,检查者，皆称之为,IVDSA,。如将导管头端或套管针置放于外围浅静脉（外周法）、或将导管头置放于上腔静脉或右心房（中心法）注射对比剂行,DSA,并显示动脉者，称之为非选择性,IVDSA,。如将导管头置放于或邻近于受检静脉或心腔注射对比剂者，则称为选择性,IVDSA,。,DSA成像方式静脉注射数字减影血管造影（IVDSA）,DSA,成像方式,IVDSA,经周围静脉注入造影剂，即可获得动脉造影，操作方便，但检查区的大血管同时显影，互相重迭，造影剂用量较多，故临床应用少，不过在动脉插管困难或不适于作,IADSA,时可以采用。,DSA成像方式 IVDSA经周围静脉注入造影剂，,DSA,成像方式,动脉法数字减影血管造影（,IADSA,）,DSA,显示血管的能力与血管内碘浓度的高低密切相关。,IADSA,时，对比剂直接注入靶动脉或接近靶动脉处，稀释少，用较低浓度较少量的对比剂，其靶动脉内的碘浓度仍比用较大剂量、较高浓度注射的,IVDSA,高，可较清晰显示细小血管。,DSA成像方式动脉法数字减影血管造影（IADSA）,DSA,成像方式,动脉法数字减影血管造影（,IADSA,）,分非选择性和选择性两种。一般多采用经股动脉穿刺途径，少部分经肱动脉穿刺。,穿刺插管后，将导管头端置于靶动脉之主动脉近端注射对比剂作顺行性显影者，称之为非选择性,IADSA,。如将导管头端进一步深入到靶动脉的主干或主干的分支，则称之为选择性或超选择性,IADSA,。目前，应用选择性或超选择性插管，对于小血管或病变部位，,IADSA,已能很好显示,。,DSA成像方式动脉法数字减影血管造影（IADSA）,血管穿刺针,39,血管穿刺针39,导管鞘,导管鞘,导管鞘的结构,导管鞘的结构,X,线平片,DSA,照片,X线平片DSA照片,肝癌化疗灌注栓塞术,肝癌化疗灌注栓塞术,计算机体层成像（,Computer tomography,）,CT,（,Computer tomography,）计算机体层成像是,Hounsfield 1969,年设计成功，,1972,年公诸于世的。,CT,不同于,X,线成像，它是用,X,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的重建图像。所显示的是断面解剖图像，其密度分辨力明显优于,X,线图像。由于,CT,大大促进了医学影像学的发展。,Hounsfield,获得了,1979,年的诺贝尔奖。,计算机体层成像（Computer tomography）,一、,CT,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,一、CT的成像基本原理X线人体探测器光/电模/数计数/模,CT,设备,CT,设备主要有以下三部分：,扫描部分由,X,线管、探测器和扫描架组成；,计算机系统，将扫描收集到的信息数据进行贮存运算；,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幅照相机或激光照相机将图像摄下。,CT设备 CT设备主要有以下三部,CT,设备,CT设备,CT,设备,CT设备,CT,基本概念,体素（,Voxel,）和像素（,Pixel,）,CT,图像实际上是人体某一部位有一定厚度（如,1mm,，,10mm,等）的体层图像。我们将成像的体层分成按矩阵排列的若干个小的基本单元。而以一个,CT,值综合代表每个小单元内的物质密度，这些小单元称之为体素。同样，一幅,CT,图像是由很多按矩阵排列的小单元组成，这些组成图像的基本单元被称之为像素。体素是一个三维的概念，像素是一个二维的概念。像素实际上是体素在成像时的表现。像素越小，越能分辨图像的细节，即图像的分辨率越高。,CT基本概念体素（Voxel）和像素（Pixel）,CT,基本概,念,矩阵（,Matrix,）,矩阵是一个数学概念，它表示一个横成行、纵成列的数字阵列，将受检层面分割为无数小立方体，这些小立方体就是体素。当图像面积为一固定值时，像素尺寸越小，组成,CT,图像矩阵越大，图像清晰度越高。反之亦然。目前多数,CT,图像的矩阵为,512X512,。,CT基本概念矩阵（Matrix）,CT,基本概念,空间分辨率（,Spatial Resolution,）,又称高对比度分辨率，在保证一定的密度差前提下，显示待分辨组织几何形态的能力。常用每厘米内的线对数或者用可辨别最小物体的直径（,mm,）来表示。,CT,图像的空间分辨率不如,X,线图像高。,密度分辨率（,Density Resolution,）,又称对比分辨率，是指在低对比情况下分辨组织密度细小差别的能力。,CT,的密度分辨力较普通,X,线高,10 20,倍。,CT基本概念空间分辨率（Spatial Resolution,CT,基本概念,CT,值,X,线穿过人体的过程中，计算出每个单位容积的,X,线吸收系数（亦称衰减系数,值）。将,值换算成,CT,值，以作为表达组织密度的统一单位。其单位名称为,Hu,（,Hounsfield Unit,）。,人体组织的,CT,值界限可分为,2000,个分度，上界为骨的,CT,值（,1000Hu,），下界为空气的,CT,值（,-1000Hu,）。这样分度包括了由最高密度（骨皮质）到最低密度（器官的含气部分）的,CT,值 。,CT基本概念CT值,CT,基本概念,窗宽与窗位,窗宽（,window width,）是指荧屏图像上所包括,16,个灰阶的,CT,值范围。为了提高组织结构细节的显示，使,CT,值差别小的两种组织能够分辨，则要采用不同的窗宽来观察荧屏上的图像。,窗位（,window level,）又称窗中心（,window center,），是指观察某一组织结构细节时，以该组织,CT,值为中心观察。,CT基本概念窗宽与窗位,窗宽与窗位,在荧屏图像上，加大窗宽，图像层次增多，组织对比减少，细节显示差；窗宽调至最低，则没有层次，只有黑白图像。提高窗位，屏幕上所显示的图像变黑，降低窗位则图像变白。因此，在实际工作中，窗口技术对显示病变是很重要的。,窗宽与窗位 在荧屏图像上，加大窗宽，图像层次增,窗宽与窗位,肺窗,W(800 ) L(-700),纵隔窗,W (500) L(0),窗宽与窗位 肺窗 W(800 ) L(-7,窗宽与窗位,纵隔窗,W (500) L(0),骨窗,W (2000) L(500),窗宽与窗位纵隔窗W (500) L(0)骨窗 W (200,CT,基本概念,伪影（,Artifact,）,伪影是指在被扫描物体中并不存在而图像中却显示出来的各种不同类型的影像。一类与病人有关，一类与,CT,机性能有关。伪影影响图像质量，在诊断时应予注意。,CT基本概念伪影（Artifact）,CT,基本概念,部分容积效应（,Partial Volume Effect,）,在同一扫描层面内含有两种以上不同密度的物质时，其所测,CT,值是它们的平均值，因而不能如实反映其中任何一种物质的,CT,值，这种现象为部分容积效应。,CT基本概念部分容积效应（Partial Volume Ef,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的像素按矩阵排列所构成。这些,像素,反映的是相应体素的,X,线吸收系数。不同,CT,装置所得图像的像素大小及数目不同。大小可以是,1.01.0mm,，,0.5 0.5mm,不等；数目可以是,256256,，即,65536,个，或,512512,，即,262144,个不等。显然，象素越小，数目越多，构成的图像越细致，即空间分辨率（,spatial resolution,）高。,CT,图像的空间分辨率不如,X,线图像高。,第二节 CT图像特点 CT图像是由一定数目由黑到,CT,检查技术,1,、,CT,检查分平扫（,plain CT scan,）,指血管内不注射对比剂的扫描。,2,、增强扫描（,contrast enhancement,，,CE,）,指血管内注射对比剂后的扫描。目的是提高病变组织同正常组织的密度差，以显示平扫上未被显示或显示不清的病变，通过病变有无强化或强化类型，对病变作定性诊断。,3,、造影扫描,(contrast scan),造影扫描是在对某一器官或结构进行造影再行扫描的方法，它可更好地显示结构和发现病变。如脊髓造影,CT,、胆囊造影,CT,等。,CT检查技术 1、CT检查分平扫（plai,CT,特殊扫描,薄层扫描 为了观察某些病变的细节和避免部分容积效应而选用。层厚用,15mm,不等。,重叠扫描 扫描床移动的距离小于层厚，如层厚,10mm,，床移动,8mm,，使扫描层面部分重叠，避免部分容积效应或遗漏小的病灶。但重叠越多，接受,X,线照射量也增多。,CT特殊扫描薄层扫描 为了观察某些病变的细节和避免部分容积,CT,特殊扫描,靶区,CT,扫描 （,Target CT Scanning),也称目标,CT,扫描（,object CT scanning),、放大,CT,扫描,(magnify CT scanning),，是对感兴趣区作局部,CT,扫描，常用小的,FOV,、薄层（,15mm,）。可明显提高空间分辨率，临床上主要用于小器管或小病灶的扫描，如肺小结节、垂体及肾上腺等。,CT特殊扫描靶区CT扫描 （Target CT Scanni,CT,特殊扫描,高分辨率,CT,扫描（,High Resolution CT,，,HRCT),采用薄层中、高,/,极高分辨率重建（或骨算法重建）及特殊的过滤处理，可得到组织的细微结构图像，称为高分辨率,CT,（,HRCT,），临床主要用于肺部弥漫性间质性病变以及结节病变等的检查，骨算法重建主要用于颞骨,CT,扫描，以显示内耳、中耳听小骨等细微骨结构。,CT特殊扫描高分辨率CT扫描（High Resolution,CT,分析与诊断,在观察分析时，应先了解扫描的技术条件，是平扫还是增强扫描，再对每帧,CT,图像进行观察。,CT分析与诊断 在观察分析时，应先,CT,诊断的临床应用,CT,诊断由于它的特殊诊断价值，已广泛应用于临床。但,CT,设备比较昂贵，检查费用偏高，某些部位的检查，诊断价值，尤其是定性诊断，还有一定限度，所以不宜将,CT,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。,CT诊断的临床应用 CT诊断由于它的特殊诊断价,螺旋,CT,（,spiral CT,）,螺旋,CT,扫描时，检查床沿纵轴方向连续移动，同时,X,线球管连续旋转式曝光，采集的扫描数据分布在连续的螺旋型空间内，又称容积,CT,。,特点：,1.,扫描速度快；,2.,容积数据避免小病变的遗漏；,3.,可进行高质量的后处理工作。,螺旋CT（spiral CT）,螺旋,CT,的新近展,多层螺旋,CT,（,multislice spiral CT,，,MSCT,）,探测器排数由单排发展到,320,排。扫描速度每层不到,0.4,描，,z,轴分辨率,0.4mm,以下，扫描范围,180cm/10s,。,螺旋CT的新近展多层螺旋CT（multislice spir,多层螺旋,CT,的优点,扫描范围更长。,扫描时间更短，最快扫描速度达,0.3s/,周。,Z,轴分辨率高，最小层厚为,0.4mm,。,时间分辨率高，可用于心脏等动态器官成像。,多层螺旋CT的优点扫描范围更长。,CTA,CTA,CT,仿真内镜成像（,CTVE,）,CT仿真内镜成像（CTVE）,冠状动脉,CTA,冠状动脉CTA,下肢动脉,CTA,下肢动脉CTA,肋骨三维立体重建,肋骨三维立体重建,泌尿系统三维立体重建,泌尿系统三维立体重建,磁共振成像,核磁共振（,nuclear magnetic resonance,，,NMR,）是一种核物理现象。,磁共振成像（,magnetic resonance image MRI,）是利用原子核在磁场内共振所产生的信号经计算机重建形成图像的一种成像技术。,磁共振成像核磁共振（nuclear mag,MRI,设 备,MRI,的成像系统包括,MR,信号产生和数据采集与处理及图像显示两部分。,MR,信号的产生是来自大孔径，具有三维空间编码的,MR,波谱仪，而数据处理及图像显示部分，则与,CT,扫描装置相似。,MRI,设备包括主磁体、梯度线圈、脉冲线圈、计算机系统及其他辅助设备等五部分构成。,MRI 设 备 MRI的成像,MRI,成像类,型,主磁体是,MRI,最基本构件，是产生磁场的装置，有,常导型,、,超导型,和,永磁型,三种，直接关系到磁场强度、均匀度和稳定性，并影响,MRI,的图像质量。,主磁场的场强采用特斯拉（,Tesla,，,T,）表示。,1T=10000G,。高斯（,Gauss,，,G,）,MRI成像类型 主磁体是MR,Signa Excite 0.2T,Signa Excite 0.2T,MRI,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,MRI成像的基本原理MR信号光/电模/数计数/模,磁共振现象与,MRI,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（,radiofrequency,，,RF,）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 含单数质,MRI,原理,1.,氢原子核磁矩平时状态,杂乱无章,氢原子核具有自旋特性，在平时状态，磁矩取向是任意的和无规律的，因而磁矩相互抵消，宏观磁矩,M=0,。,MRI原理1.氢原子核磁矩平时状态杂乱无章,MRI,原理,2.,氢原子置于主磁场的状态,磁矩按磁力线方向排列,如果将氢原子置于均匀强度的磁场中，磁矩取向不再是任意和无规律的，而是按磁场的磁力线方向取向。其中大部分原子核的磁矩顺磁场排列，它们位能低，呈稳定态，较少一部分逆磁场排列，位能高。由于顺磁场排列的原子核多于逆磁场排列的，这样就产生了一个平行于外磁场的磁矩,M,。全部磁矩重新定向所产生的磁化矢量称之为宏观磁化矢量，换言之，宏观磁化矢量是表示单位体积中全部原子核的磁矩。磁场和磁化矢量用三维坐标来描述，其中,Z,轴平行磁力线，而,X,轴和,Y,轴与,Z,轴垂直，同时,X,轴和,Y,轴相互垂直。处于主磁场的质子除了自旋运动外，还围绕主磁场轴旋转摆动称为进动。,MRI原理2.氢原子置于主磁场的状态磁矩按磁力线方向排列,MRI,原理,3.,施加射频脉冲（,radiofrequency,，,RF,）,原子核获得能量,射频脉冲与质子的进动频率相同，射频脉冲的能量将传递给处于低能级的质子，处于低能级的质子跃迁到高能级。如,90,脉冲使宏观磁化矢量偏转,90,，即完全偏转到,X,、,Y,平面。,MRI原理3.施加射频脉冲（radiofrequency，R,MRI,原理,4.,射频脉冲停止后,产生,MR,信号,当射频脉冲停止作用后，磁化矢量不立即停止转动，而是逐渐向平衡态恢复，最后回到平衡位置。横向磁化矢量,Mxy,很快衰减到零，并且呈指数规律衰减，将此称横向弛豫，而纵向磁化分量将缓慢增长到最初值，亦呈指数规律增长，将此称纵向弛豫。这是一个释放能量和产生,MR,信号的过程。,MRI原理4.射频脉冲停止后产生MR信号,核磁弛豫,当射频脉冲停止作用后，宏观磁化矢量并不立即停止转动，而是逐渐向平衡态恢复，最后回到平衡位置。我们把这一过程称弛豫过程（,relaxation,），所用的时间称弛豫时间（,relaxation time,）。射频脉冲停止后，横向磁化矢量,Mxy,很快衰减到零，称为横向弛豫（,transverse relaxation,）；纵向磁化矢量,Mz,将缓慢增长到最初值，称为纵向弛豫。,核磁弛豫 当射频脉冲停止作用后，宏观磁化矢量,T1,纵向弛豫时间（,longitudinal relaxation time,）。,90,射频脉冲停止以后，磁化矢量,Mz,逐渐增大到最初值，它是呈指数规律缓慢增长，由于是在,Z,轴上恢复，故将其称为纵向弛豫。弛豫过程表现为一种指数曲线，其快慢用时间常数来表示,T1,时间规定为,Mz,达到其最终平衡状态,63%,的时间。,T1 纵向弛豫时间（,T2,横向弛豫时间（,transverse relaxation time,）。,90,射频脉冲停止以后，磁化矢量,Mxy,很快衰减到零，而且呈指数规律衰减，将其称为横向弛豫。,T2,值是指磁化矢量,Mxy,衰减到原来值的,37%,的时间。,T2横向弛豫时间（transverse re,人体不同器官的正常组织与病理组织的,T,1,是相对固定的，而且它们之间有一定的差别，,T,2,也是如此。这种组织间弛豫时间上的差别，是,MRI,的成像基础。有如,CT,时，组织间吸收系数（,CT,值）差别是,CT,成像基础的道理。但,MRI,不像,CT,只有一个参数，即吸收系数，而是有,T,1,、,T,2,和质子密度（,P,）等几个参数，其中,T,1,与,T,2,尤为重要。因此，获得选定层面中各种组织的,T,1,（或,T,2,）值，就可获得该层面中包括各种组织影像的图像。,人体不同器官的正常组织与病理组织的T1是相对固定,自旋回波（,Spin Echo,，,SE,）序列,在,90,脉冲之后，发射,180,脉冲这种形式构成的序列称为自旋回波序列。其过程为先发射一个,90,脉冲，间隔数毫秒至数十毫秒，再发射一个,180,脉冲，,180,脉冲后,10100ms,，测量回波信号强度。,SE,序列有两个时间参数：,TR,与,TE,。,TR,是指两个,90,脉冲之间的时间，称为重复时间（,repetition time,，,TR,）；,TE,是指,90,脉冲至测量回波的时间，称为回波时间（,echo time,，,TE,）。,自旋回波（Spin Echo，SE）序列在90脉冲之后，发,MRI,图像特点,1,、多参数成像,2,、流空效应,3,、多方位成像,4,、质子驰豫增强效应和对比增强,MRI图像特点 1、多参数成像,多参数成像,成像参数主要包括,T1,、,T2,和质子密度等，可分别获得同一解剖部位或层面的,T1WI,、,T2WI,和,PDWI,等多种图像,。,值得注意的是，,MRI,的影像虽然也以不同灰度显示，但反映的是,MR,信号强度的不同或弛豫时间,T,1,与,T,2,的长短，而不象,CT,图像，灰度反映的是组织密度。,多参数成像 成像参数主要包括T1、T2和质子密,MRI,的图像如主要反映组织间,T,1,特征参数时，为,T,1,加权像（,T,1,weighted image,，,T,1,WI,），它反映的是组织间,T,1,的差别。如主要反映组织间,T,2,特征参数时，则为,T,2,加权像（,T,2,weighted image,，,T,2,WI,）。,多参数成像,MRI的图像如主要反映组织间T1 特征参数时，为T,多参数成像,FRFSE T2WI,SE T1WI,多参数成像FRFSE T2WISE T1WI,流 空 效 应,心血管内的血液由于流动迅速，使发射,MR,信号的氢原子核离开接收范围之外，所以测不到,MR,信号，在,T,1,WI,或,T,2,WI,中均呈黑影，这就是流空效应（,flowing Void effect,）。这一效应使心腔和血管显影，是,CT,所不能比拟的。,流 空 效 应 心血管内的血液由于流动迅,流空效应,流空效应,多方位成像,MRI,可获得人体横断面、冠状面及任何方向断面的图像，有利于病变的三维定位。一般,CT,则难于作到直接三维显示，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重建立体像。,多方位成像 MRI可获得人体横断面、冠状面,横轴位,矢状位,横轴位矢状位,质子驰豫增强效应和对比增强,一些顺磁性和超顺磁性物质使局部产生磁场，可缩短周围质子驰豫时间，此现象成为质子驰豫增强效应。这一效应是,MRI,行对比剂增强检查的基础。,质子驰豫增强效应和对比增强 一些顺磁性和超顺磁性,MRI,检查技术,MRI,的扫描技术有别于,CT,扫描。不仅要横断面图像，还常要矢状面或（和）冠状面图像。还需获得,T,1,WI,和,T,2,WI,。因此，需选择适当的脉冲序列和扫描参数。常用多层面、多回波的自旋回波（,spin echo,，,SE,）技术。扫描时间参数有回波时间（,echo time,，,TE,）和脉冲重复间隔时间（,repetition time,，,TR,）。使用,短,TR,和短,TE,可得,T,1,WI,，而用,长,TR,和长,TE,可得,T,2,WI,。时间以毫秒计。依,TE,的长短，,T,2,WI,又右分为重、中、轻三种。,MRI检查技术 MRI的扫描技术有别于CT扫描,病变在不同,T,2,WI,中信号强度的变化，可以帮助判断病变的性质。例如，肝血管瘤,T,1,WI,呈低信号，在轻、中、重度,T,2,WI,上则呈高信号，且随着加重程度，信号强度有递增表现，即在重,T,2,WI,上其信号特强。肝细胞癌则不同，,T,1,WI,呈稍低信号，在轻、中度,T,2,WI,呈稍高信号，而重度,T,2,WI,上又略低于中度,T,2,WI,的信号强度。再结合其他临床影像学表现，不难将二者区分。,病变在不同T2WI中信号强度的变化，可以帮助判断病,MRI,的优点,无,X,线电离辐射，对人体安全无创。,图像对脑及软组织分辨率极佳，解剖结构和病变形态显示清楚。,多方位成像，便于显示体内解剖结构和病变的空间位置和相互关系。,多参数成像。,除可显示形态变化外，还能进行功能成像和生化代谢分析。,MRI的优点无X线电离辐射，对人体安全无创。,MRI,的限度,对带有心脏起搏器或体内有铁磁性物质的患者不能进行扫描。,需监护设备的危重病人不能进行检查。,对钙化的显示远不如,CT,，难以对以病理性钙化为特征的病变作诊断。,常规扫描时间较长，对胸腹检查受限。,对质子密度低的结构如肺和骨皮质显示不佳。,设备昂贵，普及有一定困难。,MRI的限度对带有心脏起搏器或体内有铁磁性物质的患者不能进行,X,线造影剂,高密度造影剂,低密度造影剂,X线造影剂高密度造影剂,高密度造影剂,高密度造影剂为原子序数高、比重大的物质。常用的有钡剂和碘剂。,高密度造影剂 高密度造影剂为原子序数高、比重大,钡剂,钡剂为医用硫酸钡粉末，加水和胶配成。根据检查部位及目的，按粉末微粒大小、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,/,体积比来表示浓度。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，以提高诊断质量。,钡剂 钡剂为医用硫酸钡粉末，加水和胶配成。根,钡餐造影,钡餐造影,碘制剂,1,、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。,2,、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，适用于血管、神经系统及造影增强,CT,扫描，费用较高。,碘制剂1、离子型造影剂。这类高渗性,水溶性碘造影剂有以下类型：,离子型，以泛影葡胺（,urografin,）为代表；,非离子型以碘苯六醇（,iohexol,）、碘普罗胺（,iopromide,）、碘必乐（,iopamidol,）为代表；,非离子型二聚体，以碘曲仑（,iotrolan,）为代表。,无机碘制剂当中，碘化物的碘苯酯（,pantopaque,），可注入椎管内作脊骨造影，但近来已用非离子型二聚体碘水剂。,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,腹腔动脉造影,腹腔动脉造影,碘对比剂反应的分类及处理原则,程度,主要症状,处理,一般,潮红、头痛、恶心、轻度呕吐、荨麻疹（轻）等,不需处理，可自行恢复,轻度,喷嚏、流泪、结膜充血、面部水肿,卧床休息、吸氧、肌注或静注地米或非那根，无生命危险,中度,反复重度呕吐，荨麻疹（重），面部水肿，轻度喉头水肿，轻度支气管痉挛，轻度和暂时性血压下降,卧床休息、吸氧，无生命危险，需对症处理，不需住院,重度,呼吸困难、意识不清、休克，惊厥，重度支气管痉挛，重度喉头水肿,有生命危险，必须及时处理，需住院,死亡,呼吸、心跳骤停,碘对比剂反应的分类及处理原则程度主要症状处理 一般潮红、头痛,低密度造影剂,为原子序数低、比重小的物质。目前应用于临床的有二氧化碳、氧气、空气等。在人体内二氧化碳吸收最快，空气吸收最慢。空气与氧气均不能直接注入血管内，以免发生气栓。可用于蛛网膜下腔、关节囊、腹腔、胸腔及软组织间隙的造影。,低密度造影剂 为原子序数低、比重小的,高密度造影剂 低密度造影剂,高密度造影剂 低密度造影剂,造影方式,1,直接引入法：,口服法：食管及胃肠钡餐检查；,灌注法；钡剂灌肠，支气管造影， 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；,穿刺注入法：可直接或经导管注入器官或组织内，如心血管造影，关节造影和脊髓造影等。,造影方式1直接引入法：,2,间接引入法,:,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造影的某一器官内，从而使之显影。,吸收性造影：如淋巴管造影。,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，即在蓄积过程中摄影。,造影方式,2间接引入法: 造影剂先被引入某一特定组织或器官内，,医学影像学概论课件,医学影像的存档和通讯系统,PACS,（,picture archiving and communication system,，,PACS,）是以高速计算机设备以及海量存贮介质为基础。以高速传输网络联接各种影像设备和终端。管理并提供、传输、显示原始的数字化图像和相关信息。具有查找医学图像及相关信息快速、准确、图像质量无失真、影像资料可共享等特点。,医学影像的存档和通讯系统 PACS（picture arch,影像诊断原则与诊断步骤,医学影像诊断包括,X,线、,CT,、,MRI,、超声等，是重要的临床诊断方法之一。为了达到正确诊断，必须遵循一定的诊断原则和步骤，才能全面、客观地作出结论。,影像诊断原则与诊断步骤医学影像诊断包括X线、CT、MRI、超,影像诊断原则,全面观察,通过全面细致的观察，达到发现病变的目的。观察中，应用解剖、生理和各种影像方法成像基础知识辨认出异常，并防止遗漏微小病变。,影像诊断原则全面观察,阅片方法及程序,系统观察,阅片时切忌无顺序的乱观察或只注意醒目病变，应养成系统观察的的习惯，按一定顺序进行，以防遗漏病变。例如观察骨骼系统平片，应依次为骨组织、周围软组织和临近关节组织。,阅片方法及程序系统观察,胸部正位,胸部正位,阅片方法及程序,全面观察,CT,图像是断层图像，所以要了解某一器官的全部情况，则需一组连续系列多幅图像，常为十幅乃至几十幅。需仔细观察每一幅图像，然后通过思维而构成某一器官或结构的立体图像。,阅片方法及程序全面观察,影像诊断原则,具体分析,运用病理学等方面的知识，进一步分析异常表现所代表的病理意义。分析时应注意下列各点。,1,病变的位置及分布某些疾病有一定的好发部位，例如颅内肿瘤，桥小脑角多见于听神经瘤，脑凸面多为脑膜瘤。,2,边缘及形态骨质破坏区的边缘模糊者多为急性炎症或恶性肿瘤；边缘清晰者，多为慢性炎症或良性肿瘤。肺内病灶形如结节者多为肿瘤或肉芽肿，形如三角形者多为肺不张等。,影像诊断原则具体分析,影像诊断原则,具体分析,3,数目及大小 结肠狭窄，单发者多为肿瘤，多发者常为炎症。肺内球形病灶，,3cm,以上者多为肿瘤，小于,1cm,者多为结核瘤和炎性假瘤。,4,密度信号和结构 骨密度增高者代表增生硬化，减低者代表疏松或破坏。肺内片状影均匀者多为肺炎，内有空洞者多为肺脓肿等。,影像诊断原则具体分析,影像诊断原则,具体分析,5,周围情况 一般肺野密度增高，若纵隔向健侧移位代表胸腔积液，向患侧移位代表肺不张或肺纤维化等。,6.,功能变化 心搏动增强多见于左向右分流的心脏病，减弱多见于心力衰竭和心包炎。,7,发展情况 肺内渗出性病灶，,23,天内吸收多为肺水肿，,1530,天吸收多为肺炎。,影像诊断原则具体分析,影像诊断原则,结合临床,具体分析弄清异常影像代表的病理性质后，必须结合临床症状、体征、实验室检查和其它辅助检查进行分析，明确该病理性质的影像代表何种疾病。,影像诊断原则结合临床,影像诊断原则,综合诊断,经过观察、分析和结合临床后，需结合各种影像检查的结果，作出影像诊断。影像医学自身是一个整体体系，虽然各种成像技术的成像原理不同，但都是使人体内部结构和器官形成影像，其中每一种成像手段均以其独特的成像原理从不同角度直接或间接地反映人体疾病的本质。,鉴于各种影像学方法间的互补性，在很多情况下常需要利用不同检查方法提供的信息互相补充、互相参照、互相对比，从多方位、多角度反映疾病的本质，从而得出正确的结论。,影像诊断原则综合诊断,影像诊断原则,所得影像诊断有,3,种：,肯定诊断 影像诊断在资料齐全，疾病本质有特异征象时，则可以确诊；,怀疑诊断 通过对获得的影像信息的分析，不能确定病变的性质，而是提出几种病变的可能；,现象诊断 因后两种属尚未确诊，故应提出进一步检查意见及其它建议。,影像诊断原则所得影像诊断有3种：,复习题,X,线与临床医学影像有关的主要特性。,CT,的主要基本概念。,MRI,的主要基本概念。,MRI,的优点和限度。,复习题X线与临床医学影像有关的主要特性。,谢谢大家！,谢谢大家！,谢谢大家！谢谢大家！,