影像診斷學(xué)總論ppt課件.ppt

1、福鼎市醫(yī)院放射科 崔向軍,影像診斷學(xué)總論,總 論,一、學(xué)習(xí)目的 掌握影像診斷分析方法及常見病的影像診斷，了解影像診斷的價值與限度 ，以便正確選用影像檢查方法。 二、X線的發(fā)現(xiàn) 1895年11月8日，W.C.Rentgen 發(fā)現(xiàn)未知射線， 用“X”來表示。 1896年1月23日，展示了第一張手的X線照片。,W.C.Rentgen,世界上第一張X線照片,普通X線檢查,胸部正位片,胸部側(cè)位片,CT檢查,頭顱橫斷面平掃,CTA橫斷圖像,雙側(cè)肺動脈主干及分支內(nèi)充盈缺損，考慮為肺動脈栓塞。,利用螺旋CT三維圖像重建技術(shù)獲得的CTA示：左側(cè)大腦后交通動脈起始處動脈瘤。,頭顱MRI檢查,T1WI,T2WI,頭

2、顱MRI冠狀掃描,水抑制T2WI,FLAIR,X線總論,三、 X線的產(chǎn)生和特性 (一) X線的產(chǎn)生 高速行進的電子流被物質(zhì)阻擋即可產(chǎn)生X線，具體發(fā)生 在X線管內(nèi) 三個條件： 1.自由活動的電子群， 612V， 燈絲 2.電子群以高速運行， 40150KV-高壓 3.電子群在高速運行時突然受阻 -鎢靶,X線機的三個部分：如圖示 X線球管； 變壓器； 控制臺,能量：99%變?yōu)闊? 1%變?yōu)閄線,總 論,(二) X線的特性 1. 物理特性: *X線是波長很短的電磁波，以光的速度 (3108m/s)直線前進 *波長范圍 0.0006nm50nm *X線診斷用0.031nm 0.008nm（40150K

3、V）, ,總 論,2. 醫(yī)用特性： 成像的特性： 穿透性 電壓高 波長短 穿透力強，穿過時會衰減。 穿透力也與物質(zhì)的厚度、密度相關(guān)成像基礎(chǔ) 熒光效應(yīng) X線 熒光物質(zhì)（鎢酸鈣） 熒光透視 基礎(chǔ) 感光效應(yīng) 溴化銀（Ag+） Ag（黑色）攝影基礎(chǔ) 放療的特性： 電離效 應(yīng) X線通過任何物質(zhì)都可以產(chǎn)生電離效應(yīng)防護 與治療的基礎(chǔ),總 論,四、 X線成像基本原理 (一) X線成像的基本條件 1、X線特性 ：穿透性、 熒光效應(yīng)、攝影效應(yīng) 2、人體組織的密度差別、厚度的差別 3.、照片感光或熒光屏顯像, ,總 論,(二) 物質(zhì)（或人體）的密度與厚度這兩 個因素經(jīng)常綜合影響X線成像 1. 物質(zhì)密度物質(zhì)比重吸收X

4、線量照片黑 白度,肺內(nèi)實變病灶的密度比周圍含氣肺組織高，因此病灶相對較白而被顯示（）,總 論,熒光屏影像,對應(yīng)照片影像,總 論,2. 物體厚的部分，吸收X線多，透過X線少；薄的 部分則相反，如圖示：,總 論,3. 人體組織有密度與厚度的差別（自然存 在的差別自然對比）,總 論,4. X線圖像的特點 重疊因X線透過人體的所有層面 放 大 如陽光下的人影，中午與下午不同 歪曲失真,總 論,五、X線檢查方法 1. 普通檢查 熒光透視 Fluoroscopy 攝 影 Radiography(Plain Film) 2. 特殊檢查 體層攝影 Tomography 軟X線攝影 Soft X-ray Rad

5、iography 放大攝影 Magnification Radiography 熒光攝影 Fluorography 3. 造影檢查 高密度造影劑 (Ba劑、碘劑） 造影方法 低密度造影劑 (空氣、CO2 ）,普通X線攝影圖像,胸部平片,腹部平片,造影檢查及其方法,高密度造影劑,圖示為上消化道鋇餐檢查,高密度造影劑,圖示為食道鋇餐檢查,結(jié)腸氣鋇雙重造影,管造影,“T”,子宮輸卵管造影,靜脈腎盂造影,總 論,六、 X線診斷原則與步驟 (一) 診斷原則 照片影像是客觀存在的，診斷時應(yīng)該做到： (二) 診斷步驟 1 . 全面循序：首先了解照片質(zhì)量、透視結(jié)果。 2 . 按一定的順序，系統(tǒng)進行觀察。 3

6、. 觀察異常X線表現(xiàn)，認(rèn)識影像病理基礎(chǔ)。 部位、分布、數(shù)目、形狀、大小、邊緣、密度 均勻性、功能及鄰近器官的變化。 4 . 結(jié)合臨床作出正確X線診斷。,明辯正常、分析異常、結(jié)合臨床、綜合分析, ,CT總 論,常規(guī)CT原理,什么是CT? CT=Computed tomography 電子計算機體層攝影術(shù),X球管,膠片,特點： 重疊、放大、扭曲,常規(guī)X線攝影,CT(計算機體層攝影術(shù)),高壓發(fā)生 器,人,模數(shù)轉(zhuǎn)換 器,對比增強 器,Computer,數(shù)模轉(zhuǎn)換 器,顯示器,照像機,2,第一代 平移 /旋轉(zhuǎn)式,特點： 慢，5分鐘10分鐘掃描一層，只做頭顱檢查,存儲器,1,3,第二代 第三代 第四代,人,

7、人,人,15秒,1015秒,310秒,1000探測器,300探測器,700探測器,普通CT與螺旋CT掃描模式圖,普通CT,螺旋CT,X線管,電纜,電纜,探測器,探測器,滑環(huán),電刷,X線管,螺旋CT掃描方式,多排螺旋CT,探測器,多排螺旋CT,幾個有關(guān)的CT技術(shù)常用術(shù)語,CT值： 單位HU 組織的吸收系數(shù) 與(骨、水、空氣) 三種組織之間的相 對值,骨+1000HU,水0HU,空氣-1000HU,軟組織+20 +50HU,脂肪組織-70 -90HU,窗寬與窗位 因為CT機能分辨2000的CT值，人的肉眼只能分辨黑白的16個灰階，因此人為引入的概念 窗寬是指圖像(由黑到白)所包含CT值范圍 窗位是

8、指圖像上所包含CT值范圍的中心值 CT圖像要有適當(dāng)?shù)拇皩挻拔徊庞欣诓∽兊挠^察, ,窗寬=100；窗位=50時 圖像由黑到白包含有100個CT值 100以上全白，0以下全黑，中間為50 16個灰階的每個灰階含100/16=6.2HU 超過6.2HU的組織肉眼可辨，如肝癌與正常肝組織相差10HU左右 窗寬改為1000，或窗位不在肝組織都看不見肝癌,肝癌,肝組織 +50 （窗位）,骨+1000,水0,空氣-1000,脂肪組織-70,100,全白,全黑,（窗寬）,合適的窗寬窗位,WW=100；WL=50,肝癌,骨+1000,水0,空氣-1000,550,全白,全黑,（窗寬）,450,窗寬過大,WW=

9、1000；WL=50,肝組織 +50 （窗位）,脂肪組織-70,肝癌,骨+1000,水0,空氣-1000,脂肪組織-70,100,全白,全黑,（窗寬）,窗寬過小,WW=1；WL=50,肝組織 +50 （窗位）,肝癌,肝組織 +50 （窗位）,骨+1000,水0,空氣-1000,脂肪組織-70,100,全黑,（窗寬）,窗位不在肝組織 只見骨皮質(zhì),WW=100；WL=1000,常規(guī)CT的檢查方法,一般檢查 平掃；增強掃描 特殊檢查方法 靶放大掃描； 高分辨掃描； “兩快一長”增強掃描；動態(tài)增強掃描；延遲增強掃描；血管造影CT；脊髓、腦池造影CT,磁共振成像總論,磁共振成像是利用原子核在強磁場內(nèi)發(fā)生

10、共振所產(chǎn)生的信號經(jīng)圖像重建的一種成像技術(shù) （核）磁共振是一種核物理現(xiàn)象，（nuclear magnetic resonance, NMR）現(xiàn)象，是由美國斯坦福大學(xué)Bloch和哈佛大學(xué)Purcell在1946年分別在兩地同時發(fā)現(xiàn)的，因此兩人獲得了1952年諾貝爾物理學(xué)獎 20世紀(jì)50年代，NMR已成為研究物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的一項重要的化學(xué)分析技術(shù) 20世紀(jì)60年代，人們開始用它進行生物組織化學(xué)分析，檢測動物體內(nèi)氫、磷和氮等的NMR信號,20世紀(jì)70年代，NMR技術(shù)才與醫(yī)學(xué)診斷聯(lián)系起來 1976年Hinshaw首先實現(xiàn)了人體手部成像，并于1980年推出世界上首臺NMR成像商品機。1980年初NMR成像用

11、于臨床以來，為了與放射性核素檢查相區(qū)別，改稱為磁共振成像（magnetic resonance imaging, MRI）, ,磁共振成像的基本原理與設(shè)備,目前MRI多用氫核或質(zhì)子來成像，人體內(nèi)含有大量的氫核，成像效果好。每個質(zhì)子均是一個小磁體，雜亂無章地排列，當(dāng)加上外加磁場后呈有序排列，平行于外加磁場方向的質(zhì)子處于低能狀態(tài)，反平行于外加磁場的質(zhì)子呈高能態(tài)（如圖）,一、MR成像的基本原理,N,S,質(zhì)子進入外磁場后的排列狀態(tài),圖1,圖2,進入外磁場前（圖1）質(zhì)子排列雜亂無章，外加外磁場后質(zhì)子呈有序排列（圖2），低能態(tài)的質(zhì)子比高能態(tài)的略多,有序排列的質(zhì)子呈快速錐形旋轉(zhuǎn)運動，稱為進動（Precess

12、ion）,Z軸代表外磁場磁力線方向，XY軸為與Z軸垂直的平面。質(zhì)子除自旋運動外，還作快速錐形的旋轉(zhuǎn)運動，即進動,（一）縱向磁化,與外磁場平行的7個質(zhì)子和與外磁場反向平行的4個質(zhì)子的磁力互相抵消（A），只剩3個未抵消的質(zhì)子，它們的磁力疊加起來，形成的磁矢量為縱向磁化（B）,A,B,射頻脈沖：向患者發(fā)射短促的無線電波，稱為射頻脈沖radiofrequency (RF) 共 振：當(dāng)RF脈沖與質(zhì)子進動頻率相同時，就可把能量傳給質(zhì)子，使其由低能態(tài)變?yōu)楦吣軕B(tài)，即為共振。質(zhì)子進動頻率由Larmor方程算出 0=B0 其中0為進動頻率（單位Hz）； 為旋磁比；B0為外磁場強度，場強單位為特斯拉（Tesla,

13、T）,（二）縱向磁化減少及橫向磁化,發(fā)射與質(zhì)子進動頻率相同的RF脈沖，產(chǎn)生兩種效應(yīng)：一些指向上的質(zhì)子吸收能量躍遷至高能級而指向下。向上與向下的質(zhì)子磁力相互抵消，使縱向磁化減小；同時導(dǎo)致質(zhì)子同步、同速運動，即同相位，其磁力疊加起來而出現(xiàn)橫向的磁矢量，即橫向磁化,RF脈沖,（三）弛豫和弛豫時間,弛 豫：中止RF射頻后，由RF所引起的變化恢復(fù)到原來的平衡狀態(tài)。分為縱向弛豫（自旋晶格弛豫）和橫向弛豫（自旋自旋弛豫），分別為縱向磁化恢復(fù)和橫向磁化消失的過程 縱向弛豫時間：縱向磁化由0恢復(fù)到原來數(shù)值的63所需的時間，為縱向弛豫時間（longitudinal relaxation time），簡稱T1 橫向

14、弛豫時間：橫向磁化由最大減小到最大值的37所需的時間，為橫向弛豫時間（transverse relaxation time），簡稱T2,T1、T2是時間常數(shù)，不是絕對值。T1長于T2 生物組織的弛豫時間，T1為300ms2000ms，T2為30ms150ms 水的T1、T2都長，而脂肪的T1、T2均短。病變組織如腫瘤常比周圍組織含水量高，故T1、T2常較長 T1的長短同組織成分、結(jié)構(gòu)和磁環(huán)境有關(guān)，與外磁場強度也有關(guān)。T2的長短同外磁場和組織內(nèi)磁場的均勻性有關(guān),Z,X,Y,縱向弛豫,中斷RF脈沖，質(zhì)子逐一從高能狀態(tài)返回到低能狀態(tài)，縱向磁化逐漸增大，直至恢復(fù)到原來的狀態(tài)。此過程稱為縱向弛豫,Z,X

15、,Y,Z,X,Y,Z,X,Y,橫向弛豫,中斷RF脈沖，質(zhì)子不再被強制于同步狀態(tài)（同相位），由于質(zhì)子有各自的不同頻率，指向同一方向的質(zhì)子散開（去相位），導(dǎo)致橫向磁化減小。此過程為橫向弛豫。從A到B到C可見同相位的質(zhì)子呈扇形逐漸散開,A,B,C,Z,X,Y,RF脈沖,Z,X,Y,Z,X,Y,縱向弛豫與橫向弛豫,（四）弛豫時間與MR成像,人體不同器官的正常組織與病理組織的T1是相對恒定的，并有一定的差別，T2也是如此。這種組織上弛豫時間上的差別是MR成像的基礎(chǔ),人體正常與病變組織的T1值（ms）,正常顱腦的T1與T2值（ms）,MRI為多參數(shù)成像，成像參數(shù)包括組織T1、T2值和自旋質(zhì)子密度（Prot

16、on density, Pd）等,（五）脈沖序列與加權(quán)圖像,施加RF脈沖后，縱向磁化減小、消失，橫向磁化出現(xiàn)。使縱向磁化傾斜900的脈沖為900脈沖，而傾斜1800的脈沖則為1800脈沖,RF脈沖,900脈沖,施加RF脈沖，縱向磁化消失，橫向磁化出現(xiàn)，磁矢量傾斜了900，這個脈沖為900脈沖,脈沖序列：施加900脈沖，等待一定時間，再施加第二個900脈沖或1800脈沖，這種連續(xù)施加的脈沖稱為脈沖序列 重復(fù)時間：兩個激勵脈沖間的間隔時間為重復(fù)時間（repetition time, TR） 回波時間：900脈沖與產(chǎn)生回波之間的時間為回波時間（echo time,TE） 加權(quán)圖像：主要由組織的某種成

17、像參數(shù)的差別所形成的圖像稱為某種參數(shù)的加權(quán)圖像。如由T1差別形成的圖像稱為T1加權(quán)圖像（T1 weighted image, T1WI），同理則有T2加權(quán)圖像（T2WI）、質(zhì)子密度加權(quán)圖像（PdWI）,TE,MR圖像,（六)自旋回波脈沖序列,900,900,1800,1800,900脈沖等待TE/21800脈沖等待TE/2記錄信號，稱為自旋回波序列spin echo (SE) pulse sequence,SE,二、 MRI設(shè)備,根據(jù)主磁體的結(jié)構(gòu) 分為永久磁體、阻抗磁體和超導(dǎo)磁體三種 MR信號產(chǎn)生、探測與編碼 主磁體、梯度線圈、射頻發(fā)射器及MR信號接收器 數(shù)據(jù)處理、圖像重建、顯示與存儲 模擬轉(zhuǎn)

18、換器、計算機、磁盤、存儲設(shè)備,數(shù) 據(jù) 處 理,電 源,操作與顯示,掃描孔,主線圈,射頻線圈,梯度線圈,MRI設(shè)備示意圖,MR圖像特點,一、 多參數(shù)成像：MR圖像反映的是組織間的T1、T2和質(zhì)子密度的差別,人體正常組織在T1WI、T2WI上的灰度,MRI表現(xiàn)為高信號和低信號的組織,病理組織的信號強度,二、 多方位成像,垂直于激勵層面的快速流動的血液團不能在SE序列時接受900、1800兩個脈沖激勵產(chǎn)生回波，因此，流動的血液無信號（流空效應(yīng)）,三、 流空效應(yīng),四、 質(zhì)子弛豫增強效應(yīng)與對比增強,弛豫增強效應(yīng)：一些順磁性和超順磁性物質(zhì)使局部產(chǎn)生磁場，而縮短周圍質(zhì)子弛豫時間的現(xiàn)象。利用這一效應(yīng)可進行MR

19、增強掃描,五、MR成像的優(yōu)點 高的軟組織對比分辨力 無骨偽影干擾 多參數(shù)成像 任意方位成像 流空效應(yīng) 增強掃描效果好，副作用少,MRI對鈣化、骨化的顯示不夠敏感，并有某些偽影,六、MR成像的檢查適應(yīng)證,一、顱腦疾病：腦腫瘤、炎癥、腦血管?。X梗塞出血、動脈瘤、動靜脈畸形等）、腦白質(zhì)病、腦退行性病變、腦室系統(tǒng)疾病和先天性畸形等。 二、脊柱和脊髓疾?。禾貏e是椎管內(nèi)病變和脊髓病變，MRI應(yīng)作為首選檢查方法。適用于腫瘤、感染、炎癥、血管畸形、脊髓空洞、脊髓變性萎縮、椎間盤突出等。 三、頭頸部疾?。河绕溥m用于頭頸部腫瘤和腫瘤樣病變的診斷與鑒別診斷。對眼球黑色素瘤有定性價值。 四、心臟大血管：常規(guī)MRI、

20、心臟電影和磁共振血管成像的應(yīng)用使MRI在心臟大血管疾病檢查中獨具優(yōu)勢?？捎糜诟鞣N先天性心臟病、心肌疾病、心臟腫瘤、心包疾病和主動脈等大血管疾病的診斷。 五、腹部盆腔：腹部盆腔器官如肝臟、膽囊、脾臟、胰腺、腎臟、腎上腺、子宮、卵巢、膀胱、前列腺以及腹膜后腔是MRI檢查的優(yōu)勢部位。主要用于這些部位的腫瘤以及腫瘤樣病變的診斷和鑒別診斷。是子宮、前列腺病變的首選影像學(xué)檢查。 六、肺和縱隔：肺部病變應(yīng)首選CT，但肺門病變、胸膜病變和鄰近縱隔和胸壁的肺病變可選用MRI。七、骨關(guān)節(jié)病變和軟組織病變：特別是對關(guān)節(jié)內(nèi)結(jié)構(gòu)如膝關(guān)節(jié)半月板、交叉韌帶的顯示，MRI可與關(guān)節(jié)鏡相媲美。MRI適用于軟組織和骨骼腫瘤、炎癥等

21、疾病的診斷。MRI對骨髓病變的檢出十分敏感，早于x線平片和CT。,七、MR成像的檢查禁忌證,MRI是強磁場設(shè)備，安裝下列醫(yī)療裝置者禁止靠近： （1）心臟起搏器者； （2）腦內(nèi)動脈瘤夾；主動脈夾；人工金屬心臟瓣膜； （3）各種人工關(guān)節(jié)及假體；金屬內(nèi)固定物； （4）冠狀動脈及各種血管支架；膽道支架、食道支架及其它金屬內(nèi)支架； （5）電子耳蝸；化療泵、胰島素泵；眼球內(nèi)異物不能除外金屬異物者； （6）活動性假牙，體內(nèi)殘留金屬異物； （7）其它因手術(shù)等原因植入體內(nèi)的金屬物品； （8）輪椅、平車、金屬拐杖、輸液裝置、呼吸機、吸引器及其他醫(yī)療裝置； 另外，相對禁忌癥，如體內(nèi)有金屬異物，需要經(jīng)過醫(yī)師確認(rèn)無危險

22、后方可進行檢查。,MRI檢查技術(shù),一、脈沖序列 （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?？臻g分辨力和信噪比均較高，可獲得準(zhǔn)T1WI、準(zhǔn)T2WI及準(zhǔn)PdWI，主要用于腹部、心血管、與流動液體相關(guān)成像及骨關(guān)節(jié)成像 （三）回波平面成像 回波平面成像（echo planar imaging, EPI）是新開發(fā)的快速成像技術(shù)，獲得一個層面可短至20ms，主要用于功能成像,二、脂肪抑制 抑制由脂肪引起的高信號，以區(qū)別其它原因如出血、黑色素顆粒及對比增強所致的高信號 三、MRI對比增強 靜脈注射使質(zhì)子弛豫時

23、間縮短的順磁性物質(zhì)作為對比劑，行MRI對比增強。常用的對比劑為釓-二乙三胺五醋酸（Gadonilium-DTPA, Gd-DTPA） 四、 MR血管造影（MRA） 平掃： 時間飛躍（time of flight, TOF）法和相位對比（phase contrast, PC）法 增強MRA,五、水成像 水成像（hydrography）又稱液體成像（liquid imaging） 是采用長TE技術(shù)，獲得重T2WI，突出水的信號，并用脂肪抑制技術(shù)，使含水器官清晰顯影。具體有： MR胰膽管造影（MR cholangiopancreatography, MRCP） MR尿路造影（MR urography

24、, 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）是在病變尚未出現(xiàn)形態(tài)改變之前，利用功能變化來形成圖像，以達(dá)到早期診斷的目的。包括彌散成像（diffusion weighted imaging, DWI）、灌注成像（perfusion weighted imaging, PWI）和皮層激發(fā)功能定位成像等,MRI分析與診斷,首先了解MRI設(shè)備的類型、磁場強度和掃描技術(shù)條件 各種切面、各種加權(quán)圖像綜合分析 觀察病變的部位、形態(tài)、大小、邊緣及其與鄰近結(jié)構(gòu)的關(guān)系 根據(jù)病變的信號特點推測病變的組織來源,常見

25、疾病的X線診斷,支氣管肺炎,左下肺局限性肺氣腫,氣腹,腸梗阻,右中下肺炎,結(jié)合礦山工作史 考慮塵肺,多年礦山工作史,結(jié)合腸癌病史 考慮轉(zhuǎn)移瘤,腸癌病史,右上肺結(jié)核,同病例 右上肺結(jié)核,右下肺炎變,同病例 右中肺炎變,左肺占位,正位,側(cè)位,同病例 左肺占位,鼻骨骨折,右肱骨下段骨折,左橈骨中段骨折,右鎖骨中段骨折,右脛骨下段骨折,左股骨頸骨折,右肩關(guān)節(jié)脫位,右肘關(guān)節(jié)脫位,額骨骨瘤,吞咽困難 胸骨后痛,食道上段癌,上腹部不適,慢性胃炎,食道下段賁門胃底小彎癌,腹平片示腸梗阻,結(jié)腸氣鋇雙重造影,橫結(jié)腸占位,右腎正常顯影左腎較遲,左輸尿管上段結(jié)石+左腎積水,橫結(jié)腸肝曲見軟組織塊影,軟組織塊影移位于回盲部,軟組織塊影消失氣體進入小腸,T管造影膽總管下段充盈缺損,膽總管結(jié)石伴擴張,常見疾病的CT診斷,典型腦出血破入腦室,右丘腦混 雜密度灶,同例兩天后 MRI檢查,T2WI,T