醫(yī)學(xué)影像學(xué)總論201802課件1

醫(yī)學(xué)影像學(xué)總論醫(yī)學(xué)影像學(xué)總論1醫(yī)學(xué)影像學(xué)放射科：普放、CT、MR超聲科核醫(yī)學(xué)科：同位素成像、PET-CT介入放射科：診斷、治療科技發(fā)展在臨床醫(yī)學(xué)的最前沿陣地之一醫(yī)學(xué)影像學(xué)放射科：普放、CT、MR2介入放射學(xué)在醫(yī)學(xué)影像設(shè)備（X線、CT、B超）導(dǎo)引下經(jīng)皮或經(jīng)腔插入穿刺針或引入導(dǎo)絲、導(dǎo)管進(jìn)行診斷、治療介入放射學(xué)在醫(yī)學(xué)影像設(shè)備（X線、CT、B超）導(dǎo)引下3醫(yī)學(xué)影像診斷結(jié)合臨床(clinicalmaterial)，綜合分析“異病同影”、“同病異影”differentdiseaseswithsameappearance,samediseaseswithdifferentappearance診斷(diagnosis)肯定性診斷、否定性診斷、可能性診斷Confirmation,Negation,Possibility醫(yī)學(xué)影像診斷結(jié)合臨床(clinicalmaterial)，4

X線成像

X線成像51895年倫琴發(fā)現(xiàn)X射線WilhelmConradR?ntgenTheNobelPrizeinPhysics1901

1895年倫琴發(fā)現(xiàn)X射線WilhelmConradR?6X線產(chǎn)生基本原理與設(shè)備

X線的產(chǎn)生，X線是真空管內(nèi)高速行進(jìn)的電子流轟擊鎢靶時(shí)產(chǎn)生的Thex-raybeamisproducedbybombardingatungstentargetwithanelectronbeamwithinanx-raytube.X線產(chǎn)生基本原理與設(shè)備X線的產(chǎn)生，X線是真空管內(nèi)高速7X線的特性穿透性：與物體的密度與厚度相關(guān)熒光效應(yīng)：透視的基礎(chǔ)感光效應(yīng)：攝影的基礎(chǔ)電離效應(yīng)：放射治療的基礎(chǔ)、X線防護(hù)X線的特性8X線成像基本原理Asx-raypassthroughthehumanbodytheyareattenuatedbyinteractionwithbodytissues(absorptionandscatter),resultinginanimagepatternrecognizableashumananatomy.基本條件X線具有穿透性存在密度(density)與厚度(thickorthin)的差異顯像過程X線成像基本原理9X線圖像特點(diǎn)X線圖像不同灰度的影像反映了人體解剖結(jié)構(gòu)和病理狀態(tài)的不同密度和厚度X線圖像是重疊的，有一定程度的放大，并可產(chǎn)生偽影X線圖像特點(diǎn)X線圖像不同灰度的影像反映了人體解剖結(jié)構(gòu)和病理狀10X線檢查中的防護(hù)保護(hù)自己

避免直接暴露在射線下進(jìn)入有放射線的環(huán)境內(nèi)，必須有防護(hù)措施。盡量遠(yuǎn)離放射源(放射線與距離成3次方衰減)保護(hù)患者避免不必要檢查小兒、婦女注意性腺的防護(hù)懷孕婦女盡量避免放射線檢查X線檢查中的防護(hù)保護(hù)自己11CT

ComputedTomography

計(jì)算機(jī)體層成像

CT

ComputedTomography

計(jì)算機(jī)體層12CT成像基本原理基本原理

用X線束對(duì)人體檢查部位一定厚度的層面進(jìn)行掃描，由探測(cè)器接受衰減的X線，并由光電轉(zhuǎn)換器變?yōu)殡娦盘?hào)，再由模數(shù)轉(zhuǎn)換器變?yōu)閿?shù)字進(jìn)行計(jì)算機(jī)處理，獲得該層面的每個(gè)體素的X線衰減系數(shù)，再由數(shù)模轉(zhuǎn)換器把每個(gè)體素的數(shù)字轉(zhuǎn)換成不等灰階度的像素，按矩陣排列，構(gòu)成CT圖像CT成像基本原理基本原理131、高度準(zhǔn)直的X線束，環(huán)繞人體一定厚度進(jìn)行橫斷面掃描2、探測(cè)器接受透過該層面的X線，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息。Diagramshowingrelationshipofx-raytube,patient,detector,andimagereconstructioncomputeranddisplaymonitor

BasicconceptsofCT1、高度準(zhǔn)直的X線束，環(huán)繞人體一定厚度進(jìn)行橫斷面掃描Diag14醫(yī)學(xué)影像學(xué)總論201802課件115CT圖像特點(diǎn)數(shù)字圖像(digitalimaging)矩陣(matrix)像素與體素(pixelandvoxel)CT值(CTpixelnumbers)窗寬、窗位(windowwidthandcentre)CT圖像特點(diǎn)數(shù)字圖像(digitalimaging)16CTvalueCTvalue17CT值第11頁(yè)

反映組織對(duì)X線的吸收系數(shù)CT圖像的不同灰度說明其密度高低的程度CT值第11頁(yè)

反映組織對(duì)X線的吸收系數(shù)18醫(yī)學(xué)影像學(xué)總論201802課件119更多掃描容積100厘米的容積覆蓋量2毫米層厚更多掃描容積100厘米的容積覆蓋量20更快掃描速度心臟掃描1毫米層厚83毫秒采集更快掃描速度心臟掃描21更好組織細(xì)節(jié)30線對(duì)/厘米0.5毫米層厚螺旋掃描更好組織細(xì)節(jié)30線對(duì)/厘米22CT檢查技術(shù)平掃(plainscanning)增強(qiáng)掃描(contrastenhancement)HRCT(highresolutioncomputedtomography)CT檢查技術(shù)平掃(plainscanning)23CTTechniques重建技術(shù)(ReconstructionTechniques)表面遮蓋法重建（SurfaceShadedDisplay,SSD）最大密度投影（MaximumIntensityProjection,MIP）容積再現(xiàn)（VolumeRendering,VR）多層面重建（MultiplanarReconstruction,MPR）曲面多層重建（CurvedMultiplanarReconstruction,CMPR）仿真內(nèi)窺鏡技術(shù)（VirtualEndoscopy,VE）CTTechniques重建技術(shù)(Reconstruct24CTTechniques功能(function)及其他檢查肺功能測(cè)定LungFunction灌注成像Perfusion骨密度測(cè)定QuantitativeCT(QCT)冠狀動(dòng)脈造影CTcoronaryarteryangiography

雙能量CTDualEnergyCTCTTechniques功能(function)及其他檢25磁共振成像

MagneticResonanceImaging

MRI磁共振成像

MagneticResonanceImagi26磁共振成像

（MagneticResonanceImaging,MRI）利用體內(nèi)氫原子核在強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)發(fā)生磁矩用射頻發(fā)生共振提供能量，改變磁矩停止射頻，恢復(fù)磁矩釋放能量，產(chǎn)生信號(hào)，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理，形成MR圖像磁共振成像

（MagneticResonanceImag27向患者發(fā)射短促的無線電波——射屏脈沖（RF），質(zhì)子吸收RF的能量，由低能級(jí)躍遷到高能態(tài)，縱向磁化減小RF脈沖還使進(jìn)動(dòng)的質(zhì)子不再處于不同的相位，而作同步、同速運(yùn)動(dòng)，即處于同相位(inphase)。這樣，質(zhì)子在同一時(shí)間指向同一方向，其磁矢量也在該方向疊加起來，于是出現(xiàn)橫向磁化(transversemagnetization)向患者發(fā)射短促的無線電波——射屏脈沖（RF），質(zhì)子吸收RF的28中止RF脈沖，則由RF脈沖引起的變化很快回到原來的平衡狀態(tài)，即發(fā)生了弛豫。有兩種弛豫：縱向磁化恢復(fù)，其過程為縱向弛豫。而橫向磁化消失，其過程則為橫向弛豫。中止RF脈沖，則由RF脈沖引起的變化很快回到原來的平衡狀態(tài)，29馳豫時(shí)間縱向磁化由零恢復(fù)到原來數(shù)值的63％所需的時(shí)間，為縱向弛豫時(shí)間，簡(jiǎn)稱T1。橫向磁化由最大減小到最大值的37％所需的時(shí)間，為橫向弛豫時(shí)間，簡(jiǎn)稱T2。T1與T2是時(shí)間常數(shù)，而不是絕對(duì)值。

T1的長(zhǎng)短同組織成分、結(jié)構(gòu)和磁環(huán)境有關(guān)，與外磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)也有關(guān)系。T2的長(zhǎng)短同外磁場(chǎng)和組織內(nèi)磁場(chǎng)的均勻性有關(guān)。馳豫時(shí)間縱向磁化由零恢復(fù)到原來數(shù)值的63％所需的時(shí)間，為縱向30馳豫時(shí)間與MRI成像

人體不同器官的正常組織與病理組織的T1是相對(duì)恒定的，而且它們之間有一定的差異，T2也是如此，這種組織間弛豫時(shí)間上的差別，是MRI的成像基礎(chǔ)。馳豫時(shí)間與MRI成像人體不同器官的正常組織31脈沖序列與加權(quán)像要獲得選定層面中的各種組織的T1、T2或質(zhì)子密度的差別，得到不同的MRI圖像，要采取不同的脈沖序列脈沖序列與加權(quán)像要獲得選定層面中的各種組織的T1、T2或質(zhì)子32MRI圖像特點(diǎn)

MRIcharacteristics多參數(shù)成像（multiplesequences）多方位成像流動(dòng)效應(yīng)軟組織分辨率高對(duì)比增強(qiáng)MRI圖像特點(diǎn)

MRIcharacteristi33Imagingpulsesequence自旋回波spinecho(SE)sequence快速自旋回波（TSE，F(xiàn)SE）梯度回波gradientecho(GRorGRE)反轉(zhuǎn)恢復(fù)inversionrecovery(IR)sequence平面回波成像echoplanarimaging(EPI)短時(shí)反轉(zhuǎn)恢復(fù)shortT1inversionrecoverySTIR液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)fluidattenuatedinversionrecovery(FLAIR)Imagingpulsesequence自旋回波sp34MRI圖像特點(diǎn)

MRIcharacteristics多參數(shù)成像多方位成像（provideimagesinanyanatomicplane）流動(dòng)效應(yīng)軟組織分辨率高對(duì)比增強(qiáng)MRI圖像特點(diǎn)

MRIcharacteristi35MRI圖像特點(diǎn)

MRIcharacteristics多參數(shù)成像多方位成像流動(dòng)效應(yīng)（flowingeffects）軟組織分辨率高對(duì)比增強(qiáng)MRI圖像特點(diǎn)

MRIcharacteristi36MRI圖像特點(diǎn)

MRIcharacteristics多參數(shù)成像多方位成像流動(dòng)效應(yīng)軟組織分辨率高（HighResolutionofSoftTissue)對(duì)比增強(qiáng)MRI圖像特點(diǎn)

MRIcharacteristi37MRI圖像特點(diǎn)

MRIcharacteristics多參數(shù)成像多方位成像流動(dòng)效應(yīng)軟組織分辨率高對(duì)比增強(qiáng)(contrastenhancement)MRI圖像特點(diǎn)

MRIcharacteristi38MRI增強(qiáng)掃描的適應(yīng)癥腫瘤的鑒別與定性(tumor)血腦屏障是否破壞(blood-brainbarrier)提高病變的發(fā)現(xiàn)率(moresensitive)提高血管顯示質(zhì)量特異性對(duì)比劑MRI增強(qiáng)掃描的適應(yīng)癥腫瘤的鑒別與定性(tumor)39MRITechniques脈沖序列（pulsesequence）脂肪抑制（fatsuppression）MRC（Cinema）MRI對(duì)比增強(qiáng)（contrastenhancement）MRA(MR血管造影)MRI水成像(MRCP,MRU,MRM)功能性MRI成像（fMRI）MRSDWIPWIMRITechniques脈沖序列（pulsesequ40圖像存檔與傳輸系統(tǒng)

與信息放射學(xué)圖像存檔與傳輸系統(tǒng)

與信息放射學(xué)41圖像存檔與傳輸系統(tǒng)(picturearchivingandcommunicatingsystem，PACS)是存放和傳輸圖像的設(shè)備圖像存檔與傳輸系統(tǒng)(picturearchiving42PACS的應(yīng)用價(jià)值診斷方面，提供更多的診斷資料和信息管理方面，大大提高了影像各級(jí)醫(yī)生的工作管理成本方面，實(shí)現(xiàn)了無膠片化，減少了人力成本和經(jīng)濟(jì)成本教學(xué)方面，大大提高了教學(xué)質(zhì)量科研方面，是最好的臨床科研平臺(tái)質(zhì)控方面，實(shí)現(xiàn)了科室質(zhì)控工作的持續(xù)改進(jìn)和不斷提高PACS的應(yīng)用價(jià)值診斷方面，提供更多的診斷資料和信息43醫(yī)學(xué)影像診斷結(jié)合臨床(clinicalmaterial)，綜合分析“異病同影”、“同病異影”differentdiseaseswithsameappearance,samediseaseswithdifferentappearance診斷(diagnosis)肯定性診斷、否定性診斷、可能性診斷Confirmation,Negation,Possibility醫(yī)學(xué)影像診斷結(jié)合臨床(clinicalmaterial)，44醫(yī)學(xué)影像學(xué)總論醫(yī)學(xué)影像學(xué)總論45醫(yī)學(xué)影像學(xué)放射科：普放、CT、MR超聲科核醫(yī)學(xué)科：同位素成像、PET-CT介入放射科：診斷、治療科技發(fā)展在臨床醫(yī)學(xué)的最前沿陣地之一醫(yī)學(xué)影像學(xué)放射科：普放、CT、MR46介入放射學(xué)在醫(yī)學(xué)影像設(shè)備（X線、CT、B超）導(dǎo)引下經(jīng)皮或經(jīng)腔插入穿刺針或引入導(dǎo)絲、導(dǎo)管進(jìn)行診斷、治療介入放射學(xué)在醫(yī)學(xué)影像設(shè)備（X線、CT、B超）導(dǎo)引下47醫(yī)學(xué)影像診斷結(jié)合臨床(clinicalmaterial)，綜合分析“異病同影”、“同病異影”differentdiseaseswithsameappearance,samediseaseswithdifferentappearance診斷(diagnosis)肯定性診斷、否定性診斷、可能性診斷Confirmation,Negation,Possibility醫(yī)學(xué)影像診斷結(jié)合臨床(clinicalmaterial)，48

X線成像

X線成像491895年倫琴發(fā)現(xiàn)X射線WilhelmConradR?ntgenTheNobelPrizeinPhysics1901

1895年倫琴發(fā)現(xiàn)X射線WilhelmConradR?50X線產(chǎn)生基本原理與設(shè)備

X線的產(chǎn)生，X線是真空管內(nèi)高速行進(jìn)的電子流轟擊鎢靶時(shí)產(chǎn)生的Thex-raybeamisproducedbybombardingatungstentargetwithanelectronbeamwithinanx-raytube.X線產(chǎn)生基本原理與設(shè)備X線的產(chǎn)生，X線是真空管內(nèi)高速51X線的特性穿透性：與物體的密度與厚度相關(guān)熒光效應(yīng)：透視的基礎(chǔ)感光效應(yīng)：攝影的基礎(chǔ)電離效應(yīng)：放射治療的基礎(chǔ)、X線防護(hù)X線的特性52X線成像基本原理Asx-raypassthroughthehumanbodytheyareattenuatedbyinteractionwithbodytissues(absorptionandscatter),resultinginanimagepatternrecognizableashumananatomy.基本條件X線具有穿透性存在密度(density)與厚度(thickorthin)的差異顯像過程X線成像基本原理53X線圖像特點(diǎn)X線圖像不同灰度的影像反映了人體解剖結(jié)構(gòu)和病理狀態(tài)的不同密度和厚度X線圖像是重疊的，有一定程度的放大，并可產(chǎn)生偽影X線圖像特點(diǎn)X線圖像不同灰度的影像反映了人體解剖結(jié)構(gòu)和病理狀54X線檢查中的防護(hù)保護(hù)自己

避免直接暴露在射線下進(jìn)入有放射線的環(huán)境內(nèi)，必須有防護(hù)措施。盡量遠(yuǎn)離放射源(放射線與距離成3次方衰減)保護(hù)患者避免不必要檢查小兒、婦女注意性腺的防護(hù)懷孕婦女盡量避免放射線檢查X線檢查中的防護(hù)保護(hù)自己55CT

ComputedTomography

計(jì)算機(jī)體層成像

CT

ComputedTomography

計(jì)算機(jī)體層56CT成像基本原理基本原理

用X線束對(duì)人體檢查部位一定厚度的層面進(jìn)行掃描，由探測(cè)器接受衰減的X線，并由光電轉(zhuǎn)換器變?yōu)殡娦盘?hào)，再由模數(shù)轉(zhuǎn)換器變?yōu)閿?shù)字進(jìn)行計(jì)算機(jī)處理，獲得該層面的每個(gè)體素的X線衰減系數(shù)，再由數(shù)模轉(zhuǎn)換器把每個(gè)體素的數(shù)字轉(zhuǎn)換成不等灰階度的像素，按矩陣排列，構(gòu)成CT圖像CT成像基本原理基本原理571、高度準(zhǔn)直的X線束，環(huán)繞人體一定厚度進(jìn)行橫斷面掃描2、探測(cè)器接受透過該層面的X線，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息。Diagramshowingrelationshipofx-raytube,patient,detector,andimagereconstructioncomputeranddisplaymonitor

BasicconceptsofCT1、高度準(zhǔn)直的X線束，環(huán)繞人體一定厚度進(jìn)行橫斷面掃描Diag58醫(yī)學(xué)影像學(xué)總論201802課件159CT圖像特點(diǎn)數(shù)字圖像(digitalimaging)矩陣(matrix)像素與體素(pixelandvoxel)CT值(CTpixelnumbers)窗寬、窗位(windowwidthandcentre)CT圖像特點(diǎn)數(shù)字圖像(digitalimaging)60CTvalueCTvalue61CT值第11頁(yè)

反映組織對(duì)X線的吸收系數(shù)CT圖像的不同灰度說明其密度高低的程度CT值第11頁(yè)

反映組織對(duì)X線的吸收系數(shù)62醫(yī)學(xué)影像學(xué)總論201802課件163更多掃描容積100厘米的容積覆蓋量2毫米層厚更多掃描容積100厘米的容積覆蓋量64更快掃描速度心臟掃描1毫米層厚83毫秒采集更快掃描速度心臟掃描65更好組織細(xì)節(jié)30線對(duì)/厘米0.5毫米層厚螺旋掃描更好組織細(xì)節(jié)30線對(duì)/厘米66CT檢查技術(shù)平掃(plainscanning)增強(qiáng)掃描(contrastenhancement)HRCT(highresolutioncomputedtomography)CT檢查技術(shù)平掃(plainscanning)67CTTechniques重建技術(shù)(ReconstructionTechniques)表面遮蓋法重建（SurfaceShadedDisplay,SSD）最大密度投影（MaximumIntensityProjection,MIP）容積再現(xiàn)（VolumeRendering,VR）多層面重建（MultiplanarReconstruction,MPR）曲面多層重建（CurvedMultiplanarReconstruction,CMPR）仿真內(nèi)窺鏡技術(shù)（VirtualEndoscopy,VE）CTTechniques重建技術(shù)(Reconstruct68CTTechniques功能(function)及其他檢查肺功能測(cè)定LungFunction灌注成像Perfusion骨密度測(cè)定QuantitativeCT(QCT)冠狀動(dòng)脈造影CTcoronaryarteryangiography

雙能量CTDualEnergyCTCTTechniques功能(function)及其他檢69磁共振成像

MagneticResonanceImaging

MRI磁共振成像

MagneticResonanceImagi70磁共振成像

（MagneticResonanceImaging,MRI）利用體內(nèi)氫原子核在強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)發(fā)生磁矩用射頻發(fā)生共振提供能量，改變磁矩停止射頻，恢復(fù)磁矩釋放能量，產(chǎn)生信號(hào)，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理，形成MR圖像磁共振成像

（MagneticResonanceImag71向患者發(fā)射短促的無線電波——射屏脈沖（RF），質(zhì)子吸收RF的能量，由低能級(jí)躍遷到高能態(tài)，縱向磁化減小RF脈沖還使進(jìn)動(dòng)的質(zhì)子不再處于不同的相位，而作同步、同速運(yùn)動(dòng)，即處于同相位(inphase)。這樣，質(zhì)子在同一時(shí)間指向同一方向，其磁矢量也在該方向疊加起來，于是出現(xiàn)橫向磁化(transversemagnetization)向患者發(fā)射短促的無線電波——射屏脈沖（RF），質(zhì)子吸收RF的72中止RF脈沖，則由RF脈沖引起的變化很快回到原來的平衡狀態(tài)，即發(fā)生了弛豫。有兩種弛豫：縱向磁化恢復(fù)，其過程為縱向弛豫。而橫向磁化消失，其過程則為橫向弛豫。中止RF脈沖，則由RF脈沖引起的變化很快回到原來的平衡狀態(tài)，73馳豫時(shí)間縱向磁化由零恢復(fù)到原來數(shù)值的63％所需的時(shí)間，為縱向弛豫時(shí)間，簡(jiǎn)稱T1。橫向磁化由最大減小到最大值的37％所需的時(shí)間，為橫向弛豫時(shí)間，簡(jiǎn)稱T2。T1與T2是時(shí)間常數(shù)，而不是絕對(duì)值。

T1的長(zhǎng)短同組織成分、結(jié)構(gòu)和磁環(huán)境有關(guān)，與外磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)也有關(guān)系。T2的長(zhǎng)短同外磁場(chǎng)和組織內(nèi)磁場(chǎng)的均勻性有關(guān)。馳豫時(shí)間縱向磁化由零恢復(fù)到原來數(shù)值的63％所需的時(shí)間，為縱向74馳豫時(shí)間與MRI成像

人體不同器官的正常組織與病理組織的T1是相對(duì)恒定的，而且它們之間有一定的差異，T2也是如此，這種組織間弛豫時(shí)間上的差別，是MRI的成像基礎(chǔ)。馳豫時(shí)間與MRI成像人體不同器官的正常組織75脈沖序列與加權(quán)像要獲得選定層面中的各種組織的T1、T2或質(zhì)子密度的差別，得到不同的MRI圖像，要采取不同的脈沖序列脈沖序列與加權(quán)像要獲得選定層面中的各種組織的T1、T2或質(zhì)子76MRI圖像特點(diǎn)

MRIcharacteristics多參數(shù)成像（multiplesequences）多方位成像流動(dòng)效應(yīng)軟組織分辨率高對(duì)比增強(qiáng)MRI圖像特點(diǎn)

MRIcharacteristi77Imagingpulsesequence自旋回波spinecho(SE)sequence快速自旋回波（TSE，F(xiàn)SE）梯度回波gradientecho(GRorGRE)反轉(zhuǎn)恢復(fù)inversionrecovery(IR)sequence平面回波成像echoplanarimaging(EPI)短時(shí)反轉(zhuǎn)恢復(fù)shortT1inversionrecoverySTIR液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)fluidattenuatedinversionrecovery(FLAIR)Imagingpulsesequence自旋回波sp78MRI圖像特點(diǎn)

MRIcharacteristics多參數(shù)成像多方位成像（provideimagesinanyanatomicplane）流動(dòng)效應(yīng)軟組織分辨率高對(duì)比增強(qiáng)MRI圖像特點(diǎn)

MRIcharacteristi79MRI圖像特點(diǎn)

MRIcharacteristics多參數(shù)成像多方位成像流動(dòng)效應(yīng)（flowingeffects）軟組織分辨率高對(duì)比增強(qiáng)MRI圖像特點(diǎn)

MRIcharacteristi80MRI圖像