醫(yī)學影像學基礎(chǔ)2013.5.9科室講課

醫(yī)學影像學基礎(chǔ)

楊峻山何謂醫(yī)學影像學？

醫(yī)學影像學是在放射診斷學基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，除傳統(tǒng)X線檢查法外，尚包括CT、MRI、DSA、

ECT、B超和熱像圖等成像技術(shù)在內(nèi)的影像診斷

學和介入放射學。1895年德國的物理學家倫琴發(fā)現(xiàn)了x線；二十世紀50~60年代超聲與核素掃描應(yīng)用；70年代介入放射學迅速發(fā)展；70和80年代相繼出現(xiàn)了CT、MRI、ECT

（包括SPECT和PET）

學習醫(yī)學影像診斷學應(yīng)注意以下幾點：1、了解不同成像技術(shù)的基本成像原理及其圖像特點，由影像表現(xiàn)推測其組織性質(zhì)；

X線與CT的成像基礎(chǔ)是靠相鄰組織間的密度差別，黑、白灰度所反映的是對X線吸收值的不同；而

MRI的成像基礎(chǔ)是靠組織間的MR信號不同，黑、白灰度所映的是代表弛豫時間長短的信號強度。

2、熟悉器官結(jié)構(gòu)正常和異常影像表現(xiàn)，了解異常表現(xiàn)的病理基礎(chǔ)；3、了解不同成像技術(shù)在不同疾病診斷中的作用與限度，能恰當選擇一種或綜合應(yīng)用幾種成像手段和檢查方法，來進行診斷；4、在進行診斷時，必須密切結(jié)合臨床資料（病史、體檢和實驗室檢查），才能作出正確診斷，因為影像診斷的確立是根椐影像表現(xiàn)推論出來的，并未直接看到病變，診斷結(jié)果有時與病理不符合，這是影像診斷的限度。

第一章X線成像一、X線的產(chǎn)生：

X線是真空管內(nèi)高速行進的電子流轟擊鎢靶時產(chǎn)生的。二、什么是X線：

X線是一種放射能，是一種波長很短的電磁波。

三、X線的特性：１.穿透性：

光是電磁波，有穿透性，而X線能穿透普通光線不能穿的物質(zhì)，在穿透過程中，被穿透的物質(zhì)所吸收，

X線的波長比可見光的波長要短得多，肉眼不可見，波長越短，穿透力越強。X線穿透性是X線成像的基礎(chǔ)。２.熒光作用：

又稱熒光效應(yīng)，熒光物質(zhì)：鎢酸鈣、硫化鋅鎘等。X線投照在熒光物質(zhì)上將X線轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽狻＜捶派淠茏饔糜跓晒馕镔|(zhì)使熒光物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽狻獰晒狻?/p>

熒光效應(yīng)是進行透視檢查的基礎(chǔ)。３.感光效應(yīng)：

Ｘ線作用于涂有乳劑溴化銀的膠片、使之感光—

產(chǎn)生潛影，經(jīng)顯、定影處理后，感光的溴化銀中的

Ag+被還原成金屬（Ag），在膠片上呈黑色，照片上黑的地方銀離子多，白地地方銀離子少，使膠片變成具有黑白對比的圖像。感光效應(yīng)是攝影的基礎(chǔ)。４．電離作用：

X線穿透任何物質(zhì)都可以使該物質(zhì)產(chǎn)生電離（穿透空氣和水均可產(chǎn)生電離），進入人體也產(chǎn)生電離作用，使人體產(chǎn)生生物學方面的改變，即生物效應(yīng)，用于：a.檢查防護情況；b.生物效應(yīng)：是放射防護學和放射治療學的基礎(chǔ)。

四、X線成像原理

1、X線具有一定的穿透力，能穿透人體的組織結(jié)構(gòu)

2、人體組織存在密度和厚度的差別

3、穿過人體組織后剩余X線的差別利用X線的熒光效應(yīng)和攝影效應(yīng)而顯示成像

自然對比：

利用人體組織和器官本身密度的差異來形成對比清楚的影像者，稱為自然對比。人體組織結(jié)構(gòu)密度可分為：

高密度：骨組織、鈣化；---白色

中等密度：軟骨、肌肉、實質(zhì)器官、神經(jīng)、結(jié)締組織和體液等；——灰白色

低密度：脂肪及氣體?！谏斯Ρ龋寒斎梭w內(nèi)缺乏自然對比時，尤其是中等密度的組織或器官，可以用人為的方法引入一定量的在密度上高于或低于它的物質(zhì)，使之產(chǎn)生對比顯示解剖結(jié)構(gòu)稱為人工對比，亦稱造影檢查。人工對比可使用：陽性對比劑：如鋇劑、碘劑；陰性對比劑：如空氣等；

五、X線成像設(shè)備：

X線機包括X線管與支架、變壓器、操作臺、檢查床和影像增強電視系統(tǒng)

X線機六、X線圖像特點：

1、X線圖像由自黑到白不同灰度的影像組成，屬于灰度成像。是以密度來反映人體組織結(jié)構(gòu)的解剖和病理狀態(tài)。

2、低密度—黑影；中等密度—灰影；高密度—白影。

3、X線圖像是重疊圖像，有一定程度的失真。七、X線檢查技術(shù)：

分為普通檢查，特殊檢查和造影檢查三類

1．普通檢查：

①、透視：

a、優(yōu)點：便宜；方便；能動態(tài)觀察人體器官的運動情況，可轉(zhuǎn)動病人多方位的觀察病變形態(tài)。

b．缺點：清晰度較平片差，不能顯示微細結(jié)構(gòu)；不能留下永久性資料，不便復查。②、攝片：

2．特殊檢查：3．造影檢查：①直接引入法：通過人體自然存在的通道將造影劑直接引入器官內(nèi)或穿刺注入，如胃腸道造影、支氣管造影、逆行插管造影、子宮輸卵管造影等。②間接引入法：吸收性：淋巴管造影等排泄性：ivp、口服及V膽道造影等

八、X線分析與診斷（一）、原則：1．認識正常：分辨正常、正常變異及病理情況2．分析異常：解釋影像所反映的病理變化（分析病變的位置和分布、數(shù)目、形狀、邊緣、密度、鄰近器官和組織的改變、器官功能的改變）

3．結(jié)果臨床：需與病史、體征、癥狀及其它臨床檢查結(jié)果進行對照分析（二）X線診斷結(jié)果基本上有三種情況：

肯定性診斷：X線檢查可以確診，如骨折；

否定性診斷：排除法；

可能性診斷：經(jīng)過X線檢查發(fā)現(xiàn)某些X線征像，但不能確診。只能作出多個可能性診斷。

CT是Hounsfield1969年設(shè)計成功，1972年公諸于世的。CT不同于X線成像，它是用X線束對人體層面進行掃描，取得信息，經(jīng)計算機處理而獲得的重建圖像。所顯示的是斷面解剖圖像，其密度分辨力明顯優(yōu)于X線圖像。從而顯著擴大了人體的檢查范圍，提高了病變的檢出率和診斷的準確率。CT也大大促進了醫(yī)學影像學的發(fā)展。由于這一貢獻，Hounsfield獲得了1979年的諾貝爾醫(yī)學生物獎。

第二章計算機體層成像

掃描裝置(X線球管與探測器)--信息輸入

計算機系統(tǒng)

----------------信息處理

圖像顯示與記錄系統(tǒng)

--------信息輸出

二、CT圖像特點：1、CT圖像是由一定數(shù)目從黑到白不同灰度的像素按矩陣排列所構(gòu)成的數(shù)字化圖像。2、CT圖像是可以量化的灰度影像。用CT值量化反映組織對X

線吸收能力差別。某物質(zhì)的ＣＴ值=１０００×——————————

該物質(zhì)的吸收系數(shù)－水的吸收系數(shù)水的吸收系數(shù)人體各組織的ＣＴ值為－1000～＋1000ＨＵ，共2000個灰階單位。而人眼的密度分辨率僅為16個灰階，即密度相差125ＨＵ人眼才能分辨出來。水的ＣＴ值為０-20，軟組織為40－60ＨＵ，差別不到125ＨＵ。所以在普通平片上軟組織和體液屬同等密度，不能區(qū)分。而ＣＴ可設(shè)置窗寬窗位，控制ＣＴ值的顯示范圍。4、CT圖像是斷面影像,并且可以多平面重建和三維重建顯示解剖結(jié)構(gòu)。5、CT圖像可受部分容積效應(yīng)、噪聲與偽影等因素干擾。三、ＣＴ檢查技術(shù)：１、普通ＣＴ：①、平掃：不用增強或造影的掃描；②、增強掃描：血管內(nèi)注入碘劑后，器官與病變內(nèi)碘的濃度可產(chǎn)生差別而形成密度對比；③、造影掃描：先做人體器官或結(jié)構(gòu)的造影，然后再行掃描。2、高分辨力CT（HRCT）：用1-1.5mm層厚薄層掃描，是指在短時間內(nèi)，取得良好空間分辨率CT圖像的掃描技術(shù)。常用于肺間質(zhì)，內(nèi)耳及聽骨的檢查。普通CT平掃高分辨率CT掃描四、CT的臨床應(yīng)用：?

CT檢查具有很高的密度分辨力，而易于檢出病灶，特別是能夠較早地發(fā)現(xiàn)小病灶，因而廣泛用于臨床。?

CT檢查于中樞神經(jīng)系統(tǒng)、頭頸部、呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)(

消化管除外)、泌尿系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)病變的檢出和診斷都具有突出的優(yōu)越性。CT檢查的應(yīng)用仍有限度。在婦產(chǎn)科領(lǐng)域中的應(yīng)用；對胃腸道管壁小的病灶和黏膜改變的顯示不敏感；骨骼系統(tǒng)的病變，一般應(yīng)用簡便、經(jīng)濟的X線檢查多可確診；CT檢查雖能發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)疾病，準確地顯示病灶的部位和范圍，但對疾病的定性診斷仍然存在一定的限度。第三章數(shù)字減影血管造影DSA的概念：利用計算機處理數(shù)字化的影像信息，通過減影處理，消除骨骼和軟組織影像，從而得到清晰血管影像的一種成像技術(shù)。

一、DSA成像原理：

數(shù)字熒光成像(DF)是DSA的基礎(chǔ)，DF是用高分辨率攝像管對

IITV上的圖像掃描，從而將X線圖像像素化和數(shù)字化。采用減影技術(shù)獲得DSA圖像。目前常用時間減影法將血管不含對比劑的圖像同任意一幅含有對比劑的圖像構(gòu)成減影對，從而得到不同期相的DSA圖像。

二、DSA機構(gòu)成：包括X線管、高分辨率攝像管、計算機、圖像顯示與記錄系統(tǒng)等三、DSA的圖像特點：1、數(shù)字化減影圖像，可以顯示血管徑路圖，但缺乏參照標記圖像。2、密度分辨率高，DSA圖像中沒有原來的骨與軟組織影，提高了圖像對比質(zhì)量。3、時間分辨率高，能夠?qū)崟r成像，動態(tài)觀察血流，具有功能圖像特點。4、偽影，主要由圖像減影時配準不良產(chǎn)生。

普通血管造影

第五章磁共振成像一、MRI概念：利用原子核在強磁場內(nèi)發(fā)生共振所產(chǎn)生的信號經(jīng)計算機處理重建而生成的圖像。早在1946年Block與Purcell就報道了核磁共振現(xiàn)象并應(yīng)用于波譜學。Lauterbur1973年發(fā)表了MR成象技術(shù)，使核磁共振不僅用于物理學和化學，也應(yīng)用于臨床醫(yī)學領(lǐng)域。二、MR成像原理：

（一）、操作步驟：

將患者擺入強的外磁場中—發(fā)射無線電波，瞬間即關(guān)掉無線電波—接受由患者體內(nèi)發(fā)出的磁共振信號重建圖像。

?縱向弛豫：

又稱T1弛豫。90度射頻脈沖停止后縱向磁化恢復至平衡的過程。其快慢用時間常數(shù)T1來表示，定義為縱向磁化矢量從最小恢復到平衡態(tài)63%所需弛豫時間。?

橫向弛豫：

指在射頻脈沖停止以后，質(zhì)子又恢復到原來的各自相位上的過程，這種橫向磁化逐漸衰減過程稱為T2弛豫。

T2是橫向磁化由最大值衰減至37%時所需時間。

脈沖序列是一系列不同強度射頻脈沖的組合，它決定著將從組織獲得何種信號。兩次射頻脈沖之間的時間間隔為重復時間(TR)，TR的長短決定著MR圖像上能否顯示出組織