影像总论DR、CT、MR简介

影像诊断总论广东省中医院伦琴德国维尔茨堡大学教授1845.3.27~1923.2.101895年11月8日发现X射线1901年荣获全世界首次颁发的诺贝尔物理学奖X线发现者与第一张X线图片教学目的与要求•1.明确X线的特性及其在医学中的应用•2.掌握临床上常用的X线检查方法•3.明确临床X线检查应关注的问题•4.了解X线诊断的原理、诊断原则、最新进展•教学内容•1.X线的特性及其在医学中的应用•2.X线诊断的原理、诊断原则、最新进展•3.临床上常用的X线检查方法•4.临床X线检查应关注的问题重点与难点•重点：X线检查在临床上的应用•难点：X线诊断的原理一.X线诊断在医学中的地位和作用•1.疾病诊断•2.疗效观察•3.疾病预防•4.健康体检•5.医学研究二.X线的产生及其特性（一）X线的产生:X线的产生须具备三个条件：1.自由活动的电子群（X线管阴极灯丝，低压变压器供电）2.电子群在高压电场和真空条件下高速运行（X线管，高压变压器供电）3.电子群高速运行时受阻（X线管阳极钨靶）X线机的基本构造：X线管.变压器.操作台（控制器）㈡X线的特性与应用1.穿透性:X线成像的基础，与电压有关与物体密度与厚度有关2.荧光效应:透视，影像增强器，增感屏，CT固体探测器3.摄影效应:摄片4.电离效应:放射剂量学、放射治疗、CT气体探测器二.X线成像的原理X线成像的三个基本条件：•一定的穿透力（合适的？）•密度和厚度的差异（自然、人工对比）•影像载体（？）•自然对比人体按密度高低分四类•人工对比对比剂（气体,钡剂,碘剂等）三.X线检查方法㈠普通检查•透视：胸透、腹透（胃肠穿孔、梗阻、异物）、造影定位观察•摄片：射线量少，清晰，保存、对照㈡特殊检查体层摄影,软线摄影,高千伏摄影㈢造影检查1.造影剂种类：高密度：钡剂碘剂（离子型、非离子型）低密度：空气2.造影检查方法直接引入：自然管道开口，经皮穿刺间接引入：生理排泄3.造影前准备病史，解释，试验胃肠道准备4.造影剂副作用轻度反应：热感、潮红、皮疹、胸闷、恶心、呕吐、头晕、局部水肿重度反应：呼吸困难、血压下降、喉水肿、惊厥、肺水肿、心率失常禁忌证：碘过敏，严重心、肝、肾功能不全严重甲亢、哮喘高危因素：过敏体质，心、肝、肾功能损害，急性胰腺炎，高低龄等发生率：离子型5%，非离子型2.9%，死亡率为20万分之一美国1978-1994，850例四.医疗照射的安全性•(一)辐射的概念和种类•(二)医疗照射的安全性与防护(一)辐射的概念--电离辐射•辐射可定义为能量通过物质或空间的传播。•辐射的形式为电磁波或高能粒子。•电离辐射能够从原子中轰击出电子，即电离。•电离辐射源包括：α粒子粒子中子射线x-射线(一)辐射的概念--非电离辐射•非电离辐射没有足够的能量使与之作用的物质原子发生电离。•非电离辐射源包括：••微波••可见光？？---〉因为可见光可使半导体材料如Si，CdZnTe等发生电离，所以半导体探测器使用时要避光••无线电波••电视波••紫外线辐射(极短的波长除外)警示标志•地球在45亿多年前形成固态质量时就具有放射性。然而，我们对辐射与放射性的了解只有一百多年。•辐射警示标志，「三叶形」(二)医疗照射的安全性与防护1.三项基本原则正当化，最优化，剂量限制2.个人防护原则时间，距离，屏蔽五.X线诊断的原则与步骤1.诊断原则：全面观察，具体分析，结合临床动态观察，综合诊断2.诊断步骤：A.了解临床资料B.发现病变C.定位诊断D.定性诊断3.诊断种类：肯定诊断、怀疑诊断、现象诊断六.X线诊断学的进展进展方向：与计算机技术结合，向数字化成像、功能成像方向发展1.X线摄影的数字化计算机X线摄影CR数字式X线摄影DR载体-成像板影像增强管-视频影像-数字像2.计算机体层摄影CT（ComputedTomography）进展螺旋CT：3DCT、MPR、CTA、CT内镜、CT灌注成像多层CT3.磁共振成像MRI（MagneticResonanceImaging）进展MR血管造影、灌注成像，功能MRI4.数字减影血管造影DSA（DigitalSubstractionAngiography）CT的基本知识GodfreyN.Hounsfield1971年第一台CT制成1974年制成全身CT1979获诺贝尔医学奖2004年8月12逝世，享年84岁。第一部分CT的基本知识有关CT的几个类型•电子计算机体层摄影（Computedtomography，简称CT）•螺旋ＣＴspiralCT•ＥＣＴ核素发射型体层摄影•ＳＰＥＣＴ单光子发射体层摄影singphotonemissioncomputedtomography•ＰＥＴ正电子发射体层摄影positronemissiontomography•超高速ＣＴultrafastCT,UFCT电子束ＣＴelectronbeanCT,EBCT一.CT的发展史•1971-1972年英国的Hounsfield发明，1972年其成果发表在“BritishInstituteofRadiology”1973年发表在“Radiology”并得到推广第１～４代•二十世纪８０年代末螺旋ＣＴ•１９９１年双螺旋ＣＴ•１９９８年多层螺旋ＣＴ：４，８，１６•目前６４层螺旋ＣＴ•展望：平板探测器ＣＴ，４Ｄ－ＣＴ二.CT的基本结构•扫描装置(X线球管与探测器)--信息输入计算机系统----------------信息处理图像显示与记录系统--------信息输出三.ＣＴ的扫描方式四.CT的成像原理•CT的本质是重建图像，用X线束对人体的某一层面从不同的角度进行照射，用探测器接受同层多组原始数据，经计算机重建形成图像。•X线球管:Ｘ线-穿过组织-衰减的Ｘ线•探测器:Ｘ线-可见光-光电管及光电倍增管-电信号•模/数转换器:电信号-数字信号•计算机:数字信号-数字矩阵-模/数转换器-不同灰度的光点构成ＣＴ图像，再由多幅照相机摄片。CT的成像示意图CT图像五.CT图像特点•1、CT图像是由一定数目从黑到白不同灰度的像素按矩阵排列所构成的数字化图像。•像素(pixel)是经数/模转换器(digital/analogconverter)把数字矩阵中的每个数字转为由黑到白的不等灰度的小方块。•空间分辨率(spatialresolution)是指CT图像上能显示的最小细节。五.CT图像特点•2、CT图像是可以量化的灰度影像。•CT值反映组织对X线吸收能力差别。•CT值=1000×(μx-μw)/μw•CT值为相对值，单位是HU，界限-1000～+1000HU。水的吸收系数为1,CT值为0HU；骨皮质的吸收系数最高为2，CT值为1000HU；空气的吸收系数最低为0，CT值为-1000HU。•密度分辨率(densityresolution)是指CT图像上能显示最小细节的差别。五.CT图像特点•3、CT图像是可以运用窗技术调节的灰度影像。•窗技术包括窗位(windowlevel，WL)和窗宽(windowwidth，WW)的调节。•窗位是以某组织CT值为中心观察其细节结构。•窗宽是指图像上所包括16个灰阶的CT值范围。WW加大，包括组织层次多，细节对比差，则图像变灰；WW变窄，反差大，图像黑白对比增强。WW调节相当于调节对比度，WL调节相当于调节明暗度。五.CT图像特点•4、CT图像是断面影像,并且可以多平面重建(multiplanarreconstruction)和三维(3-dimentionreconstruction)重建显示解剖结构。•5、CT图像可受部分容积效应(partialvolumephenomenon)与伪影(artifact)等因素干扰。六.CT普通检查技术（一）平扫（plainCTscan）不用造影增强的普通扫描。一般都是先作平扫。（二）造影增强扫描（contrastenhancement,CE）经静脉注入造影剂,再行扫描。血内碘浓度增高后，器官与病变内碘的浓度可产生差别，形成密度差，使病变显影更为清楚。（三）造影扫描先作器官或结构的造影，再行扫描。如CTM,瘘道,胆囊胆囊平扫增强扫描胆囊增强扫描胆囊造影扫描七.CT特殊检查技术高分辨率扫描(highresolutionCT,HRCT)•延迟扫描(delayCT,DCT)•动态扫描(dynamicscanning)•薄层扫描•靶区扫描•重叠扫描八.螺旋CT的新技术•三维图像重建(threedimensionalCT,3DCT)•多平面重组(multipleplannarreconstruction,MPR)•CT血管造影CTangiography,CTA•仿真内镜技术CTvirturalendoscopy,CTVE•灌注成像perfusionCT三维图像重建多平面重组冠状面多平面重组矢状面脑CT血管造影仿真内镜技术脑灌注成像九.CT图像的分析要领•用动态全面的观点分析CT影像•从时间上来说，它是反映人体解剖生理病理变化过程的一个时间点（如脑梗塞、迟发血肿）；从空间上讲，每幅图像反映的只是整体信息的一个部分或一个方面，不能以偏盖全。•用综合分析的方法做出判断CT影像是通过密度的差别来展示人体组织器官的组成、位置、大小形态及功能等正常或异常的影像解剖信息，需结合病理学、生理学等基础知识和临床知识对上述信息及变化规律作出正确认识与判断。十.CT诊断原则•全面观察:应用解剖、生理、病理和影像学知识辨认出异常•具体分析：病灶的位置及分布、边缘及形态、数目及大小、密度及结构、周围情况、动态变化•结合临床：病史、症状、体征、个人资料•综合诊断：结合其他影像及化验资料肯定诊断，怀疑诊断，现象诊断，需复查十一.ＣＴ诊断步骤•了解病史及相关检查资料•了解技术条件及检查方法•发现异常：系统观察（按解剖顺序、扫描顺序），对比观察（平扫、增强对比，上下左右对比），前后观察•定位•定性:根据CT诊断原则,提出客观的意见十三.CT的造影剂•种类:离子型60%泛应影葡胺，显影葡胺•非离子型碘海醇，优维显，碘必乐•给药途径血管，口服，灌肠，介入•给药剂量1.5ml/kg,口服2%1000ml•排泄途径肾90%，胆道、胃肠道•副作用及预防、处理:(资料分析)•禁忌症十四.CT检查前准备•带齐相关检查资料•碘过敏试验•腹部检查需空腹•腹部检查需作肠道准备（造影剂，排钡）•下腹需充盈膀胱、灌肠、阴道置气囊•去除金属物•呼吸训练及制动测验题•下列关于CT图像的描述，哪项是正确的•A白色代表组织或病变的密度一定很高•B黑色代表气体•C运用窗技术可以调节CT图像的黑白对比度•D在常规头部和腹部CT片上，白色所代表的组织CT值范围基本一致•E以上都不是MR成像原理•1.磁共振•人体内的氢原子核,自旋,磁矩,小磁体•外加磁场,磁矩按磁力线方向排列•用射频脉冲激发,氢核吸收能量而发生能级跃迁，产生磁共振MR成像原理•2.弛豫时间•终止RF脉冲后，质子将迅速恢复到平衡状态，即发生弛豫。•纵向磁化的恢复称为纵向弛豫；横向磁化的消失称为横向弛豫。•将纵向磁化由零恢复到原来数值的63%所需要的时间定义为T1弛豫时间;•横向磁化由最大减小到最大值37%所所需要的时间定义为T2弛豫时间.MR成像原理•3.成像的基础•MR成像的基础是组织弛豫时间(T1、T2)和质子密度(protondensity，Pd)的差别。不同成像技术的综合应用•根据不同的情况\不同的病种选用,如•骨关节---X-RAY•消化道---X线造影•实质器官---CT或MR•有效\安全\经济\简便讨论•影像学对于医生的意义(放射,临床)•怎样看待影像学诊断报告(局限性)