医学影像学总论

医学影像学医学影像系周定中第一篇总论概述X线成像CTMRI不同成像的观察、分析及综合应用PACS与信息放射学概述威廉·康拉德·伦琴(WilhelmConradRoentgen)(1845-1923)伦琴是德国吉森大学物理学教授、吉森大学物理研究所所长。他于1895年11月8日下午傍晚在做实验时，发现了一种可使萤光物质发光的射线，当时还弄不清这种射线的性质，所以称为X线射线。1901年伦琴教授成为第一个诺贝尔物理学奖得主影像诊断学X线，放射诊断学超声成像(Ultrasonography:US)核素显像：包括γ闪烁成像发射体层成像（EmissionComputedTomography，ECT)单光子发射体层成像（SPECT)正电子发射体层成像（PET)CT(ComputedTomography)MRI(MagneticResonanceImaging)1896年，德国西门子公司制出世界上第一只X线管。20世纪10～20年代,出现了常规X线机,1972年，英国工程师亨斯菲尔德（G.N.Hounsfield）研制第一台CT机。1983年螺旋CT1979年磁共振成像（MRI）设备1954年B超问世1979年SPECT\PET影像诊断学运用各种成像技术，使人体内部结构和器官成像，借以了解人体解剖与生理功能状况及病理变化，以达到诊断的目的，是特殊的诊断方法。影像诊断学的发展普通X线影像向数字方式发展－无胶片化(Filmless)发展ＣＴ扫描速度向4层以上或容积CT发展－ＣＴ透视、螺旋扫描无限制、软件功能更加强大(实时三维成像、实时血管成像、实时手术路径等）ＭＲＩ向开放式发展，扫描时间与ＣＴ相同甚至更快，磁共振透视功能进一步完善分子影像学计算机辅助检测，图象存档与传输系统（PACS）介入放射学是以影像诊断学为基础，在影像设备的导向下利用经皮穿刺和导管技术等，对一些疾病进行非手术治疗或以取得组织学、细菌学、生理和生化材料，以明确病变性质的一门学科70年代兴起，属于微创医学的范畴。三大治疗体系：内科、外科、介入一、影象监视设备血管穿刺针髂总动脉动脉瘤带膜支架封堵术医学影像学：影像诊断学介入放射学注意事项1、了解不同成像技术的原理及图象特点2、掌握图象的观察和分析方法3、了解不同的成像手段在不同疾病诊断的作用与限度4、必须结合临床资料，综合诊断了解CT检查原理(CT图像特点)digitalimaging&CTnumber密度分辨率CT远远高于平片正常颅脑T1加权像（T1WI）正常颅脑T2加权像（T2WI）80岁女性发病6小时内第一章X线成像第一节普通X线成像一、X线成像的基本原理与设备（一、）X线的产生和特性1、X线的产生：是真空管内高速行进的电子流轰击钨靶时产生的X线发生装置主要包括：X线管、变压器、操作台2、X线的特性波长：0.0006~50nmX线诊断常用波长:0.008~0.031nm与X线成像相关的特性：穿透性荧光效应感光效应电离效应(生物效应)与成像相关的特性穿透性：能穿透可见光不能穿透的各种不同密度物体，此为X线成像的基础（吸收与衰减，穿透与管电压，厚度与密度）荧光效应：能激发荧光物质发出可见光，此为X线透视的基础摄影效应：能使涂有溴化银的胶片感光并形成潜影，以显定影处理产生黑、白图像。此为X线摄影的基础电离效应：X线通过任何物质都可产生电离效应，此为X线防护和放射治疗的基础X线影像形成的原理X线影像形成的原理：X线的特性被摄物提存在密度和厚度的差别。不同密度成像原理不同厚度成像原理X线图像是由从黑到白不同灰度的影像所组成,是灰阶图像二、X线图像特点灰阶图像反映人体组织结构的解剖及病理状态重叠、放大、失真密度物质密度和影像密度：组织密度↑→组织的X线吸收率↑→溴化银还原↓→照片白（高密度）组织密度↓→组织的X线吸收率↓→溴化银还原↑→照片黑（低密度）对比：组织密度的差别，人体可分为骨骼、软组织（包括液体）、脂肪和体内的气体。天然对比：人体内天然存在的密度差别人工对比：人工方法将造影剂导入体内，增大密度差别。三、X线检查技术（一）、普通检查荧光透视（fluoroscopy）可转动病人，改变方向观察可了解器官的动态变化经济简便，立即得到结果X线摄影（radiography）成像效果好，显示病变清晰客观记录、便于复查对照和会诊三、X线检查技术（二）、特殊检查软线摄影：用于乳腺等软组织摄影放大摄影：用于显示微细病变荧光摄影：用于集体体检记波摄影：用于观察脏器的运动三、X线检查技术（三）、造影检查1、对比剂（1）.高密度对比剂（阳性对比剂）（2）.低密度对比剂（阴性对比剂）2、造影方法（1）.直接引入（2）.间接引入3、造影前准备及造影反应处理(三)、造影检查(1)对比剂（contrastmedia)对比剂条件：①有良好的造影效果②无毒无害③能在短时间内排出体外1.阳性（高密度）对比剂：比重大，原子序数高常用钡剂和碘剂等钡剂（barium）硫酸钡粉末加水和胶配成，以W/V表示混悬液：用于食道及胃肠造影或气钡双重钡胶浆：主要用于支气管造影检查碘剂有机碘制剂：用途：血管，胆道，胆囊，泌尿造影及CT增强排泄：经肝或肾，从胆道或泌尿道排出类型：离子型：副作用大，过敏反应多，价格低非离子型：低渗，低粘度，低毒性，高费用无机碘制剂：用于气管，输尿管，膀胱造影等如碘化油、碘化钠等2.阴性（低密度）对比剂：比重小，原子序数比较小气体种类：空气、氧气、二氧化碳等用途：蛛网膜下腔、关节、腹腔、血管等优缺点：空气和氧气吸收慢，反应时间长在血管内易形成气栓二氧化碳反应小，溶解度大，吸收快（二）造影方式直接引入：①口服法②灌注法③穿刺注入法间接引入：先引入某一特定的组织或器官，再经吸收聚集于造影器官，如淋巴造影，静脉胆道，肾盂造影，口服胆囊造影。（三）检查前准备与造影反应各种造影检查都应作好相应检查前准备和注意事项在对比剂中，钡剂应用较安全；气体造影应注意防止气栓的发生；碘剂过敏反应较常见，也较严重（四）碘剂的造影反应轻度：皮肤潮红，荨麻疹，胸闷，气短，恶心，呕吐中度：意识丧失，喉头水肿，呼吸困难重度：血压下降，肺水肿，心脏骤停，休克、死亡（五）碘剂造影反应的预防了解病人有无造影检查的禁忌证，如严重心、肾疾病及过敏体质等过敏试验。30%对比剂1ml静脉注射后观察15分钟，看有无异常反应但试验后即使无阳性结果也可发生对比剂反应作好抢救准备三、X线检查技术（四）、X线检查方法的选择安全、简便、经济X线诊断的临床应用仍是影像诊断中使用最多和最基本的方法；呼吸系统和骨关节系统多首先使用X线检查；一些部位，如胃肠道仍主要使用X线检查；神经系统及腹部实质脏器的检查主要依靠其他现代影像手段。X线检查的防护原则屏蔽距离时间X线分析与诊断X线诊断原则和步骤全面观察（良好习惯和科学作风）具体分析（X线解剖知识和思维）病灶的大小、数目、形态、边缘、内部构造器官本身的功能变化、对临近组织结构影响推测病理解剖状态（医学基础知识和思维）结合临床资料（临床医学知识和思维）做出X线诊断（客观公正、实事求是）肯定性诊断、否定性诊断、可能性诊断第二节数字X线成像(Digitalradiogrophy,DR)产生背景普通X线成像是模拟成像摄影技术要求条件严格、曝光宽容度小影像的灰度固定密度分辨力低胶片管理DR成像基本原理将普通X线摄影装置同计算机结合使X线信息由模拟信息转换为数字信息，而得到数字图象的成像技术。DR分类计算机X线成像：ComputedRadiography,CR数字荧光成像：（digitalfluorography，DF）平板探测器数字X线成像：flatpaneldetectors数字X线成像的优点①诊断资料更多，背影杂波极低②曝光剂量减少，感光宽容度大③可藉电脑处理，影像选择增强④数码摄影系统，资料存储光盘⑤日后储存传输，可进PACS系统PictureArchivingCommnicatingSystemCR以影像板（IP）代替X线胶片作为介质IP上的影像信息经过读取、图像处理显示出数字图像在荧屏上显示人眼可见的灰阶图像保存方式：胶片、磁带、磁盘、光盘CRDF与CR都是将模拟的X线信息转换成数字信息，但采集方式不同，CR用IP，DF用影像增强电视系统（IITV），在图象显示、存贮及后处理方面基本相同。DF和CR都是先将X线转换成可见光,再转成电信号,由于有经摄影管或激光扫描转换成可见光再行光电转换的过程,信号损失多,图象不如平板清晰,将DF和CR称为间接数字X线成像(indirectdigitalradiography,IDR),将平板探测器数字X线成像称为直接数字X线成像(directdigitalradiography,DDR)平板探测器数字X线成像用平板探测器将X线信息转换成电信号，再行数字化。X线信息损失少、图象质量好，成像快，是今后发展的方向。缺点：昂贵，不能与原有X线机匹配。CR、DF、DDRCR图像质量差，成像时间长，工作效率低，不能做透视；DF成像时间短，可行透视，多用于血管造影、DSA和胃肠造影；缺点是不能与普通的X线设备兼容；DDR优势明显，价格昂贵。第三节数字减影血管造影DigitalSubtractionAngiographyDSA是用计算机处理数字影像信息，消除骨骼和软组织影像，使血管显影清晰的成像技术。DSA-时间减影法先实施血管造影使检查部位连续成像在系列图像中取血管内尚无造影剂和含造影剂最多的图像各一帧将这同一部位的两帧图像的数字矩阵，用计算机处理，使两个数矩中代表骨及软组织的数字抵销，而代表血管的数字保留再经数/模转换器变为只有血管造影图像这两帧图像叫做减影对，因是在不同时间摄取，故称时间减影法此法易受运动影响而产生配准不良，血管模糊DSA的临床应用血管及其病变显示更清晰选择性或超选择性插管，可显示直径在200ｕm以下的血管及小病变能够观察血流的动态图像仅用较低浓度的对比剂，且用量少DSA的临床应用特别适用于心脏大血管检查了解心内解剖结构异常观察大血管病变：主动脉夹层、主动脉瘤主动脉缩窄、主动脉发育异常等显示冠状动脉、头部及颈部动脉病变