医学影像检查技术学

1医学影像检查技术学汕大医学院第一附属医院放射科陈显恩2前言影像诊断学科是由影像诊断学和影像检查技术学两大部分所组成，它们是互相联系、互相依存、不可分割的整体。影像检查技术学是影像诊断学的基础。它担负着影像科的首诊(首先接诊)任务。随着高、精、尖影像设备的进一步开发、完善，影像检查技术更显得尤为重要。345第一章总论第一节X线检查技术的应用X线检查技术可分为普通检查、特殊检查和造影检查三大类。一、普通检查(Routineexamination)（一）透视(Fluoroscopy)1、简便、经济、快速、多角度转动观察、动态；2、影像空间分辨率差（暗室）；3、增强管空间分辨率↑（明室），管KV↑、管MA↓、剂量↓，但设备较贵；4、影像细节显示欠清（与摄片比），不利于防护，无永久记录。（二）普通X线摄影（Plainfilmradiography)1、照片空间分辨率较高，不受体厚或密度影响，X线量较透视↓，有永久记录；2、静态、费时。6（三）、特殊检查（Specialexamination)1、体层摄影（Tomography)(1)分纵断体层及横断体层（已淘汰）；(2)纵断体层概念：使与人体纵轴相平行的某一层组织显示清楚，而其上下组织模糊；方法：被检体不动，X线管、增感屏、胶片作同步反向匀速运动；轨迹：直线、圆弧、圆、椭圆、内圆摆线等；运用原则：从侧位片上定冠状面体层的深度、层距、层面厚度；从正位片上定矢状面体层的深度、层距、层面厚度。782、高千伏摄影(Highkilovoltphotography)(1)120KV↑，∵散射线↑，∴采用12:1↑滤线栅和r值↑的X线胶片，mAs量↓，辐射线量↓。(2)常用于胸部、心脏、胸部肿块的检查。93、软X线摄影(SoftX-rayphotography)(1)40KV↓，钼靶。(2)常用于乳腺、阴茎、咽喉侧位的检查。104、放大摄影（Magnifyphotography)(1)能够显示器官的细微结构，此方法常用于骨小梁、关节间隙。(2)放大率：放大率＝Magnifying＝Power焦片距焦物距Focus-filmDistanceFocus-substanceDistance11二、数字X线成像检查计算机X线摄影（Computedradiography；CR）数字X线成像数字X线摄影（Digitalradiography；DR）数字减影血管造影（Digitalsubtractionangiography；DSA）（一）CRCR是一种X线平片数字化的比较成熟的技术。1、工作原理：X线管照射人体→X线成像信息的成像板（Imagingplate；IP）→信息读出处理→数字式平片影像。2、功能优点：CR系统使常规X线摄影的模拟信息直接转换为数字信息；CR系统能提高图像的分辨、显示功能，突破常规X线摄影技术的固有局限性；CR系统采用计算机技术，实施各种图像后处理（Post-processing）功能，增加显示信息的层次；CR系统能降低X线摄影的辐射剂量，减少辐射损伤；⑤CR系统获得的数字化信息可传输给图像存档与传输系统（Picturearchivingandcommunicationsystem；PACS）实施远程医学（Tele-medicine).123、功能缺点：时间分辨率差，不能满足动态器官和结构的显示；空间分辨率差，与常规X线屏—片系统比较。1314（二）DR概念：DR是在X线电视系统的基础上利用计算机数字化处理，使模拟视频信号经过采样，模/数转换后直接进入计算机中进行存储、分析和保存的技术。1、工作原理：（系统控制器、高压X线发生器触发）X线管→准直器(定位)→人体→影像增强管(光学系统)→摄像机→模拟视频信号采集、模/数转换(Analogtodigit；A/D)→计算机中(存储、分析、保存)。152、功能特点：DR空间分辨率高,动态范围大，可观察对比度低于1%，直径大于2mm的物体；DR的X线剂量低，在病人身上测量到的表面X线剂量只有常规摄影的1/10；X线信息数字化后可用计算机进行处理；DR系统通过改善影像的细节降低图像噪声、灰阶、对比度调整、影像放大、数字减影等，显示出在未经处理的影像中所看不到的特征信息；DR系统量子检出效率（Detectivequantumefficiency；DQE）可达60%以上。DR系统借助人工智能等技术对影像作定量分析和特征提取，计算机辅助诊断。163、DR摄影方式包括：硒鼓方式；直接数字X线摄影（Directdigitalradiography；DDR）；电荷耦合器件（Chargecoupleddevice；CCD）摄影机阵列方式等各种方式。4、DR图像优点：较高分辨率；图像锐利度好，细节显示清楚；X线剂量小，曝光宽容度大；可根据临床需要进行图像后处理；实现放射科无胶片化，科室之间、医院之间网络化，便于教学与会诊。1718（三）DSADSA是影像增强技术、电视技术和计算机技术与常规的X线血管造影相结合的一种新的医学检查方法。1、工作原理：X线照射人体→经影像增强器转变成荧光图像→将图像处理成电子信号→输入电子计算机→模/数转换、放大→数字化图像[造影剂未达欲检部位前摄取的影像称为蒙片(mask)，造影剂到达欲检部位时所摄取的影像称为被减影图像]→mask与被减影片数据相减→血管影像数据→数/模转换→数字减影图像(只有血管的图像)。192、减影方式：光学减影法（传统）：蒙片→注入造影剂后照片→相重叠→曝光→负片→正片(已淘汰)时间减影法(现代)：上面所描述过程。能量减影法(现代)：技术不成熟，未能全面开展。3、DSA优点：图像消除了骨骼和软组织结构；采集快速，随意重放；同一部位可重现减影或不减影影像；可存盘（save)或通过同步录像或多幅照相机或刻录机将影像永久保留；可实时将透视像放大1-4倍，也可根据诊断需要将存盘影像重新调出（load)；能动态观察血管在造影各期中的表现；20⑦应用数字减影技术，可将造影剂稀释减量；⑧数字减影有描绘血管图（Roadmap）4、DSA缺点：碘过敏患者禁止此项检查；受检者的呼吸动作、肢体活动、肠道蠕动、心脏搏动、肌肉收缩等均影响效果；空间分辨率不如传统X线技术高。21三、造影检查（Contrastmediaexamination)1、普通X线检查→人体自身组织天然对比（如胸片）→形成影像。2、造影检查→将对比剂引入器官内或周围→人为形成密度差→形成影像。造影检查明显扩大了X线检查范围。3、对比剂分易被X线穿透和不易被X线穿透两大类。↓↓阴性造影剂阳性造影剂↓↓氧气、二氧化碳钡剂、碘剂4、对比剂引入人体内方法有直接引入（逆行造影、经皮肝穿等）和生理积聚（如IVP、胆道静脉造影等），使用对比剂应注意药物反应。222324第二节CT检查技术的应用（X-rayComputedTomography；X-CT)X线电子计算机断层摄影术X线电子计算机由英国EMI公司的工程师于1969年设计成功，1972年公诸于世。它是一种对穿透射线所经过的物质断面进行扫描，通过计算机技术而显示此层面结构的装置。其本质仍是一种X线断层图像。其图像逼真、清晰、密度分辨率高，解剖关系明确，对病变的定位和定性诊断较普通X线有明显提高，已成为临床常用的影像检查方法。CT自上世纪70年代初开始应用临床以来，经过多次升级换代，其结构和性能不断完善和提高，由最初的普通头颅CT机发展到现在的高档滑环式螺旋CT（SpiralCT；HelicalCT）和电子束CT（ElectronbeamCT；EBCT）。25一、基本原理（Basictheory)CT是用X线束对人体某部位按一定厚度的层面扫描，由探测器（detector）接受透过该层面的X线，并把它转换成电流，再经模/数转换器（A/Dconvertor)转变为数字信号，输入计算机处理。图像的形成有如对选定层面分成若干个体积相同的小方体（即体素）扫描，其所得信息经计算机处理而获得每个体素的X线衰减系数或吸收系数，尔后进行处理，再排成矩阵，即数字矩阵（DigitalMatrix），经数/模转换器（D/Aconvertor）把数字矩阵中每个数字转换成由黑到白不等灰度的小方块，即像素（pixel），并按矩阵排列，然后显示在监视器上，即构成CT图像。二、结构（Constitution）1、X线系统X线管；高压发生器；X线控制器。X－CT2、数据检测系统探测器；检测回路；模/数转换器。System3、数据处理系统电子计算机；图像显示器；多幅照像机；磁盘；磁带；宽行打印机。4、操作控制系统操作台；键盘；鼠标；触摸屏。5、扫描机架机架；诊断床。26三、分代（Classify）第一代：由笔形X线束加单个探测器组成的扫描结构对人体进行平移加旋转的扫描运动，扫描速度缓慢，一般扫描一层需要2-3分钟，仅适用于头颅。第二代：由扇形X线束代替第一代笔形X线束，探测器增加到几十个，扫描时间减至10-90秒，可用于头颅和体部。第三代：把第一代、第二代的平移旋转式扫描改成了单纯的旋转加旋转式，探测器增加达几百个，扫描时间缩短到2-10秒，矩阵像素也扩大到512×512，适用于全身各部位检查。第四代：探测器数目增加到一千个以上，并固定在扫描架四周，仅球管绕患者旋转（即旋转固定式），并多采用滑环技术，使扫描进一步缩短，并且可以进行螺旋扫描。第五代：即超高速CT，采用电子枪结构，在扫描速度上有飞跃发展，1秒内可扫描17层，故尤其适用于心脏动态检查，此外，还能进行血流量的测定，三维图像重建，电影动态摄影，功能诊断等，故又称电影CT（CineCT).27四、优点（Advantage）极高的密度分辨率是CT成像的最大优点。CT能分辨3Hu的密度差，通过窗宽、窗位的调节，微小的CT值差别便可用明显的灰度差别予以显示，使普通X线成像难以显示的组织，如脑实质、纵隔、肝脏、脾脏、肾脏、胰脏等腹内实质性脏器以及椎间盘、前列腺、子宫等能很好地显示其内部结构和微小的病变、病灶、窗宽、窗位的随意调节能最大限度地减少不需要的组织结构，使病灶显示最隹。检查方法简便，快捷、无痛苦、无创伤，在放射领域中很快得到了迅速发展，应用面也越来越广。五、缺点（Defect）1、含有放射线；2、曝光总时间较长，易产生运动性伪影；3、空间分辨率较差，有部分容积效应；4、检查费用较贵。28六、检查准备（一）阅读CT会诊申请单，嘱受检者带以往影像资料和化验结果。（二）腹部检查前4-8小时应禁食（急诊除外）；扫描前二天，服泻药，少食水果和蔬菜（避免产气）；扫描前一周不作胃肠钡剂造影，不服含金属的药物；扫描前需口服2-3%碘水溶液800-1000ml(用60%复方泛影葡胺稀释)，胃肠道病变和胆系结石的病人CT检查前口服清水或脂类对比剂，盆腔检查前1小时尚需清洁肠道，以提高病变的显示能力。其它部位扫描不需禁食和特别准备；胸腹部检查前应训练病人平静呼吸与屏气，喉部扫描嘱病人不要作呑咽动作，眼部扫描时，嘱病人两眼球向前凝视闭眼不动。儿童或不合作的病人可用镇静剂甚至麻醉药物以制动，危重病人需请临床科室的医护人员陪同并监护。增强扫描的病人应预先碘过敏的试验，并要求病人或家属在碘对比剂检查说明书上签名。去除扫描范围内病人穿戴的金属物体，发卡、耳环、假牙、金属拉链、皮带扣等(颅脑术后脑内置放金属夹的病人不宜作头颅检查，心脏起搏器病人不宜作胸部检查)。29七、检查方法(一)CT检查体位：横断层面扫描(即轴位)；冠状层面扫描(颅面部)。(二)CT检查过程：待病人摆位毕先扫定位图以确定扫描范围，然后按设定好的扫描程序开始扫描。(三)CT检查技术：普通扫描(plainscan)特殊扫描(如薄层，用于中耳、胸部等)；增强扫描(contrastscan)；造影CT(高压注射器、A或V)CT容积扫描(螺旋或电影CT)三维重建(3-dimentionalreconstructions；3DR)。3