放射诊断学

临床医学影像学黑龙江中医药大学临床医学院影像教研室尹志伟临床医学影像学临床医学影像学是借助各种医学成像技术对人体疾病进行诊断和治疗的新兴学科。它融合了当今现代高科技诊疗技术，具有多学科交叉，涉及知识面广等特征；它代表了当今影像技术、计算机技术和信息技术等尖端科技水平。它包括X线诊断、超声诊断、CT诊断、MRI诊断、介入放射及核医学诊断和治疗。第一章影像医学及其发展100多年前伦琴发现X线，在医学上就被用于人体检查，进行疾病诊断，形成了放射诊断学，奠定了影像医学的基础。CT显示断层解剖影像，对密度分辨率明显高于X线，提高了疾病检出率。MRI高组织分辨率、空间分辨率和无辐射等特点。从单一形态学成像发展到能反映组织生理、生化及代谢特征的功能成像。核医学通过示踪靶器官，不仅能显示靶器官的形态大小，并提供靶器官的血流、功能、代谢及分子水平信息。第一节X线、CT、MRI及其发展一、X线及X线成像原理（一）X线的产生及特性：1.产生：真空管内高速行进的电子群轰击钨（钼）靶时产生X射线。X线发生装置包括：X线管变压器操作台：操作台有调节电流（ma)、电压(kv)、时间(s)装置。X线拍片机吊架式立柱式移动式X线拍片X线拍片、洗片正常指、掌骨2.X线的特性：X线是一种波长很短的电磁波，以光的速度沿直线前进；X线诊断常用电压40-150KV之间；X线波长范围为0.008-0.031nm之间。2.X线的特性：（1）穿透性X线的穿透性很强；能穿透一般可见光不不能穿透的各种不同密度的物质。与波长成反比；波长越短穿透力越强。与电压成正比；电压越高穿透力越强。与物体的密度、厚度相关；物体的密度越高、厚度越厚越不易穿透。2.X线的特性：（2）荧光作用X线使荧光物质（硫化锌镉、钨酸钙）发出荧光；波长短的X线→波长长的荧光，为透视检查的基础。（3）摄影作用:涂有溴化银（AgBr）的胶片→照射X线后感光→Ag+↓→显、定影→黑色；→未感光→Ag+→被冲洗掉→胶片片基透明色，为X线摄影的基础。2.X线的特性：（4）电离效应（生物效应）X线穿透的各种不同密度的物质产生电离空气、机体等；为放射治疗、放射防护的基础。（二）X线成像基本原理原理①X线特性：穿透性、荧光作用、摄影作用。②人体组织存在密度和厚度的差别。条件①X线有一定的穿透力；②被穿透的组织存在密度、厚度差异；③有差别的剩余X线经过显影过程，在胶片或荧屏上形成影像。（二）X线成像基本原理密度物质密度与影像密度高密度：骨组织、钙化灶。中密度：软骨、肌肉、神经、实质器官、结缔组织、体液。低密度：脂肪组织、气体。X线图像上所显示影像的黑白与被照器官与组织的密度和厚度有关。（二）X线成像基本原理天然对比与人工对比天然对比（自然对比）：人体组织天然存在着密度和厚度的差异所显示的对比。人工对比：对于缺乏自然对比的组织和器官，可人为地引入一定量的在密度上高于或低于它的物质，使之产生对比。（三）造影检查对缺乏自然对比的结构和器官，可将密度高于或低于该结构或器官的物质引入器官内或其周围间隙，使之产生对比以显影。1.造影剂A.阴性造影剂：低密度可透过X线的气体。B.阳性造影剂：高密度X线不易透过X线的钡剂，碘剂。（1）气体氧气、二氧化碳、空气。（2）钡剂白色粉末无毒性，用于食道、胃肠道等检查。（3）碘剂离子型①有机碘：非离子型②无机碘：碘化油：主要用于介入治疗的拴塞剂离子型：溶于水产生电离，其渗透压高，使血管内液体增多、血管扩张，造成血管内皮损伤，其神经毒性大，可出现毒副反应，价格低临床上主要应用药物：泛影葡胺主要用于胆管、胆囊，肾盂、尿路造影，动脉、静脉的造影，子宫输卵管造影、CT的增强扫描等。非离子型：低渗透性、低黏度、低毒性，毒副反应低而轻。价格高。临床主要应用药物：碘苯六醇商品名欧米派克（omnipaque)碘普罗胺商品名优维显（ultravist)碘曲伦商品名伊索显（isovist)用于心血管、脊髓造影、CT的增强扫描。2.造影方法（1）直接引入①口服法：食道、胃肠道。②灌注法：钡剂灌肠、子宫输卵管造影、逆行尿路造影等。③穿刺注入法：穿刺注入或经导管直接注入，心血管造影，脊髓造影等。（2）生理积聚主要是的生理吸收和排泄。是将碘剂通过口服或注入体内，使其选择性地从一个器官内排出，暂时存在于实质和或通道内而显影。如排泄性尿路造影。生理积聚法子宫输卵管造影3.造影前准备及造影过敏反应的处理（1）碘剂的过敏反应轻度：荨麻疹，面部潮红，口干，恶心，呕吐等。重度：面部水肿、咽喉及肺水肿，支气管痉挛，哮喘或呼吸困难，血压下降，循环衰竭，死亡。（2）造影剂使用前注意事项①了解过敏史，做过敏试验②严格掌握禁忌症：对碘过敏，甲亢，心、肾功能代偿不足的禁用，肝功能严重损害的、多发性骨髓瘤应慎用。③选择好造影剂，注意浓度和剂量。（3）造影过敏反应的抢救①过敏反应型荨麻疹、支气管痉挛、咽喉及肺水肿、呼吸困难达到窒息程度。静脉注射扑尔敏10mg皮下注射肾上腺素0.5mg静脉注射地塞米松10mg等给氧，必要时气管插管②神经系统障碍抽搐、癫痫可静脉注射安定10mg，重复多次给药，也可静脉注射地塞米松10mg。③循环系统血压下降、循环衰竭抬高足部、平卧，给升压药物静脉注射甲氧胺5mg。④呼吸困难吸氧，心脏停搏；心脏按摩等。（四）X线图像特点灰阶图像X线图像是从灰到白不同灰度影像组成，是以光学密度反映人体组织结构的解剖及病理状态。密度人体组织密度—单位体积内物质的质量X线图像上密度—X线图像上所显示影像黑白同样厚度组织密度高者吸收X线量多—白影密度低者吸收X线量少—黑影（四）X线图像特点图像黑影白影与厚度有关，主要反映组织结构密度高低，通常用密度高与低表述影像黑与白，表示组织密度的高低。高密度—白影中等密度—灰影低密度—黑影或密度增高、密度减低表述白影与黑影（四）X线图像特点X线图像时X线束穿透某一部位的不用密度和厚度组织结构后地投影总和。叠加影像X线束锥形投射，有一定程度放大、形状失真、伴影、清晰度减低。（四）X线成像的新进展影像数字化主要是指医学影像以数字方式输出计算机对影像数据快捷的存储、处理、传输和显示；X线信息由模拟信息转换位数字信息，得到数字成像技术，是X线诊断最新最快的发展。1.电子计算机成像（CR系统）将透过人体的X线影像信息记录于影像板（imageplateIP）上，经过读取、处理和显示等步骤，显示出数字化图像。CR的优点：图像处理系统可调节对比，达到最佳的视觉效果；摄照条件宽容范围较大；患者接受的X线量少；图像信息可由磁盘或光盘储存，进行传输。2.数字X线成像（DR系统）将普通X线摄影装置或透视装置同电子计算机相结合使X线信息由模拟信息转换为数字信息，而得到数字图像的成像术。DETECTOR光量子非晶硅，碘化铯(CsI)非晶硅，碘化铯表面，X光转化成可见光可见光不定形硅二极管阵列(Photodiode/TransistorArray)低噪声的光电二极管阵列吸收可见光，转化成电信号，一个光电二极管代表一个象素(或一个图象元素)。数字信号电信号电信号读出系统每一个象素由低噪声的电信号读出系统读出，成为数字信号，传输到影像处理器DR工作原理是怎样的？革命性的技术平板探测器非晶硅平板探测器DR图像优点图像质量高，分辨率高，信号无损失，射线剂量低噪声最小，无伪影，失真看到以前看不到的更多的细节3.数字减影血造影（DSA）常规的血管造影，因血管与骨骼及软组织重叠，血管显示不清。DSA(digitalsubtractionangiography)是一组把影像信息数字化，然后行计算机处理和图像重建的技术以消除骨骼和软组织的减影技术，是新一代血管造影的成像技术。成像原理：经导管向血管内团注造影剂，当造影剂到达感兴趣血管之前和血管内出现造影剂其造影剂浓度处于高峰这段时间内，使检查部位连续成像。取一帧血管内部不含造影剂的图像作为蒙片和一帧含造影剂的图像（这两帧图像称为减影对）用这两帧图像的数字矩阵，经计算机行像素化、数字化转化处理，成像原理：使骨骼及软组织的数字相互抵消。只留有清晰的血管影像达到减影的目的。数字减影血管造影机DSA检查方法分为动脉DSA（IADSA）和静脉DSA（IVDSA）动脉DSA成像清楚，造影剂用量少，所以应用多。动脉DSA插管、高压注射器、快速点片每秒几帧--几十帧图像、经操作台处理，获得减影的血管图像。静脉DSA静脉穿刺向静脉内注射造影剂，再进行减影。DSA临床应用适用于脑、颅内动脉，心脏大血管检查，冠状动脉，腹主动脉及分支，肢体大血管。4.数字X线胃肠透视机将透视模拟图像转换数字信号图像处理系统可调节对比，达到最佳的视觉效果；透视下快速点片，抓拍图像；图像信息可由磁盘或光盘储存，进行传输患者接受的X线量少X线透视机胃肠透视X线胃肠透视子宫输卵管造影肾盂造影5.数字钼靶乳腺X线机乳腺癌发病率逐年上升，占女性恶性肿瘤第4位钼靶乳腺X线机为诊断乳癌金标准用钼靶、低电压产生软X射线进行摄影由于波长长，软组织分辨率高，用于女性乳腺摄影数字化成像图像能存储、放大、翻转、测量，远距离影像传输。钼靶X线乳腺摄影机钼靶X线乳腺摄影乳腺X线片毛刺肿块肿块直径2.5cm毛刺6cm.病理结果：髓样癌（六）X线防护1.对人体造成损害的X线直接射线：从球管套漏出之射线二次散射线既要重视又不要恐惧，X线就象阳光中的紫外线一样，只要不过量，并不会对人体产生损害。2.防护对象医生、患者原则：不超过容许辐射量。一般的X线检查对普通患者均不会超过容许的辐射剂量，但对孕妇、尤其是怀孕前三月最好避免X线检查，对小儿患者要注意尽量减少照射范围。3.防护方法屏蔽防护、距离防护、时间防护。减少不必要的照射次数和照射范围工作人员防护二、X线计算机体层成像（computedtomography，CT）1971年英国Hounsfield工程师研制成功第一台头部CT扫描机。CT作为首先开发的数字成像技术，促进了医学影像学的发展，并改变了影像成像技术的发展方向。（一）CT的基本成像原理CT（二）CT的基本概念1.体素和像素假定将人体某一部位有一定厚度层面分成若干小单元小单元代表密度为体素，体素为三维概念，矩阵排列小单元为像素，像素为二维概念；像素—图像的分辨率2.矩阵横成行、纵成列的数字阵列，像素小，矩阵大图像清晰度越高，512X5123.空间分辨率高对比度分辨率，在保证一定密度差前提下，分辨组织几何形态的能力（二）CT的基本概念4.密度分辨率对比分辨率，在低对比度情况下分辨组织密度细小差别能力5.CT值X线穿透人体的过程中，计算出每个体素的X线吸收系数，表现相应像素的CT值亨氏单位（HU）水为0HU；骨皮质为1000HU；空气为－1000HU人体种不同密度组织的CT值在＋1000HU至－1000HU；2000之间（二）CT的基本概念6.窗宽与窗位人体组织2000个分度，灰度小，人眼不能分辨窗宽是指图像上所包括16个灰阶范围的CT值，在此CT值范围的组织均以不同的模拟灰度显示，高—白色；低—黑色窗位观察某组织细节时，以其CT值为中心如脑CT值约35HU，选窗位35HU，窗宽100HU，图像上16个灰阶CT值为-15HU～85HU（三）CT机的基本结构三部分扫描部分计算机及阵列处理器图像显示、存储及输出设备（四）CT的检查方法1.平扫平扫又称普通扫描或非增强扫描，一般做横断面扫描，层厚可选l～10mm。2.增强扫描指血管内注射对比增强剂的扫描。提高病变组织同正常组织的密度差，以显示平扫上未被显示或显示不清的病变3.造影扫描造影扫描是对某一器官或结构先引入造影剂后再行扫描如脊髓造影CT、胆囊造影CT等。（四）CT的检查方法4.特殊扫描和技术薄层扫描小于5mm的扫描造影扫描重叠扫描靶扫描高分辨率CT扫描CT三维图像重建是将螺旋CT扫描的容积资料在工作