医学影像学概论PPT

医学影像学第一讲概论（一）医学影像技术的发展常规X线60年代US上世纪60年代CT70年代MRI80年代数字化影像CRDRPACS90年代X线的发现医学影像学MedicalImageology影像诊断学Diagnosticimageology介入放射学interventionalradiology影像诊断学放射诊断学DiagnosticRadiology计算机体层成像ComputedTomography，CT磁共振成像MagneticResonanceImaging，MRI超声诊断学Ultrasonography，USγ闪烁成像γ-Scintigraphy正电子发射体层成像PositionEmissionTomography，PET发射体层成像EmissionTomography单光子发射体层成像SinglePhotonEmissionComputedTomography，SPECT影像诊断学的重点内容掌握不同检查方法的成像原理及成像特点掌握不同疾病检查所需要的影像检查方法熟悉各种成像技术价值和限度掌握疾病的基本影像特征本课程的主要内容为X线放射诊断学及CT诊断学，超声、MRI及介入放射学为了解内容。放射诊断学原理X光机的历史第一台医用X光机英国15岁的罗素.雷诺兹1896年我国自制医用X光管复旦大学周同庆1953年2009年11月X光机在英国伦敦科技博物馆被选为改变世界的十大发明之首X光机X光的发生-----X-光管玻璃罩保护的旋转阳极X光管真空X射线管X光管结构示意图阴极：螺旋形状的炽热的钨灯丝，发射电子电流真空玻璃管：X线管只有在高度真空情况下才能正常工作。一般管真空度1.33kPa-0.67kPa以上，高的在1.33kPa·0.93kPa阳极靶：吸收阴极电子，通过这些高速电子的撞击，产生X射线X光的成像原理X光的物理特性X光是一种电磁波波长范围约0.001～100nm医用X光波长范围约0.008～0.031nm相当于40~150kV能量光子能量比可见光的光子能量大几万至几十万倍X光的特性穿透性X光管管电压越高，产生的X光波长就越短，穿透力就越强。荧光效应激发荧光物质发出荧光感光效应使胶片上的溴化银感光产生潜影，经显、定影后，胶片变为黑白相间的图像生物效应使机体内组织、细胞产生变化，损伤人体，作为肿瘤放射治疗X线成像的基本原理X线成像的三大条件X线具有一定的穿透力被穿透的组织和器官必须存在密度的厚度的差异必须有成像物质（X线胶片、荧光屏）X线图像的特点（一）人体组织密度：人体组织中单位体积物质的质量X线图像密度：X线片上影像的灰阶X线图像的黑白与人体组织的密度相关组织密度越高，影像越白组织密度越低，影像越黑组织密度越高，影像越白组织密度越低，影像越黑X线图像的特点（二）X线为复合影像X线图像系标准X线束穿过人体不同密度、厚度、组织结构投影总合，将三维立体结构投影成二维图像，因而X线图像与人体组织结构相比，产生形态失真、放大及相互重叠ABX线影像的观察方法荧光屏---透视胶片------普用X光摄片IP板-------CR探测器----DR最古老的透视1896年巴黎报纸评论：任何一个疯狂的教授都可以使用X线看穿女士的外衣透视（fluroscopy）观察载体---荧光屏适用部位：机体天然对比较好的部位或能给予对比剂的部位，如胸部、颈椎等作用：观察器官动态，例如心脏大血管、消化道蠕动等。优点：简便易行，经济，结果快缺点：不能显示细微病变，密度较大的部位显示不清楚，无永久记录，不能前后比较，病人所受辐照量较大透视的图像特点与X胶片图像相反，透视的图像组织密度越高，图像越黑组织密度越低，图像越白透视的图像照相--X线摄影（Radiography）X线摄影胶片片盒胶片及读片灯箱X线摄影（Radiology）观察载体：胶片步骤：胶片曝光--显影--定影--水洗--晾干（或烤干）原理：X线可使胶片溴化银感光，产生潜影，经显影、定影处理，感光部份溴化银还原为金属银，沉淀在胶片上，显示为黑色。未感光的溴化银脱离胶片，显示为白色适用：X线摄影对比度及清晰度均佳，适用于全身各部位检查。目前主要用于胸部及骨骼检查CR系统ComputedRadiographyCR是一种X线图像信息间接转化技术（需模/数转换），它将影像信息首先记录在影像板上（模拟潜影信息），再通过读出装置转换为输出信息（数字图像信息），成像环节相对较多，成像速度慢，图像质量稍为逊色，但是具有便携性，价格相对便宜CR的组成结构：由影像板（IP）与信息读出装置组成。X光人体IP板imagingplate电脑CR系统IP板CR图像DR系统（DigitalRadiography）DR是一种X线图像信息直接数字转换技术，其核心技术是数字化平板探测器（FPD）。成像环节少，成像速度快，图像层次丰富，影像边缘清晰锐利，组织的细微结构显示特别出色。价格昂贵DR图像X线摄影技术透视检查普通X线摄影（平片）造影检查造影检查适用于缺乏自然对位的部位和脏器，如腹部脏器，消化道等，引入对比剂（ContrastMedium），也称造影剂对比剂（ContrastMedium）高密度对比剂原子序数高，比重大的物质。常用有钡剂、碘剂如医用硫酸钡有机碘剂无机碘剂低密度对比剂原子序数低，比重小的物质，如空气、氧气等，应用小消化道造影医用硫酸钡血管造影离子型碘剂（无机碘剂）：泛影葡胺20世纪50年代研制高渗透压、疏水、副反应大，安全性较低非离子型碘剂（有机碘剂）：碘普胺--优维显碘海醇--欧乃派克碘帕醇--碘必乐碘克沙醇--威视派克20世纪80年代低渗透压、亲水、副反应少，安全性高血管造影肾动脉造影空气造影气钡双相造影造影方式直接引入：口服灌注穿刺注入间接引入：注入静脉，通过循环达到靶器官，如泌尿系造景（IVP），胆道造影造影的副作用及处理检查前准备：询问过敏史，皮试造影反应：恶心、呕吐、睫膜充血、荨麻疹等，严重者可产生过敏性休克甚至死亡禁忌症：严重心、肾疾患，过敏体质处理：密切观察，积极抢救X线检查方法的选择原则必须了解各种检查方法的原理首选准确、无创、并发症少、经济尽量避免重复检查严格掌握适应症、禁忌症放射防护放射防护的必要性X线通过人体被吸收，也产生电离作用，并引起体液和细胞内一系列生物化学作用，使组织细胞的机能形态受到不同程度的影响，这种作用称为生物效应。从辐射诱癌和其他因素导致死亡概率来看：吸烟每万人死亡概率为12，肾脏和肝脏CT检查每万人死亡概率为12，泌尿X射线摄影每万人死亡概率为2，腰椎X射线摄影每万人死亡概率为0.2，胸部X射线摄影每万人死亡概率为0.02。防护方法1.X线机及机房的设计：须考虑到防护措施2.安排检查：患者应避免短期内反复多次检查及不必要的复查。尽量减少透视，提提倡高千伏HKV摄影。3.检查中：患者与X线球管须保持一事实上的距离，一般不少于35cm。（患者距X线球管愈近，接受放射量愈大。）4.球管窗口下须加一定厚度的铝片，减少穿刺力弱的长波X线，因为这些X线被患者完全吸收，而对荧光屏或胶片都无作用。放射防护的必要性牛津大学和英国癌症研究中心的科学家在对15个国家的统计数据进行分析后发现：英国每年诊断出的癌症病例中有0.6%是由X射线检查所致。在X射线和CT检查更为普遍的日本，每年新增癌症病例中有3.2%是由X光及CT检查造成的。特殊人群的防护对性成熟及发育期的妇女作腹部照射：应尽量控制次数及部位，避免伤害生殖器官。对早孕妇女避免放射线照射骨盆部：早期怀孕第一个月内，胎儿对X线特别敏感，易造成流产或畸胎男患者：在不影响检查的情况下，宜用铅橡皮保护阴囊，防止睾丸受到照射。儿童：应尽量避免一切不必要的照射。新生儿期的胸部X射线检查应严格控制，并应制定儿童X射线检查的适应症。尽量避免非临床诊断范围的X射线照射。减小照射野，对非投照部位要采取屏蔽防护。工作人员防护原则1、时间防护：一切人员应尽可能减少在有X射线场内停留时间。2、距离防护：一切人员尽量远离X线源。3、屏蔽防护：隔室操作。医生使用铅橡皮手套、围裙、眼镜、铅防护椅、铅脖套、铅帽等。4、在X线诊断及治疗过程中，X线管窗口或缩光器上要放置滤过板以吸收X线，而且要尽量缩小照射视野，防止散射面积过大。5、工作人员须佩戴放射计量仪并定期体检X线片的分析与诊断按照一定顺序全面而系统地进行观察区分正常、异常，鉴别伪影对异常X线的表现进行分析：病变的位置、分布，病变数目、形状、密度、边缘、邻近组织、器官改变、脏器功能X线诊断结论肯定诊断如气胸、骨折否定诊断如双肺未见确切渗出、实变可能性诊断如：肺内片状软组织密度影，性质？肿瘤？炎性结节？其它？（最常见，意味着诊断医师没有把握，需要做进一步的检查或观查）医学影像学第二讲概论（一）计算机体层成像ComputedTomography，CTCT成像基本原理HounsfieldG．N．1969年设计成功，1972年问世用X线束对人体层面进行扫描，取得信息，经计算机处理而获得的重建图像，是数字成像而不是模拟成像。CT机及CT检查几个重要的概念体素（voxel）：CT形成的图像为横断面的图像，CT每一次扫描时对一个厚度为0.5-10cm的人体横断层进行扫描，图像处理时将选定层面分成若干个体积相同的立方体，称之为体素，是一个三维概念数字矩阵：扫描所得数据经计算而获得每个体素的X线衰减系数（attenuation）或称吸收系数，再排列成矩阵，即构成数字矩阵。像素（pixel）：数字矩阵中的每个数字经数字／模拟转换器转为由黑到白不等灰度的小方块，称之为像素。是一个二维概念。CT图像:由一定数目像素按原有矩阵顺序排列构成的灰阶图。CT的图像特点空间分辨力可密度分辨力佳成像断面成像+多平面重建成像方式无创CT的发展第一台：英国电子工程师亨斯费尔德1972年4月一、二、三、四、五代CT设备螺旋CT（SpiralCT）多层螺旋CT（MultisliceSpiralCT）螺旋CTCT检查技术平扫（plainscan）增强扫描（ContrastEnhancement）动态扫描（DynamicScan）高分辨CT（HighResolutionCT，HRCT）CT新技术平扫增强动脉期增强门脉期动态扫描高分辨CTCT后处理技术多平面重建技术（MPR）表面重建技术（SSD）SSD-表面重建技术MIP（最大密度投影）MIP（二）血管重建技术血管重建-冠状动脉CT成像的优缺点优点：横断面图像层厚准确、图像清晰、密度分辨率高、无层面以外结构的干扰多平面重建动态扫描缺点空间分辨率（spatialresolution）低于常规X线摄影。CT血管成像的质量低于DSACT检查在肌肉、韧带、脊髓、神经系统方面也明显不如MRI检查以形态学诊断为主，功能性检查尚处于发展阶段，不能提供生化方面的资料CT对于体内小于1cm的病灶，常常容易漏诊数倍-数十倍于普通X光摄影的照射剂量DSA数字减影血管造影DigitalSubstractionAngiographyDSA的诞生与发展1980年11月美国的威斯康星大学的Mistretta组和亚利桑纳大学的Nadelman组首先研制成功X线机+影像增强器+摄像机+显示器X线电视系统模拟视频信号计算机处理系统数字减影DSA图像DSA成像原理概念：DSA：利用计算机处理数字化的影像信息，通过减影处理，消除骨骼和软组织影像，从而得到清晰血管影像的一种成像技术。DSA机构成：包括X线管、影像增强器IITV、高分辨率摄像管、计算机、图像显示与记录系统数字荧光成像(digitalfluorography，DF)是DSA的基础，DF是用高分辨率摄像管对IITV上的图像扫描，从而将X线图像像素化和数字化。采用减影技术(techniqueofsubtrac