1、醫學影像學Medical Imaging放射及介入放射學教研室影像學總論醫療系第一篇 總論1895年德國倫琴(Wilhelm Conrad Rontgen)X線診斷學是現代影像學的基礎。醫學影像學是現代醫學的重要學科之一影像學總論醫療系醫學影像學的范疇放射診斷學Diagnostic Radiology計算機體層攝影Computer Tomography核磁共振成像Magnetic Resonance Imaging超聲成像Ultrasonography體層發射成像Emission Tomputed Tomography核醫學-Scintigraphy介入放射學Interventional Ra

2、diology影像學總論醫療系影像學總論醫療系影像學總論醫療系影像學總論醫療系影像學總論醫療系影像學總論醫療系影像學總論醫療系醫學影像學的學習影像診斷的主要信息來源是以不同灰度表示的圖像影像診斷是通過對圖像的觀察分析和歸納而作出的不同影像技術具有不同的優缺點影像學需要提供診斷，但一般是推斷產生的，不是最后的病理診斷影像學總論醫療系第一章 X線成像第一節 X線成像原理與設備影像學總論醫療系X線的產生在真空管內高速行進成束的電子流撞擊鎢靶而產生加熱燈絲產生的電子云在高電壓的作用下由燈絲向陽極高速行進，撞擊陽極靶面而發生能量轉換1%的能量轉變為x線影像學總論醫療系X線裝置X線管：真空二極管（燈絲、靶

3、面、散熱裝置）變壓器：管電壓40-150KV，燈絲電壓12V操作臺：調節電壓、電流、時間影像學總論醫療系影像學總論醫療系X線特性-一般特性X線是波長為0.0006-50nm的電磁波診斷用0.008-0.031A（相當于40-150KV的管電壓） 具有電磁波的一般特性軟射線：波長較長的x線影像學總論醫療系X線特性-成像特性穿透性：管電壓高-波長短-穿透力強；是x線成像的基礎。穿透過程中有衰減熒光效應：激發熒光物質產生熒光，是透視的基礎感光效應：是溴化銀產生潛影，是攝影的基礎電離生物效應：放射治療和防護的因素影像學總論醫療系X線成像基本原理X線的穿透性、熒光及感光效應肌體組織之間的密度與厚度差別穿

4、透肌體的剩余射線使介質顯影影像學總論醫療系X線成像的基本條件具有一定穿透力的X線穿透人體組織結構被穿透的組織結構存在密度與厚度的差異穿透組織的剩余X線經過顯像，形成具有對比與層次的影像影像學總論醫療系人體組織結構的密度差異高密度：骨骼、鈣化灶中等密度：軟骨、肌肉、實質器官、液體低密度：脂肪、氣體影像學總論醫療系影像學總論醫療系影像學總論醫療系影像學總論醫療系人體器官的厚度差異軀體厚、四肢薄實質器官厚、空腔器官薄成人肥胖者厚、小兒瘦弱者薄影像學總論醫療系病變導致組織密度變化肺部實質病變、骨增生等：組織器官的密度增高空腔臟器含氣增多、骨破壞等：組織器官的密度減低影像學總論醫療系影像學總論醫療系影像

5、學總論醫療系X線成像設備球管及支架高壓發生器操作臺檢查床影像增強電視系統影像學總論醫療系球管真空二極管：陰極鎢絲、陽極鎢靶或鉬靶管套及散熱裝置、支架影像學總論醫療系變壓器（高壓發生器）降壓變壓器供應燈絲12v電源，升壓變壓器供應球管兩極40-150kv電壓影像學總論醫療系操作臺調節管電壓、燈絲電流和曝光時間影像學總論醫療系檢查床影像學總論醫療系影像增強電視系統影像學總論醫療系第二節 X線圖像特點影像學總論醫療系X線圖像特點黑白灰度圖像反映組織的密度與厚度是一個部位各個結構的重疊總和投影錐形射線造成影像的放大非點射線造成的影像失真、伴影影像學總論醫療系第三節 X線檢查技術影像學總論醫療系影像學總

6、論醫療系影像對比自然對比人體組織結構密度不同產生的影像對比人工對比向人體器官內或其周圍引入一定量的密度與組織結構有差別的物質(造影劑或對比劑)，使之與周圍形成對比的方法，又稱為造影檢查影像學總論醫療系影像學總論醫療系X線檢查技術普通檢查：熒光透視、攝影特殊檢查：體層、高千伏、軟射線造影檢查影像學總論醫療系透視Fluoroscopy優點多方位、了解功能簡便迅速費用低缺點對比度清晰度低缺乏客觀紀錄受個人影響較大影像增強電視系統和電腦圖文處理系統可改善透視效果影像學總論醫療系影像學總論醫療系攝影Radiography對比度、清晰度良好永久記錄是x線主要檢查方法處理程序多影像學總論醫療系體層攝影Tom

7、ography以選定層面為中心，球管與膠片在曝光時向相反方向移動，獲得選定層面的清晰影像，而非選定層面的影像模糊。用于顯示平片容易重疊的深部病變細節。影像學總論醫療系影像學總論醫療系影像學總論醫療系高千伏攝影High kv film管電壓120kv以上去除重疊影像，顯示較厚病變和肺血管紋理影像學總論醫療系軟線攝影40kv以下，鉬靶球管檢查乳腺或軟組織影像學總論醫療系特殊檢查-其他放大攝影：物片距增大、焦物距變小熒光攝影影像學總論醫療系造影檢查的造影劑造影劑是引入體內增加器官組織與周圍密度差別的物質高密度 醫用硫酸鋇 碘制劑 40%碘化油 離子性碘水制劑 非離子型碘水制劑 非離子型二倍體碘水制劑

8、 低密度：氣體影像學總論醫療系造影方式直接引入口服法灌注法穿刺注入法間接引入分泌法吸收法影像學總論醫療系口服鋇餐檢查影像學總論醫療系灌注結腸及子宮檢查影像學總論醫療系穿刺血管造影影像學總論醫療系間接靜脈尿路檢查影像學總論醫療系造影檢查的注意事項檢查的目的性要明確做好檢查前的病人準備和藥物準備了解患者的病史和過敏史做好解釋，取得配合正確施行和判斷造影劑的過敏試驗過敏搶救措施要完善影像學總論醫療系選擇X線檢查方法因病對癥選擇先簡后繁確診為止影像學總論醫療系X線診斷的臨床應用是影像診斷中使用最多最基本的方法是骨關節、胸部、胃腸道疾病的診斷的主要方法之一是實質器官和神經系統輔助檢查影像學總論醫療系X線

9、的防護技術防護患者防護醫技人員防護一般放射檢查的輻射劑量在允許范圍內影像學總論醫療系第二節 數字X線成像Digital Radiography影像學總論醫療系DR的基本原理將透過人體的剩余X線影像記錄于可以計算機處理的感光介質上, 經過計算機處理后顯示圖像的技術以其它感光介質代替常規X線底片影像學總論醫療系DR的分類計算機X線成像CR數字X線熒光成像DF平板探測器直接成像FPD/DR影像學總論醫療系DR過程1.影像采集透過人體的X線使感光物質感光影像學總論醫療系DR過程2.讀取光電元件激活或激光掃描讀取感光變化，并轉換成數字信號影像學總論醫療系DR過程3.處理灰階處理窗位處理減影處理吸收率減影

10、影像學總論醫療系DR過程4.顯示熒光屏顯示數字圖像激光膠片影像學總論醫療系DR過程5.存儲磁帶磁盤光盤影像學總論醫療系CR及設備用影像板IP作感光介質X線機IP計算機處理系統主要用于攝影檢查影像學總論醫療系數字X線熒光成像用高分辨率電視增強裝置IITV作感光介質后續處理經過計算機系統常用于血管造影和數字胃腸機影像學總論醫療系DR設備用無定形硅碘化銫等作感光介質X線機平板探測器計算機系統現有速度較快者用于血管造影影像學總論醫療系平板探測器X線成像用密集排列的無定型硅碘化銫晶體探測X線信號并轉化為數字信息是近年來主要發展方向有多種探測平板和方法影像學總論醫療系影像學總論醫療系DR的優點最佳視覺效果

11、攝片寬容度大輻射量減少存儲方便方便傳輸影像學總論醫療系DR的缺點投資較高圖像空間分辨率較X線低影像學總論醫療系DR的應用與常規X線相同，但提供更好的圖像影像學總論醫療系第三節 數字減影血管造影Digital Subtraction Angiography DSA影像學總論醫療系血管造影Angiography-將水溶性碘制劑注入血管使血管顯影的X線檢查方法影像學總論醫療系常規血管造影的缺點損傷重(穿刺刺激壓力)結構重疊影像學總論醫療系減影的基本原理與程序攝取檢查部位平片(負片)根據平片制備正片負片+正片=無影像負片血管造影片無影像片+血管造影片=血管影像(其他結構影像抵消清除)影像學總論醫療系數

12、字減影血管造影的定義將未造影和造影的圖像通過影像增強掃描而矩陣化, 經模/數轉換成數字化, 兩者相減而獲得數字化圖像后經數/模轉化成減影圖像, 以突出顯示血管結構影像學總論醫療系DSA設備大型X光機IITV或平板計算機操作臺影像學總論醫療系DSA的減影方式時間減影能量減影混合減影體層減影光學減影CO2-DSA影像學總論醫療系目前最常用的是時間減影和能量減影法影像學總論醫療系時間減影法常規方式脈沖方式影像學總論醫療系時間減影法超脈沖方式連續方式影像學總論醫療系時間減影法時間之隔差方式路標方式影像學總論醫療系DSA檢查技術IA-DSAIV-DSA影像學總論醫療系DSA的應用-頭部影像學總論醫療系D

13、SA的應用頸部影像學總論醫療系DSA的應用胸部影像學總論醫療系DSA的應用心臟影像學總論醫療系DSA的應用心血管影像學總論醫療系DSA的應用腹部影像學總論醫療系DSA的應用四肢影像學總論醫療系DSA的應用介入影像學總論醫療系第二章 計算機體層成像CTcomputer tomography1969年Hounsfield設計，1972年應用影像學總論醫療系CT的成像原理探測X線束掃描人體后的剩余射線，通過數模轉換，將體素轉換成矩陣象素橫斷面解剖圖像X線點狀顯示，CT是塊狀顯示影像學總論醫療系CT的數學原理J.RADON：任何物體可以從它的投影無限集合重建其圖像影像學總論醫療系CT設備的基本元件掃描

14、X線管、探測器、掃描架計算機系統圖像存儲及顯示系統影像學總論醫療系不同類型的CT設備普通CT分層掃描不同級別螺旋CT滑環技術掃描床連續平移影像學總論醫療系不同類型的CT設備-續電子束CT(超速CT或多層CT)多排CT影像學總論醫療系CT圖像的特點橫斷面密度分辨率高，空間分辨率較低不同CT設備的分辨率不同吸收系數（CT值）反映組織密度CT值：水0=、空氣=-1000、骨=1000影像學總論醫療系常用CT掃描技術平掃：直接掃描對比增強掃描：團注造影劑后掃描造影掃描：結構造影后掃描高分辨力掃描：空間分辨率0.5mm、層厚1-1。5mm、矩陣512*512影像學總論醫療系影像學總論醫療系影像學總論醫療

15、系CT新技術再現技術 表面再現 最大強度投影 容積再現仿真內窺鏡影像學總論醫療系影像學總論醫療系CT的應用中樞神經系統疾病頭頸部疾病胸部疾病心臟大血管疾病腹盆部實質疾病骨骼軟組織疾病影像學總論醫療系影像學總論醫療系影像學總論醫療系影像學總論醫療系第三章 超聲成像超聲的物理性質震動頻率20000Hz以上的機械波常用頻率為3.5-5MHz在彈性/密度比率大的介質中聲速高同一介質中頻率與波長成反比影像學總論醫療系超聲成像超聲醫學應用的物理性質束射性或指向性反射、折射、散射、繞射吸收與衰減多普勒效應壓電晶體換能器，逆壓產生超聲波，正壓成為回聲接收器影像學總論醫療系超聲成像的基本原理超聲的聲阻抗、聲衰減

16、和多普勒特性組織器官的聲阻抗和衰減特性器官被膜的聲阻抗構成界面反射；內部結構的聲阻抗和衰減特性表示正常組織和病變的細節；活動結構對超聲回波產生的頻率改變影像學總論醫療系超聲基本設備超聲換能器（探頭）發射與接收裝置顯示與記錄系統電源影像學總論醫療系超聲設備的類型脈沖回聲式 幅度調制A型超聲儀 亮度調制B型超聲儀 回聲輝度調制M型超聲儀頻移回聲式 頻移示波型 彩色多普勒血流顯像影像學總論醫療系USG圖像特點根據探頭所掃查的部位形成斷層圖像用明暗灰度表示組織的聲阻抗和回聲衰減變化，判斷結構及病變回聲頻率的變化反映血流性質易受氣體脂肪干擾；圖像范圍小、清晰度差影像學總論醫療系USG檢查技術病人空腹或充

17、盈膀胱多體位、多角度緊貼掃查順序平移斷面法、立體扇形斷面法、十字交叉法、對比加壓掃查法、腔內探頭法影像學總論醫療系USG分析診斷臟器外形邊界和邊緣回聲內部結構特征后壁即后方回聲周圍回聲強度毗鄰關系量化分析功能性監測影像學總論醫療系USG應用心臟大血管疾患實質性臟器疾患軟組織疾患含液體空腔臟器疾患影像學總論醫療系第四章 磁共振成像Magnietic Resonance ImageLauterbur 1973年人體放置于強磁場中，發射無線電波后接受人體內發出的磁共振信號并重建圖像影像學總論醫療系MRI原理人體內氫核在磁場中有序進動呈縱向磁化在射頻脈沖作用下氫核躍遷，縱向磁化減少而出現橫向磁化縱向磁

18、化由零恢復到原數值63%所需的時間為縱向馳豫時間T1橫向磁化由最大減少到最大值的37%所需的時間為橫向馳豫時間T2影像學總論醫療系MRI原理（續）正常與病理組織的T1、T2是相對恒定且有一定差別的，是成像的基礎。兩個激勵脈沖間的間隔時間為重復時間TR, 決定組織間的T1差別。質子密度（自旋密度）也影響組織信號對比。90度脈沖與產生回波之間的時間為回波時間TE, 影響T2信號和圖像。自旋回波序列：90-TE/2-180-TE/2影像學總論醫療系MRI設備主機主磁體：永久、阻抗、超導線圈：梯度、體積、表面射頻發射器信號接收機數據處理模擬轉換器計算機磁盤或磁帶機影像學總論醫療系影像學總論醫療系MRI

19、圖像特點多參數成像：TIWIT2WIpdWI（高信號指短T1長T2的白影，低信號相反）橫斷、冠狀、矢狀等多方位成像流空效應質子馳豫增強效應與對比增強影像學總論醫療系MRI檢查技術脈沖序列 -SE序列：控制TR及TE改變組織T1、T2和質子密度 -梯度回波（快速SE序列) -回波平面成像（快速）脂肪抑制技術：鑒別組織有無脂肪成分對比增強：使用能使質子馳豫時間縮短的順磁性物質影像學總論醫療系MRI檢查技術（續）血管造影：時間飛躍TOF法、相位對比PC法水成像（長TE技術）功能成像 -彌散成像 -灌注成像 -皮層激發功能定位影像學總論醫療系MRI分析MRI類型與磁場強度掃描條件多方位諸幅圖像多條件的

20、觀察正常結構異常表現的細節功能情況和血管情況影像學總論醫療系MRI的應用神經系統頭頸部影像學總論醫療系MRI的應用（續）縱隔心臟腹盆部器官影像學總論醫療系MRI的應用（續）骨髓軟組織影像學總論醫療系第五章 醫學影像的觀察分析成像原理圖像特點成像方法影像學總論醫療系醫學影像的觀察技術條件是否合格按一定順序全面系統觀察區分正常與異常詳細了解病變細節：位置與分布、數目、形態、邊緣、密度、鄰近組織變化、功能狀態影像學總論醫療系醫學影像資料的分析病變影像的細節同病異影、異病同影臨床表現：年齡、性別、職業、接觸史、生長環境其它輔助檢查結果影像學總論醫療系醫學影像的診斷肯定性診斷：確診什么疾病否定性診斷：否定某種疾病的存在可能性診斷：有病變但難肯定性質 -需要其他檢查 -觀察復查 -治療性試驗影像學總論醫療系綜合應用呼吸系統：X-CT心臟：X-B超-MRI-CT乳腺：超聲-鉬靶-MRI骨骼：X線-CT-MRI胃腸道：X線造影-CT-MRI-B超泌尿系：x線造影-B超-CT影像學總論醫療系第六章 圖像存儲與傳