1、課程： 醫 學 影 像 學 專業：臨床醫學任課教師： 柳橙授課章節第一章 X線成像第二章 計算機體層成像第三章 超聲成像第四章 磁共振成像第五章 不同成像的觀察、分析和綜合應用第六章 圖像存檔和傳輸系統與信息放射學授課時數6授課時間授課形式課堂理論授課授課基本要求：1.Master the basic principles and application and imaging feature of;2. Master the general and new technique and clinical application of;3. the principle and steps and

2、 correct choice of the different imaging diagnosis.4. Master the basic concepts of TR、TE、T1、T2、T1WI、T2WI、SE、MRA and flow effect教學重點、難點和知識點：重點: the basic principle and concept of X CT MRI and Ultrasound; Understand the advantage and disadvantage of different imaging methods and scope and limits難點: th

3、e basic principle of X CT MRI and Ultrasound.學時分配（共300min，6節課）第一章：X 60 min第二章：CT 70min第三章: Ultrasound 50min第四章：MRI 80 min 第五章:30 min 第六章：10 min教學過程：1. By introducing the occurrence and development of prospect and their status, to stimulate enthusiasm for learning.2. Displaying the technical principl

4、e and formation condition and imaging feature by multi-media.3. Layout preview and review the contents ,by use of imaging identification to further understand the basic principle. 示教方式與教具：多媒體思考題、作業題及參考書：思考題：1. X線的四個特征及其作用 2CT和超聲的成像原理有何不同，其新技術各有哪些？ 3. 囊性和實性組織的超聲特點有何不同？ 4. 何謂TR、TE、T1、T2、T1WI、T2WI、SE、M

5、RA、MR hydrography及流空效應；參考書：1. 醫學影像學 人民軍醫出版社 吳恩惠（第五版） 2實用放射學 人民衛生出版社 張雪林主編第一篇總 論倫琴（ Wilhelm Conrad Rotgen）1895年發現 X線,之后形成放射診斷學（diagnostic radiology）這一新學科，并奠定了醫學影像學（medical imaging）的基礎。20世紀五六十年代出現了超聲成像（ultrasonography）和Y閃爍成像（Yscintigraphy）。70年代和80年代又相繼出現了X線計算機體層成像（X-ray computed tomography，X-ray CT或 C

6、T）、磁共振成像（magnetic resonance lmaging，MRI）和發射體層成像（emission comPuted tomograPhy，ECT），包括單光子發射體層成像（single Photon emission computed tomograPhy，SPECT）與正電子發射體層成像（Positron em1ss1on tomograPhy，PET）等新的成像技術。近 30年來，由于微電子學與電子計算機的發展以及分子醫學的發展，影像診斷已從單一的形態成像診斷發展為形態成像、功能成像和代謝成像并用的綜合診斷。分子影像學（molecular imaging）也在研究中。圖像的

7、保存、傳輸與利用，由于有了圖像存檔與傳輸系統（picture archiving and communication system，PACS）而發生巨大變化，并使遠程放射學（teleradiology）成為現實，極大地方便了會診工作。由于圖像數字化、網絡和PACS的應用，影像科將逐步成為數字化或無膠片學科。 70年代興起的介入放射學（interventional radiology）是在影像監視下對某些疾病進行治、療的新技術，使一些用內科藥物治療或外科手術治療難以進行或難以奏效的疾病得到有效的醫治。介入放射學已成為同內科和外科并列的三大治療體系之一。 第一章 X線成像第一節 普通X線成像一、線

8、成像基本原理與設備 （一)x線的產生和特性 1x線的產生 X線是真空管內高速行進的電子流轟擊鎢靶時產生的。為此，X線發生裝置主要包括X線管、變壓器和操作臺。 x線的發生過程是向X線管燈絲供電、加熱，在陰極附近產生自由電子，當向X線管兩極提供高壓電時，陰極與陽極間的電勢差陡增，電子以高速由陰極向陽極行進，轟擊陽極鎢靶而發生能量轉換，其中1以下的能量轉換為X線，99以上轉換為熱能。X線主要由X線管窗口發射，熱能由散熱設施散發。 2x線的特性 X線屬于電磁波。波長范圍為ooo0650nm。X線還具有以下幾方面與X線成像和X線檢查相關的特性：穿透性： X線穿透物體的程度與物體的密度和厚度相關。密度高，

9、厚度大的物體吸收的多，通過的少。X線穿透性是x線成像的基礎。熒光效應： 熒光效應是進行透視檢查的基礎。感光效應： 感光效應是x線攝影的基礎。電離效應： X線射入人體，也產生電離效應，可引起生物學方面的改變，即生物效應，是放射治療的基礎，也是進行X線檢查時需要注意防護的原因。 (二)x線成像基本原理X線圖像的形成，是基于以下三個基本條件：首先，X線具有一定的穿透力，能穿透人體的組織結構；第二，被穿透的組織結構，存在著密度和厚度的差異，X線在穿透過程中被吸收的量不同。以致剩余下來的X線量有差別；第三，這個有差別的剩余X線，是不可見的，經過顯像過程，例如用X線片顯示、就能獲得具有黑白對LL、層次差異

10、的X線圖像。 人體組織結構根據密度不同可歸納為三類：屬于高密度的有骨組織和鈣化灶等；中等密度的有軟骨、肌肉、神經、實質器官、結締組織以及體液等；低密度的有脂肪組織以及氣體。 當強度均勻的X線穿透厚度相等、密度不同的組織結構時，由于吸收程度不同，而出現X線片上(或熒屏上)顯出具有黑白(或明暗)對比、層次差異的X線圖像。 病變可使人體組織密度發生改變。組織密度不同的病變可產生相應的病理X線影像。 人體組織結構和器官形態不同，厚度也不一樣。厚的部分，吸收X線多，透過的X線少，薄的部分則相反，于是在X線片和熒屏上顯示出黑白對比和明暗差別的影像。所以，X線成像與組織結構和器官厚度也有關。 由此可見，組織

11、結構和器官的密度和厚度的差別，是產生影像對比的基礎，是X線成像的基本條件。 (三)x線成像設備X線機包括X線管及支架、變壓器、操作臺以及檢查床等基本部件。影像增強電視系統(imageintensifytelevision，IITV)已成為x線機主要部件之一。二、線圖像特點 X線圖像是由從黑到白不同灰度的影像所組成，是灰階圖像。這些不同灰度的影像是以光學密度反映人體組織結構的解剖及病理狀態。 人體組織結構的密度是指人體組織中單位體積內物質的質量，而X線圖像上影像的密度則指X線圖像上所顯示影像的黑白。物質的密度與其本身的比重成正比，物質的密度高，比重大，吸收的X線量多，影像在圖像上呈白影。反之，物

12、質的密度低，比重小，吸收的X線量少，影像在圖像上呈黑影。X線圖像是x線束穿透某一部位的不同密度和厚度組織結構后的投影總和，是該穿透路徑上各個結構影像相互疊加在一起的影像。因此，X線影像有一定程度的放大和使被照體原來的形狀失真，并產生伴影。伴影使X線影像的清晰度減低。三、線檢查技術人體組織結構的密度不同，這種組織結構密度上的差別，是產生X線影像對比的基礎，稱之為自然對比。對于缺乏自然對比的組織或器官，可人為地引入一定量的在密度上高于或低于它的物質，使之產生對比，稱之為人工對比。自然對比和人工對比是X線檢查的基礎。 (一)普通檢查 包括熒光透視和X線攝影。 熒光透視(fluoroscopy)：簡稱

13、透視。現多用于胃腸道鋇劑檢查。 X線攝影(radiography)：對比度及清晰度均較好；不難使密度、厚度較大的部位或密度差別較小的病變顯影。常需作互相垂直的兩個方位攝影，例如正位及側位。 (二)特殊檢查 特殊檢查有軟線攝影(soft ray radiography)、體層攝影(tomography)、放大攝影 (magnification radiograPhy)和熒光攝影(fluorography)等。自應用CT等現代成像技術以來，只有軟線攝影還在應用，介紹如下。 軟線攝影采用能發射軟x線，即長波長(平均波長為O07nm)的鑰靶X線管球，常用電壓為2235kV，用以檢查軟組織，主要是乳腺。

14、為了提高圖像的分辨力，以便查出微小癌，軟線攝影裝備及技術有很多改進，包括乳腺鉬靶體層攝影、數字乳腺攝影(digitalmammography)、乳腺數字減影血管造影(mammograPhic digital subtraction angiograPhy)并開展立體定位(stereotacticlocalization)和立體定位針刺活檢(stereotactic needlebiopsy)等。 (三)造影檢查對缺乏自然對比的結構或器官，可將密度高于或低于該結構或器官的物質引入器官內或其周圍間隙，使之產生對比以顯影，此即造影檢查。引入的物質稱為對比劑(contrElst medium)也稱造影

15、劑。1對比劑 按影像密度高低分為高密度對比劑和低密度對比劑兩類。高密度對比劑為原子序數高、比重大的物質，有鋇劑和碘劑。低密度對比劑為氣體，已少用。 鋇劑為醫用硫酸鋇粉末，加水和膠配成不同濃度的鋇混懸液。主要用于食管及胃腸造影。 碘劑分有機碘和無機碘制劑兩類，后者基本不用。 水溶性碘對比劑分兩型：離子型，如泛影葡胺(urografin)；非離子型，如碘必樂等。離子型對比劑具有高滲性，可引起毒副反應。非離子型對比劑，具有相對低滲性、低粘度、低毒性等優點，減少了毒副反應，適用于血管造影及CT增強掃描。2造影方法 有以下兩種方法：直接引入：包括：口服，如食管及胃腸鋇餐檢查；灌注，如鋇劑灌腸、逆行尿路造

16、影及子宮輸卵管造影等；穿刺注入或經導管直接注入器官或組織內，如心血管造影和脊髓造影等；間接引入：經靜脈注入后，對比劑經腎排入泌尿道內，而行尿路造影。3檢查前準備及造影反應的處理 檢查前準備和注意事項1、禁忌癥：嚴重心、腎功能不全、甲亢、過敏體質2、過敏試驗：必須3、檢查室內必須配備搶救藥品和設備造影過程中1、注意過敏反應表現2、出現過敏反應立即停用對比劑3、及時處理輕度過敏反應4、出現嚴重過敏反應，立即通知有關科室協同搶救。 （四)x線檢查方法的選用原則1、了解不同檢查方法的適應證2、由簡單到復雜3、先普通檢查后造影檢查4、特殊情況特殊處理四、X線診斷的臨床應用由于X線具有成像清晰、經濟、簡便

17、等優點，因此，X線診斷仍是影像診斷中使用最多和最基本的方法。現代影像技術迅猛發展，但并不能取代X線檢查。胃腸道，仍主要使用X線檢查。骨肌系統和胸部也多是首先應用X線檢查。五、線檢查中的防護（一）主動防護： 1、技術上減少X線的劑量 例如：高千伏攝影、影像增強技術、高速增感屏、快速感光膠片、數字攝影 2、盡量減少患者的檢查次數和放射劑量 例如：選擇劑量小的檢查方法、避免重復檢查 （二）被動防護 1、屏蔽防護檢查人員防護：檢查室防護、衣物防護患者防護：縮小照射野、屏蔽重要組織器官 2、距離防護增加X射線源與人員的距離第二節 數字X線成像一、DR成像基本原理與設備數字X線成像是將普通x線攝影裝置或透

18、視裝置同電子計算機相結合，使X線信息由模擬信息轉換為數字信息，而得數字圖像的成像技術。DR依其結構上的差別可分為計算機X線成像(computer radiography，CR)、數字X線熒光成像(digitalfluorography，DF)和平板探測器(flat panel detectors)數字x線成像。（一）CRCR是以影像板(image platc，IP)代替X線膠片作為介質。IP是由含有微量元素銪(Eu2+的鋇氟溴(或氯、碘)化合物結晶(BaFX:Eu2,XC1.Br.I)制成，透過人體的X線，使IP感光，在IF上形成潛影。用激光掃描系統讀取，IP上由激光激發出的輝盡性熒光，經光電

19、倍增管轉換成電信號，再由模擬數字轉換器(analogdigital converter)轉換成數字影像信息。數字影像信息經圖像處理系統處理，可在一定范圍內調節圖像。圖像處理主要包括：灰階處理，使數字信號轉換成黑白影像，并在人眼能辨別的范圍內選擇合適的灰階，以達到最佳的視覺效果，以利于觀察不同的組織結構；窗位處理，使一定灰階范圍內的組織結構，依其對X線吸收率的差別，得到最佳的顯示，可提高影像對Lb；X線吸收率減影處理，以消除某些組織的影像，達到減 影目的；數字減影血管造影處理，得DSA圖像。 數字信息經數字模擬轉換器(digitalanalog converter)轉換，于熒屏上顯示出人眼可見的

20、灰階圖像，還可攝照在膠片上或用磁帶、磁盤和光盤保存。 CR的設備，除X線機外，主要由IP、圖像讀取、圖像處理、圖像記錄、存儲和顯示裝置及控制用的計算機等組成 CR與普通X線成像比較，重要的改進是實現了數字X線成像。優點是提高了圖像密度分辨力與顯示能力；行圖像處理，增加了信息的顯示功能；降低了x線曝光量；曝光寬容度加大；既可攝成照片，還可用磁盤或光盤存儲；并可將數字信息轉入PACS中。 (二)0F DF是用IITV代替X線膠片或CR的IP作為介質。 影像增強電視系統熒屏上的圖像用高分辨力攝像管行序列掃描，把所得連續視頻信號轉為間斷的各自獨立的信息，形成像素，復經模擬數字轉換器將每個像素轉成數字，

21、并按序列排成數字矩陣(digitalmatrix)。這樣IITV上的圖像就被像素化和數字化了。當前已經用電荷鍋臺器代替攝像管采集IITV的光信號。數字矩陣為512512或10241024。像素越小、越多。圖像越清楚。DF光電轉換較快，成像時間短，圖像較好。有透視功能，最早應用于DSA和DR胃腸機。 DF與CR都是將模擬的X線信息轉換成數字信息，但采集方式不同，CR用IP，DF用IITV，在圖像顯示、存儲及后處理方面基本相同。 將CR及DF稱之為間接數字X線成像(indirect digital radiography，IDR)，而將平板探測器數字X線成像稱之為直接數字X線成像(direct d

22、igital radiography，DDR)。 (三)平板探測器數字x線成像 用平板探測器將X線信息轉換成電信號，再行數字化，整個轉換過程都在平板探測器內完成。不像DF或CR，沒有經攝像管或激光掃描的過程，所以X線信息損失少，噪聲小，圖像質量好。更因成像時間短，可用于透視和實行時間減影的DSA，擴大了X線檢查的范圍。 平板探測器數字x線成像圖像質量好、成像快，是今后發展的方向。 二、DR的臨床應用 數字成像的優勢與不足 a.密度分辨力高。 平 片：26 灰階 數字圖像：210-12 灰階 b.有了量化標準。 c.可以進行圖像后處理。 d.高保真存儲、傳輸、調閱及復制。 e.空間分辨力不及模擬

23、圖像.數字攝影的臨床應用：骨組織、關節軟骨及軟組織，數字攝影優于常規模擬圖像，并可行礦物鹽含量測定；縱隔結構（氣管和血管）、肺結節性病灶，數字攝影優于常規模擬圖像；胃腸雙重對比（胃小區、腸黏膜、微小病變），數字攝影優于常規模擬圖像；肺間質、肺泡，常規模擬圖像優于數字攝影，原因是常規模擬X線圖像的空間分辨力明顯高于數字攝影，肺間質和肺泡的顯示需要高空間分辨力。CR與DR的不同 1、CR可以隨意放置和移動，因此應用比較靈活。 2、DR不適宜經常移動，多應用于固定位置的投照，例如常規胸部正側位。 3、CR需要把IP送到激光掃描儀，程序復雜。 4、DR直接在監視器上顯示圖象，程序簡潔。第三節 數字減影

24、血管造影 數字減影血管造影(DSA)是利用計算機處理數字影像信息，消除骨骼和軟組織影像，使血管顯影清晰的成像技術。一、DSA成像基本原理與設備 數字成像是DSA的基礎。數字減影的方法有幾種，常用的是時間減影法(temporal subtraction method)，介紹如下。經導管向血管內團注水溶性碘對比劑，在對比劑到達感興趣血管之前和血管內出現對比劑、對比劑濃度處于高峰和對比劑被廓清這段時間內，使檢查部位連續成像。在這系列圖像中，取一幀血管內不含對比劑的圖像作為蒙片和一幀含有對比劑的圖像(這兩幀圖像稱為減影對)，用這兩幀圖像的數字矩陣，經計算機行數字減影處理，使骨骼及軟組織的數字相互抵消。

25、這樣，經計算機行減影處理的數字矩陣再經數字模擬轉換器轉換為圖像，則骨骼及軟組織影像被消除掉，只留有清晰的血管影像，達到減影目的。此種減影圖像因系在不同時間所得，故稱時間減影法。血管內不含對比劑的圖像作為蒙片，可同任一幀含對比劑的圖像作為減影對，進行減影處理，于是可得不同期相的DSA圖像。時間減影法所用的各幀圖像是在造影過程中所得，任何運動均可使圖像不盡一致，造成減影對的圖像不能精確重合，即配準不良，致使血管影像不夠清晰。 DSA設備主要是數字成像系統，采用DF，先進設備則用平板探測器代替IITV。顯示矩陣為l024l024。行三維信息采集以實現三維圖像顯示，明顯提高了DSA的顯示功能。二、DS

26、A檢查技術 根據將對比劑注入動脈或靜脈而分為動脈DSA(intra-arterial，IADSA)和靜脈DSA(intravenous DSA，IVDSA)。 IADSA的操作是將導管插入動脈后，向導管內注入肝素以防止導管凝血。將導管尖插入感興趣動脈開口。導管尾端接壓力注射器，團注對比劑。注入對比劑前將影屏對準檢查部位。于造影前及整個造影過程中，根據需要以每秒l幀或更多的幀頻，攝照7一l0秒。經操作臺處理即可得IADSA圖像。三、DSA的臨床應用1. 用選擇性或超選擇性插管，可很好顯示直徑在200um以下的血管及小病變。2. DSA適用于心臟大血管的檢查。3. 3D-DSA 4.在介入技術，特

27、別是血管內介入技術中的應用第二章 計算機X線體層成像CHAPTER 2 COMPUTED TOMOGRAPHYCT的定義：計算機控制的X線體層掃描CT的發展史： 1972年 Hounsfield 第一臺CT 1974年 全身CT問世 1985年 滑環（slip ring)問世，單向連續掃描實現。 1989年 螺旋掃描CT問世。 1992年 雙層螺旋推出，多層螺旋的先驅。 1998年 四家公司同時推出多（4）層螺旋 2001年 8、10、12、16層螺旋2002-至今 64、128、256層、雙源CT第一節 CT成像基本原理與設備UNIT 1The basic principles of CT

28、imaging and equipment一、CT成像基本原理The basic principles of CT imaging 1、CT成像過程：是用X線束從多個方向對人體檢查部位具有一定厚度的層面進行掃描，由探測器接收透過該層面的X線，轉變為可見光后，由光電轉換器轉變為電信號，再經模擬數字轉換器轉為數字，輸人計算機處理。圖像處理時將選定層面分成若干個體積相同的立方體，稱之為體素（voxel）。掃描所得數據經計算而獲得每個體素的X線衰減系數或稱吸收系數，再排列成矩陣，即構成數字矩陣。數字矩陣中的每個數字經數字模擬轉換器轉為由黑到白不等灰度的小方塊，稱之為像素（pixel），并按原有矩陣順序

29、排列，即構成CT圖像。所以，CT圖像是由一定數目像素組成的灰階圖像，是數字圖像。The CT imaging process: the body possessing thickness is scanned by X ray from many directions, X ray is received by detector and transformed to visible light which then is transformed to electrical signal by photo-electricity quantizer, The electrical signal

30、is transformed to digit by analog/digital converter and convey to computerized processing. CT imaging is a kind of gray-scale image which is consists of a certain number of pixels, and a kind of digital image.2、CT掃描與常規X線斷層攝影的不同The difference of CT scans and conventional X-ray tomographya.X線束：X ray,C

31、T為有一定厚度的扇型束，厚度由準直器決定。b.接收介質：Reception medium,CT為探測器，接收X線后轉換成電能并量化，X線為膠片。c.掃描方式：scanner mode,常規斷層為膠片與X管球反向運動，CT為管球繞被掃描物體旋轉運動。d.曝光形式：Exposure mode,常規斷層為連續曝光，CT為脈沖發射X線。e.成像方式：Imaging mode,常規斷層為模擬成像，CT為數字成像。二、CT設備CT equipment 主要有以下三部分：掃描部分:Scanning part,由X線管、探測器和掃描架組成，用于對檢查部位進行掃描；計算機系統:Computer part,將掃描

32、收集到的信息數據進行存儲運算；圖像顯示和存儲系統: Image display and memory system,將計算機處理、重建的圖像顯示在顯示器（影屏）上并用照相機將圖像攝于照片上，數據也可存儲于磁盤或光盤中。1、CT的組成：The composition of CTA.X線發生部分：高壓發生器，X線球管，準直器B.X線檢測部分：探測器，模數轉換器（A/D）C.機械運動部分：掃描架，滑環系統，掃描床D.計算機部分E.圖像存儲及顯示系統F.操作控制部分G.照相機2、常規CT與螺旋CT Conventional CT and spiral CT 1) 常規CT:球管為往返式掃描（順時針36

33、00，逆時針3600）掃描時球管旋轉，病人靜止不動,數據采集為二維采樣,難以進行高質量圖像后處理。 2) 螺旋CT:螺旋CT是在旋轉式掃描基礎上，通過滑環技術與掃描床連續平直移動而實現的。X線管球向一個方向連續旋轉并曝光，被掃描物體同時勻速向前（或后）運動。掃描軌跡成螺旋狀，故稱螺旋掃描。三維采集數據，又稱容積掃描。螺旋CT優勢: 1）檢查時間縮短，增加了患者的流通量；容易完成難于合作或難于制 動患者或運動器官的掃描；一次快速完成胸、腹部和盆部的檢查；有利于運動器官的成像和動態觀察；對比增強檢查時，易于獲得感興趣器官或結構的期相表現特征。獲得連續層面圖像，可避免層面掃描中所致小病灶的漏查。2）

34、在圖像顯示方式上由于連續層面數據，經計算機后處理可獲得高分辨力的三維立體圖像，實行組織容積和切割顯示技術、仿真內鏡技術和CT血管造影等。 3）在臨床應用上，多層螺旋CT HYPERLINK /G2S/Template/./Downloads/1.files/1_ct.jpg t /G2S/Template/_blank 可行低輻射劑量掃描，給肺癌與結腸癌的普查創造了有利條件；掃描時間的縮短，使之可用于檢查心臟，包括冠狀動脈，心室壁及瓣膜的顯示，而且通過圖像重組處理可以顯示冠狀動脈的軟斑塊。MSCT所得的CT血管造影使肢體末梢的細小血管顯示更加清楚。CT灌注成像已用于腦、心臟等器官病變毛細血管血

35、流動力學的觀察，通過血容量、血流量與平均通過時間等參數的測定，可評價急性腦缺血和急性心肌缺血以及判斷腫瘤的良性與惡性等。綜上所述，SCT，特別是MSCT拓寬了檢查與應用范圍，改變了圖像顯示的方式，提高了工作效率，也提高了診斷水平。3、電子束CT （ultrafast CT，UFCT）EBCT是用由電子槍發射電子束轟擊四個環靶所產生的X線進行掃描。轟擊一個環靶 可得一幀圖像，即單層掃描，依次轟擊4個環靶，并由兩個探測器環接收信號，可得8幀圖像，即多層掃描。EBCT一個層面的掃描時間可短到50ms，可行CT電影觀察。與SCT一樣可行容積掃描，不間斷地采集掃描范圍內的數據。EBCT可行平掃或造影掃描

36、。單層掃描或多層掃描均可行容積掃描、血流檢查和電影檢查。多層掃描有其特殊的優越性。EBCT對心臟大血管檢查有獨到之處。造影CT可顯示心臟大血管的內部結構，對診斷先心病與獲得性心臟病有重要價值。了解心臟的血流灌注及血流動力學情況，借以評價心臟功能。第二節 CT圖像特點UNIT 2 The feature of CT image CT圖像是由一定數目從黑到白不同灰度的像素按矩陣排列所構成的灰階圖像。這些像素反映的是相應體素的X線吸收系數。 CT imaging is gray-scale image which is consists of a certain number of pixels w

37、ith from black to white pixels of different gray-scale lining up in matrix, These pixels is reflected in the corresponding voxel of the X-ray absorption coefficient.1、CT圖像質量評價CT image quality evaluation1)、空間分辨力（spatial resolution)：圖像對物體空間大小的分辨能力。表示方法： lp/cm（每厘米線對）5lp/cm =可分辨物體最小直徑（mm)象素越小、層厚越薄空間分辨力越

38、高.2）密度分辨力 (density resolution)：定義：圖像對組織密度差別的分辨能力。表示方法：例如，0.35%,5mm,0.35Gy,表示物體直徑5 mm、病人接收劑量為0.35Gy時，密度分辨率為0.35%。象素越大、層厚越厚, 密度分辨力越高.3）部分容積效應（partial volume)：同一層面中,垂直厚度內如果有兩種以上不同密度組織相互重疊時,所獲得的密度不能如實反映其中的任何一種組織。層厚越薄，部分容積效應越小，掃描層厚以被掃描物體直徑的一半可最大限度的避免部分容積效應的影響。If there are two or more different organizati

39、ons overlapping during the vertical thickness in the same level, the density can not accurately reflect any of the organization.2、窗口技術 window technique 定義：利用數字圖像特點，改變亮度與CT值的關系，顯示不同組織變化的技術。1）窗 寬（window width ）：最亮灰階所代表的CT值與最暗灰階所代表CT值的跨度。窗寬越寬，可觀察組織CT值的變化范圍越大，但灰階差值亦大，適合觀察CT值變化范圍較大的組織,如骨、肺等。窗寬越窄，灰階差值越小，適

40、合觀察CT值變化范圍較小的組織，如顱腦、眼眶等。但超出上下限值的組織無法分辨。2）窗位（Window level) ：又稱窗平，為窗寬的中心值。一般將所觀察組織的CT值定為窗位,這樣既能顯示比該組織密度高的病變，也能觀察比該組織密度低的病變。3）CT值：定義：用于測量CT圖像中密度值的統一計量單位。單位：亨氏單位（Hounsfield unit,Hu)常用正常值：水 0 Hu 骨皮質 1000 Hu 空氣 -1000HuCT值的應用 a.絕對值可以確認某些組織的存在，如：出血、鈣化、脂肪、液體、 b.相對值的計算可以幫助確認病變性質第三節CT檢查技術UNIT 3 The technology

41、of CT一、普通CT掃描1、平掃（plain CT scan）是指不用對比增強或造影的普通掃描。2、對比增強掃描（contrast enhancement，CE）是經靜脈注人水溶性有機碘對比劑后再行掃描的方法，較常應用。血管內注入碘對比劑后，器官與病變內碘的濃度可產生差別，形成密度差，可能使病變顯影更為清楚。常用方法為團注法（bolus injection），即在二十幾秒內將全部對比劑迅速注人。 3、造影掃描是先行器官或結構的造影，然后再行掃描的方法。臨床應用不多。例如向腦池內注人碘苯六醇或注人空氣行腦池造影再行掃描，稱之為腦池造影CT掃描，可清楚顯示腦池及其中的小腫瘤。二、高分辨力掃描（h

42、igh resolution scanning,HRCT）是指獲得良好空間分辨力CT圖像的掃描技術，采用薄層厚(0.5-1.5毫米)、大矩陣(512512至10241024)、骨密度算法；較常規掃描空間分辨力明顯提高且邊緣勾畫更銳利的掃描程序。主要用于(1)觀察骨的細微結構,如顯示顳骨巖部內半規管、耳蝸、聽小骨等結構;(2)觀察肺內微細結構及微小病灶結構,如早期間質改變或各種小氣道病變。三、CT圖像后處理技術the image postprocessing technique of CT imaging HYPERLINK /G2S/Template/./cms/Downloads/1.fil

43、es/2_czj.jpg t /G2S/Template/_blank 螺旋CT，掃描時間與成像時間短，掃描范圍長，層厚較薄并獲得連續橫斷層面數據，經過計算機后處理，可重組冠狀、矢狀乃至任意方位的斷層圖像，并可得到其它顯示方式的圖像。1、多方位重組（Multi planner reformation,MPR）利用螺旋掃描三維采樣的優勢，進行無法直接掃描的冠、矢、斜和曲面重組。2.表面陰影顯示（Surface shaded display,SSD）三維重建技術，首先確定興趣區CT閾值的切割參數，然后將CT閾值以上的連續性象素構筑為三維結構模型，再以一假想光源投照于三維模型表面，以灰階或偽彩色方式

44、顯示三維結構模型的表面影像。3. 最大(小）強度投影（Maximum(Minimum) intensity projection）在三維重建過程中，從設定視角發出假定投影線，使投影線穿性軌跡中興趣結構密度以上的象素進行編碼，形成二維投影像，主要用于CT血管成像（CTA）。4.仿真內窺鏡（Virtual endoscopy,VE）三維重建技術，以三維的形式，模擬內窺鏡的視角以灰階或偽彩色顯示腔的內壁，類似真實內窺鏡的觀察，可從任意方向觀察管腔內部。可用來顯示氣管、血管、胃腸道、喉、咽、竇腔等結構。5.容積演示（Volume rendering,VR）三維重建技術，首先確定掃描容積內的象素密度直方

45、圖，以直方圖的不同峰值代表不同組織，然后計算每個象素中的不同組織百分比，繼而換算成不同的灰階，以不同的灰階（或色彩）及不同的透明度三維顯示掃描容積內的各種結構。四、CT灌注成像CT perfusion imaging 1、基本概念：CT灌注成像是經靜脈團注有機水溶性碘對比劑后，以獲得相應層面內每一象素的時間密度曲線（TDC），然后依據該曲線利用不同的數學模型計算出rCBV、rCBF、MTT、PT等多種血流灌注參數來評價組織器官的灌注狀態，是功能成像的一種。2、常用參數：a.峰值時間（peak time，PT）b.平均通過時間（mean transit time，MTT）c.局部腦血容量（reg

46、ional cerebral blood volume，rCBV）d.局部腦血流量（regional cerebral blood flow ，rCBF）3、主要作用當前主要用于急性或超急性腦局部缺血的診斷、腦梗死及缺血半暗帶的判斷以及腦瘤新生血管的觀察，以便區別腦膠質細胞瘤的惡性程度。也應用于急性心肌缺血的研究，其結果已接近MR灌注成像。近來也有用于肺、肝、胰和腎的研究報告。CT灌注成像比MR灌注成像操作簡單、快捷，是有發展前途的成像技術。第四節CT診斷的臨床應用UNIT 4 Clinical application of CT diagnosis1、顱腦：中樞神經系統疾病的診斷CT價值較高

47、，應用普遍。對顱內腫瘤、膿腫與肉芽腫、寄生蟲病、外傷性血腫與腦損傷、缺血性腦梗死與腦出血以及椎管內腫瘤與椎間盤突出等病診斷效果好，診斷較為可靠。因此，除DSA仍用以診斷顱內動脈瘤、腦血管發育異常和腦血管閉塞以及了解腦瘤的供血動脈以外，其他如氣腦、腦室造影等均已不用。螺旋CT，可獲得比較精細和清晰的血管重組圖像，即CTA，而且能做到三維實時顯示，所以臨床應用日趨廣泛。2、頭頸部：對頭頸部疾病的診斷，CT也很有價值。例如，對眶內占位病變、早期鼻竇癌、中耳小膽脂瘤、聽骨破壞與脫位、內耳骨迷路的輕微破壞、耳先天發育異常以及鼻咽癌的早期發現等。當病變明顯，X線平片雖可確診，但CT檢查可觀察病變的細節。至

48、于聽骨與內耳骨迷路則需要用CT觀察。3、胸部：胸部疾病的CT診斷， HYPERLINK /G2S/Template/./Downloads/1.files/2_tx1.jpg t /G2S/Template/_blank 已日益顯示出它的優越性。對肺癌和縱隔腫瘤等的診斷，很有幫助。低輻射劑量掃描可用于肺癌的普查。肺間質和實質性病變也可以得到較好的顯示。CT對平片較難顯示的病變，例如同心、大血管重疊病變的顯示，更具有優越性。對胸膜、隔、胸壁病變，也可清楚顯示。4、腹盆腔：腹部及盆部疾病的CT檢查，應用也日益廣泛，主要用于肝、膽、胰、脾，腹膜腔及腹膜后間隙以及腎上腺及泌尿生殖系統疾病的診斷，尤其是

49、腫瘤性、炎癥性和外傷性病變等。胃腸病變向腔外侵犯以及鄰近和遠處轉移等，CT檢查也有價值。當然，胃腸管腔內病變情況主要仍依賴于鋇劑造影和內鏡檢查及病理活檢。5、心血管：心及大血管CT診斷價值的大小取決于CT裝置。需要使用多層螺旋CT或EBCT，而普通CT診斷價值不大。冠狀動脈和心瓣膜的鈣化和大血管壁的鈣化，螺旋CT和EBCT檢查可以很好顯示。對于診斷冠心病有所幫助。心腔及大血管的顯示，需要經血管注人對比劑，行心血管造影CT，并且要用螺旋CT或EBCT進行掃描。心血管造影CT對先心病如心內、外分流和大血管狹窄以及瓣膜疾病的診斷有價值。多層螺旋CT，通過圖像重組可顯示冠狀動脈的軟斑塊。CT灌注成像還

50、可對急性心肌缺血進行觀察.6、骨骼肌肉：骨骼肌肉系統疾病，多可通過簡便、經濟的X線檢查確診，使用CT檢查較少。但CT對顯示骨變化如骨破壞與增生的細節較X線成像為優。第三章 超聲成像 CHAPTER 3 Ultrasound imaging第一節USG成像基本原理與設備UNIT 1 The basic principles of imaging and equipment概述：超聲（ultrasound）及超聲成像（Ultrasound imaging）的定義超聲波：是指振動頻率每秒在20000次（Hz，赫茲）以上，超過人耳聽覺閾值上限的聲波。超聲成像：利用超聲波的物理特性和人體器官組織聲學特性

51、相互作用產生的信號，將其接收、放大和信息處理后形成圖形、曲線或其他數據，借此進行疾病診斷的方法。發展歷史：隨著聲學理論及計算機技術的發展，從早期的A型（amplitude mode）、M型（motion mode）一維超聲成像，B超二維成像，演進到動態實時三維成像；由黑白灰階成像發展到彩色血流顯像。此外諧波成像、組織多普勒成像等新型成像技術和各項新的超聲檢查技術（如腔內超聲、介入超聲）等逐漸應用于臨床。超聲成像不僅能觀察形態，還能檢測人體臟器功能和血流狀況。一、 超聲的物理特性 The physical properties of ultrasound波與聲波：波分為電磁波和機械波，無線電、光

52、波為電磁波，聲波為機械波。超聲波：人耳的感覺聲波為16-20000Hz, 大于20kHz謂之超聲波，低于16Hz的聲波稱次聲波。聲源發生的聲振動在介質中傳播，具有 頻率(f)，波長()，聲速（c）等物理參數。A.頻率（f）：醫用超聲的頻率2.510MHz,常用的是3.55MHz。B.聲速（c）：固體最快，其次液體，氣體中最慢。 軟組織=1540m/s；胃腸道=350m/s；骨與軟骨=4500m/sC.波長()：c = f 超聲在同一介質中傳播時，頻率越高，波長越短（因為聲速一定），頻率越低則波長越長。1、束射性（指向性）directivity 超聲波的聲束傳播時，由于頻率極高，而波長很短，在介

53、質中呈直線傳播，這是超聲對人體進行定向探測的基礎。近場中呈直線傳播，具有良好的束射性（高頻率、短波長），遠場有擴散。2、反射、折射、散射和繞射（衍射）reflection, refraction, scattering, diffraction超聲在介質中傳播與介質的聲阻抗密切相關。超聲波在介質中傳播時，遇到不同聲阻的分界面，會產生反射和折射。聲阻抗（Z）acoustic impedance：它是聲波傳遞介質中某點的聲壓和該點速度的比值，Z(聲阻抗)=(密度） C(聲速)，超聲在不同介質的分界面上反射和折射時，反射波和折射波的能量分別是由介持本身的聲阻抗決定的。界面interface：兩種不同

54、聲阻抗物體的接觸面。 大界面：界面尺寸大于聲束直徑 小界面：界面尺寸小于聲束直徑超聲通過界面，兩種不同組織聲阻抗差大于0.1%時，產生反射。超聲入射大界面形成鏡面反射進入第二介質，稱為透射，投射時產生折射。超聲入射小界面，呈散射形式。聲束遇到障礙物邊緣距離近似12個波長時，出現繞射。3、超聲波的吸收與衰減 Ultrasonic absorption and attenuation 衰減原因：a. 聲能衰減：遠場擴散、界面反射和散射 b.介質吸收：介質的粘滯性、導熱性、馳豫性此外，不同生物組織對入射超聲的吸收衰減的程度不一，主要與組織中蛋白質和水的含量有關。同一種組織內超聲頻率越高，衰減越大。4

55、、多普勒效應（Doppler effect） 入射波與接收體之間如果出現相對運動，聲波頻率也發生改變，稱為多普勒效應。其關系式為fd=|fr-ft|=2v.frCOS/c ,式中：fd為頻移，fr為反射超聲頻率， ft為入射超聲頻率，v為反射界面運動的速度，c為超聲在介質中的聲速，COS為反射界面運動方向與入射生束方向間的角度。這是檢測活動臟器的成像基礎。5、非線性傳播 Nonlinear propagation在傳統的超聲成像過程中，用于超聲成像的反射波頻率與發射的超聲波頻率相同，強度呈正比例改變，即兩者呈線性關系；實際上超聲波在組織中傳播時呈非線性傳播；超聲波在組織中傳播時形成壓縮區和稀疏

56、區，前者壓力高，后者壓力低，兩者間的壓力差引起聲波傳播速度的改變；聲波傳播過程中各點的傳播速度不同導致波形逐漸畸變并導致諧波的產生；諧波的次數越高，頻率越高，組織中衰減越大，振幅愈小；臨床可用于超聲成像的多為二次諧波。二 超聲成像的基本原理 The basic principles of ultrasound imaging超聲成像主要利用此三種特性：a.聲阻抗特性，b.聲衰減特性，c.多普勒特性。不同正常組織間、正常與病理組織間及不同病理組織間存在上述特性的差異。超聲成像的基本過程：含有壓電晶體的換能器發射一定頻率的超聲波，穿透人體多層界面時產生不同強度的反射和衰減，這些反射或散射聲波含有超

57、聲波傳播途中所經過的不同組織的聲學信息，被換能器接收回聲按照順序用灰階、頻譜等方式表現出來即超聲成像。三 超聲設備Ultrasound equipment1、關鍵部件：A.探頭B.控制系統C.顯示系統目前醫學上產生和接受超聲的器件通常采用壓電晶體作為換能器（探頭）。壓電晶體(sio2石英）的工作原理為：聲波的產生是逆壓電效應，電場交變，壓電晶體片沿一定方向發生壓縮和拉伸，二者頻率相同，從而將電能轉換為機械能，發出聲波。當反射的回波作用于晶體，受壓的晶體兩端產生電荷，接收信號，這種將機械能轉換為電能的過程稱正壓電效應。2、超聲儀器的分類 第一類：脈沖回聲式：A型、B型、M型第二類：頻移回聲式：多

58、普勒 （連續波式CW、脈沖波式PW）第一類 1）A型超聲（amplitude mode,幅度調制式)，線性測量后以幅度的大小和形態表示回聲，分析組織結構的特征信息； 2）B型超聲(Brightness mode)輝度調制式，以灰階圖像表示回聲的強弱，每一單條聲束的回聲以順序顯示為強弱不同的灰階； 3）M型超聲（Motion mode)回聲輝度調制型，又稱活動顯示型。以單聲束取樣，獲得活動界面回聲，再以慢掃描方式獲得（距離-時間）曲線。 第二類 頻移回聲式（DOPPLER）利用多普勒效應原理對血流進行探測分析的方式：包括：頻移示波型,彩色多普勒血流圖。Doppler-mode 即超聲頻移診斷法，

59、通稱多譜勒超聲。此法應用多譜勒效應原理，當超聲和反射體之間有相對運動時，回聲的頻率有所改變，此種頻率的改變稱為頻移。頻譜多普勒是將一個取樣容積（脈沖波多普勒）或一條取樣線（連續波多普勒）上的多普勒頻移信號以頻譜的方式顯示：即朝向換能器流動的血流多普勒頻移信號顯示在頻譜圖基線之上；被向換能器流動的血流多普勒頻移信號顯示在頻譜圖基線之下。頻譜圖的橫軸和縱軸分別代表時間和頻移的大小。Color (CDFI) 即彩色多譜勒血流成像法。將多譜勒與B超疊加的成像方法。它是利用自相關技術快速處理一個切面內多點多普勒頻移信號；通用的彩色是紅色代表血流朝向探頭，蘭色代表血流遠離探頭，綠色代表湍流。速度越快彩色越

60、鮮亮，反之亦然。3、超聲儀器的分類A、根據圖像狀態分為：靜態，動態（實時）；B、根據顯示方式分為：頻譜、灰階；C、根據掃描方式分為：線形掃描、扇形掃描、凸弧掃描。第二節 超聲圖像特點UNIT 2 Characteristics of ultrasound images超聲圖像是根據探頭所掃查的部位構成的斷層圖像，改變探頭位置可獲得任意方位的超聲圖像。它是以解剖形態學為基礎，依據各種組織結構間的聲阻抗差的大小以明（白）暗（黑）之間不同的灰度來反映回聲之有無和強弱，從而分辨解剖結構的層次，顯示臟器和病變形態、輪廓和大小以及某結構的物理性質。主包括兩方面內容：1：回聲強度（見下表） 2：超聲偽像，易