影像概论.ppt

医学影像诊断学总论,.,X线的发现,WilhelmConradRentgen1895年11月8日真空阴极管的研究性质：unkownX-ray1896年1月23日宣布,医学影像学的内容,X线radiology超声成像ultrasonography核素显像-scintigraphyX线计算机体层成像computedtomography磁共振成像magneticresonanceimaging发射体层成像emissiontomography单光子发射体层显像SPECT正电子发射体层显像PET介入放射学interventionalradiology分子影像学molecularimaging,课程演变,X线诊断学放射诊断学影像诊断学医学影像学,线的发生,X线是由高速运行的自由电子群，撞击在一定物质上被突然阻止而产生的产生X线必须具备三个条件，即游离的电子群、电子高速运动和高速运行的电子群突然受阻,线发生装置称为线机基本结构包括X线管、变压器和控制器三个部分,线的产生,高速行进的电子流撞击钨靶产生X线,X线的产生,线球管：旋转阳极,旋转阳极示意图,X线球管,X线球管外观,变压器,高压发生器球管灯丝电源12V高电压40150kV,控制器,调节线管两极间的电压（Kv），控制X线的质调节通过灯丝的电流（mA），控制X线的量调节限时装置，控制线的照射时间的长短,X线的物理特性,波长很短的电磁波波长范围0.000650nmX线诊断用波长0.0080.031nm,X线的特性,PenetrationFluoresenteffectPhotographiceffectIonizingeffectBiologicaleffect,穿透一般可见光不能穿透的物质激发荧光物质产生可见光可使胶片感光对物质产生电离效应对生物体内的分子产生电离效应,X线成像基本原理,X线的穿透力：Kv，mA，S人体组织的密度：骨骼，软组织，脂肪，气体自然对比人工对比人体组织的厚度显像设备（荧光屏、胶片、监视器）,X线图像的特点,重叠投影锥形投射与清晰度投影失真,X线检查方法,透视简便易行，立即得出结果同时观察器官的形态和动态可转动病人进行多轴观察,X线检查方法-遥控透视,X线检查方法-平片,利用人体的自然对比，不加对比剂，称为平片影像清晰、细致，能显示复杂和细致的结构可保存，便于会诊和复查,X线检查方法-平片,X线数字摄影,DigitalRadiography,ComputedRadiogaphyCR,X线检查方法-特殊摄影,体层摄影高Kv摄影钼靶摄影荧光摄影记波摄影放大摄影,全景体层摄影,口腔全景体层摄影图像,造影检查,将高于或低于人体组织结构的物质引入器官内或其周围间隙，使之产生对比以显影，称为造影检查引入的物质称为造影剂或对比剂,分高密度造影剂和低密度造影剂高密度造影剂有钡剂和碘剂低密度造影剂有二氧化碳、氧气、空气,碘造影剂,油脂类碘造影剂碘化油碘苯酯乙碘油经肝脏排泄的碘造影剂碘番酸碘影钠碘影葡胺,经肾脏排泄的碘造影剂泛影钠泛影葡胺非离子型三碘造影剂AmipaqueOmnipaque,碘造影剂,造影剂-钡剂,造影方式,直接引入法将造影剂直接引进需要检查的器官口服法：胃肠道钡餐造影灌注法：钡剂灌肠，支气管造影，子宫输卵管造影穿刺注入法：血管造影，椎管造影，关节造影,间接引入法将造影剂先引入某一特定的器官或组织，然后经该组织或器官的循环或代谢使另一器官显影吸收性：淋巴造影排泄性：静脉肾盂造影，口服胆道造影,造影前准备,各种造影检查都有相应的检查前准备和注意事项严格执行，认真准备，以保证检查效果和患者的安全备好抢救药品和器械,碘剂造影时注意事项了解有无禁忌症：严重心、肾疾病和过敏体质解释，争取患者合作过敏试验静脉注射法，皮内注射法，舌下试验法作好抢救准备,造影反应的处理,严重反应，应立即终止造影进行抗休克、抗过敏和对症治疗,X线诊断方法-影像分析方法,阅读申请单，了解检查目的一般记录是否规范，位置条件是否恰当系统全面观察照片区分正常、正常变异与异常对病变的系统观察,X线诊断方法-病变分析,位置与分布：肺结核，骨肉瘤，溃疡性结肠炎，肉芽肿性肠炎数目：肺癌，肺转移瘤；类风湿性关节炎，化脓性关节炎大小：化脓性骨髓炎，骨结核；胃良性溃疡，溃疡性胃癌形状：肺内肿瘤多为圆形或块状，肺内炎症多呈片状边缘：边缘整齐、清晰多为慢性或良性病变，边缘模糊、不规则多为急性或恶性征象密度：可较周围增高或减低。骨质密度增高表示骨质增生，骨质密度减低表示骨质破坏或骨质稀疏邻近器官、组织的改变：肺部圆形病变，胃溃疡性病变器官功能的变化：胸膜炎，胃壁蠕动波动态变化：复查对比，定期随访,线诊断方法-综合分析判断,性别年龄体型职业和接触史生长和居住地区病史和症状体征化验检查,线诊断结果肯定性诊断否定性诊断可能性诊断,线诊断的临床应用,线的防护,线穿透人体产生一定的生物效应接触过多，可能产生放射反应，甚至损害强调和重视防护，控制检查中的曝射量并采取有效的防护措施，安全合理的使用X线设备的改进，高kV、I&I、高速增感屏和快速感光胶片的使用，CR、DR，曝射量显著减少重视孕妇、小儿和长期接触射线人员的防护,线的防护,距离防护屏蔽防护铅屏铅玻璃X线管壳,线的防护,铅橡皮围裙铅眼镜铅橡皮手套,线的防护,X线的防护,患者防护避免过量曝射位置、条件、范围的准确性铅橡皮遮盖射线工作者防护定期检测防护意识保健,CT,ComputedTomographyHounsfield1969设计成功1972公诸于世1979获Noble奖,用X线束对人体层面进行扫描，取得信息，经过计算机处理获得的重建图象显示断面解剖图象密度分辨力高,CT成像原理,X线束对一定厚度层面扫描探测器接收透过的X线转变为可见光光电转换为电信号A/D转换为数字计算机处理后排成数字矩阵数字转换为灰度，再排列成黑白图象,CT设备,扫描机架X线管准直器过滤器探测器数据采集系统旋转机械,计算机系统操作台和图象显示照相机磁盘机,CT扫描方式,CT扫描方式,旋转/旋转式,螺旋CT,HelicalCTSpiralCT,CT图象特点,象素灰度表示CT值层面图象,CT检查技术,平扫造影增强扫描造影扫描,CT图象的分析与诊断,了解扫描技术条件系统观察图象区别正常与异常病变密度位置、大小、形状、数目、边缘、CT值造影增强有无强化邻近器官的改变结合临床，综合分析,CT,CT诊断的临床应用,中枢神经系统头颈部胸部心脏大血管腹部与盆腔,Colorectalcancer,Earlycolorectalcancer,乙状结肠肿瘤MPR显示,图像后处理技术,RenderingtechnicSurfacerenderingMaximumintensityprojectionVolumerendering,VirtualrealityNavigationFlythroughVirtualgrosspathology,CT三维成像,图像后处理技术,图像后处理技术,MRI,MagneticResonanceImage利用原子核在磁场内共振所产生的信号经重建成像的技术1946BlockPurcell用于波谱学1973Lauterbur发表MR成像技术，用于临床,磁共振现象,含单数质子的原子核（H），其质子有自旋运动，如陀螺。带正电，产生磁矩，如一个小磁体,磁共振现象与MRI,小磁体自旋轴的排列无一定规律但如在均匀的强磁场中，则小磁体的自旋轴将按磁场磁力线的方向重新排列此时，用特定的射频脉冲进行激发，作为小磁体的氢原子核吸收一定量的能而共振，即发生了磁共振现象,磁共振现象与MRI,停止发射射频脉冲，则被激发的氢原子核把所吸收的能逐步释放出来，其相位和能级都恢复到激发前的状态这一恢复过程成为弛豫过程（relaxationtime)而恢复到原来平衡状态所需的时间称为弛豫时间,有两种弛豫时间T1：纵向弛豫时间自旋-晶格弛豫时间，反映自旋核把吸收的能传给周围晶格所需要的时间，也是90射频脉冲质子由纵向磁化转到横向磁化之后在恢复到纵向磁化激发前状态所需时间T2：横向弛豫时间自旋-自旋弛豫时间，反映横向磁化衰减、丧失的过程，即是横向磁化所维持的时间,磁共振现象与MRI,人体不同器官的正常组织与病理组织的T1是相对固定的，而且他们之间有一定的差别，T2也是如此。这种组织见弛豫时间上的差别，是MRI的成像基础MRI有T1、T2和自旋核质子密度（P）等几个参数，获得选定层面中各种组织的T1、T2和P值，就可获得该层面中包括各种组织影像的图像图像重建方法的处理如同CT，先把检查层面分成一定数量的体素，用接受器收集信息，输入计算机，算出每一体素的T1或T2值，进行空间编码后，再将T值转换为模拟灰度，而重建图像,MRI设备,MRI设备,磁体：常导、超导、永磁梯度线圈供电部分射频发射器及MR信号接受器,模拟转换器计算机磁盘与磁带机,MRI图象特点,灰阶成像信号强度T1加权像T2加权像Proton加权像流空效应三维成像运动器官成像,MRI检查技术,扫描参数echotimeTErepetitiontimeTR时间以毫秒为单位Spinecho序列T1WI短TR/短TET2WI长TR/长TEProton长TR/短TE,脉冲序列SEIRFSEGRETGSEHASTEEPI,MRI检查技术,呼吸门控心脏门控预饱和技术脂肪抑制技术水抑制技术,造影增强MRAcineMRI水成像技术脑功能成像技术波谱技术,MRI分析与诊断,了解设备与扫描技术观察图像在良好的解剖背景上显示病变病变的位置、大小、形状、边缘轮廓病变信号的改变与均匀性病变与血管的关系,MRI临床应用,神经系统纵隔心脏大血管腹部与盆腔骨髓,腰椎MRI,禁忌,体内有金属磁性物质化妆,MRI新技术,fMRIDWI,DWI,血管造影,DSA,PET,MolecularImaging,运用影像学手段显示组织水平、细胞和亚细胞水平的特定分子，反映活体状态下分子水平变化，对其生物学行为在影像方面进行定性和定量研究的科学分子生物学技术和现代医学影像学结合边缘学科CT、MRI等显示具有解剖学改变的疾病分子影像学通过发展新的工具、试剂及方法，探查疾病过程中细胞和分子水平的异常在尚无解剖改变的疾病前检出异常探索疾病的发生、发展和转归，评价药物的疗效，为分子水平疾病的治疗开启了新领域,MolecularImaging,将提供早期疾病检测，对疾病的诊断更加具有合理性就癌症而言，当前检测参数可了解肿瘤体积大小和解剖定位，分子影像新技术可获得许多新的检测参数，如肿瘤生长动力学。评估恶变前的分子异常；检测血管发生生长因子、肿瘤细胞标记物、基因改变等允许无损生物体微环境的状况下进行发病机制的研究，帮助破译复杂的分子运动轨迹可能通过活体实时分子靶目标评估来促进药物发展分子成像与影像导引治疗系统结合，可在识别疾病的同时即进行直接治疗,医学影像学,经典医学影像学：以X线、CT、MRI、US为主，显示人体解剖结构和生理功能以介入放射学为主体的治疗学分子影像学：以MRI、PET、光学成像及小动物成像设备等为主，用于分子水平成像，使医学影像学深入到分子水平，探索疾病的分子水平的变化,数字化影像,CTMRIDSACRDRPACS,ComputedTomographyMagneticR