MRI、DSA、ECT简介.doc

MRI也就是磁共振成像，英文全称是：Magnetic Resonance Imaging。在这项技术诞生之初曾被称为核磁共振成像，到了20世纪80年代初，作为医学新技术的NMR成像（NMR imaging）一词越来越为公众所熟悉。技术特点磁共振成像是断层成像的一种，它利用磁共振现象从人体中获得电磁信号,并重建出人体信息。磁共振成像技术与其它断层成像技术（如CT）有一些共同点，比如它们都可以显示某种物理量（如密度）在空间中的分布；同时也有它自身的特色，磁共振成像可以得到任何方向的断层图像，三维体图像，甚至可以得到空间波谱分布的四维图像。从磁共振图像中我们可以得到物质的多种物理特性参数，如质子密度，自旋晶格驰豫时间T1，自旋自旋驰豫时间T2，扩散系数，磁化系数，化学位移等等。对比其它成像技术（如CT 超声 PET等）磁共振成像方式更加多样，成像原理更加复杂，所得到信息也更加丰富。因此磁共振成像成为医学影像中一个热门的研究方向。MRI也存在不足之处。它的空间分辨率不及CT，带有心脏起搏器的患者或有某些金属异物的部位不能作MRI的检查，另外价格比较昂贵。工作原理核磁共振是一种物理现象，作为一种分析手段广泛应用于物理、化学生物等领域，到1973年才将它用于医学临床检测。为了避免与核医学中放射成像混淆，把它称为核磁共振成像术(MR)。 MR是一种生物磁自旋成像技术，它是利用原子核自旋运动的特点，在外加磁场内，经射频脉冲激后产生信号，用探测器检测并输入计算机，经过计算机处理转换后在屏幕上显示图像。成像原理核磁共振成像原理：原子核带有正电，许多元素的原子核，如1H、19FT和31P等进行自旋运动。通常情况下，原子核自旋轴的排列是无规律的，但将其置于外加磁场中时，核自旋空间取向从无序向有序过渡。这样一来，自旋的核同时也以自旋轴和外加磁场的向量方向的夹角绕外加磁场向量旋进，这种旋进叫做拉莫尔旋进，就像旋转的陀螺在地球的重力下的转动。自旋系统的磁化矢量由零逐渐增长，当系统达到平衡时，磁化强度达到稳定值。如果此时核自旋系统受到外界作用，如一定频率的射频激发原子核即可引起共振效应。这样，自旋核还要在射频方向上旋进，这种叠加的旋进状态叫做章动。在射频脉冲停止后，自旋系统已激化的原子核，不能维持这种状态，将回复到磁场中原来的排列状态，同时释放出微弱的能量，成为射电信号，把这许多信号检出，并使之能进行空间分辨，就得到运动中原子核分布图像。原子核从激化的状态回复到平衡排列状态的过程叫弛豫过程。它所需的时间叫弛豫时间。弛豫时间有两种即T1和T2，T1为自旋-点阵或纵向驰豫时间T2，T2为自旋-自旋或横向弛豫时间。医疗用途磁共振最常用的核是氢原子核质子（1H），因为它的信号最强，在人体组织内也广泛存在。影响磁共振影像因素包括：(a)质子的密度；(b)弛豫时间长短；(c)血液和脑脊液的流动；(d)顺磁性物质(e)蛋白质。磁共振影像灰阶特点是，磁共振信号愈强，则亮度愈大，磁共振的信号弱，则亮度也小，从白色、灰色到黑色。各种组织磁共振影像灰阶特点如下；脂肪组织，松质骨呈白色；脑脊髓、骨髓呈白灰色；内脏、肌肉呈灰白色；液体，正常速度流血液呈黑色；骨皮质、气体、含气肺呈黑色。 核磁共振的另一特点是流动液体不产生信号称为流动效应或流动空白效应。因此血管是灰白色管状结构，而血液为无信号的黑色。这样使血管很容易软组织分开。正常脊髓周围有脑脊液包围，脑脊液为黑色的，并有白色的硬膜为脂肪所衬托，使脊髓显示为白色的强信号结构。核磁共振已应用于全身各系统的成像诊断。效果最佳的是颅脑，及其脊髓、心脏大血管、关节骨骼、软组织及盆腔等。对心血管疾病不但可以观察各腔室、大血管及瓣膜的解剖变化，而且可作心室分析，进行定性及半定量的诊断，可作多个切面图，空间分辨率高，显示心脏及病变全貌，及其与周围结构的关系，优于其他X线成像、二维超声、核素及CT检查。在对脑脊髓病变诊断时，可作冠状、矢状及横断面像。仪器设备医疗特点MR提供的信息量不但大于医学影像学中的其他许多成像术，而且不同于已有的成像术，因此，它对疾病的诊断具有很大的潜在优越性。它可以直接作出横断面、矢状面、冠状面和各种斜面的体层图像，不会产生CT检测中的伪影；不需注射造影剂；无电离辐射，对机体没有不良影响。MR对检测脑内血肿、脑外血肿、脑肿瘤、颅内动脉瘤、动静脉血管畸形、脑缺血、椎管内肿瘤、脊髓空洞症和脊髓积水等颅脑常见疾病非常有效，同时对腰椎椎间盘后突、原发性肝癌等疾病的诊断也很有效。 检查目的：颅脑及脊柱、脊髓病变，五官科疾病，心脏疾病，纵膈肿块，骨关节和肌肉病变，子宫、卵巢、膀胱、前列腺、肝、肾、胰等部位的病变。 优点：1MRI对人体没有损伤； 2MRI能获得脑和脊髓的立体图像，不像CT那样一层一层地扫描而有可能漏掉病变部位； 3能诊断心脏病变，CT因扫描速度慢而难以胜任； 4对膀胱、直肠、子宫、阴道、骨、关节、肌肉等部位的检查优于CT。 缺点:1和CT一样，MRI也是影像诊断，很多病变单凭MRI仍难以确诊，不像内窥镜可同时获得影像和病理两方面的诊断； 2对肺部的检查不优于X线或CT检查，对肝脏、胰腺、肾上腺、前列腺的检查不比CT优越，但费用要高昂得多； 3对胃肠道的病变不如内窥镜检查； 4体内留有金属物品者不宜接受MRI。 5. 危重病人不能做 6.妊娠3个月内的 7.带有心脏起搏器的DSANudelman于1977年获得第一张DSA的图像，目前，在血管造影中这种技术应用已很普遍。DSA是数字X成像（digital radiography,DR)的一个组成部分。含义（Digital subtraction angiography）简称DSA, 即血管造影的影像通过数字化处理，把不需要的组织影像删除掉，只保留血管影像，这种技术叫做数字减影技术，其特点是图像清晰，分辨率高，对观察血管病变，血管狭窄的定位测量，诊断及介入治疗提供了真实的立体图像，为各种介入治疗提供了必备条件。主要适用于全身血管性疾病及肿瘤的检查及治疗。应用DSA进行介入治疗为心血管疾病的诊断和治疗开辟了一个新的领域。主要应用于冠心病、心律失常、瓣膜病和先天性心脏病的诊断和治疗。ECTEmission Computed Tomography，发射单光子计算机断层扫描仪.是一种利用放射性核素的检查方法。ECT成像的基本原理：放射性药物引入人体，经代谢后在脏器内ECT外或病变部位和正常组织之间形成放射性浓度差异，将探测到这些差异，通过计算机处理再成像。ECT成像是一种具有较高特异性的功能显像和分子显像，除显示结构外，着重提供脏器与端正变组织的功能信息。简介ECT的显像方式十分灵活，能进行平面显像和断层显像、静态显像和动态显像、局部显像和全身显像。除此之外，它还能提供脏器的多种功能参数，如时间-放射性曲线等，为肿瘤的诊治提供多方位信息。主要用于甲状腺癌、骨骼等部位肿瘤的检查，尤其常用于骨转移性肿瘤的检测，比普通X线拍片可提前3-6个月发现病变。因此，对一些较易发生骨转移的癌症。如乳腺癌、肺癌、前列腺癌、食管癌等，即使没有骨痛，也可作术前或术后检查，以期早期发现转移灶。但必须注意骨的炎症、血流改变、骨折修复，关节退行性变、骨畸形性病变以及代谢性骨病变也可出现阳性结果，这是应该予以鉴别的。工作原理ECT结构和工作过程：它有专门探测核射线（射线）的探头、固定探头并能向各方位转动的支架、装有系统程序的中心控制台（能高速运行和进行大量数据处理和存贮的高性能电子计算机，1664位）。在采集程序控制下，探头收集到从靶器官发射出来的射线，经晶体光放大（变成可见光）导向光电倍增管（P.M.T）的阴极（矩阵排列于晶体表面的光导面上，常有50107支），转变成电脉冲信号，按位置译码器指定位置输送到计算机，计算机将信号经模/数（A/D）转换成数字存贮起来。在处理程序控制下，计算机将进行数/模（D/A）转换，按信号来源卒标方位上的象素（pixel）点在屏幕上投射成图像。这种图像是一种单一平面图像（二维），信息重叠、模糊度大，只适用于小脏器显像或动态显像，对深层结构观察较困难。若探头以靶器官为中心旋转，多平面采集时，则可获得三维图像即所谓ECT图像。这种图像按一定厚度切层，可观察不同方位、不同深度平面的显像剂分布图像。分类 （1）SPECT即单光子发射计算机断层扫描。它利用发射单光子的核素药物如99mTc、133I、67Ca、153Sm等进行检查。SPECT的基本结构分3部分，即旋转探头装置、电子线路、数据处理和图像重建的计算机系统。SPECT除显示肿瘤病灶外，尚可显示局部脏器功能的变化，如：化疗后左心功能、肾功能的改变等。 （2）PET即正电子发射型计算机断层扫描。顾名思义它是用发射正电子的核素药物进行检查。常见的核素如：18F、11C、13N、15O等。PET主要用于病灶组织的葡萄糖代谢、蛋白质代主向和氧代谢的研究，在肿瘤学领域应用最为广泛。目前应用最多的是肿瘤的早期诊断和治疗后残留肿块的鉴别。脑肿瘤和鼻咽癌放疗或淋巴瘤化疗后残存肿块及肺部和纵隔肿块的鉴别等常常十分困难，但利用18F、flurodeoxyglucose（18F、FDG）进行PET显像，区分其性质则十分容易。如病灶摄取18F-FDG，表明病灶残留存活的癌细胞，提示为复发；如18F-FDG检查为阴性则为纤维化。直线加速器直线加速器是采用沿直线轨道分布的高频电场加速电子、质子和重离子的装置。定义直线加速器1（linear accelerator）Linac 为了获得1-20 KeV甚至更高的加速梯度，通常用高功率的高频或微波功率源来激励加速腔.直线加速器的加速电场有行波和驻波两类.由于电子即使在低能时也接近光速，大部分电子直线加速器取行波加速方式，采用盘荷波导结构.在行波加速腔内装有环形金属盘片，用以减慢电磁波的相速.适当调整盘片的位置和圆孔的直径，即能使行波的相速度与粒子同步而持续加速.质子和重离子直线加速器则一般取驻波加速方式，采用带漂移管的谐振腔结构.适当选择漂移管的尺寸和位置，使轴向电场不满足加速要求时，粒子处在漂移管内受到屏蔽作用，而在通过漂移管间隙时得到加速.离子质量愈大，通常荷质比就愈小，相同能量下的速度也愈低，工作频率也就愈低，从而加速器的尺寸就愈大.直线加速器具有束流强度高、能量可逐节增加等优点，缺点是需要昂贵的高频、微波功率源.低能直线加速器在医疗和工业辐照中广泛应用，而中、高能直线加速器则在核物理和粒子物理研究中占有重要地位，并且是高能同步加速器和储存环、对撞机性能优良的注入器。直线加速器的原理加速器是由三根用绝缘材料制成的高柱和在它们中间的加速器管