医学影像学总论

医学影像学总论Practice of medical imaging,牡丹江医学院红旗医院影像科 梁爽,医,学,影,像,medical,imaging,绪 论introduction,医学影像学:是应用医学成像技术对人体疾病进行诊断和在医学成像技术引导下应用介入器材对人体疾病进行微创性诊断及治疗的医学学科，是临床医学的重要组成部分。包括影像诊断学和介入放射学（介入诊断学和介入治疗学）。,一,一,德国物理学家威廉姆.卡特.伦琴,伦琴1895年12月22日拍摄人体手部第一张X照片,1、影像诊断学X线的发现:1895.11.8 德国物理学家 伦琴,伦琴1895年发现X线不久，X线被用于人体进行疾病诊断形成放射诊断学，奠定了医学影像诊断的基础。近年来医学影像学发展非常迅速，医学影像设备不断更新，检查技术不断完善，出现如CT(X-ray computed tomography)、MRI、USG、DSA等先进的检查方，使医学影像诊断提高到一个新的水平，并有力促进临床医学的发展。,一,医学影像学所包括的范围 x 线诊断学（传统模拟、CR、DR）、 USG、CT、MRI、DSA、ECT、核医学、热像图、PET,胚胎孵化监测（蓝色代表死胎）,2、介入放射学,为了医疗或医学研究,以非侵入方式取得内部组织影像的技术与处理过程,二,1、影像诊断学的临床应用价值：明确病变的性质和类型；疑似或需除外某些疾病；明确病变的范围、类型和分期；评估疗效、判断肿瘤有无复发和转移；对于高危人群定期检查；健康体检；意外发现其它疾病。2、局限性：并非组织病理学；病情发展需要一定的时间；并非适用于所有疾病；禁忌症。,今天就来解释下放射科大夫是怎么看病的。解释前，先请大家看看，下面哪位是奥巴马先生?,开玩笑吧，谁都知道左边是布什，右边是奥巴马。是的看起来这个不难。再看看下面这张图，这是谁？,这时候.放射科普通青年的回答就是:这个人有可能是奥巴马。2B青年回答：奥巴马不除外。文艺青年回答：奥巴马的可能性50%。,以上回答均正确。其实还有更多的参选项的，如下图。,简单总结一下，这个问题的题目是：哪位是奥巴马。选项里，有布什，有奥巴马，还有按照不同比例两者混合而成的人物，越往右，奥总统的比例越重一些。但其实最右边那个一定是奥巴马总统吗？你又没做过DNA，你100%的确定吗？答案，当然不是100%的确定，只是这五张图里，这个最接近现在的奥巴马总统而已，所以这张图的可能性最大。也就是说，这种事，答案并不是0和1的选择，还有0.1，0.9甚至0.01，0.001，要参考的因素越多，答案越复杂。放射科的诊断工作跟这个类似，当我们费劲脑汁考虑疾病选项的时候，要考虑的比这个复杂的多的多，因为没人会给放射科大夫列出选项让他去选一个正确答案，这里仅仅举例上千种肺内病变的一种，比如可表现为结节的疾病，就远远超过百种。这其中，有炎性，炎性病变又可分为炎性肉芽肿性病变：化脓性，细菌性，真菌（又分数种不同细菌），结核.，血管炎相关肉芽肿，肿瘤性病变。,第一节 X线成像,第一小节 X线的特性第二小节 X线的产生第三小节 X线成像原理第四小节 数字X线成像第五小节 数字减影血管造影第六小节 检查方法第七小节 检查中的防护第八小节 图像的特点,一,X线本质上是电磁波。 波长0.0006-50nm。用于X线成像的在0.008nm-0.031nm（40-150Kv）。 X线与成像有关的特性：穿透性、荧光效应、感光效应、电离效应。1穿透性：X线成像的基础。2荧光效应：透视的基础。3感光效应：摄影的基础。 照射-潜影-显、定影-感光的溴化银中的银离子被还原成金属银（Ag），沉淀于胶片的胶膜内。 4电离效应：辐射测量的基础，为放射防护提供依据对人体有害，应注意防护放疗的理论基础,二,X线产生的三个基本条件 自由电子群 电子群高速运行 高速运行电子群的突然受阻,X线产生的设备主要包括X线管变压器控制台检查床,14,接通电源,降压变压器,X线管灯丝加热,X线管两极提供高压电,自由电子受强力吸引形成电子束,电子束撞击阳极钨靶原子结构,X线1%,热能99%,产生自由电子云集在阴极附近,X线的发生程序,三,x 线穿过人体密度和厚度不同的组织结构，被吸收程度不同，到达荧光屏、胶片或影像板上的剩余 x 线量不同，激发出明暗不同的图像。,X线成像基础:X线特性密度和厚度差影像对比产生的基础-密度和厚度的差别自然对比-人体组织结构固有的密度和厚度的差别所形成的对比。人工对比-用人工的方法向器官内部或其周围引入高密度或低密度物质后形成的对比病变成像基础-局部密度或/和厚度改变,自然对比,人工对比,病变产生对比,人体组织结构依据密度不同分,高 密 度：骨组织、钙化灶中等密度：软骨、肌肉、神经、实质器官、结缔组织、体液低密度：脂肪组织、气体,四,原理：X线摄影或透视装置同计算机相结合，影像的X线信息由模拟信息数字信息，得到数字化图像的成像技术。,X线图像像素化数字化,分类CR（计算机X线成像）-影像板（IP板）作为介质DF（数字X线荧光成像）-影像增强电视系统 （IITV）为介质，图像用高分辨力摄像管扫描平板探测器数字X线成像。优点X线辐射小摄影条件宽容度大图像灰度可调，一次摄影可清晰观察各种密度结构图像信息可数字化传输储存,五,原理：用计算机处理X线血管造影所得的数字化影像信息，消除骨骼和软组织影像，突出造影血管的成像技术方法：多用时间减影法：不含对比剂（蒙片）的数字矩阵图像含对比剂的数字矩阵图像DSA图像,六,一、普通检查 荧光透视 x线摄影二、特殊检查 体层摄影 软线摄影 放大摄影 荧光摄影三、造影检查,基本被取代,一、普通检查（一）荧光透视,1.优点可观察内脏器官的运动情况能从不同的角度进行观察简单方便经济,2.缺点不能留下客观记录图像欠清晰不能检查厚度大、密度高的部位难以显示密度差较小的病变,（二）x线摄影应用最多的X线检查方法得到某一部位、某一角度的瞬间图像,1优点： 应用范围广 图像清晰 可留下客观记录2缺点： 不能功能方面的观察，不如透视方便和直接,费用比透视稍高。 透视和摄影各有优缺点，联合使用可提高应用价值。,二、特殊检查(一)体层摄影-使机体选定层面的结构显示清楚，而该层前后方向的结构变模糊。 主要用于：结构复杂或重叠严重的部位,如颌骨,口腔全景摄影,（二）软线摄影-又称钼靶摄影，其X线为电子群撞击钼靶所产生，波长较长，穿透性较弱。适合于软组织病变的检查，特别是乳腺,三、造影检查-向缺乏自然对比的结构或器官内部或周围引入高密度或低密度物质后进行的X线检查。 造影检查时引入的高密度或低密度物质称为对比剂。,（一）对比剂高密度造影剂： 钡剂：医用纯净硫酸钡 碘剂：有机碘：离子型：泛影葡胺 非离子型：欧乃派克 无机碘：碘油 碘苯酯低密度造影剂： 气体类：空气，氧气，二氧化碳 主要用于关节造影,（1）钡剂：医用纯净硫酸钡，而非工业用硫酸钡（内含硫化钡，吸收会产生高神经毒性） 主要用于食管和胃肠造影。,(2) 碘剂：分两大类 有机碘 用途：血管造影+向血管内注入对比剂使其他器官显影的造影 分型：离子型、非离子型 A 离子型常用的为泛影葡胺、胆影葡胺等。 B 非离子型常用的有欧乃派克、碘必乐等。 C 非离子型碘制剂具有低渗性、低黏度、低毒性，价较高无机碘 现已很少使用。,膝关节空气造影,（二）造影方式1直接引入法 口服法、灌注法、穿刺注入法 DSA 分动脉DSA、静脉DSA，前者多用 2间接引入法 静注对比剂，经生理排泄到达其他器官内，使其显影的造影检查，如静脉尿路造影、静脉胆系造影。,（三）造影前的准备有无造影的禁忌证，如严重心、肾疾病和过敏体质等 作好解释工作 病人及家属同意签字造影剂过敏试验做好抢救药品和器械准备,（四）造影反应及其处理1、一般反应：注射局部疼痛、头痛、恶心、呕吐等，多为一过性，一般无需特殊处理。2、过敏反应：轻者：荨麻疹、喷嚏、结膜充血、面部红肿； 重者：喉水肿、肺水肿、心脏停搏、休克、哮喘发作、周围循环衰竭等，需立即停止造影检查，进行抗休克、抗过敏、对症治疗。,四、X线检查方法的选择原则 -简单、经济、安全、准确 先考虑普通检查，再考虑特殊检查或造影检查，有时需数种方法结合使用。,七,一、防护措施 1.屏蔽 2.距离 3.时间防护二、对检查者的防护1.尽量缩小照射野2.降低照射剂量 3.缩短照射时间4.避免短时间内多次重复检查。,八,一、灰阶图像 用影像的白黑代表密度的高、低。二、重叠图像 可因重叠显示不清三、图像放大、失真,第二节 X线计算机体层摄影,第一小节 CT成像的基本原理第二小节 CT设备第三小节 CT成像性能第四小节 CT检查方法第五小节 CT的后处理技术第六小节 CT检查的安全性第七小节 CT图像的特点第八小节 CT分析与诊断,一,CT成像基本原理 用X线对人体一定厚度的层面进行扫描，由探测器将接收X线经过计算机一系列处理把光信号转换成数字信号，然后再把数字信号转换为由黑到白不等灰度的CT图像，图像是由许多黑白不等的像素矩阵所组成。因此CT图像是数字化图像。体素:将扫描层面分为若干体积相同的立方体或长方体，称之为体素。像素：将扫描层面的数字矩阵，依其数值的高低赋于不同的灰阶，进而转换为黑白不同灰度的方形图像单元，称之为像素。,个体,体素,像素,二,（一）、CT设备：普通CT ：扫描部分，由X线管、探测器和扫描架组成。计算机系统，将扫描收集到的信息数据进行存储运算。图像显示和存储系统。,螺旋CT ：,GE Discovery CT750 HD 宝石CT,SIEMENS SOMATOM Definition Flash（双源）,双球管-双探测器设计,飞利浦Brilliance iCT,Toshiba Aquilion One 320,动态容积成像,多层螺旋CT(MSCT)： 容积扫描； 扫描速度更快，时间分辨力提高；层厚更薄，图像的空间分辨力提高。双源CT能谱CT： 提高图像质量、病变检出和定性诊断。 消减线束硬化性伪影。,三,1、CT成像的主要优势：（1）、密度分辨力高。 CT图像也是以密度的方式反映组织之间的不同。 CT图像是像素（pixel）按矩阵排列构成，但像素越小空间分辨率越高，不如X线图像高。（2）、可行密度量化分析： CT可对密度的大小进行量化，产生CT值HU(Hounsfield)这个概念，以此来说明密度大小的程度。,三,CT值综合代表每一体素物质的密度，物质的密度越大则CT值越高，图像越白。基本概念：（1）CT值是以水的X线吸收系数（或称衰减系数u值）为1的相对值,（2）以量化的标准代表人体组织的密度，（3）用HU（ Hounsfield unit 亨氏单位）表示水CT值为0HU，骨CT值为+1000HU，空气CT值为-1000HU，其他组织介于骨与空气之间。,人体组织CT值,窗技术窗技术是CT检查中的一种显示技术。窗技术包括窗宽和窗位。,窗宽(window width)：图像上所包括的CT值的范围窗位(window level)：图像上所选的CT值中心的位置,同一幅图,肝癌,合适的窗宽窗位,WW=100；WL=50,窗宽过大,肝癌,WW=1000；WL=50,窗宽过小,肝癌,WW=2；WL=50,骨+1000,水0,空气-1000,脂肪组织-70,100,全白,全黑,（窗宽）,肝组织 +50 （窗位）,2HU/16=0.125HU,三,2、CT成像的局限性：（1）、常不能整体显示器官结构和病变：（2）、多幅图像不利于快速观察：（3）、受到部分容积效应影响：（4）、较高的X线辐射剂量：,四,（一）、平扫（二）、对比增强扫描：1、普通增强检查2、多期增强检查3、CT血管成像：CTA、CTV4、CTP（三）、CT能谱检查（四）、CT的新技术：,四,五,1.实时多平面重建（MPR)2.曲面重建（CPR)3.最大密度投影（MIP)4.最小密度投影（MINIP)5.X线模拟投影6.透明化X线模拟投影（4D）7表面重建8.高级三维容积漫游（VRT）9.MSCT仿真内窥镜（VE）10.其它,气管占位（VE）,肋骨转移瘤,左冠主干及前降支钙化,指骨骨折,六,CT的检查剂量明显高于传统X线检查，CT检查时，不应单纯为追求图像质量而随意增加辐射剂量。目前低剂量辐射措施成为主流。,规范操作规程，关爱患者健康,七,首先看是平扫或是增强扫描 ，运用好窗宽、窗位使图像更清晰，更利于病变的诊断。观察组织器官内有无密度的增高、减低或呈混杂密度改变，如有密度的改变应注意分析病变的位置、大小、形状、数目和边缘，还可测量其CT值大小。强化后应分析病变有无强化，强化的形式即均匀、不均匀、环状强化，了解强化程度。观察临近组织、器官受累情况及密切结合临床。,八,CT图像分析的注意点扫描方式：平扫或增强扫描；一般应先读平扫后读增强扫描。按扫描层次顺序观察，以免漏层。注意不同的窗宽、窗位：根据不同的检查目的和要求，阅读各种窗宽、窗位图片。伪影：如骨伪影和运动伪影。器官的大小、形态、密度和周围的解剖关系。 病变情况：部位密度： 以病变所处的背景为准分高、等、低密度，以及混杂密度，它是诊断病变的主要依据。大小范围形态及边缘数目强化7.结合临床资料进行分析诊断,第三节 磁共振成像,第一小节 MRI成像基本原理第二小节 MRI成像设备第三小节 MRI成像性能第四小节 MRI成像检查方法第五小节 MRI图像的特点,一,1、了解共振,一个静止的音叉在另一个振动音叉的不断作用下，即有可能引起同步振动，其先决条件是二个音叉固有的振动频率相同,食物中水分子的振动频率与微波大致相同，加热食品时，炉内产生很强的振荡电磁场，时食物中的水分子受迫振动，发生共振，使电磁辐射转化成热能。,一,1、了解核磁共振,人体当中氢原子核为数最多，而原子核好像一个小陀螺，在不停地自旋，犹如一个小磁体。,人体放置在一个稳定的磁场中，体内的氢原子核就显磁性，从而产生与外加磁场方向相同的合成纵向磁化矢量。,二,1、低