医学影像解剖学概述

.,第二章医学影像解剖学概述,学习目标：通过本章学习，明确医学影像解剖学的定义；了解医学影像解剖学的发展简史；熟悉医学影像解剖学的研究方法；掌握医学影像解剖学的学习方法。重点内容：医学影像解剖学的研究方法和学习方法。,.,第一节医学影像解剖学的定义,医学影像解剖学（简称影像解剖学）是利用影像成像技术研究正常人体形态、结构、位置及其相互关系的科学，是医学影像专业的专业基础课程，也是医学影像诊断学、影像介入治疗学的基础学科。传统意义上的人体解剖学包括系统解剖学和局部解剖学，它们作为医学基础课程，为我们学习、研究正常人体形态、结构打下了基础。但它们所研究、展示的只是用肉眼观察所得到的形态学图像，其中系统解剖学按器官系统结构进行观察、描述；局部解剖学则按各部位的切面结构进行观察、描述，它们都仅限于肉眼观察所见。,.,随着X线检查、CT、MRI、数字减影血管成像（digitalsubtractionangiography，DSA）、超声（ultrasonography，US）等现代医学影像技术的相继出现和不断发展，原有的解剖学技术和观察、显示方法已不能满足现代医学的要求，人们需要对活体某一断面的内部正常结构在肉眼不能观察的情况下进行了解、描述，以利于对疾病的诊断和治疗，于是医学影像解剖学运应而生。医学影像解剖学以现代成像技术为手段，以正常人体为研究对象，提供人体各部不同方位的断面图像，显示器官结构的断面形态、位置及其结构之间相互关系，为疾病的诊断和治疗提供了精确的形态学定位，已成为沟通人体解剖学和医学影像学的桥梁学科和边缘学科。因此，医学影像解剖学也属现代意义上的人体解剖学，在现代医学中正发挥着重要的作用。,.,第二节医学影像解剖学的发展简史,一、人体断层解剖学发展史人体断层解剖学也称为人体断面解剖学，是人体解剖学的一个重要分支学科。它随着人体解剖学的发展而前进，反过来又推动了人体解剖学研究的深入开展。人体断层解剖的研究可以追溯到14世纪初。1316年，意大利解剖学家deiLuzzi制作了人体断层标本。16世纪初，意大利画家LeonardodaVinci（达芬奇）绘制了人体躯干部的正中矢状断面图。一些学者开始把断面解剖作为解剖学的研究方法，陆续开展了脑、眼、盆腔等断面的研究。,.,进入19世纪以后，人们采用冰冻切片等技术，在尸体被固定变硬后制成断层标本，使断层解剖学得到了较快的发展。1818年荷兰解剖学家Riemer使用冷冻法制备断层标本并出版了断层图谱。俄国解剖学家、外科医生NicolasPirogoff从1852年开始，进行了长达7年的研究，出版了具有里程碑意义的断层解剖学专著。德国学者Braune1872年出版了人体各部3种基本断面的解剖学图谱。其他如1844年Huschke的女婴断面图谱、1858年LeGendre的全身各部的3种断面解剖学图谱、1885年Dalton的脑断层解剖学图谱、1911年Eycleshymer和Schoemaker的全身连续横断层解剖学图谱、1944年Morton的人体横断层解剖学手册、1956年Symington的人体横断层解剖图谱等都相继出版。,.,20世纪70年代以来，由于各种新学科、新技术和新手段的出现，人体断层解剖学有了突飞猛进的发展，特别是近十几年来，CT、MRI、US和SPECT等在临床上的应用，为人体断层解剖学注入了新的活力，提供了新的发展空间和领域，各种图谱、专著大量涌现，人体断层解剖学进入了新的发展时期。我国人体断层解剖学的研究和发展，与国外相比虽起步较晚，但发展迅速，很多学者对人体各部及器官结构断面开展了深入的研究，各种研究成果和文献、著作不断问世。在全身断层解剖研究方面，有徐峰主编的人体断面解剖学图谱；吴德昌主编的人体断层解剖学；王玮等编写的人体三维断面图谱；杨桂姣主编的实用人体断面解剖学图谱；韩子玉、曹郁琦主编的实用彩色解剖学图谱等。在局部断层解剖研究方面，国内学者先后完成了成人上、下肢横断面解剖研究；妊娠女性盆部研究；蝶鞍区、大脑语言区和胸膜顶区断层解剖研究，出版了成人胸、腹部连续横断面解剖图谱；中国男性成人头颈部横断面解剖图谱；成人胸、腹部连续矢状面解剖图谱。在器官断层解剖研究方面，分别对小脑、松果体、肺段和血管、胸腹部大血管、肝、胆道、胰、脾、肾、肾上腺、前列腺、精囊腺、女性内生殖器官等进行了研究。,.,医学影像解剖学开始于20世纪60年代。医学影像学在解剖学研究中的引入和应用，尤其是CT、MRI、US、DSA等出现后，大大促进了断层解剖学的发展，并逐步形成了医学影像解剖学这门新型学科。我国学者出版了腹部影像学应用解剖、颅脑CT解剖学、影像断面解剖学、人体颅底部薄层断面MRICT图谱、断面解剖与MRICTECT对照图谱等多部专著，开展了婴儿颅脑、小脑幕、喉区、肺的叶段、肝段研究，对胸、腹、盆部和肝脏作了断层解剖与X线、US、CT和MRI图像对比研究。,二、医学影像解剖学发展史,.,医学影像解剖学在经历了X线解剖学、断层影像解剖学两个发展阶段之后，正由形态影像解剖学向功能影像解剖学方向发展，其图像也从模拟信息向数字化信息、从二维断面成像向三维容积立体成像、从宏观影像向分子影像方向快速发展。除分子影像解剖学、功能影像解剖学之外，介入放射解剖学、发育断层解剖学、影像断层解剖学和数字人研究等也都取得了很多成果。,.,第三节医学影像解剖学的研究方法,一、医学影像解剖学的研究范围医学影像解剖学研究的范围包括人体几乎所有部位和器官的形态、位置、结构及其毗邻关系，研究人体经过X线、CT、MRI和US等影像学技术处理后获得的人体结构在影像资料上的不同表现。在这些影像资料中，既有二维平面图像，也有断层图像和三维重组图像，它既能研究人体解剖结构的形态，也能对人体部分器官的生理进行功能研究，它和断层解剖学既有联系，也有区别，既有共同点，也有各自的特点。,.,二、影像解剖学的方位影像解剖学解剖方位的形成取决于人体的姿态和图像获取的方法两个因素。进行影像检查时的人体姿态包括：站立位、仰卧位、俯卧位、侧卧位等各种不同的体位。不同的体位可以分别确定、表述影像资料上的前（腹侧，anterior）、后（背侧，posterior）、左（left）、右（right）、上（superior）、下（inferior）、内（inner,即人体中线部位）、外（besides，即远离中线的部位）、近侧（proximalside）、远侧（distalside）等方位。,.,各种影像检查方法获取的图像方式不同，其方位判断也不同。X线摄影获得的是X线束路径上各解剖结构的综合投影，为平面重叠影像；CT、MRI、US影像则多以断面显示，其常用断面为横断面、矢状面、冠状面。在不同平面和断面上分别有前、后、左、右方位。至于影像解剖中的任意断面，其方位的判断仍以人体姿态和切取方式确定。,.,三、影像解剖学常用术语1断层或断面断层是指根据研究目的，沿人体某一方向所做的具有一定厚度的切片或扫描，切片所得结果称断层标本，扫描所得结果称断层图像。断面是指断层标本的表面，也称为剖面或切面。因此，断层的含义比断面广泛。切片、扫描的厚度越薄，断层与断面就越接近，所以在实际工作中，也可不作严格区别。2横断面或称水平面，是与水平面平行，将人体分为上、下两部分的平面。沿横断面所做的切片或扫描，称横断层标本或横断层扫描，一般观测切片或扫描的下表面（图1231）。,.,图1231（1）横断面切层示意图,图1231（2）颅脑MRI横断面（T1WI）,.,3矢状面于前后方向将人体分为左、右两部分的切面，与水平面垂直。通过人体正中的矢状面称为正中面（正中矢状面），把人体分为左、右相等的两部分。沿矢状面所做的切片或扫描称矢状断层标本或矢状断层扫描，一般观测左表面，而超声观测右表面（图1232）。,.,图1232（1）矢状面切层示意图,图1232（2）颅脑MRI矢状面（T1WI）,.,4冠状面或称额状面，于左右方向将人体分为前、后两部分的切面，分别与横断面和矢状面垂直。沿冠状面所做的切片或扫描称冠状断层标本或冠状断层扫描，一般观测前表面（图1233）。,.,图1233（1）冠状面切层示意图,图1233（2）颅脑MRI冠状面（T1WI）,.,四、解剖信息在不同检查方法上的特点,采用不同的检查方法可以获得不同的影像资料，不同的影像资料反映着不同的解剖信息，学习、研究医学影像解剖学必须了解各种检查方法的信息特点。,.,（一）X线图像X线图像反映的是人体组织对X线吸收后到达成像材料上X量的差异。在X线片上，人体各部的结构图像由黑白不同的灰阶影像构成，不同的组织显示为不同的灰阶。骨骼为高密度物质，显示为白色；含气的肺、胃肠中的气体为低密度物质，显示为黑色；软组织和液体等介于两者之间，为中等密度物质，显示为灰色。X线透视所见的影像则与X线片上的相反。X线图像是二维平面图像，既可以因为解剖结构的重叠显示不理想，也可以产生假像。此外，由于锥形X线束的特点，可以产生图像放大、变形、失真和晕影，其测量值与实物可有一定差别（图1234）。,.,图1234（1）胸部X线片,图1234（2）胸部DR片（能量减影，去除骨骼）,.,图1234（3）胸部DR片（能量减影，去除软组织）,.,（二）CT图像CT图像是由一定数目由黑到白不同灰阶的像素按矩阵排列而构成的数字化图像，也是以灰阶来表示组织的密度。像素是经数/模转换器把数字矩阵中的每个数字转为不等灰度的小方格。空间分辨率是指CT图像上能显示最小细节的能力。组织结构的密度可用CT值来量化，反映的是器官组织对X线吸收能力的差异，CT值的单位是HU，范围一般在10001000HU。CT图像可以运用窗技术调节显示灰度影像。,.,窗宽（WW）是指CT图像上所包括16个灰阶的CT值范围，WW加大，包括的组织层次多，细节对比差，图像变灰；WW变窄，反差大，图像黑白对比增强。窗位（WL）是以某组织CT值为窗的中心来调节图像，以利于观察该组织的细微结构。WL提高，图像变黑，WL降低，图像变白。WW调节相当于对比度调节，WL调节相当于亮度调节。CT的多方位图像可以通过MPR获得，三维立体图像可经三维重组获得，但它们易受部分容积效应、噪声、伪影等因素的干扰（图1235，6）。,.,图1235颅脑CT横断面,图1236胸部CT横断面（肺窗）,.,（三）MRI图像MRI图像是以不同灰度反映组织弛豫时间长短的数字化影像，软组织对比分辨率高。自旋回波序列（SE）是常用的脉冲序列。MRI可以多参数成像，反映组织间T1特征参数时为T1加权像（T1WI），它反映的是组织间T1的差别。如反映组织间T2特征参数时，则为T2加权像（T2WI）。在T1WI中，脂肪为白色高信号，水为黑色低信号；而在T2WI中，水及水肿组织及脂肪均呈高信号。在T1WI中白色高信号也可称为短T1，黑色低信号则称为长T1；在T2WI中白色高信号称为长T2，黑色低信号则称为短T2。,.,MRI还可以多方位成像，可以直接获得任意方位的断面图像，不同的成像位置显示不同的方位关系，如横断面显示左、右及前后关系；冠状面显示左、右及上下关系；矢状面显示前、后及上下关系（图1237，8）。,.,.,（四）DSA图像DSA图像可以显示血管径路图，其密度分辨率高，由于减影技术的应用，图像中无骨与软组织影，提高了对靶血管的分辨能力。DSA具有时间分辨率高，可行实时成像和可动态观察血流的优势（图1239）。,.,图1239肠系膜上动脉DSA所示图像中仅显示靶血管影像，无骨及软组织干扰,.,五、医学影像解剖学的研究方法利用X线、CT、MRI等进行影像解剖的研究，其方法前面已作介绍，此外尚有计算机图像三维重建、激光共聚焦技术（细胞CT）、US、SPECT、PET等技术，在此不作赘述。,.,第四节医学影像解剖学的学习方法,一、医学影像解剖学的学习方法医学影像解剖学是人体解剖学的重要分支学科，因此，学习医学影像解剖学也要遵循人体解剖学的一般学习方法，概括起来有以下各点：1作好课前准备学习医学影像解剖学之前，应对系统解剖学和局部解剖学进行系统复习，每次课前也应根据所学章节，对相关解剖知识作针对性复习，带着问题学，明确学习重点。本教材中的各章前面虽然也对人体各部的解剖有“解剖概述”知识回顾，但限于篇幅，它只能属于“概述”，要达到对所学知识的熟悉、掌握，必须认真学好人体解剖学，做到“有备而来”。,.,2明确成像原理医学影像解剖学以各种检查技术产生的图像为载体，因此，熟悉各种检查技术及其成像原理是学好本门课程的前提。要明确各种检查技术的优势和不足，并能根据成像原理正确识别和解释人体各部的影像结构。3培养思维方式人是完整的统一体，我们可以从不同的方位将人体分为若干个检查层面，对每个层面来说它们又都是人体的一部分。所以要用形态与功能统一、局部与整体统一、静态与动态统一、平面与立体统一的立体思维方式，明确各图像层面在整体中的位置，既能对层面结构有清晰的了解，也能对结构的形态位置进行辨认和掌握。,.,4理论联系实际要注重实践，做到反复阅片，大量阅片，通过CAI课件、网上资料、图书馆资料等各种途径得到尽可能多的阅片实践机会，以建立丰富的感性认识。重视并上好实验课。在观察人体断面标本时，应从某一断面开始作连续观察，通过连续观察明确器官结构的形态、位置的演变，以利于识别记忆。5激发学习兴趣组成若干个23人的学习小组，观察人体断面图像和标本时，通过小组相互间的讨论、提问，激发兴趣，促进思维，解决疑难，巩固知识，强化记忆。,.,二、常见医学影像照片的阅读方法,1X线片（1）正确持片根据读片要求，确定X线照片的正、反和上、下。（2）质量评定根据质量管理标准，确定照片质量等级，不符合诊断要求的照片应重摄。（3）常规核对包括片号（患者姓名）、摄片时间、片序等。（4）顺序阅读根据各部位的图像，按照从外向内（也可以从内向外）、从上到下的顺序对照片进行全面观察。如照片上同时有左