医学影像学总论.ppt

第一章医学影像学总论,教师：汪湍讲师主治医师新医大三附院,目的：通过总论X线相关内容学习，掌握X线检查技术、X线观察、分析与诊断。为各论学习打下基础。要求：1、了解X线的产生、X线成像的基本原理。骨、关节X线检查方法。2、熟悉X线的特性。3、掌握X线检查技术，X线成像的观察、分析、诊断。,概述,医学影像学(MedicalImaging)或放射学（Radiology)包括：透视（fluoroscopy）X线摄影（x-rayradiography）常规体层摄影（conventionaltomography）、造影检查（contrastexamination）计算机体层成像（computedtomography，CT)磁共振成像（magneticresonanceimaging，MRI)超声成像（ultrasonography，USG),放射治疗学（TherapeuticRadiology）:利用辐射线进行治疗核医学（NuclearMedicine）:利用放射性核素（radionuclide）诊断（功能成像）与治疗介入放射学（InterventionalRadiology）:在影像诊断设备监视和引导下，利用介入器材，经皮操作，对疾病进行诊断和治疗,放射诊断学,1895W.C.Roentgen（德）发现X线，1901获诺贝尔物理学奖1896第一张人体X线照片，放射诊断学诞生传统放射诊断学主要包括：透视（fluoroscopy）、平片（plainfilm）、造影检查（contrastexamination）、常规体层成像（conventionaltomography）,1969G.H.Hounfield(英）设计成功CT装置，1972发表第一幅CT图像，1979获诺贝尔医学生理学奖螺旋CT(spiralorhelicalCT)多层螺旋CT(multi-slicespiralCT)超高速CT(ultrafastCT,UFCT)电子束体层摄影(electronbeamtomography,EBT),1977P.C.Lauterbur(美）发表第一幅MRI图像，1980第一台商用MR机问世MR血管成像（MRangiography,MRA）MR波谱（MRspectroscopy,MRS）功能性MRI（functionalMRI,fMRI）1970s介入放射学,其它数字减影血管造影（digitalsubtractionangiography,DSA）计算机X线摄影（computedradiography,CR）数字式X线摄影（digitalradiography,DR）B型超声和多普勒超声图像存档和通讯系统（picturearchivingandcommunicationsysten,PACS）,目前，医学影像学已从显示宏观结构发展到反映分子、生化方面的变化；从显示形态改变到反映功能变化；从单纯诊断向诊断与治疗方向发展，成为医疗工作中的重要支柱，也是目前发展最迅速、最活跃的临床学科之一学习放射诊断学与介入放射学应注意掌握各种影像设备的成像原理、检查方法、影像诊断、诊断价值及限度,第一章成像技术与临床应用,第一节X线成像,一、X线的产生,X线的产生必须具备以下三个条件：自由活动的电子群电子群在高压电场和真空条件下高速进行电子群在高速运行时突然受阻,二、X线的特性,X线是波长很短的电磁波。诊断用X线波长为0.0080.031nm，比可见光短得多，肉眼不可见。主要特性如下：1.穿透性能穿透一般可见光不能穿透的物质;波长越短，穿透力越强;X线管电压越高，产生的X线波长越短X线成像的基础,2.荧光效应能激发荧光物质（如硫化锌镉、钨酸钙等）产生肉眼可见的荧光X线透视的基础3.感光效应可使涂有溴化银的胶片感光X线摄影的基础,4.电离作用x线穿过任何物质都可使之电离。物质的分子分解为正、负离子。空气的电离程度（正负离子量）与空气吸收的X线量成正比放射剂量学的基础5.生物效应可使机体和细胞结构受到损害甚至坏死，损害程度与吸收X线量的大小有关放射治疗学的基础和放射防护必要性的依据,三、X线机的基本结构,X线管常用的是热阴极真空管，阴极为金属钨灯丝，阳极为钨靶变压器降压变压器供应低压电流，使阴极灯丝周围产生自由电子云；高压变压器使X线管两极产生电压差控制器用于调节电压、电流、控制X线的量和质,X线管变压器检查床,操作台IITV,四、X线成像原理,X线能使人体在荧光屏上或胶片上形成影像，主要是由于X线具有穿透性、荧光作用和感光作用等特性，同时也因为人体组织结构有密度和厚度的差别，这种差别，导致X线透过人体各种不同组织结构时，被吸收的程度不同，到达荧光屏或X线片上的X线量出现差异，从而在荧光屏或X线片上形成黑白对比不同的影像。,不同的人体组织结构，根据其密度的高低及其对X线吸收的不同可分三类：骨骼密度高，吸收X线量多，在X线片上显示为白色，称为高密度影像软组织包括皮肤、肌肉、结缔组织、内脏及液体等，X线片上显示灰白色，称为中等密度影像脂肪组织比一般软组织密度低，在X线上显示灰黑色；气体的密度最低，吸收X线最大，在X线片上呈深黑色，称为低密度影像,不同方位投照时的影像变化,X线图像是从黑到白不同灰度的影像所组成，是X线束穿透某一部位的不同密度和厚度组织后的投影总和，是该穿透路径上各个结构影像相互叠加在一起的影像。,五、X线检查技术,X线检查方法可分为常规检查、特殊检查和造影检查三大类，常规检查包括透视和X线摄影，是X线检查中最基本和应用最广泛的方法,（一）X线常规检查,透视：适用于人体天然对比较好的部位，如胸部透视，可观察肺、心脏和大血管。腹部则仅常用于观察膈下游离气体和胃肠道梗阻以及致密的异物。胃肠道钡餐检查和钡剂灌肠时必须应用透视检查,优点：简便易行，可转动病人体位进行多方位观察，除可观察形态变化外还可了解器官的动态活动，如呼吸和膈肌运动，心脏和大血管的搏动，胃肠道的蠕动和排空等主要缺点：不能显示细微改变和观察厚部位，不能留下永久的记录,摄影最基本的检查手段适用于人体任何部位优点：受检者受照X线量较少，能使人体厚、薄的各种结构较清晰地显示，可作永久性资料保存缺点：不能观察运动功能透视及摄影所获影像均为重叠影像,（二）特殊摄影检查,软线摄影（softrayradiography）,体层摄影（tomography)通过特殊装置和操作获得某一特定层面上的组织结构影像，而不属于该选定层面的结构则被模糊掉常用于观察平片难于显示、重叠较多和处于较深部位的病变，了解病变内部结构有无破坏、空洞或钙化以及病变的确切部位和范围,放大摄影（magnificationradiography）,高千伏摄影（highkVradiography)用高于120kV（常用120150kV）的管电压进行摄影可在致密影像中显示出被隐蔽的病变,（三）造影检查,天然对比：人体组织自然存在的密度差别。,骨骼软组织气体,人体组织结构中相当一部分，只依靠自身密度与厚度差异不能在普通X线检查中显影。此时，通过“人工对比”，将高于或低于组织结构的物质引入器官内或其周围间隙使之产生对比显影，称为造影检查，引入的物质称为对比剂,对比剂主要分为两大类：阳性对比剂，如原子量及比重大的碘、钡等；阴性对比剂，如空气等（较少使用）,高密度对比剂：钡剂：医用硫酸钡粉末主要用于食管及胃肠道碘剂：有机碘离子型-泛影葡胺非离子型-欧乃派克低密度对比剂：二氧化碳、氧、空气,造影方法,直接引入法：包括胃肠道造影、瘘道造影、脊髓造影、子宫输卵管造影、选择性心血管造影、支气管动脉造影等生理排泄法：经口服、静脉注入，使对比剂在人体内选择性地经过某一器官的生理性排泄作用，暂时停留在其通道内，使该器官得以显影。包括静脉尿路造影、静脉胆系造影、口服碘番酸胆囊造影等,造影检查的注意事项掌握各种造影的适应症严格控制禁忌症，有过敏史者、甲亢病人、心脏代偿不全及无尿症病人都禁用对比剂，肝肾功能严重损害、多发性骨髓瘤患者，应权衡得失，慎重考虑,过敏实验根据具体情况，术前应用镇静剂（戊巴比妥钠）、抗痉挛药（654-2）或抗组织胺药等准备好急救药品,对比剂及其副反应、并发症的处理,轻度反应：全身烧灼感、面部潮红、胸闷、气急、流泪、恶心、呕吐、头晕及荨麻疹等，一般不需要特殊治疗重度反应：呼吸困难、喉部痉挛、支气管痉挛、血压下降、昏迷、惊厥、心律失常，肺水肿等。应立即停止造影，进行抗休克、抗过敏和对症治疗；呼吸困难者应给氧；周围循环衰竭者应给去甲肾上腺素，心跳停止者，须即行心脏按摩,六、X线检查中的防护,原则时间防护尽可能减少在X线场内停留的时间，尽量缩短照射时间，减少受照剂量距离防护远离X线源，病人与X线球管的距离不能小于35cm屏蔽防护如铅玻璃、混凝土墙壁、铅围裙等,七、X线诊断的新进展,影像的数字化是X线诊断最新和最重要的进展。医学影像以数字方式输出，利用计算机对影像数据进行存储、处理、传输和显示。,X线摄影的数字化方式主要有以下3种：1.直接成像方式以CR方式为代表，使用可记录并可由激光读出X线影像信息的成像板（imagingplate,IP）作为载体，经X线曝光及信息读出处理，形成数字式平片影像,2.间接成像方式经X线曝光在影像增强管-电视链上形成视频影像，再使视频影像数字化，形成数字式平片影像，称数字式X线摄影(digitalradiography,DR）,3.过渡方式采用专门的读出装置，扫描常规X线胶片，使胶片上的模拟信息数字化,（一）CR系统,1.工作原理CR是将X线影像信息记录在成像板，构成潜影，用激光束对成像板进行扫描读取，经计算机图像处理系统处理，将影像显示在荧光屏上或记录在胶片上。数字化图像信息还可用磁带、磁盘和光盘作长期保存,2.CR影像特点高灵敏度可采集很弱的信号高分辨力像素可多达20002000个高线性度信号与真实影像的光强度呈良好的线性关系数字化输出和存贮强大的后处理功能测量、局部放大、对比度转换、影响增强、边缘增强和减影等,3.CR系统的主要临床应用对解剖结构的显示优于传统平片头颈及骨关节系统：骨盐含量的定量分析；观察骨质改变；检查关节软骨、关节周围软组织的改变；显示听小骨、前庭、半规管等结构胸部：易于观察与纵隔和膈肌重叠的部分；对肺部结节性病变的检出率及显示纵隔结构，如血管、气管等，也优于传统平片；对间质性病变和肺泡病变的显示，不如传统X线片,胃肠道和泌尿系统：CR影像的密度分辨力明显高于传统X线照片，在显示肠管积气、气腹和结石等病变方面优于传统X线影像；显示胃小弯、微小病变、粘膜皱襞及结肠无名沟等结构优于传统的X线造影影像,（二）DR系统,1.工作原理由影像增强管将X线转换成可见光，再由电荷耦合器或光电摄影管将可见光转换成视频信号，经图像卡进行模/数转换成数字化矩阵图像。采样矩阵可达40964096象素,2.优点具有很宽的曝光宽容度可进行图像后处理大大降低了曝光剂量直接以数字化的方式存储、管理、传送、显示,CR和DR系统仍有不足和缺点：CR的时间分辨率较差，DR系统许多方面尚不完善且需更换全部设备。但是，数字化影像是发展方向,（三）PACS,完整的PACS必须具备：用于诊断、做诊断报告、会诊以及远程工作站操作时，提供影像的查看功能对医学图像进行归档保存影像的传输通讯提供与其他医疗设施和科