影像诊断学-绪论

1、影像诊断学 1X线发现1895年11月08日威廉康纳德伦琴 (Wilhenlm Conrad Rontgen)1895年12月22日 经15分钟照射 第一张X线照片 (1890年02月22日 A.W. Goodspeed 奇怪影像)20世纪50-60年代超声和核素显像进行人体检查，出现了超声和闪烁成像20世纪70-80年代出现CT、MRI、和ECT2绪论X线影像超声成像 (Ultrasonography:US)CT (Computed Tomography)MRI (Magnetic Resonance Imaging)ECT (Emission Computed Tomography)发射体

2、层成像SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography)单光子发射体层成像PET (Positron Emission Tomography)正电子体层成像3医学影像学的临床应用价值影像诊断学的临床应用价值：1、可以明确病变的性质和类型。2、临床疑似或需要排除某些疾病时常常依赖影像学检查3、临床已经明确的病变，影像学检查可以进一步明确病变的范围、类型、分期，以利于制定合理的治疗方案及预后评估。4、某些疾病治疗中后治疗后影像学检查对于评估疗效、判断肿瘤有无复发和转移具有重要价值。5、对于高发易发人群，定期检查有助于疾病的早发现和早期治疗6、也常用

3、于体检7、偶尔可以意外发现未曾怀疑且具有临床重要意义的病变。4功能成像分子影像学：以影像反映组织的细胞水平和分子水平的变化，目前在研究中，扩大了检查范围，提高了诊断水平。数字成像：影像科将成为数字化或无胶片化学科。数字成像起始是模拟成像，CT及MRI应用后模拟图像改成了数字成像，数字成像也改变了图像的保存、传输、与利用方式。介入放射学：是在影像监视下对疾病进行治疗的新技术，使用一些药物或手术治疗对一些难以进行或难以有效的疾病得到有效的治疗，已成为一独立的治疗体系。5学习医学影像学应当注意的问题1、不同的成像技术和检查方法在诊断中各自有优势和不足。2、影像诊断主要通过图像的观察、分析、归纳与综合

4、而作出的。3、影像诊断是根据影像变化而推论出来的，必须结合临床材料包括病史、体检和实验室检查结果等才能作出正确的诊断。4、影像诊断的主要根据是图像。5、介入放射学与影像诊断学不同，有其自身的特点如治疗机理、技术操作与临床应用等。6医学影像学局限性1、影像表现不代表病理表现2、疾病表现和影像表现不同步3、并非适用于所有的疾病4、有一定的禁忌症。7影像诊断学的现在普通X线影像仍处于重要地位， 已开始Filmless.特殊检查(各种造影检查)虽逐渐增加，但是占总检查比例仍很低（）。由于介入放射学的发展近年得到长足的发展，但是单纯用于诊断的血管造影还很少。已出现毫秒级、双螺旋扫描、三维成像、血管造影、

5、模拟手术路径开放式已应用于临床，扫描速度以秒为单位 (EPI)，血管、泌尿道、胆道、胰管显像渐趋完善。8影像诊断学的发展普通X线影像向数字方式发展无胶片化 (Filmless)发展扫描速度向4层以上或容积CT发展透视、螺旋扫描无限制、软件功能更加强大 (实时三维成像、实时血管成像、实时手术路径等）图像质量进一步提高、速度更快、三维功能和软件功能更加强大向开放式发展，扫描时间与相同甚至更快，磁共振透视功能进一步完善9介入放射学以各种影像诊断为基础，在影像手段的监视下，利用各种穿刺针和导管对疾病进行治疗和侵袭性诊断的一门新学科。介入放射学是放射线领域、以至整个医学领域内最活跃、最有发展前途的学科。

6、10X线成像X线的发现、产生和特性X线影像形成的原理和密度X线检查方法造影剂X线诊断原则和步骤X线检查中的防护成像技术与临床应用11X线成像模拟方式 (1)直接X线照相：普通照相、 断层、放大、乳腺 摄影等 (2)直接荧光透视：透视（已取消） (3)间接荧光透视：点片照相、透视数字方式 (1)数字照相：、等 (2)数字减影：血管造影等 (3)：重建影像12X线影像形成的原理X线影像形成的原理：X线的特性 被摄物体存在密度和厚度的差别。X线影像形成的三个基本条件：X线具有一定穿透力 被摄物体存在密度和厚度的差别具备显像过程（荧光透视、照片等）13X线的特性波长范围0.0006-50nm (40-

7、150kv)的电磁波X线的穿透性 X 线波长极短，具有强穿透性，能穿透可见光不能穿透的物质并在穿透过程中被物质不同程度地吸收，X线的穿透力与X线管电压密切相关，电压越高，波长越短，穿透力越强，是X线成像的基础，14X线的特性荧光效应：X线能激发荧光物质使波长极短的X线转换为波长较长的可见荧光，这种转换叫做荧光效应，是透视检查的基础15X线的特性感光效应：涂有卤化银的胶片，经X线照射后，感光而产生潜影，经过显影、定影处理，感光的卤化银中的银离子被还原成金属银，并沉积于胶片的胶膜内，此金属银的微粒在胶片上呈黑色。而未感光的卤化银在定影过程中从X线胶片上被清除，因而显出胶片片基的透明本色，依金属银沉

8、积的多少，便产生了从黑到白不同灰度的影像。是X线摄影的基础16X线的特性电离效应：X线穿过任何物质都可使之电离，而产生电离效应，空气的电离程度与空气所吸收的X线的量呈正比，因而通过测量空气的电离的程度可测X线的量，X线射入人体后也可产生电离效应，引起生物学方面的改变，即生物效应，是放射治疗的基础，也是进行线检查时需要注意的防护问题。17不同密度成像原理X线能成像，除了前面讲的X线特性外，还基于人体组织结构之间有密度和厚度的差别，当X线透过人体密度和厚度不同组织结构时被吸收的程度不同，到达荧屏或胶片的X线量出现差异，即产生了对比，在荧光屏或X线片上就形成明暗或黑白的对比不同的影像。人体组织结构根

9、据密度不同分为三类：高密度组织如骨和钙化灶等；中等密度组织如软骨、肌肉、神经、实质器官、结缔组织以及体液等；低密度组织如脂肪组织、含气的呼吸道、胃肠道等。18不同密度成像原理当X线穿透密度不同的组织结构时，由于吸收程度不同而出现了下面的情况，在X线片上或荧屏上显出黑白对比、层次差异的X线图像。如肋骨密度高对X线吸收多，照片上显示为白影，肺部含气密度低X线吸收少，照片上显示为黑影。19X线产生和特性X线的产生条件：自由活动的电子群 电子群 以高速运行 高速运行的电子群突然受阻X线机的构造：X线管 变压器 控制器X线的特性：穿透性 荧光效应 摄影效应 电离效应20X线设备X线是X线球管内高速行进的

10、电子流轰击靶面时产生的。X线设备主要设备包括：X线管、变压器、操作台、检查床。X线的发生过程是向X线管灯丝供电、加热、在阴极附近产生自由电子，当向X线管提供高压时，阴极和阳极间的电势差陡增，电子以高速由阴极向阳极行进，轰击阳极靶面而发生能量转换，其中1%以下的能量转换为X线，99%以上转换为热能。21X线设备22数字X线成像 传统的X线摄影条件严格，曝光宽容度小，影像灰阶不可调节，不能同时显示各种密度的组织与结构，照片的保管存在许多不便。 DR（digital radiography）依结构可分为计算机X线成像（CR）、数字X线荧光成像（DF）、平板探测器数字X线成像。23数字放射照相术DR(

11、Digital Radiography)数字放射照相术：X线照射到薄膜晶体管屏后，直接将X线的光信号转换为电信号。CR（Computed Radiography)计算机放射照相术：稀土元素制成的晶体板吸收照射到板上的X线的光信号，通过激光扫描读出板上的潜影后，通过光电转换变为电信号。2425262728DF及其物理学基础DF(Digital Fluorography)是DSA的基础是用IITV代替CR的IP板作为介质，图像用高分变率摄像管进行扫描其余与CR相似。60年代末开发了碘化铯作为输入荧光体后，检测X线量子的效率提高了 50-60% 。70年代中期完善了DF成像链的构成。29数字化的优点

12、图像质量优于传统X线成像图像系统可调节影像对比，能得到最佳的视觉效果摄影条件的宽容度范围较大患者接受的X线量较少图像的信息可摄成照片或由光盘储存可输入PACS中数字图像是有一定数目的像素所组成，而传统的X线图像则是由沉积在胶片上的银颗粒所组成30数字减影血管造影DSA(Digital Subtraction Angiography)DSA是通过计算机处理数字图像信息，消除骨骼和软组织影像，使血管清晰显影的成像技术。311934年 Ziedses des Plantes 提出利用X线照片进行光学减影法：将与血管造影同一部位的平片与一张未感光的胶片作光学曝光，得到原片的负片- 蒙片(mask)，再

13、将蒙片与血管造影片共同重叠在另一张未暴光的胶片上作光学曝光，则蒙片的负影与造影片的上相应的正影相抵消，使最后的胶片上仅保留血管影像。70年代CT出现后，将数字技术用于血管造影的减影，代替胶片的蒙片。数字减影血管造影的历史32DSA影像33肝脏影像检查方法-DSA肝动脉、门静脉造影34DSA的临床应用神经系统疾病术前检查必不可少的项目心脏的DSA检查已代替电影，并在介入治疗中起到决定性作用。腹部DSA在介入治疗中广泛应用，用于诊断的检查正在逐渐被重新认识。四肢血管的全程DSA检查已取代普通血管造影35X线图像的特点X线图像是灰阶图像，这些灰阶不同的图像是以光学密度反映人体组织结构的解剖及病理状态

14、。人体组织结构的密度和X线图像上影像的密度是两个不同的概念：前者指人体组织中单位体积内的物质质量；后者指x 线图像上所有影像的黑白，分别用高密度、中等密度、和低密度表示白影、灰影、黑影。X线图像是X线束穿透某一部位和厚度组织结构后的投影总和，是该穿透路径上各个结构影像相互重叠在一起的影像。36密度物质密度和影像密度：组织密度组织的X线吸收率溴化银还原照片白（高密度） 组织密度组织的X线吸收率溴化银还原照片黑（低密度） 对比：组织密度的差别，人体可分为骨骼、软 组织（包括液体）、脂肪和体内的气体。自然对比：人体内天然存在的密度差别，可产生X线对比，这种自然存在的差别，称之为自然对比。依靠自然对比

15、所获得的X线图像，常称之为平片。人工对比：人工方法将造影剂导入体内，增大密度差别。由人工对比方法进行的X线检查称之为造影检查。37X线检查技术普通检查：荧光透视：透视运动状态的观察、介入用X线摄影：重叠的的影像、信息量大特殊检查：体层摄影 荧光摄影放大摄影 高仟伏摄影 软X线摄影 立体摄影 其他：记波、硒静电X线摄影38不同厚度成像原理39404142摄影高千伏43X线检查技术造影检查：直接导入法：向自然腔隙内导入造影剂的方法，如：胃肠钡餐透视、血管造影等。生理积聚：依靠造影剂的生理吸收与排泄，如：静脉肾盂造影、口服胆囊造影等。 造影剂：阴性造影剂（低密度造影剂）：低于周围组织密度的造影剂，如

16、：CO2 等阳性造影剂（高密度造影剂） ：钡剂-纯硫酸钡 碘剂：油脂类 、水制剂 离子型 非离子型44造影方法1、直接引入：包括口服、灌注、穿刺引入或经导管直接引入。2、间接引入：经静脉注入后，对比剂经肾排入泌尿道内。45X线诊断原则和步骤原则：避免不必要检查，直接选择最佳检查方法。步骤：首先与正常对照判断出异常，根据鉴别诊断的知识（年龄、性别、病变的部位、病变性质、器官功能改变、随时间病变的改变等），并结合临床症状、化验室检查及其他检查作出诊断意见。46X线检查中的防护放射防护遵循的原则：屏蔽防护、距离防护、时间防护。保护自己： 避免直接曝露在射线下进入有放射线的环境内，必须有防护措施。尽量

17、远离放射源(放射线与距离成3次方衰减)避免一切不必要的照射保护患者：避免不必要检查小儿、妇女注意性腺的防护怀孕妇女尽量避免放射线检查47X 线图像的解读1、注意摄影条件和体位是否可满足诊断需要2、按一定顺序进行全面的观察3、结合诊断需要，作重点观察48分析要点1、病变的位置与分布2、病变的数目和形态3、病变的边缘4、病变的密度5、临近器官的改变6、器官功能的变化综合判断提出可能的疾病。49CT1917年澳大利亚数学家Radon发表多元理论，提示开发CT的可能性1971-1972年英国的Hounsfield发明，并用于临床1972年其成果发表在“British Institute of Radi

18、ology”1973年发表在“Radiology”1973年开始用于临床50CTCT是Housfield1969年设计成功，1972年问世CT的本质是重建图像，用X线束对人体的某一层面从不同的角度进行照射，用探测器接受同层多组原始数据，经计算机重建形成图像。其密度分辨率明显优于X线图像。Housfield因此获得了1979年诺贝尔奖51CT成像的基本原理X线束围绕人体旋转， 探测器接受透过的X 线 转变为可见光 由光电转换器转变为电信号 再经模拟/数字转换器转换为数字输入计算机52CT 图像的特点CT图像是由一定数目、不同灰度的像素按矩阵排列而成的灰阶图像。CT图像反映器官和组织对X线的吸收程

19、度。黑影示低密度区，表示低吸收区；白影示高密度区，表示高吸收区。CT图像具有一个量的标准：单位Hu，规定水的CT值为0Hu，骨皮质+1000Hu，空气-1000Hu。CT图像是断层图像，可以通过计算机的后处理功能重建出冠状位和矢状位的图像。53CT的检查技术普通CT扫描：分为平扫、对比增强扫描和造影扫描。平扫：指不用造影剂对比增强扫描：经静脉注入碘造影剂后再扫描的方法；常用的方法有团注法；可分为常规增强扫描、动态增强扫描、延迟增强扫描和多期增强扫描。造影检查：应用比较少。HRCT（高分辨率CT）指获得良好空间分辨率CT图像的扫描技术。主要用于显示微小的组织结构，如肺次级肺小叶间隔、内耳54图像

20、的后处理技术: 可重组冠状位、矢状位、乃至任意方位的断层图像。三维立体图像、CT血管造影、和仿真内窥镜等CT灌注成像：是一种功能成像。CT图像的解读：了解扫描的技术与方法、窗宽窗位技术、全面观察，仔细分析，综合判断。55CT诊断的临床应用中枢神经系统的应用肺癌及纵隔肿瘤的应用，对X线平片显示的部位CT有很大的帮助。CT对显示眶内病变、鼻咽部病变。心脏及大血管疾病的应用。特别是多排螺旋CT的应用，对显示血管方面有独到价值。腹部及盆腔疾病的应用。骨骼肌肉系统疾病的应用。56CT检查的主要不足1、电离辐射，对人体有负面影响，比X线平片检查要大很多。2、CT增强检查使用的碘制剂，对碘过敏患者不能运用。

21、3、对脑组织和软组织及软骨的分辨率不如MRI4、不能任意方位直接成像。575859男性，62岁CTAP60女性，62岁61男性，54岁62女性，72岁63CT图像64MRI1946年美国学者Purcell和Bloch发现磁共振现象-1952年分获诺贝尔物理奖1971年Damadian发现肿瘤组织的T1、T2值比正常组织长1973年lauterbur发表了两个充水试管的第一幅磁共振图像1978年Mallard等用0.04T得到人体图像1980年MRI开始用于临床65磁共振成像MRI是利用人体中的氢原子核在磁场中受到射频脉冲的激励而发生磁共振现象，产生磁共振信号，经过信号采集和计算机处理而获得重建

22、断层图像的成像技术。MRI成像原理：将人体置强磁场中，施加特定频率的射频脉冲，将发生一系列的物理现象产生磁共振信号。两个RF脉冲组合间的间隔时间称为重复时间（TR）开始施加RF脉冲组合致信号收集的时间称为回波时间（TE）。MRI成像过程中通过调节TR和TE即可获得T1WI、T2WI或PDWI图像。参与MRI成像的因素很多，决定MRI信号的参数也有多个。66主磁体：超导型和永磁型 医用MRI磁场强度： 0.35-3.0T，常用1.5T梯度系统：主要由X、Y、Z三组梯度线圈组 成，作用是产生梯度磁场。射频系统:射频发射器、发射线圈、接收线圈计算机及数据处理系统：模数转换器、阵列处理机及计算机。辅助

23、系统。MRI设备67MRI图像特点1、多参数灰阶图像： T1WI、T2WI或PDWI图像，白影表示高信号，黑影表示低信号，灰影表示为中等信号。多方位断层图像；可获得横断位、冠状位、矢状位和任意斜位的断层图像。流空效应：流动的液体如心血管内快速流动的血液，在成像过程中采集不到信号而成无信号黑影，即流空效应。MRI的对比增强效应：顺磁性物质可缩短周围质子的驰豫时间。伪彩色的功能图像。68MRI检查技术1、序列技术2、对比增强技术3、MR血管成像技术4、MR电影成像技术5、MR水成像技术6、MR功能成像技术7、磁共振波谱技术。69MRI图像70融合影像71MRI的临床应用对脑和脊髓疾病的诊断有重要价值。MRI对心脏大血管检查有重要价值。MRI