影像断层解剖学绪论

影像断层解剖学放射学院医学影像技术教研室:6222132绪

论一、影像断层解剖学的定义和特点影像断层解剖学(sectional

imageanatomy)是用影像断层的方法研究形态极其相关功能的科学，属于影像解剖学的范畴。与系统解剖学、剖学和断层解剖学相比，有以下特点：

能在机体保持于原位的状态下，准确地显示其断面形态变化及位置关系；

可通过追踪连续断层面影像或借助电子计算机进行结构的三维重建和定量分析；

密切结合解剖学和介入放射学，是解剖学和医学影像学相结合而产生的边缘学科。

开设影像断层解剖学的目的

是使学生在学习系统解剖学、

剖学、断层解剖学和医学影像技术的基础上理解和掌握

主要结构在连续断层影像上的变化规律，为学好临床医学课程打下坚实的形态学基础。二、影像断层解剖学的兴起、范围和分科影像断层解剖学起始于上世纪50年代，那时超声仪研制成功，70年代处又发展了实时超声技术，可观察心和的活动，形成了超声解剖学（ultrasonicanatomy)。1969年英国科学家Hounsfield发明了X线计算机断层扫描(computedtomography)装置，可在横断层内研究解剖结构，CT解剖学（CT

anatomy)继而诞生。

70年代，计算机应用于核医学。出现了正电子发射计算机断层显像（positronemissioncomputedtomography;

PET)和单光子发射计算机断层显像（single

photoncomputedtomography;

SPECT),其主要特点是可在横、矢、冠三种断层内显示

组织的功能和代谢状态。

右肺下叶肺癌Lauterbur于1973年成功地获得了最早的磁

成像（magnetic

resonanceimaging;MRI)图象，1978年第一台MRI扫描机用于

检查，从此，拥有横、矢、冠、斜四种断层图像的磁

成像解剖学(MRIanatomy)大大丰富了影像解剖学的内容。近几年来，

超声、CT血管造影、磁

血管造影、计算机三维重建技术等又将影像断层解剖学推向了三维和

水平。颅内畸胎瘤介入放射学起始于50年代，发展于60年代，作为一种

性小的诊疗技术为医学影像学的另一个重要方向。在影像学

的监视下，将导管

到各个的饿供血血管和非血管系统。介入放射解剖学应运而产生。现代医学影像学技术不断飞速发展极大地推动了影像解剖学的发展。三、影像断层解剖学的研究方法1、超声成像2、CT3、MRI4、SPECT5、PET超声检查（

ultrasonography；USG）技术是利用超声波在

内各种组织中并反射时的回声（echo）不同，而形成声像图的一种检查方法。超声检查是根据声像图特征对疾病做出

的，与其它影像学的成像原理不尽相同，但均系使

组织结构和

成像，达到了解解剖结构、生理功能以及病理变化的目的，为医学影像学的一个重要分支。超声波与光相似的，呈直线

，有反射、散射、衰减以及

效应（

Dopplereffect）等物理特征，通过各种超声仪的探头将超声波发射到

内，在人体内

的超声波遇到不同组织

的分界面时，将发生反射和散射形成回声，这些携带信息的回声信号经过接收、放大和计算机处理，以不同的形式将图像显示于监视器上，这些图像统称为声像图。通过观察声像图并结合临床表现可

对疾病做出

。主要内容①超声解剖学和病变的形态学研究，超声检查可以得到各脏器的断面声像图，其基础为解剖学、生理学、病理解剖学的形态及组织学改变，这种改变与声像图关系密切，可做出病变定位、定量、定性的 ；②功能性检查，通过探测某些脏器、组织的生理功能的声像图变化或超声图上的变化做出功能性，如超声心动图，或超声检测心脏的收缩和舒张功能；用实时超声观察胆囊的收缩功能和胃的排空功能。超声技术的发展，使超声从形态学检查上向“形态-血流动力学”进步，检查水平进一步提高；③声学造影的研究，声学造影是指将某种物质引入到“靶”或病灶内，以提高信号对比的超声检查技术。在心脏疾病的方面已取得良好的效果，目前这一技术扩展到腹部及小的检查；④介入性超声（

interventional

ultrasound）的应用，包括内窥镜超声、术中超声和超声引导下穿刺

和治疗。介入性超声技术的发展，促进了超声技术与临床、病理学、细胞学的密切结合，扩大了超

声技术的应用范围。主要用途①检测实质性脏器的大小、形态、及物理特性；②检测囊

的形态、大小、

及某些功能状态；③检测心脏、大血管及其周围血管的结构、功能与血流动力学状态；④鉴别脏器内占位性疾病的物理性质，部分可鉴别良、恶性；⑤检测有无积液，并对积液量做出初步估计；⑥随访经药物或手术治疗后病变的动态变化；⑦超声引导下穿刺、活检或置入导管，进行辅助

和某些治疗。CT检查技术自20世纪70年代

Hounsfield研制成功第一台CT机后，经过多次更新换代，其结构和性能不断完善和提高。由最初的普通头颅CT机发展到先进的多层螺旋CT（multislice

CT；MSCT）和

CT（electron

bean

CT；EBCT），无论扫描速度还是空间分辨力都得到很大的提高。现代CT向着高速、多层、小体积、多功能方向急速发展。织目前，CT可用于身体任何部位组的检查，其空间分辨力和密度分辨力高，解剖结构显示清楚，对病灶的定位和定性较普通X线检查有明显提高，已成为临床及治疗不可缺少的成像技术。MRI检查技术MRI检查技术是利用原子核在磁场内所产生的信号经重建成像的一种成像技术。原子核具有质量、电荷和自旋（spin）等属性。原子核由质子和中子两种核子构成，这两种核子无论何者具有奇数的原子核，自旋时就具有磁性。当把 放入一强磁场内， 内某一些质子（1H、13C、19F、23Na、31P等）就具备磁的特性，

内1H数量最多、密度大，MRI成像主要是1H的成像。早在1946年，

哈佛大学的Purcell和斯坦福大学的Bloch发现了物质的核磁现象，以后这种物理现象主要应用在化学分析上，并形成了核磁学，因而他们获得了1952年的波谱物纽约州立大学的理学奖。1971年，Damadian用核磁波谱仪对正常组织和

组织进行了研究，发现氢原子核（1H）的弛豫时间T1在了，根据这一结果，组织中变长利用磁共振现象

的可能性。1973年，纽约州立大学教授Lauterbur首先利用磁场和射频相结合来获得磁

图像，为MRI奠定了基础。1974年到1978年，英国诺丁汉大学和阿伯丁大学的物理学家们在研究获得磁 于像方面取得了较大进展。1978年取得头部磁 图像，1980年取得了第一幅胸、腹部图像。1982年底在临床开展应用。临床医生建议将核磁 成像（nuclear

magneticresonance

imaging；NMR）称为磁 成像（magnetic

resonance

imaging；MRI）。MRI的特点与其他成像技术相比，MRI具有以下显著的特点：①以射频脉冲作为成像的能量源，不使用电离辐射，对 安全、无

；②图像对脑组织和软组织分辨力极佳，能清楚地显示脑灰质、脑白质、肌肉、肌腱、脂肪等软组织以及软骨结构，解剖结构和病变形态显示清楚；③多方位成像，在不搬动的情况下，能对被位进行轴、矢、冠状位以及任何斜方位的成像。便于再现体内解剖结构和病变的看见位置和毗邻关系；④多参数成像，通过选择射频脉冲的重复时间（repetition

time；TR）和回波时间（echo

time；TE），获得T1

像（T1weighted

image；T1WI）、T2

像(T2weighted

image；

T2WI)、质子密度

像

(proton

weighted

image；

PDWI)，以及

T2*WI、重T1WI、重T2WI，在影像上获得组织之间组织与病变之间在T1、、T2、T2*和PD上的信号对比，对于显示解剖结构和病变敏感。T1T2

CTMRI

T1MRI

T2CTMRI利用流动质子的时间飞跃（time

offlight；TOF）现象和相位对比（phase

contrast；PC）进行

MR血管成像（

magnetic

resonance

angiography；MRA）。MR还可对体内缓慢流动或停止状态的液体进行MR水成像(magnetic

resonancehydrography)，有MR胆胰管成像（magneticresonance

cholangiopancreatography；MRCP）、磁 成像（magnetic

resonance

urography；MRU）、磁

脊髓成像（magnetic

resonancemyelography

；MRM）、磁 内耳迷路成像（magnetic

resonance

labyrinthography）、磁共振涎腺成像（magneticresonance

sialography）和磁 成像（magnetic

resonancesal

ography）；左顶部动静脉畸形⑤还能进行功能、组织化学和生物化学方面的研究。由于磁具备上述其他成像技术所不具备的特点，在临床应用方面显示出强大的优势，并得到广泛地应用，是目前发展最为迅速的医学影像技术之一。主要用途MRI的上述特点决定了它特别适合于中枢神经系统、软组织 及心血管系统的检查。①在中枢神经系统（central

nervous

system；CNS）MRI已成为颅颈交界区、颅底、后颅窝及椎管内病变的最佳检查方法。MRI对脑瘤、脑血管病、脑性疾病、脑变性疾病和脑白质病、颅发育异常等均具有极高的敏感性，在发现病变方面优于CT。对于椎管内病变如脊髓肿瘤、脱髓鞘疾病、脊髓空洞症、外伤、

畸形等的检查，MRI为首选方法；②在头颈部，MRI的应用大大改善了眼眶、鼻窦、鼻咽腔以及颈部软组织病变的检

出、定位、定量和定性。MRA在显示头颈部血管疾病如血管狭窄、闭塞、畸形以及颅内动脉瘤方面具有重要价值。③在肌肉骨关节系统，MRI已经成为肌肉、肌腱、韧带、软骨病变的主要检查之一。对关节及周围病变、股骨头无菌性坏死、松质骨细微结构的破坏、骨小折、关节软骨疾病以及骨髓腔内疾病都具有重要的

价值。

MRI技术还可用于关节功能的检查；④在心血管系统，使用心电门控、呼吸门控技术和血管成像技术可对大血管疾病如主动脉瘤、主动脉夹层动脉瘤、大动脉炎、肺动脉栓塞以及大血管发育异常等进行。也可以用于诊断心肌、心包、瓣膜、心腔内疾病；⑤在纵隔、腹腔、盆腔，MRI的流空效应（flowvoid

effect）使之在不注射对比剂的情况下，直接区别纵隔肺门内血管结构和非血管结构，利于对肿瘤和淋 的观察。MRI对肿瘤分期，以及其它病变的发现、 、鉴别 都具有较高的价值。⑥在乳腺，由于MRI具有极佳的组织分辨力，且对病变十分敏感，对 乳腺疾病有较高的价值。单光子发射计算机断层显像为利用发射伽玛射线的放射性核素进行器官断层显像的设备。80年代99mTC标记的脑血流显像剂和心肌灌注显像剂研制成

功，并被广泛应用。近几年来131I-生长抑制素受体显像剂事实的研制也取得突破，它们不仅用于心脑血管疾病的

、癫

痫灶的术前定位和