医学诊断学总论

1、医学影像诊断学,第一章 总 论,概述医学影像诊断学概论,医学影像诊断学（diagnostic medical imaging） 利用各种成像设备和技术对人体内部结构和器官进行成像，借以了解人体解剖与生理功能状况及病理变化，以达到诊断疾病的目的的一门学科。,现代医学影像诊断学是在传统放射诊断学的基础上逐渐发展起来并不断完善的。 1895年德国物理学家伦琴（Wilhelm Conrad Rontgen）发现了X线后不久X线即被用于人体的疾病检查，并由此形成了放射诊断学（diagnostic radiology）。,20世纪50年代开始，成像技术不段发展： 超声成像ultrasonography r

2、-闪烁成像r-scintigraphy X线计算机体层成像(X-ray computed tomography, CT) 磁共振成像(magnetic resonance imaging , MRI) 发射体层显像包括：单光子发射体层显像(single photon emission computed tomography, SPECT) 正电子发射体层显像(positron emission tomography, PET),医学影像诊断学的范畴,X线诊断 超声诊断 核素显像诊断 CT诊断 MRI诊断,医学影像诊断学的发展,目前，影像诊断已从单一依靠形态变化进行诊断发展成为集形态、功能和代谢

3、改变为一体的综合诊断体系。PET SPECT的功能显像 CT灌注成像 CTPI能反映组织的血管化程度及血流灌注情况，提供常规CT增强扫描不能获得的血流动力学信息，反映的是生理功能的变化，属于功能成像范畴。,与此同时不断涌现出一些新的成像技术，如心、脑的磁原成像（megnetic source imaging, MSI）和新的学科分支：如分子影像学（molecular imaging）影像诊断学的范畴仍在持续发展和扩大之中 分子影像学是分子生物学技术和现代医学影像学相结合。在细胞和亚细胞水平上用影像学手段显示特定分子，反映活体状态下分子水平变化，对其生物学行为在影像方面进行定性和定量研究的科学。

4、,目前数字化成像已经扩展至X线成像，从而改变了传统X线成像模式。数字化成像的优势在于它有利于图像信息的保存和传输。应用图像存档与传输系统（picture achiving and communication system,PACS）极大地方便了病人就诊，而且使远程放射学得以发展，实现了快速远程就诊。,数字化成像,数字化成像有利于图像信息的保存和传输，此外还为计算机辅助检测和计算机辅助诊断提供了可能，目前这一诊断技术已在临床上得到了初步应用。,纵观医学影像诊断学的发展，其应用领域在不断扩大，诊断水平也在不断地提高，已成为临床医学中的重要学科之一，是医院中作用特殊、任务重大，不可或缺的重要临床科室

5、。特别值得指出的是医学影像诊断学在自身迅速发展的同时，也促进了其他临床学科的发展，使医疗事业整体水平在不断提高。,作为一名即将走向医学影像学工作岗位的影像专业医学生，除了要求了解本专业发展的最新动态和努力学习影像专业的基本理论、基本知识和基本技能外，尚须熟悉临床各相关学科的一些专业知识。掌握医学影像诊断学的基本原则和步骤以及正确的书写诊断报告书，才能成为一名合格的医学影像学医师。,第一节 不同成像技术的特点和 临床应用,影像诊断的主要依据或信息的来源是图像。绝大多数是以由黑到白或由白到黑不同灰度的影像来显示的。然而不同成像技术的成像原理并不相同，其图像上的灰度所反映的组织结构或表示的意义就有所

6、不同。因此，要了解不同成像技术的成像原理，熟悉它们各自的图像特点和临床应用，并能根据这些图像表现推测所代表组织类型和病理变化，进而指明可能存在的病灶以及其性质。,一、 X线图像的特点和临床应用,（一） X线图像的特点,1、X线产生和特性 X线产生:X线是由高速运行的电子群撞击在一定物质被突然阻止而产生的。 产生X线部件为球管：阴极灯丝，阳极钼靶。,X线的性质: 1）、穿透性： X线能够穿透可见光线不能穿透的物质，包括人体。X线穿透能力与被穿透物质密度、厚度及X线波长有关。 2）、感光效应(摄影作用) X线可使胶片感光，感光的银离子还原为银粒子沉积在胶片上呈黑色，未感光银离子脱落而使胶片透光，呈

7、白色。,3）、荧光效应 X线能激发一些物质产生波长长的肉眼可见的荧光 4）、电离效应 5）、生物效应 X线照射人体后可使人体内的液体和细胞发生一种生物学方面的变化，使机体细胞受到损害。,2、X线图像特点： 1）由黑到白不同灰度所组成的影像。,图像黑白程度由密度概念来表述。 通常以低密度、中等密度和高密度来表示它们分别为黑影、灰影和白影。,人体组织结构的密度与X线图像上的密度是两个不同的概念。 a 前者指人体组织单位体积物质的质量 b 后者指X线图像上所显示影像的黑白程度 二者之间有一定的关系，即物质的密度高，比重大，吸收X线量多，在图像上呈白影。反之，物质密度低比重小，吸收的X线量少，在图像上

8、呈黑影。 X线成像：自然对比+穿透性。,因此，图像上密度及其变化直接反映出人体组织结构的解剖和病理状态。 当组织和器官发生病变时，X线图像上可显示原有的密度发生改变，根据其黑白变化形式，称之为密度减低或密度增高。,肺癌,图像上所显示影像密度的高低主要与组 织结构类型有关，也与其厚度有一定关系。,2）X线图像是投照部位所有结构相互叠加的影像。 这种复合投影的结果可以使一些组织结构或病灶的投影因积累增益而得到很好的显示，但也可使一些组织或病灶的投影被覆盖而较难或不能显示。举例,3）X 线影像可产生伴影并有一定程度的放大。图1-1-2 这是由于X线管的阳极靶具有一定面积且产生的X线锥形投影所致。 伴

9、影使X线影像的清晰度减低 锥形投影，使处于射线中心部位的结构有放大，无变形；而射线边缘部位的物体除了放大还有失真和变形图1-1-3 。,4）普通X线片灰度和对比度是不可调节的。 普通X线图象是模拟成像，图像上影像的灰度和对比度与射片参数、冲洗条件密切相关，当获得照片后，其灰度和对比度是固定的而不可调节。 数字化X线成像（digital radiography, DR）通过灰阶处理和窗显示技术，可改变影像的灰度和对比度，从而使组织结构及病灶得到最佳显示。,（二）X线诊断的临床应用,X线用于临床疾病诊断已有百余年历史。尽管现代成像技术如超声、CT、MRI对疾病诊断显示出很大的优越性，但并不能完全取

10、代X线检查。 一些部位如胃肠道仍主要使用X线检查 骨骼系统多首选X线检查 胸部、急腹症等也多首选X线检查 介入放射学领域最常用的成像技术亦为X线检查 限度：有些部位，中枢神经系统、腹部实性脏器如肝胆胰和生殖系统疾病诊断主要靠现代化成像技术而X线检查的价值有限。,二 、CT图像的特点和临床应用,（一）CT图像的特点,1、CT成像原理 利用X线束以一定厚度环绕人体进行扫描。X线穿过人体被吸收一部分，剩余X线被探测器接收，转变为可见光，由光电转换器变为电信号，再经模/数转换器转为数字信号输入计算机进行处理，然后重建图像。,2、 CT图像的特点 1）CT图像是数字化重建图像。是由一定数目从黑到白不同灰

11、度的像素按固有矩阵排列而成。这些像素的灰度反映的是相应体素的X线吸收系数。CT装置不同，所选择的显示技术不同，像素的大小和数目亦就不同，大小可以是1.0mm1.0mm或0.5mm0.5mm，数目可以是256256或512512不等。,2）与X线图像一样CT图像也是由黑到白不同灰度的图像，反映的是器官组织对X线吸收程度。 黑影低密度吸收区低密度区如含气的肺组织 灰影中等吸收区中等密度区如软组织的肌肉 白影高吸收区高密度区如含钙高的骨组织,但CT具有高的密度分辨力 （相当于普通X线图像的1020倍 ），能够清楚显示由软组织构成的器官，如脑、脊髓、纵隔、肝、脾、胰、肾、子宫、前列腺等器官，并可在良好

12、图像背景上确切显示出病灶影像。这种病灶的检出能力是常规X线图像难以比拟的。例。,CT的空间分辨力（spatial resolution）不如X线图像。尽管组成CT图像的基本单位象素越小，数目越多，构成的图像越细致，其空间分辨力就越高，但总体而言，CT图像的空间分辨力不及X线图像。,3）由于CT图像是数字化成像，因此其密度可以量化 CT密度的量化标准用CT值，单位为HU（Hunsfield Unit）。因此在描述某一组织器官或病变密度时，即可以用高密度、中等密度或低密度来形容，也可以用它们的CT值来说明密度的高低程度。,X线吸收系数与CT值的换算： a 水的吸收系数为1，CT值为0 HU b 人

13、体中密度最高的骨皮质吸收系数为2，CT值定为+1000HU c 人体中密度最低的气体吸收系数为0，CT值定为-1000HU d 人体中密度不同的各种组织的CT值范围居于-1000+1000HU的2000个分度之间。,窗技术的应用 为了使CT图像达到最佳显示，需要使用窗技术，包括窗宽和窗位。图1-1-6,提高窗位 图像变黑 降低窗位 图像变白 增大窗宽 图像上的层次增多，组织间对比度下降 缩小窗宽 图像上的层次减少，组织间对比度增加,4）常规CT图像是轴位断层图像 克服了普通X线检查各种组织结构重叠干扰这一限度，从而使他们得以清楚显示，明显提高了病灶的检出率。 不利于器官结构和病灶的整体显示，需

14、要连续观察多帧图像，经人脑思维整合或运用图像后处理重组技术才能形成完整的概念。,5）部分容积效应或部分容积现象 CT图像是人体中具有一定厚度层面的重建图像。并非是真正的解剖断面图像。 当一个扫描层面内同时含有两种或两种以上密度不同窃走行与层面平行时，其所指示的密度并非代表任何一种组织，所测量的CT值为它们的平均值。这种现象称之为部分容积效应或部分容积现象，其可影响病变的显示和诊断。,6）后处理技术 CT图像是数字化图像，因此能运用计算机软件进行各种后处理。CT图像后处理技术包括各种二维显示技术，三维显示技术以及其它多种分析、处理和显示技术。,二维显示技术包括：如图 电影显示 cine disp

15、lay 多平面重组 multiplanar reformation MPR 曲面重组 curved planar reformation CPR,三维显示技术包括：如图 最大密度投影 maximum intensity projection, MIP,最小密度投影 minimum intensity projection, MinMIP,表面遮盖显示 surface shaded display, SSD,容积再现技术 volume rendering technique, VRT,CT仿真内镜 CT Virtual encloscopy, CTVE,组织透明投影 tissue transit

16、ion projection, TTP,其它分析，处理和显示技术包括： 各种分离技术 肺结节分析技术 骨密度分析技术 心脏（包括冠脉心肌灌注）分析技术 CT灌注分析和显示技术 三维容积显示技术等,（二） CT诊断的临床应用,1、主要临床应用 CT检查的应用范围几乎涵盖了全身各个系统，特别是神经系统，呼吸系统，头颈部，消化系统，泌尿系统，内分泌系统疾病的诊断和检出都具有突出的优越性；对心血管系统生殖系统和骨骼肌肉系统病变，CT检查亦具有一定的诊断价值。, CT检查的病种包括：各种先天性发育异常，炎症性疾病，代谢异常，外伤性改变，退行性改变和变性性疾病以及良、恶性肿瘤。 CT灌注成像的临床应用增添了功能性表现，为准确诊断病变提供了新的依据。CT灌注成像为一种功能成像，可反映组织器官和病灶的血流灌注改变，而有利于病变的定性诊断。如图,2、CT检查技术的应用限度 CT使用X线，具有辐射性损伤，限制其在妇产科领域中的应用。 CT检查对胃肠道管壁小病灶和粘