華中科技大學(xué)醫(yī)學(xué)影像學(xué) (12)

1、醫(yī)學(xué)影像技術(shù)總論(zn ln)-對比劑華中科技大學(xué)同濟(tn j)醫(yī)學(xué)院附屬 協(xié)和醫(yī)院放射科余建明共一百二十六頁 定 義： 醫(yī)學(xué)影像技術(shù)學(xué)是研究在某種能量發(fā)射物質(zhì)的作用下，圖像成像鏈的形成過程、圖像后處理、圖像存儲、圖像顯示和圖像記錄，以及影響(yngxing)圖像成像鏈各種因素的科學(xué)。共一百二十六頁 內(nèi) 涵： 普通(ptng)X線成像技術(shù) 數(shù)字X線成像技術(shù) CT成像技術(shù) MR成像技術(shù) DSA成像技術(shù) 超聲成像技術(shù) 核醫(yī)學(xué)成像技術(shù) 激光打印技術(shù)共一百二十六頁 外 延： 醫(yī)學(xué)影像技術(shù)學(xué)涵蓋了醫(yī)學(xué)、工學(xué)、理學(xué)、信息學(xué)等學(xué)科，其技術(shù)涉及到電子計算機技術(shù)、電學(xué)、電子學(xué)、光電子學(xué)、微電子學(xué)、生物工程學(xué)、

2、材料(cilio)學(xué)等，是多學(xué)科交叉的邊緣學(xué)科。共一百二十六頁共一百二十六頁 特 點： 年輕的學(xué)科 各種先進技術(shù)向其滲透 新生與消亡并存 發(fā)展迅速、不斷擴展(kuzhn)、周期變短共一百二十六頁 發(fā) 展： 1895年11月8日發(fā)現(xiàn)X線 20世紀60年代出現(xiàn)影像增強技術(shù) 20世紀70年代出現(xiàn)CT、介入治療 20世紀80年代出現(xiàn)DSA、MR、ECT、CR 20世紀90年代出現(xiàn)DR、激光打印、PACS、功能(gngnng)圖像、圖像融合。共一百二十六頁 基 本 淘 汰 的 技 術(shù)： 心臟計波攝影 心臟造影 腦室(nosh)、膝關(guān)節(jié)、膽囊、腹膜后等造影 體層攝影 手工沖洗照片共一百二十六頁 具 有 生

3、 命 力 的 技 術(shù)： 普通平片的體位及攝影方法 胃腸道鋇劑檢查 泌尿系碘劑檢查 生殖(shngzh)等部位碘劑檢查共一百二十六頁基 本 理 論 X線成像的基本(jbn)理論 激光與光電子理論 電磁理論 核素理論 超聲波理論共一百二十六頁共一百二十六頁 在X線發(fā)現(xiàn)的最初70年代時間里，傳統(tǒng)X線成像一直采用模擬影像技術(shù)，即X線穿透人體后照射在熒光屏使之發(fā)光進行透視，或作用于膠片使溴化銀離子感光進行照相。其技術(shù)的發(fā)展主要集中在X線管、熒光屏、膠片、增感屏以及(yj)影像增強器的制作和性能的提高。共一百二十六頁 近40多年來，隨著物理學(xué)、電子學(xué)、光電子技術(shù)(jsh)和計算機科學(xué)的飛速發(fā)展以及在醫(yī)學(xué)影

4、像領(lǐng)域的應(yīng)用，衍生出一系列新的X線成像技術(shù)(jsh)。如CT、DSA、CR、DR、正電子發(fā)射CT等，這些方法提供的影像不僅反映人體內(nèi)的解剖結(jié)構(gòu)，還包括一些生理代謝過程。伴隨著電子計算機和數(shù)字信號處理技術(shù)(jsh)的發(fā)展而產(chǎn)生了數(shù)字成像技術(shù)(jsh)，以及用數(shù)字方法處理、存儲、傳輸圖像，用高分辨率顯示器顯示圖像。共一百二十六頁 我國X線機大約10萬臺（全球約44萬臺），但普通X線檢查(jinch)仍是最主要的方法，約占影像檢查(jinch)的50%以上。X線機的基本結(jié)構(gòu)由X線發(fā)生裝置，X線成像裝置和輔助設(shè)備三大部分構(gòu)成。X線發(fā)生裝置包括X線管、高壓發(fā)生器；X線成像裝置包括影像增強器、熒光屏、膠片

5、、電視系統(tǒng)、影像板、平板采測器等。輔助設(shè)備包括檢查(jinch)床、各種支撐和保持裝置等。共一百二十六頁 在普通X線機的發(fā)展道路(dol)上，普通數(shù)字化成像技術(shù)的發(fā)展更為重要，主要包括CR、DR、CCD。CR裝置包括圖像采集的影像板，圖像掃描的讀取器，圖像后處理的計算機，CR用一種具有特殊輝盡性熒光物質(zhì)的影像板取代傳統(tǒng)的X線膠片，影像板感光后形成的潛影通過讀取器中的激光束掃描，其信號經(jīng)光電轉(zhuǎn)換和模數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字化圖像。它的最大優(yōu)勢在于充分利用原有的X線機，又具有數(shù)字化特點。共一百二十六頁共一百二十六頁 DR的關(guān)健部件是電子成像板，由大量微小的帶有薄膜的晶體管（TFT）的探測器排列而成。可分為間接

6、DR板和直接DR板，前者使用含碘化銫閃爍體的單片非結(jié)晶硅面板，將X線先轉(zhuǎn)變成可見光，通過光電轉(zhuǎn)化(zhunhu)方式被探測器接收，后者使用非晶硒直接釋放電子被探測器接收。隨著成像速度的提高，DR正在由靜態(tài)向動態(tài)方向發(fā)展，使數(shù)字化透視成為可能。共一百二十六頁 影像增強電耦合技術(shù)（I、I-CCD）是在X線影像增強透視的基礎(chǔ)上發(fā)展起來，將X線信號通過(tnggu)影像增強器在熒光屏上轉(zhuǎn)換成可見光信號，再通過(tnggu)電荷耦合器（CCD）作為探測器采集熒光影像并轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換和計算機處理得到數(shù)字化圖像。這種方式常用于數(shù)字胃腸機和DSA系統(tǒng)。共一百二十六頁改變了傳統(tǒng)的影像保存模式膠片作為圖

7、像載體的缺點:占地?zé)o法對圖像進行后處理傳遞限制QC困難、以及運行成本高昂19GE CONFIDENTIAL共一百二十六頁數(shù)學(xué)(shxu)化成像的特點 （1）圖像(t xin)分 辨 率：數(shù)學(xué)化圖像(t xin)是由許許多多的像素構(gòu)成，它的空間分辨率不如傳統(tǒng)膠片的模似圖像(t xin)（3.6lpmn_10lpmn)，而數(shù)學(xué)圖像(t xin)的密度分辨率遠高于傳統(tǒng)膠片（214-216），通過計算機軟件實現(xiàn)圖像優(yōu)化，可以顯示出摸似圖像不能顯示的軟組織內(nèi)玻璃和木塊 。共一百二十六頁 （2）圖像質(zhì)量穩(wěn)定：自動(zdng)曝光控制技術(shù)(AEC)是通過設(shè)定不同的探測區(qū)域（電離室），在曝光前準(zhǔn)確測量了打在患

8、者身后X線探測器的輻射劑量，當(dāng)達到預(yù)定劑量時自動(zdng)關(guān)閉X線系統(tǒng)。通過AEC技術(shù)，配合工作站上的多種處理模式，無需進行人為的調(diào)整和再處理，使成像質(zhì)量穩(wěn)定且操作簡單化。共一百二十六頁共一百二十六頁 （3）圖像后處理；數(shù)學(xué)化圖像能進行多種后處理，如圖像濾波，窗寬窗位調(diào)節(jié)、放大縮小、圖像拼接，以及距離、面積、密度測量(cling)等，為影像診斷中的細節(jié)觀察、前后對比、定量分析提供支持，同時可對圖像進行注釋、標(biāo)記、測量(cling)大小、多幅顯示、多幅打印、測量(cling)多種角度，具有減影處理和加偽影功能。共一百二十六頁 （4）數(shù)字圖像的質(zhì)量取決于信噪比，與X線劑量密切相關(guān)。X線量子檢測率

9、（DQE）有機結(jié)合了圖像對比度、噪聲、空間分辨率和X線劑量等因素。DQE高說明X線轉(zhuǎn)換率高，X線的利用率就高。數(shù)字化成像在對比度和寬容度上有較大的動態(tài)范圍，再加上DR探測器的高靈敏度，使數(shù)字成像的DQE從傳統(tǒng)膠片的20-30%提高到60-70%，X線劑量卻降低(jingd)了2/3以上。共一百二十六頁 （5）圖像存儲與傳輸；傳統(tǒng)模擬圖像存儲是通過膠片，需要大量(dling)存儲空間，人力和管理成本。數(shù)學(xué)圖像的中短期存儲用磁盤或磁盤陣列，長期存儲可用光盤或數(shù)字磁帶。數(shù)字存儲將以往膠片存儲的死信息變成了活信息，隨時調(diào)出并進行圖像后處理。數(shù)字圖像可通過網(wǎng)絡(luò)在院內(nèi)外傳輸，提高信息利用率，做到資源共享。

10、共一百二十六頁 （6）優(yōu)化流程、節(jié)約資源：傳統(tǒng)X線診斷過程是在完成攝影、膠片沖洗后才開始(kish)，而數(shù)字化成像是在攝影完成1-2分鐘后就可以通過網(wǎng)絡(luò)終端進行無膠片診斷。數(shù)字化圖像節(jié)約資源包括四方面：圖像質(zhì)量高，無廢片率。 節(jié)約硬拷貝膠片。節(jié)約膠片存儲空間。節(jié)約顯、定影液消耗，有利于環(huán)保。共一百二十六頁共一百二十六頁 數(shù)字圖像密度分辨率高,動態(tài)范圍大,X線劑量僅為常規(guī)攝影(shyng)的110?？蛇M行多種圖象后處理，調(diào)節(jié)不同的灰階對比。共一百二十六頁 數(shù)字圖像使影像診斷變得直觀，診斷與技術(shù)正共同向影像方法學(xué)融合和發(fā)展,影像技術(shù)工作將轉(zhuǎn)移到圖像形成的前期技術(shù)、圖像后處理技術(shù)、圖像存儲與傳輸、開

11、發(fā)影像學(xué)設(shè)備(shbi)。從單純的技術(shù)操作，向發(fā)揮設(shè)備，軟件功能最優(yōu)化的能力轉(zhuǎn)移。 共一百二十六頁共一百二十六頁C R 普通X線機 激光(jgung)讀取 圖像重建 影像板（IP） 數(shù)字化采集共一百二十六頁共一百二十六頁D R DDR、IDR、CCD、LDRD DDR：X線非晶硒電子空穴對分離信息電流 FFT接收計算機 IDR： X線熒光體光圖像電子圖像數(shù)字圖像 計算機 CCD：X線熒光屏光信號電信號數(shù)字圖像 計算機 LDRD：X線多絲正比室氣體(qt)分子電離數(shù)據(jù)采 集計算機共一百二十六頁數(shù) 字 圖 像 共 性 曝光動態(tài)范圍大 密度分辨率高 數(shù)字化存儲與傳輸 量子檢測率高（DQE） 圖像多種

12、后處理 省去膠片(jiopin)、暗室、貯片室共一百二十六頁激光(jgung)打印技術(shù) 激光膠片(jiopin)：分干式和濕式；干式分含銀鹽 和不含銀鹽； 激光打印機：分干式和濕式；氦氖激光和 半導(dǎo)體激光； 干式相機分鹵化銀激光成像，熱敏成像和 噴墨成像； 干式熱敏相機分助烙熱敏、升華熱敏和直 式熱敏；共一百二十六頁C T 成 像 20世紀70年代單層CT 多層CT和電子束CT 三維乃至四維重建圖像(t xin) 仿真內(nèi)鏡 20世紀90年代低壓滑環(huán)技術(shù)（原理變化） 平板容積CT 功能CT（動態(tài)、灌注、CT-PET） CT介入共一百二十六頁CT成像技術(shù)(jsh) 自20世紀70年代CT應(yīng)用臨床以

13、來，經(jīng)歷了掃描架結(jié)構(gòu)及掃描方式的多次改進，在掃描速度、圖像質(zhì)量方面有幾次飛躍。CT數(shù)據(jù)從單純斷層到斷層與三維重建相結(jié)合；靜態(tài)影像(yn xin)與動態(tài)影像(yn xin)相結(jié)合；單純定性診斷到定性、功能診斷相結(jié)合。共一百二十六頁共一百二十六頁 CT掃描機分為數(shù)據(jù)采集(cij)系統(tǒng)，包括X線管、高壓發(fā)生器、準(zhǔn)直器、濾過器、探測器、掃描機架、病床和前置放大器及接口電路等；計算機和圖像重建系統(tǒng)和圖像顯示、記錄和存儲系統(tǒng)。共一百二十六頁 CT的技術(shù)基礎(chǔ)是計算機技術(shù)和X線斷層攝影技術(shù)，成像原理實質(zhì)是濾波反投影重建技術(shù)。工作過程是首先通過(tnggu)對三維物體的某一斷層進行掃描采集數(shù)據(jù)，根據(jù)一定的數(shù)學(xué)原

14、理對數(shù)據(jù)進行逆運算，最后將這些參數(shù)值轉(zhuǎn)換為灰度圖像。簡單地概括為圖像掃描、圖像重建和圖像顯示三階段。共一百二十六頁 掃描架的進步(jnb)經(jīng)歷四代主要變革，從第一代2-3個探測器的旋轉(zhuǎn)平移式掃描架到第二代有幾十個探測器的扇形掃描架，再發(fā)展為幾百個探測器的旋轉(zhuǎn)方式掃描架，最后發(fā)展到數(shù) 十個探測器的旋轉(zhuǎn)固定式掃描架。共一百二十六頁 掃描方式經(jīng)歷(jngl)了單層斷面掃描到螺旋掃描的進步；一個掃描序列的完成從幾十分鐘縮短到幾十秒鐘；探測器從單排到多排，以及現(xiàn)在臨床應(yīng)用的64排；單層螺旋CT掃描速度從幾十秒提高數(shù)秒；將單層的時間分辨從1秒提高到0.33秒；將單層的空間分辨率從幾毫米提高到0.33mm。

15、共一百二十六頁 電子束CT(EBCT)是CT的一種特殊類型，X線源用電子槍發(fā)射電子束，使用(shyng)環(huán)形排列的探測器收集信息。這種技術(shù)使掃描時間縮短到50ms，適應(yīng)心臟大血管快速掃描檢查。由于成本高、輻射劑量大。加之32排和64排CT的出現(xiàn)，該CT沒有得到廣泛普及。共一百二十六頁 影像分析方式的改變(gibin)是現(xiàn)代CT進步的另一種表現(xiàn)，主要有多平面重建（MPR）、表面遮蓋重建（SSD）、最大密度投影MIP）、三維容積渲染（VR）、仿真內(nèi)窺鏡等。共一百二十六頁共一百二十六頁 多平面重建（multi-plane reformation, MPR）是將多個連續(xù)的平面斷面圖像組成三維模型，再將

16、模型沿冠狀面、矢狀面或任意斜面(ximin)甚至曲面斷開，形成新的斷層圖像，從不同角度反映興趣區(qū)的解剖關(guān)系，可進行密度測量。共一百二十六頁 表面遮蓋重建（surface shacling display, SSD）是將連續(xù)平面圖像形成的三維模型, 以不同CT值為界線形成多組平面，并以光照和投影方式(fngsh)，顯示不同界面之間的關(guān)系。優(yōu)點是三維關(guān)系清晰，各組織器官邊界明確，可進行三維關(guān)系測量。但不能作內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分析，圖像失真。共一百二十六頁 最大（最?。┟芏韧队?tuyng)重建（maximum/minimun intersity projection, MIP）應(yīng)用廣泛，它是在三維的數(shù)據(jù)庫

17、中，根據(jù)密度變化比率，提取與周圍密度對比最大（最小）的部分構(gòu)建實體的三維模型。這種方法由于使用了計算機自動提取模型，使用標(biāo)的形態(tài)準(zhǔn)確，失真小，可信度高，目標(biāo)的三維關(guān)系顯示清晰。共一百二十六頁共一百二十六頁 容積渲染重建（Volume rendering, VR）又稱容積再現(xiàn)，這種方法采集(cij)全部體素，將特定CT值體素賦予相應(yīng)的顏色亮度、對比度和透明度，并把相應(yīng)結(jié)果映射到顯示平面上，人為改變體素的亮度和對比度，在不失真的情況下，改變組織與周圍的對比度，突出目的的形態(tài)。共一百二十六頁 虛擬內(nèi)窺鏡（Virtual endosoope, VE）技術(shù)并不是(b shi)一種三維重建方法，而是一種三

18、維顯示技術(shù)。普通顯示方式是把不同方法建立的三維模型旋轉(zhuǎn)并投射到顯示平面上觀察，而虛擬內(nèi)窺鏡方法是將視點沿一定線路進入三維模型內(nèi)部飛行，將內(nèi)部結(jié)構(gòu)的投影顯示在平面上。它象普通纖維內(nèi)窺鏡一樣沿空腔臟器（腸管、氣管）內(nèi)部飛行，或沿著有固定邊界的非空腔臟器（血管、輸尿管）內(nèi)部飛行，以了解興趣區(qū)的走行及內(nèi)部有無狹窄、隆起和凹陷性病變。共一百二十六頁 在以上方法的三維重建技術(shù)基本上，又衍生出許多智能分析軟件。最常見(chn jin)的血管分析軟件、冠狀動脈分析軟件、心臟功能分析軟件，肺結(jié)節(jié)自動檢測及分析軟件、肺功分析軟件、結(jié)腸病變自動檢測軟件、頭部及體部灌注分析軟件等。共一百二十六頁 CT未來的發(fā)展方向，

19、依然面臨著提高時間和空間分辨率，減少輻射劑量，提高輔助診斷水平的挑戰(zhàn)(tio zhn)。人們正在探索通過提高探測器的性能，改善X線管的響應(yīng)參數(shù)來減少無效的X線輻射，在圖像質(zhì)量允許時盡量選擇低劑量掃描方式。共一百二十六頁D S A 成 像 基本原理 DSA與介入治療結(jié)合 動態(tài)DSA（旋轉(zhuǎn)、步進、高速） 平板DSA、CCD-DSA、攝影(shyng)管-DSA 高壓注射器共一百二十六頁DSA成像原理(yunl) DSA是利用影像增強(zngqing)器將透過人體后已衰減的未造影圖像的X線信號增強(zngqing),再用高分辨率攝像機對該圖像作系列掃描,此時將圖像按一定矩陣分成若干像素,所得的信息經(jīng)

20、模/數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)值存儲起來。再將造影圖像經(jīng)上述處理后與未造影圖像相減，得到二者的差值信號，再經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換成不同的灰階，在監(jiān)視顯示減影圖像。共一百二十六頁共一百二十六頁 總之，DSA是將未造影圖像和造影圖像分別增強，經(jīng)攝像機掃描矩陣化，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后數(shù)字化，兩者相減獲得它們的差值，最后經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換成減影圖像，其結(jié)果消除了造影心血管以外(ywi)的結(jié)構(gòu)，突出了心血管單一影像。DSA成像原理(yunl)共一百二十六頁DSA減影方式(fngsh)： 時間減影、能量減影和混合減影。目前主要是時間減影，其中以脈沖方式(fngsh)和超脈沖方式(fngsh)應(yīng)用為多。共一百二十六頁DSA的信號(xnho): DSA

21、使用投射X線成像,通過(tnggu)造影像與未造影像相減得到減影像,而兩幅圖像的差值就是DSA信號。DSA信號是由血管內(nèi)的碘濃度與血管直徑的乘積決定，DSA信號隨二者乘積的增加而增加。共一百二十六頁共一百二十六頁 在DSA中，血管顯像所需最低限度的碘量與血管直徑成反比。較大血管顯像時，在顯像高峰(gofng)增加碘濃度使之超過最低限度值并無助于獲取更多的信息。相反，在直徑較小的血管，增加血管內(nèi)的碘濃度將改善其顯示率。:DSA的信號(xnho):共一百二十六頁 DSA一個極為重要的特性是，DSA顯示血管的能力與血管內(nèi)碘濃度(nngd)曝線量的平方根的乘積成正比。若值一直徑2mm的血管與4mm的血

22、管同樣清晰成像，要么碘濃度加倍，要么曝線量提高4倍。:DSA的信號(xnho):共一百二十六頁 旋轉(zhuǎn)DSA：它是利用C臂兩次旋轉(zhuǎn)動作，第一次旋轉(zhuǎn)采集一系列蒙片像，第二次旋轉(zhuǎn)時注射對比劑，在相同角度采集的兩幅圖像進行相減，以獲得序列不同角度的多維空間(kngjin)血管減影像，提高病變血管的顯示率。用于頭頸部、腹部和盆腔的血管病變。共一百二十六頁共一百二十六頁 3D-DSA：它是近幾年在旋轉(zhuǎn)DSA技術(shù)上發(fā)展起來的新技術(shù)，是旋轉(zhuǎn)血管造影術(shù)、DSA技術(shù)及計算機三維圖像處理(t xin ch l)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。作用原理為通過二次旋轉(zhuǎn)DSA采集圖像，送至工作站進行容積重建（VR）、多曲面重建（MPR

23、）和最大密度投影（MIP）的圖像后處理，可任意角度觀察血管及病變的三維關(guān)系。清晰顯示動脈瘤、動脈狹窄、腫瘤的供血動脈，便于介入治療。共一百二十六頁共一百二十六頁 歲差運動：是相對旋轉(zhuǎn)DSA的另一種運動形式，利用C臂支架兩個方向的旋轉(zhuǎn)，精確控制其轉(zhuǎn)動方向和速度，形成X線焦點在同一平面的圓周運動，探測器則在支架的另一端做相反方向圓周運動，從而形成歲差運動，它對觀察血管結(jié)構(gòu)的立體關(guān)系十分有利。如腦、腹部(f b)、盆腔血管。共一百二十六頁 RSM-DSA：它是利用間隔很短的兩次曝光，第一次曝光時增強器適當(dāng)散焦，獲得一幅模糊的圖像，間隔33ms后再采集一幅清晰的造影(zoyng)圖像。兩者減影可獲得有

24、骨骼背景的血管圖像。由于蒙片像隨時更新，且相間隔僅為33ms，因此不會產(chǎn)生運動性偽影。適用于不能屏氣或緊張抖動的病人。共一百二十六頁 步進DSA：即為下肢血管造影的跟蹤攝影，控制床面移動速度，分段采集血管造影圖像，計算機減影后拼接且實時顯示減影像(yn xin)。特點為對比劑用量少，追蹤顯影，顯示雙下肢血管并行雙側(cè)對比，利用病變血管的顯示及正常變異的識別。共一百二十六頁共一百二十六頁（9）步進式DSA圖：8. DSA成像方式(fngsh):共一百二十六頁 Compas：是從兩個投影角度大于45的血管圖像，計算出兩條平行走向的血管在360球體范圍(fnwi)內(nèi)最佳展示投射角度。實際上是利用正側(cè)位

25、DSA圖像，測算指出某段迂曲走行血管的投射角度，一次調(diào)整到顯示此血管的最佳角度，有利于病變的診斷和介入器材的置入。共一百二十六頁 軟組織像：它是平板探測器DSA與CT結(jié)合的產(chǎn)物，不同的廠家名稱不一樣。它利用(lyng)C臂快速旋轉(zhuǎn)采集數(shù)據(jù)重建圖像，一次旋轉(zhuǎn)可獲得多個層面的圖像。圖像可與3D血管圖像相重疊，更直觀顯示栓塞效果，尤其是腦動脈栓塞中，有無再次出血及微彈簧圈的位置，有無彈簧圈外逸出動脈瘤腔等。避免介入治療中需要用CT檢查的不便。共一百二十六頁 3D路徑圖：最初的路徑圖采用“冒煙”和峰值保持技術(shù)，將導(dǎo)管前端血管分布圖像與連續(xù)透視圖像重合，利于指導(dǎo)導(dǎo)管導(dǎo)絲送入病變區(qū)血管內(nèi)。3D路徑圖技術(shù)則

26、是對該部位行血管重建，形成三維血管圖后，隨著對三維圖像的旋轉(zhuǎn)，C臂支架則自動跟蹤，自動調(diào)整投射角度，使透視圖與三維圖重合，最大程度顯示血管的主體分布，以利于指導(dǎo)導(dǎo)管絲順利(shnl)進入靶血管內(nèi)。共一百二十六頁 虛擬支架置入術(shù)：該技術(shù)可在準(zhǔn)備進行支架置入的病變血管形象地展示支架置入的效果，清晰模擬顯示內(nèi)支架置入后的情況，包括支架置入的位置和大小是否合適、支架貼壁情況、封閉部位是否合適等。虛擬支架置入系統(tǒng)在提高有待置入支架的幾何數(shù)據(jù)(shj)方面具有有效快速和可觀性等優(yōu)點，能更好地指導(dǎo)臨床血管內(nèi)介入治療的操作。另外，還可用于介入醫(yī)師的培訓(xùn)。共一百二十六頁共一百二十六頁M R 成 像 利用原子核的

27、磁性和自旋原理，在外加磁場 作用下接受特定射頻(sh pn)脈沖引起共振，通過計 算機重建圖像。 特點：多參數(shù)、多方位、大視野、組織特異 性、無創(chuàng)。 波譜行分子水平成像，血管和水成像、功能 和動態(tài)成像。共一百二十六頁 MR成像設(shè)備一般由磁體(ct)系統(tǒng)、譜儀系統(tǒng)、計算機圖像重建和顯示系統(tǒng)及附屬裝置組成。共一百二十六頁 磁體系統(tǒng)由主磁體、梯度線圈、勻場線圈和射頻線圈組成，是磁共振發(fā)生和產(chǎn)生信號(xnho)的主體部分。共一百二十六頁共一百二十六頁 譜儀系統(tǒng)是以脈沖方式的射頻場加到掃描體上，產(chǎn)生磁共振現(xiàn)象并采集磁共振信號的裝置，主要由梯度場發(fā)生和控制，MR信號接收和控制等部分組成。計算機圖像重建和顯

28、示系統(tǒng)要求配備(pibi)大容量計算機和高分辨的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，以完成數(shù)據(jù)采集、累加、傅里葉變換、數(shù)據(jù)處理和圖像顯示。共一百二十六頁MR成像特點：（1）多參數(shù)成像：如弛豫時間T1、T2、核子密度、液體流速這4個參數(shù)分別成像。（2）任意截面成像：MRI可作橫斷面、冠狀面、任意斜位的多方位成像，而不移動病人(bngrn)。用GX、GY和GZ三個梯度或者三者任意組合來確定層面。共一百二十六頁 （3）高的軟組織對比成像：人體體重的70%以上是水，而水的氫核是MR信號的主要來源，使之對軟組織呈高對比度。 （4）高的組織學(xué)和分子學(xué)特征：MR除顯示人體形態(tài)學(xué)影像外，還能提供分子水平的診斷信息，對人體的組織代謝，

29、生化環(huán)境(hunjng)及化合物進行定量分析。共一百二十六頁 （5）多種特殊成像：如磁共振電影、血管成像、水和脂肪成像、腦功能成像，無需對比劑可顯示心臟血管，泌尿系和膽胰系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。 （6）其它：設(shè)備、運動和金屬性偽影；無電離輻射；成像范圍大；成像時間(shjin)相對長，費用高。共一百二十六頁 MR成像機理：MRI設(shè)備是通過被成像物體(wt)在靜磁場、梯度場和射頻場共同作用下產(chǎn)生的電磁脈沖與人體內(nèi)已被磁化的自旋核發(fā)生共振，通過共振發(fā)射和共振接收的方式采集數(shù)據(jù)，再由圖像重建，實現(xiàn)被激發(fā)的自旋核在退激發(fā)過程中與周圍物質(zhì)相互作用，以形成相應(yīng)對比度的圖像。共一百二十六頁共一百二十六頁MR設(shè)備的進展：

30、 （1）掃描參數(shù)改進，掃描速度加快。由于(yuy)軟硬件系統(tǒng)、脈沖序列和實時成像的發(fā)展，成像速度從以前每層以分計算到目前每層以秒計算，實現(xiàn)快速實時成像，為功能性影像技術(shù)研究提供了保證。共一百二十六頁 （2）磁體和場強的定位趨勢呈兩極化趨勢，高場設(shè)備以1.5T為普及型，3.0T已應(yīng)用臨床，4.7T、7T也逐漸完善；低場設(shè)備大量應(yīng)用了高場設(shè)備的先進技術(shù)，具有良好的性能和影像質(zhì)量(zhling)，已成為開放型設(shè)備。共一百二十六頁 （3）專用機的臨床應(yīng)用；專用機用途明確，可集中體現(xiàn)設(shè)計目標(biāo)(mbio)的優(yōu)勢，如頭部、脊柱、關(guān)節(jié)、肢體血管、乳腺等專用機。 （4）開放型MR應(yīng)用臨床：在MR檢查過程中，出現(xiàn)

31、“幽閉恐懼癥”而不完成檢查，或介入MR成像和運動醫(yī)學(xué)研究的開展，低場磁和中場開放型超導(dǎo)已用于臨床。共一百二十六頁 MRI技術(shù)的發(fā)展主要經(jīng)歷了四個階段，第一階段為20世紀70-80年代，是發(fā)展成熟和自我完善階段；第二階段為20世紀80-90年代，MRI廣泛用臨床診斷(zhndun)和生物醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)研究，局限于剖面成像；第三階段為20世紀90年代初，由于彌散成像、灌注成像、血管成像、水成像、磁化傳遞成像、化學(xué)位移成像、波譜成像的發(fā)展，MR被用于生物體功能與活動機制的研究；第四階段為20世紀90年代未，彌散張量成像和腦功能成像進一步成熟和發(fā)展，開始了MR功能學(xué)和分子學(xué)的研究。共一百二十六頁 MR形態(tài)學(xué)

32、顯示(xinsh)時相從實時重建，發(fā)展為動態(tài)器官的實時動態(tài)顯示(xinsh)和多期相采集（如肝臟），使腦卒中患者CT在發(fā)病區(qū)后24小時提早到2小時顯示(xinsh)病變；腦白質(zhì)束成像是彌散張量成像的直接結(jié)果，對神經(jīng)內(nèi)外科有重要意義；MR腦皮層功能定位，MR腦與心肌灌注成像的研究，對臨床醫(yī)學(xué)和基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)沖擊很大。共一百二十六頁 MRI技術(shù)未來發(fā)展主要體現(xiàn)在功能性成像和分子水平成像。如灌注、彌散、血氧水平依賴性、張力、運動、介入、血管、水、血管、臟器功能、波譜、動脈(dngmi)質(zhì)子自旋標(biāo)記、抗血管生成因子輔助MR功能等成像技術(shù)，使MR成像向細胞信號傳導(dǎo)、基因表達、生化代謝、受體、功能性指標(biāo)等方面發(fā)

33、展。共一百二十六頁共一百二十六頁X線對比(dub)劑定義：人體某些組織成像時，缺乏組織間影像的自然對比(dub)（如肝組織與胃腸道），人為地在體內(nèi)給予某種物質(zhì)來增加組織間影像的對比(dub)度，以擴大診斷范圍和提高診斷準(zhǔn)確性，這種方法稱為人工對比(dub)法，所用的物質(zhì)稱為對比(dub)劑（contrast media），這個過程稱為造影檢查。共一百二十六頁理想對比(dub)劑應(yīng)具備的條件1、與人體組織的密度對比相差較大，顯影效果良好(lingho)；2、無味、無毒性及刺激性，副作用?。?、易于排泄；4、理化性能穩(wěn)定，久貯不變質(zhì)；5、價廉且使用方便。共一百二十六頁對比(dub)劑引入途徑1、直

34、接(zhji)引入法2、間接引入法共一百二十六頁直接(zhji)引入法 系通過人體自然孔道、病理瘺管或體表穿刺等途徑，將對比(dub)劑直接引入造影部位的檢查方法。1口服法 如食管、胃腸道造影等。2灌注法 如支氣管造影，尿路逆行造影，子宮輸卵管造影，直腸、結(jié)腸的灌注造影等，屬于經(jīng)自然孔道直接灌入法；腸道瘺管造影，軟組織瘺管造影，術(shù)后膽道造影等，屬于經(jīng)病灶瘺管直接灌入法。共一百二十六頁3穿刺(chunc)注入法 如椎管造影，肝、膽管造影，淺表血管造影等，屬于體表穿刺直接注入法；心腔造影，大血管及各種深部血管造影等，是直接穿刺利用導(dǎo)管將對比劑注入。另外，某些(mu xi)部位的膿腫、囊腫亦可用直接

35、穿刺方法，抽出腔內(nèi)所含液體而注入對比劑進行造影。共一百二十六頁共一百二十六頁間接(jin ji)引入法系將對比劑經(jīng)血管注入體內(nèi)，使其聚集(jj)于擬顯影的器官或組織并使之顯影的方法。主要方法是生理排泄法，即利用某些器官的排泄功能將對比劑排至需要檢查的部位，使臟器顯影的方法。靜脈腎盂造影是由靜脈注入對比劑，經(jīng)腎小球濾過，將對比劑排泄至尿中，可使腎盂、腎盞、輸尿管和膀胱顯影。共一百二十六頁對比(dub)劑的評價1、水溶性血液中的主要成分是水，對比劑必須要有較高的水溶性。2、粘滯性一般血管造影對比劑需要低粘滯性。對比劑的粘滯性隨碘濃度的增加而呈指數(shù)性增加，當(dāng)濃度不變時，粘滯性隨溫度增加而降低(jin

36、gd)。3、滲透壓滲透壓大小與單位體積中溶質(zhì)的顆粒數(shù)成正比，離子型對比劑較非離子型對比劑的滲透壓高。對比劑滲透壓高時，易導(dǎo)致血容量增加，紅細胞變形、皺縮，血管通透性增加等，出現(xiàn)不良反應(yīng)。共一百二十六頁4、電荷離子型對比劑在水溶液中離解成帶電荷的正、負離子，增加了體液的傳導(dǎo)性，干擾體內(nèi)電解質(zhì)的平衡，影響神經(jīng)組織的生物學(xué)過程。另外，這些帶電荷的離子易與蛋白質(zhì)結(jié)合，發(fā)生特異質(zhì)反應(yīng)(fnyng)的幾率明顯增加。5、化學(xué)毒性對比劑的化學(xué)毒性除各種分子的固有因素外，主要與對比劑的親水性和親脂性有關(guān)，親脂性越大，與血漿蛋白結(jié)合率越高，毒性就越大。共一百二十六頁X線對比(dub)劑分類根據(jù)吸收X線性能不同(b

37、 tn)，可分為陰性對比劑（X線可透性）和陽性對比劑 (X線不透性)。陰性對比劑(negative contrast media)為原子序數(shù)低、密度小的物質(zhì)。一般都為氣體，常用的有空氣、氧氣和二氧化碳。此類對比劑常被用于直接注入體腔，如膀胱以及胃腸道等。少數(shù)情況下也可用于血管內(nèi)注射造影，如二氧化碳血管造影。共一百二十六頁陽性(yngxng)對比劑陽性對比劑(positive contrast media)為原子序數(shù)較高的物質(zhì)，通?？煞殖伤念悾弘y溶性固體對比劑；主要經(jīng)腎臟排泄的對比劑；排泄性膽道對比劑；油脂類對比劑。后三類陽性對比劑主要是含碘化合物，其顯影(xin yng)效果與碘含量成正比。共

38、一百二十六頁難溶性固體(gt)對比劑目前主要是醫(yī)用硫酸鋇（barium sulfate），它是良好的胃腸道對比劑，若同時與氣體對比劑合用就稱為雙重造影(double contrast)，能顯示腔道內(nèi)表面的細致結(jié)構(gòu)。醫(yī)用硫酸鋇為白色粉末，無味，性質(zhì)穩(wěn)定，耐熱，不怕光，久貯不變質(zhì)，難溶于水、有機溶劑及酸堿性溶液。能吸收較多量X線，進入體內(nèi)胃腸道后,能較好地涂布于腔道粘膜表面，與周圍組織結(jié)構(gòu)密度對比差異較大。從而顯示出這些腔道的位置、輪廓、形態(tài)、表面結(jié)構(gòu)和功能活動等情況。醫(yī)用硫酸鋇在胃腸道內(nèi)不被機體(jt)吸收，以原形從糞便中排出 共一百二十六頁含碘化合物碘與不同物質(zhì)化合形成不同的含碘化合物，主要分

39、為無機碘化物、有機碘化物及碘化油三類。含碘對比劑同樣不被機體吸收(xshu)，以原形經(jīng)腎臟或肝臟排瀉，少量經(jīng)糞便排出。人體某些感器官對碘的化學(xué)毒性、滲透壓、陽離子成分和濃度等有特殊要求，應(yīng)合理選擇。共一百二十六頁主要(zhyo)經(jīng)腎臟排泄的水溶性有機碘化物此類對比劑大多數(shù)為三碘苯環(huán)的衍生物，它們在水中溶解度大，粘稠度低，能制成高濃度溶液。注入血管后迅速經(jīng)腎臟排泄，少量經(jīng)肝、膽排泄。除用于泌尿系造影外，還被應(yīng)用(yngyng)于心臟和血管造影。共一百二十六頁經(jīng)血管注入的水溶性有機(yuj)碘化物包括離子型對比劑（ionic contrast media ）和非離子型對比劑(non-ionic c

40、ontrast media) ，它們都是三碘苯環(huán)的衍生物。血管注射后，藥物幾乎都游離于血漿中。由于血-腦屏障作用，腦、脊髓和腦脊液中幾乎不含對比劑。大部分對比劑在注射后24小時內(nèi)排出體外，72小時內(nèi)基本排完。共一百二十六頁離子型對比(dub)劑：這類對比劑都是三碘苯甲酸的鹽，主要(zhyo)是鈉和葡甲胺鹽，在水溶液中都可離解成帶有電荷的正離子和負離子，稱之為離子型對比劑，如泛影葡胺(urografin)。離子型對比劑的滲透壓可高達l400mOsm/(kgH2O)2000mOsm/(kgH2O)，比血液滲透壓（300mOsm/kgH2O）高數(shù)倍，故又稱為高滲對比劑(high osmolar co

41、ntrast media，HOCM)。共一百二十六頁非離子型對比(dub)劑：是單體或雙聚體三碘苯環(huán)碘對比劑，在水溶液中保持穩(wěn)定，不產(chǎn)生帶電荷(dinh)的離子，故稱為非離子型對比劑。如優(yōu)維顯(ultravist)、歐乃派克(omnipaque)、碘必樂(iopamiro)等，其滲透壓在634mOsm/(kgH2O)800mOsm/(kgH2O)范圍內(nèi)；雙聚體對比劑以碘曲侖（iotrolan）、威視派克（iodixonal）為代表,其滲透壓幾乎等于血液滲透壓（300mOsm/(kgH2O)）。它們的滲透壓相對較低，故又統(tǒng)稱為低滲對比劑(low osmolar contrast media，LO

42、CM)。共一百二十六頁碘對比劑毒性(d xn)反應(yīng)的機理碘對比劑毒性反應(yīng)的性質(zhì)(xngzh)、程度及發(fā)生率，一方面取決于對比劑本身的的滲透性、電荷、分子結(jié)構(gòu)等；另一方面取決于注入對比劑的劑量、部位、患者的高危因素及造影方法等。共一百二十六頁特異質(zhì)反應(yīng)(fnyng)即使小劑量的對比劑也可引起過敏反應(yīng)，是難以預(yù)防(yfng)的。其機理主要有：1細胞釋放介質(zhì) 碘對比劑損傷血管內(nèi)皮系統(tǒng)，引起組織胺的釋放，導(dǎo)致一系列的臨床癥狀。2抗原-抗體反應(yīng) 血清中對比劑抗體活性較高，與抗原（對比劑）結(jié)合發(fā)生過敏反應(yīng)。3激活系統(tǒng) 補體系統(tǒng)的激活使人體處于致敏狀態(tài)，當(dāng)注入對比劑后，易產(chǎn)生反應(yīng)。共一百二十六頁共一百二十六

43、頁另外，病人的焦慮、緊張等精神因素也可導(dǎo)致自主神經(jīng)功能紊亂(wnlun)引起反應(yīng)。碘過敏反應(yīng)的臨床癥狀主要表現(xiàn)為：蕁麻疹、支氣管痙攣、結(jié)膜充血、血管性水腫、呼吸困難等，嚴重者可發(fā)生休克、呼吸和心跳驟停。共一百二十六頁物理(wl)-化學(xué)反應(yīng)此類反應(yīng)臨床較多見，是可以預(yù)防的。臨床表現(xiàn)主要是與神經(jīng)(shnjng)、血管功能調(diào)節(jié)紊亂有關(guān)的癥狀，如惡心、嘔吐、面色潮紅或蒼白、胸悶、心慌、出汗、四肢發(fā)冷等。共一百二十六頁引起物理(wl)-化學(xué)反應(yīng)主要與碘對比劑本身的因素有關(guān)：1滲透壓滲透壓越高，副反應(yīng)越多。當(dāng)靜脈快速注入大劑量對比劑時，會引起紅細胞內(nèi)水分喪失而變形、皺縮和集聚，使其通過細小毛細血管的能力下

44、降，導(dǎo)致血液循環(huán)障礙；滲透壓高，導(dǎo)致血容量增加，加重心臟的負荷，；對比劑可使血管內(nèi)皮細胞之間的聯(lián)結(jié)變得松散，增加了血管的通透性，導(dǎo)致碘離子易于通過毛細血管壁進入血管外的神經(jīng)組織液內(nèi)，對神經(jīng)細胞造成(zo chn)損害；還可以引起腎血管、腎小球和腎小管的損害，最終誘發(fā)腎臟衰竭。共一百二十六頁2電荷(dinh)離子型對比劑在血液中離解(l ji)成帶電荷的正、負離子，增加了體液的傳導(dǎo)性，擾亂體液內(nèi)電解質(zhì)的平衡，特別是影響神經(jīng)組織的傳導(dǎo)，可造成一系列交感和副交感神經(jīng)功能失調(diào)引起的臨床癥狀，同時可造成神經(jīng)毒性，損傷腦組織而引起驚厥或抽搐。對比劑離子與鈣離子結(jié)合，而鈣離子主要作用于肌電的耦合過程，這樣會導(dǎo)致負性肌力作用，引起血壓降低