影像診斷學(xué)-緒論

1、影像診斷學(xué) 1X線發(fā)現(xiàn)1895年11月08日威廉康納德倫琴 (Wilhenlm Conrad Rontgen)1895年12月22日 經(jīng)15分鐘照射 第一張X線照片 (1890年02月22日 A.W. Goodspeed 奇怪影像)20世紀(jì)50-60年代超聲和核素顯像進(jìn)行人體檢查，出現(xiàn)了超聲和閃爍成像20世紀(jì)70-80年代出現(xiàn)CT、MRI、和ECT2緒論X線影像超聲成像 (Ultrasonography:US)CT (Computed Tomography)MRI (Magnetic Resonance Imaging)ECT (Emission Computed Tomography)發(fā)射體

2、層成像SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography)單光子發(fā)射體層成像PET (Positron Emission Tomography)正電子體層成像3醫(yī)學(xué)影像學(xué)的臨床應(yīng)用價值影像診斷學(xué)的臨床應(yīng)用價值：1、可以明確病變的性質(zhì)和類型。2、臨床疑似或需要排除某些疾病時常常依賴影像學(xué)檢查3、臨床已經(jīng)明確的病變，影像學(xué)檢查可以進(jìn)一步明確病變的范圍、類型、分期，以利于制定合理的治療方案及預(yù)后評估。4、某些疾病治療中后治療后影像學(xué)檢查對于評估療效、判斷腫瘤有無復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移具有重要價值。5、對于高發(fā)易發(fā)人群，定期檢查有助于疾病的早發(fā)現(xiàn)和早期治療6、也常用

3、于體檢7、偶爾可以意外發(fā)現(xiàn)未曾懷疑且具有臨床重要意義的病變。4功能成像分子影像學(xué)：以影像反映組織的細(xì)胞水平和分子水平的變化，目前在研究中，擴大了檢查范圍，提高了診斷水平。數(shù)字成像：影像科將成為數(shù)字化或無膠片化學(xué)科。數(shù)字成像起始是模擬成像，CT及MRI應(yīng)用后模擬圖像改成了數(shù)字成像，數(shù)字成像也改變了圖像的保存、傳輸、與利用方式。介入放射學(xué)：是在影像監(jiān)視下對疾病進(jìn)行治療的新技術(shù)，使用一些藥物或手術(shù)治療對一些難以進(jìn)行或難以有效的疾病得到有效的治療，已成為一獨立的治療體系。5學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)影像學(xué)應(yīng)當(dāng)注意的問題1、不同的成像技術(shù)和檢查方法在診斷中各自有優(yōu)勢和不足。2、影像診斷主要通過圖像的觀察、分析、歸納與綜合

4、而作出的。3、影像診斷是根據(jù)影像變化而推論出來的，必須結(jié)合臨床材料包括病史、體檢和實驗室檢查結(jié)果等才能作出正確的診斷。4、影像診斷的主要根據(jù)是圖像。5、介入放射學(xué)與影像診斷學(xué)不同，有其自身的特點如治療機理、技術(shù)操作與臨床應(yīng)用等。6醫(yī)學(xué)影像學(xué)局限性1、影像表現(xiàn)不代表病理表現(xiàn)2、疾病表現(xiàn)和影像表現(xiàn)不同步3、并非適用于所有的疾病4、有一定的禁忌癥。7影像診斷學(xué)的現(xiàn)在普通X線影像仍處于重要地位， 已開始Filmless.特殊檢查(各種造影檢查)雖逐漸增加，但是占總檢查比例仍很低（）。由于介入放射學(xué)的發(fā)展近年得到長足的發(fā)展，但是單純用于診斷的血管造影還很少。已出現(xiàn)毫秒級、雙螺旋掃描、三維成像、血管造影、

5、模擬手術(shù)路徑開放式已應(yīng)用于臨床，掃描速度以秒為單位 (EPI)，血管、泌尿道、膽道、胰管顯像漸趨完善。8影像診斷學(xué)的發(fā)展普通X線影像向數(shù)字方式發(fā)展無膠片化 (Filmless)發(fā)展掃描速度向4層以上或容積CT發(fā)展透視、螺旋掃描無限制、軟件功能更加強大 (實時三維成像、實時血管成像、實時手術(shù)路徑等）圖像質(zhì)量進(jìn)一步提高、速度更快、三維功能和軟件功能更加強大向開放式發(fā)展，掃描時間與相同甚至更快，磁共振透視功能進(jìn)一步完善9介入放射學(xué)以各種影像診斷為基礎(chǔ)，在影像手段的監(jiān)視下，利用各種穿刺針和導(dǎo)管對疾病進(jìn)行治療和侵襲性診斷的一門新學(xué)科。介入放射學(xué)是放射線領(lǐng)域、以至整個醫(yī)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)最活躍、最有發(fā)展前途的學(xué)科。

6、10X線成像X線的發(fā)現(xiàn)、產(chǎn)生和特性X線影像形成的原理和密度X線檢查方法造影劑X線診斷原則和步驟X線檢查中的防護成像技術(shù)與臨床應(yīng)用11X線成像模擬方式 (1)直接X線照相：普通照相、 斷層、放大、乳腺 攝影等 (2)直接熒光透視：透視（已取消） (3)間接熒光透視：點片照相、透視數(shù)字方式 (1)數(shù)字照相：、等 (2)數(shù)字減影：血管造影等 (3)：重建影像12X線影像形成的原理X線影像形成的原理：X線的特性 被攝物體存在密度和厚度的差別。X線影像形成的三個基本條件：X線具有一定穿透力 被攝物體存在密度和厚度的差別具備顯像過程（熒光透視、照片等）13X線的特性波長范圍0.0006-50nm (40-

7、150kv)的電磁波X線的穿透性 X 線波長極短，具有強穿透性，能穿透可見光不能穿透的物質(zhì)并在穿透過程中被物質(zhì)不同程度地吸收，X線的穿透力與X線管電壓密切相關(guān)，電壓越高，波長越短，穿透力越強，是X線成像的基礎(chǔ)，14X線的特性熒光效應(yīng)：X線能激發(fā)熒光物質(zhì)使波長極短的X線轉(zhuǎn)換為波長較長的可見熒光，這種轉(zhuǎn)換叫做熒光效應(yīng)，是透視檢查的基礎(chǔ)15X線的特性感光效應(yīng)：涂有鹵化銀的膠片，經(jīng)X線照射后，感光而產(chǎn)生潛影，經(jīng)過顯影、定影處理，感光的鹵化銀中的銀離子被還原成金屬銀，并沉積于膠片的膠膜內(nèi)，此金屬銀的微粒在膠片上呈黑色。而未感光的鹵化銀在定影過程中從X線膠片上被清除，因而顯出膠片片基的透明本色，依金屬銀沉

8、積的多少，便產(chǎn)生了從黑到白不同灰度的影像。是X線攝影的基礎(chǔ)16X線的特性電離效應(yīng)：X線穿過任何物質(zhì)都可使之電離，而產(chǎn)生電離效應(yīng)，空氣的電離程度與空氣所吸收的X線的量呈正比，因而通過測量空氣的電離的程度可測X線的量，X線射入人體后也可產(chǎn)生電離效應(yīng)，引起生物學(xué)方面的改變，即生物效應(yīng)，是放射治療的基礎(chǔ)，也是進(jìn)行線檢查時需要注意的防護問題。17不同密度成像原理X線能成像，除了前面講的X線特性外，還基于人體組織結(jié)構(gòu)之間有密度和厚度的差別，當(dāng)X線透過人體密度和厚度不同組織結(jié)構(gòu)時被吸收的程度不同，到達(dá)熒屏或膠片的X線量出現(xiàn)差異，即產(chǎn)生了對比，在熒光屏或X線片上就形成明暗或黑白的對比不同的影像。人體組織結(jié)構(gòu)根

9、據(jù)密度不同分為三類：高密度組織如骨和鈣化灶等；中等密度組織如軟骨、肌肉、神經(jīng)、實質(zhì)器官、結(jié)締組織以及體液等；低密度組織如脂肪組織、含氣的呼吸道、胃腸道等。18不同密度成像原理當(dāng)X線穿透密度不同的組織結(jié)構(gòu)時，由于吸收程度不同而出現(xiàn)了下面的情況，在X線片上或熒屏上顯出黑白對比、層次差異的X線圖像。如肋骨密度高對X線吸收多，照片上顯示為白影，肺部含氣密度低X線吸收少，照片上顯示為黑影。19X線產(chǎn)生和特性X線的產(chǎn)生條件：自由活動的電子群 電子群 以高速運行 高速運行的電子群突然受阻X線機的構(gòu)造：X線管 變壓器 控制器X線的特性：穿透性 熒光效應(yīng) 攝影效應(yīng) 電離效應(yīng)20X線設(shè)備X線是X線球管內(nèi)高速行進(jìn)的

10、電子流轟擊靶面時產(chǎn)生的。X線設(shè)備主要設(shè)備包括：X線管、變壓器、操作臺、檢查床。X線的發(fā)生過程是向X線管燈絲供電、加熱、在陰極附近產(chǎn)生自由電子，當(dāng)向X線管提供高壓時，陰極和陽極間的電勢差陡增，電子以高速由陰極向陽極行進(jìn)，轟擊陽極靶面而發(fā)生能量轉(zhuǎn)換，其中1%以下的能量轉(zhuǎn)換為X線，99%以上轉(zhuǎn)換為熱能。21X線設(shè)備22數(shù)字X線成像 傳統(tǒng)的X線攝影條件嚴(yán)格，曝光寬容度小，影像灰階不可調(diào)節(jié)，不能同時顯示各種密度的組織與結(jié)構(gòu)，照片的保管存在許多不便。 DR（digital radiography）依結(jié)構(gòu)可分為計算機X線成像（CR）、數(shù)字X線熒光成像（DF）、平板探測器數(shù)字X線成像。23數(shù)字放射照相術(shù)DR(

11、Digital Radiography)數(shù)字放射照相術(shù)：X線照射到薄膜晶體管屏后，直接將X線的光信號轉(zhuǎn)換為電信號。CR（Computed Radiography)計算機放射照相術(shù)：稀土元素制成的晶體板吸收照射到板上的X線的光信號，通過激光掃描讀出板上的潛影后，通過光電轉(zhuǎn)換變?yōu)殡娦盘枴?425262728DF及其物理學(xué)基礎(chǔ)DF(Digital Fluorography)是DSA的基礎(chǔ)是用IITV代替CR的IP板作為介質(zhì)，圖像用高分變率攝像管進(jìn)行掃描其余與CR相似。60年代末開發(fā)了碘化銫作為輸入熒光體后，檢測X線量子的效率提高了 50-60% 。70年代中期完善了DF成像鏈的構(gòu)成。29數(shù)字化的優(yōu)點

12、圖像質(zhì)量優(yōu)于傳統(tǒng)X線成像圖像系統(tǒng)可調(diào)節(jié)影像對比，能得到最佳的視覺效果攝影條件的寬容度范圍較大患者接受的X線量較少圖像的信息可攝成照片或由光盤儲存可輸入PACS中數(shù)字圖像是有一定數(shù)目的像素所組成，而傳統(tǒng)的X線圖像則是由沉積在膠片上的銀顆粒所組成30數(shù)字減影血管造影DSA(Digital Subtraction Angiography)DSA是通過計算機處理數(shù)字圖像信息，消除骨骼和軟組織影像，使血管清晰顯影的成像技術(shù)。311934年 Ziedses des Plantes 提出利用X線照片進(jìn)行光學(xué)減影法：將與血管造影同一部位的平片與一張未感光的膠片作光學(xué)曝光，得到原片的負(fù)片- 蒙片(mask)，再

13、將蒙片與血管造影片共同重疊在另一張未暴光的膠片上作光學(xué)曝光，則蒙片的負(fù)影與造影片的上相應(yīng)的正影相抵消，使最后的膠片上僅保留血管影像。70年代CT出現(xiàn)后，將數(shù)字技術(shù)用于血管造影的減影，代替膠片的蒙片。數(shù)字減影血管造影的歷史32DSA影像33肝臟影像檢查方法-DSA肝動脈、門靜脈造影34DSA的臨床應(yīng)用神經(jīng)系統(tǒng)疾病術(shù)前檢查必不可少的項目心臟的DSA檢查已代替電影，并在介入治療中起到?jīng)Q定性作用。腹部DSA在介入治療中廣泛應(yīng)用，用于診斷的檢查正在逐漸被重新認(rèn)識。四肢血管的全程DSA檢查已取代普通血管造影35X線圖像的特點X線圖像是灰階圖像，這些灰階不同的圖像是以光學(xué)密度反映人體組織結(jié)構(gòu)的解剖及病理狀態(tài)

14、。人體組織結(jié)構(gòu)的密度和X線圖像上影像的密度是兩個不同的概念：前者指人體組織中單位體積內(nèi)的物質(zhì)質(zhì)量；后者指x 線圖像上所有影像的黑白，分別用高密度、中等密度、和低密度表示白影、灰影、黑影。X線圖像是X線束穿透某一部位和厚度組織結(jié)構(gòu)后的投影總和，是該穿透路徑上各個結(jié)構(gòu)影像相互重疊在一起的影像。36密度物質(zhì)密度和影像密度：組織密度組織的X線吸收率溴化銀還原照片白（高密度） 組織密度組織的X線吸收率溴化銀還原照片黑（低密度） 對比：組織密度的差別，人體可分為骨骼、軟 組織（包括液體）、脂肪和體內(nèi)的氣體。自然對比：人體內(nèi)天然存在的密度差別，可產(chǎn)生X線對比，這種自然存在的差別，稱之為自然對比。依靠自然對比

15、所獲得的X線圖像，常稱之為平片。人工對比：人工方法將造影劑導(dǎo)入體內(nèi)，增大密度差別。由人工對比方法進(jìn)行的X線檢查稱之為造影檢查。37X線檢查技術(shù)普通檢查：熒光透視：透視運動狀態(tài)的觀察、介入用X線攝影：重疊的的影像、信息量大特殊檢查：體層攝影 熒光攝影放大攝影 高仟伏攝影 軟X線攝影 立體攝影 其他：記波、硒靜電X線攝影38不同厚度成像原理39404142攝影高千伏43X線檢查技術(shù)造影檢查：直接導(dǎo)入法：向自然腔隙內(nèi)導(dǎo)入造影劑的方法，如：胃腸鋇餐透視、血管造影等。生理積聚：依靠造影劑的生理吸收與排泄，如：靜脈腎盂造影、口服膽囊造影等。 造影劑：陰性造影劑（低密度造影劑）：低于周圍組織密度的造影劑，如

16、：CO2 等陽性造影劑（高密度造影劑） ：鋇劑-純硫酸鋇 碘劑：油脂類 、水制劑 離子型 非離子型44造影方法1、直接引入：包括口服、灌注、穿刺引入或經(jīng)導(dǎo)管直接引入。2、間接引入：經(jīng)靜脈注入后，對比劑經(jīng)腎排入泌尿道內(nèi)。45X線診斷原則和步驟原則：避免不必要檢查，直接選擇最佳檢查方法。步驟：首先與正常對照判斷出異常，根據(jù)鑒別診斷的知識（年齡、性別、病變的部位、病變性質(zhì)、器官功能改變、隨時間病變的改變等），并結(jié)合臨床癥狀、化驗室檢查及其他檢查作出診斷意見。46X線檢查中的防護放射防護遵循的原則：屏蔽防護、距離防護、時間防護。保護自己： 避免直接曝露在射線下進(jìn)入有放射線的環(huán)境內(nèi)，必須有防護措施。盡量

17、遠(yuǎn)離放射源(放射線與距離成3次方衰減)避免一切不必要的照射保護患者：避免不必要檢查小兒、婦女注意性腺的防護懷孕婦女盡量避免放射線檢查47X 線圖像的解讀1、注意攝影條件和體位是否可滿足診斷需要2、按一定順序進(jìn)行全面的觀察3、結(jié)合診斷需要，作重點觀察48分析要點1、病變的位置與分布2、病變的數(shù)目和形態(tài)3、病變的邊緣4、病變的密度5、臨近器官的改變6、器官功能的變化綜合判斷提出可能的疾病。49CT1917年澳大利亞數(shù)學(xué)家Radon發(fā)表多元理論，提示開發(fā)CT的可能性1971-1972年英國的Hounsfield發(fā)明，并用于臨床1972年其成果發(fā)表在“British Institute of Radi

18、ology”1973年發(fā)表在“Radiology”1973年開始用于臨床50CTCT是Housfield1969年設(shè)計成功，1972年問世CT的本質(zhì)是重建圖像，用X線束對人體的某一層面從不同的角度進(jìn)行照射，用探測器接受同層多組原始數(shù)據(jù)，經(jīng)計算機重建形成圖像。其密度分辨率明顯優(yōu)于X線圖像。Housfield因此獲得了1979年諾貝爾獎51CT成像的基本原理X線束圍繞人體旋轉(zhuǎn)， 探測器接受透過的X 線 轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽?由光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?再經(jīng)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字輸入計算機52CT 圖像的特點CT圖像是由一定數(shù)目、不同灰度的像素按矩陣排列而成的灰階圖像。CT圖像反映器官和組織對X線的吸收程

19、度。黑影示低密度區(qū)，表示低吸收區(qū)；白影示高密度區(qū)，表示高吸收區(qū)。CT圖像具有一個量的標(biāo)準(zhǔn)：單位Hu，規(guī)定水的CT值為0Hu，骨皮質(zhì)+1000Hu，空氣-1000Hu。CT圖像是斷層圖像，可以通過計算機的后處理功能重建出冠狀位和矢狀位的圖像。53CT的檢查技術(shù)普通CT掃描：分為平掃、對比增強掃描和造影掃描。平掃：指不用造影劑對比增強掃描：經(jīng)靜脈注入碘造影劑后再掃描的方法；常用的方法有團注法；可分為常規(guī)增強掃描、動態(tài)增強掃描、延遲增強掃描和多期增強掃描。造影檢查：應(yīng)用比較少。HRCT（高分辨率CT）指獲得良好空間分辨率CT圖像的掃描技術(shù)。主要用于顯示微小的組織結(jié)構(gòu)，如肺次級肺小葉間隔、內(nèi)耳54圖像

20、的后處理技術(shù): 可重組冠狀位、矢狀位、乃至任意方位的斷層圖像。三維立體圖像、CT血管造影、和仿真內(nèi)窺鏡等CT灌注成像：是一種功能成像。CT圖像的解讀：了解掃描的技術(shù)與方法、窗寬窗位技術(shù)、全面觀察，仔細(xì)分析，綜合判斷。55CT診斷的臨床應(yīng)用中樞神經(jīng)系統(tǒng)的應(yīng)用肺癌及縱隔腫瘤的應(yīng)用，對X線平片顯示的部位CT有很大的幫助。CT對顯示眶內(nèi)病變、鼻咽部病變。心臟及大血管疾病的應(yīng)用。特別是多排螺旋CT的應(yīng)用，對顯示血管方面有獨到價值。腹部及盆腔疾病的應(yīng)用。骨骼肌肉系統(tǒng)疾病的應(yīng)用。56CT檢查的主要不足1、電離輻射，對人體有負(fù)面影響，比X線平片檢查要大很多。2、CT增強檢查使用的碘制劑，對碘過敏患者不能運用。

21、3、對腦組織和軟組織及軟骨的分辨率不如MRI4、不能任意方位直接成像。575859男性，62歲CTAP60女性，62歲61男性，54歲62女性，72歲63CT圖像64MRI1946年美國學(xué)者Purcell和Bloch發(fā)現(xiàn)磁共振現(xiàn)象-1952年分獲諾貝爾物理獎1971年Damadian發(fā)現(xiàn)腫瘤組織的T1、T2值比正常組織長1973年lauterbur發(fā)表了兩個充水試管的第一幅磁共振圖像1978年Mallard等用0.04T得到人體圖像1980年MRI開始用于臨床65磁共振成像MRI是利用人體中的氫原子核在磁場中受到射頻脈沖的激勵而發(fā)生磁共振現(xiàn)象，產(chǎn)生磁共振信號，經(jīng)過信號采集和計算機處理而獲得重建

22、斷層圖像的成像技術(shù)。MRI成像原理：將人體置強磁場中，施加特定頻率的射頻脈沖，將發(fā)生一系列的物理現(xiàn)象產(chǎn)生磁共振信號。兩個RF脈沖組合間的間隔時間稱為重復(fù)時間（TR）開始施加RF脈沖組合致信號收集的時間稱為回波時間（TE）。MRI成像過程中通過調(diào)節(jié)TR和TE即可獲得T1WI、T2WI或PDWI圖像。參與MRI成像的因素很多，決定MRI信號的參數(shù)也有多個。66主磁體：超導(dǎo)型和永磁型 醫(yī)用MRI磁場強度： 0.35-3.0T，常用1.5T梯度系統(tǒng)：主要由X、Y、Z三組梯度線圈組 成，作用是產(chǎn)生梯度磁場。射頻系統(tǒng):射頻發(fā)射器、發(fā)射線圈、接收線圈計算機及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)：模數(shù)轉(zhuǎn)換器、陣列處理機及計算機。輔助

23、系統(tǒng)。MRI設(shè)備67MRI圖像特點1、多參數(shù)灰階圖像： T1WI、T2WI或PDWI圖像，白影表示高信號，黑影表示低信號，灰影表示為中等信號。多方位斷層圖像；可獲得橫斷位、冠狀位、矢狀位和任意斜位的斷層圖像。流空效應(yīng)：流動的液體如心血管內(nèi)快速流動的血液，在成像過程中采集不到信號而成無信號黑影，即流空效應(yīng)。MRI的對比增強效應(yīng)：順磁性物質(zhì)可縮短周圍質(zhì)子的馳豫時間。偽彩色的功能圖像。68MRI檢查技術(shù)1、序列技術(shù)2、對比增強技術(shù)3、MR血管成像技術(shù)4、MR電影成像技術(shù)5、MR水成像技術(shù)6、MR功能成像技術(shù)7、磁共振波譜技術(shù)。69MRI圖像70融合影像71MRI的臨床應(yīng)用對腦和脊髓疾病的診斷有重要價值。MRI對心臟大血管檢查有重要價值。MRI