醫(yī)學(xué)影像學(xué)基礎(chǔ)科室講課

醫(yī)學(xué)影像學(xué)基礎(chǔ)科室講課第一頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五何謂醫(yī)學(xué)影像學(xué)？

醫(yī)學(xué)影像學(xué)是在放射診斷學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，除傳統(tǒng)X線檢查法外，尚包括CT、MRI、DSA、

ECT、B超和熱像圖等成像技術(shù)在內(nèi)的影像診斷

學(xué)和介入放射學(xué)。第二頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五1895年德國的物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)了x線；二十世紀(jì)50~60年代超聲與核素掃描應(yīng)用；70年代介入放射學(xué)迅速發(fā)展；70和80年代相繼出現(xiàn)了CT、MRI、ECT

（包括SPECT和PET）第三頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五第四頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五

學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)影像診斷學(xué)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1、了解不同成像技術(shù)的基本成像原理及其圖像特點(diǎn)，由影像表現(xiàn)推測(cè)其組織性質(zhì)；

X線與CT的成像基礎(chǔ)是靠相鄰組織間的密度差別，黑、白灰度所反映的是對(duì)X線吸收值的不同；而

MRI的成像基礎(chǔ)是靠組織間的MR信號(hào)不同，黑、白灰度所映的是代表弛豫時(shí)間長(zhǎng)短的信號(hào)強(qiáng)度。

第五頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五2、熟悉器官結(jié)構(gòu)正常和異常影像表現(xiàn)，了解異常表現(xiàn)的病理基礎(chǔ)；3、了解不同成像技術(shù)在不同疾病診斷中的作用與限度，能恰當(dāng)選擇一種或綜合應(yīng)用幾種成像手段和檢查方法，來進(jìn)行診斷；第六頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五4、在進(jìn)行診斷時(shí)，必須密切結(jié)合臨床資料（病史、體檢和實(shí)驗(yàn)室檢查），才能作出正確診斷，因?yàn)橛跋裨\斷的確立是根椐影像表現(xiàn)推論出來的，并未直接看到病變，診斷結(jié)果有時(shí)與病理不符合，這是影像診斷的限度。第七頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五

第一章X線成像一、X線的產(chǎn)生：

X線是真空管內(nèi)高速行進(jìn)的電子流轟擊鎢靶時(shí)產(chǎn)生的。二、什么是X線：

X線是一種放射能，是一種波長(zhǎng)很短的電磁波。第八頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五

三、X線的特性：１.穿透性：

光是電磁波，有穿透性，而X線能穿透普通光線不能穿的物質(zhì)，在穿透過程中，被穿透的物質(zhì)所吸收，

X線的波長(zhǎng)比可見光的波長(zhǎng)要短得多，肉眼不可見，波長(zhǎng)越短，穿透力越強(qiáng)。X線穿透性是X線成像的基礎(chǔ)。第九頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五２.熒光作用：

又稱熒光效應(yīng)，熒光物質(zhì)：鎢酸鈣、硫化鋅鎘等。X線投照在熒光物質(zhì)上將X線轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽狻＜捶派淠茏饔糜跓晒馕镔|(zhì)使熒光物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽狻獰晒狻?/p>

熒光效應(yīng)是進(jìn)行透視檢查的基礎(chǔ)。第十頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五３.感光效應(yīng)：

Ｘ線作用于涂有乳劑溴化銀的膠片、使之感光—

產(chǎn)生潛影，經(jīng)顯、定影處理后，感光的溴化銀中的

Ag+被還原成金屬（Ag），在膠片上呈黑色，照片上黑的地方銀離子多，白地地方銀離子少，使膠片變成具有黑白對(duì)比的圖像。感光效應(yīng)是攝影的基礎(chǔ)。第十一頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五４．電離作用：

X線穿透任何物質(zhì)都可以使該物質(zhì)產(chǎn)生電離（穿透空氣和水均可產(chǎn)生電離），進(jìn)入人體也產(chǎn)生電離作用，使人體產(chǎn)生生物學(xué)方面的改變，即生物效應(yīng)，用于：a.檢查防護(hù)情況；b.生物效應(yīng)：是放射防護(hù)學(xué)和放射治療學(xué)的基礎(chǔ)。

第十二頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五

四、X線成像原理

1、X線具有一定的穿透力，能穿透人體的組織結(jié)構(gòu)

2、人體組織存在密度和厚度的差別

3、穿過人體組織后剩余X線的差別利用X線的熒光效應(yīng)和攝影效應(yīng)而顯示成像

第十三頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五

自然對(duì)比：

利用人體組織和器官本身密度的差異來形成對(duì)比清楚的影像者，稱為自然對(duì)比。人體組織結(jié)構(gòu)密度可分為：

高密度：骨組織、鈣化；---白色

中等密度：軟骨、肌肉、實(shí)質(zhì)器官、神經(jīng)、結(jié)締組織和體液等；——灰白色

低密度：脂肪及氣體?！谏谑捻?，共六十七頁，編輯于2023年，星期五第十五頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五人工對(duì)比：當(dāng)人體內(nèi)缺乏自然對(duì)比時(shí)，尤其是中等密度的組織或器官，可以用人為的方法引入一定量的在密度上高于或低于它的物質(zhì)，使之產(chǎn)生對(duì)比顯示解剖結(jié)構(gòu)稱為人工對(duì)比，亦稱造影檢查。人工對(duì)比可使用：陽性對(duì)比劑：如鋇劑、碘劑；陰性對(duì)比劑：如空氣等；第十六頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五第十七頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五

五、X線成像設(shè)備：

X線機(jī)包括X線管與支架、變壓器、操作臺(tái)、檢查床和影像增強(qiáng)電視系統(tǒng)

第十八頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五

X線機(jī)第十九頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五六、X線圖像特點(diǎn)：

1、X線圖像由自黑到白不同灰度的影像組成，屬于灰度成像。是以密度來反映人體組織結(jié)構(gòu)的解剖和病理狀態(tài)。

2、低密度—黑影；中等密度—灰影；高密度—白影。

3、X線圖像是重疊圖像，有一定程度的失真。第二十頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五七、X線檢查技術(shù)：

分為普通檢查，特殊檢查和造影檢查三類

1．普通檢查：

①、透視：

a、優(yōu)點(diǎn)：便宜；方便；能動(dòng)態(tài)觀察人體器官的運(yùn)動(dòng)情況，可轉(zhuǎn)動(dòng)病人多方位的觀察病變形態(tài)。

b．缺點(diǎn)：清晰度較平片差，不能顯示微細(xì)結(jié)構(gòu)；不能留下永久性資料，不便復(fù)查。②、攝片：

第二十一頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五2．特殊檢查：3．造影檢查：①直接引入法：通過人體自然存在的通道將造影劑直接引入器官內(nèi)或穿刺注入，如胃腸道造影、支氣管造影、逆行插管造影、子宮輸卵管造影等。②間接引入法：吸收性：淋巴管造影等排泄性：ivp、口服及V膽道造影等

第二十二頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五八、X線分析與診斷（一）、原則：1．認(rèn)識(shí)正常：分辨正常、正常變異及病理情況2．分析異常：解釋影像所反映的病理變化（分析病變的位置和分布、數(shù)目、形狀、邊緣、密度、鄰近器官和組織的改變、器官功能的改變）

3．結(jié)果臨床：需與病史、體征、癥狀及其它臨床檢查結(jié)果進(jìn)行對(duì)照分析第二十三頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五（二）X線診斷結(jié)果基本上有三種情況：

肯定性診斷：X線檢查可以確診，如骨折；

否定性診斷：排除法；

可能性診斷：經(jīng)過X線檢查發(fā)現(xiàn)某些X線征像，但不能確診。只能作出多個(gè)可能性診斷。第二十四頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五

CT是Hounsfield1969年設(shè)計(jì)成功，1972年公諸于世的。CT不同于X線成像，它是用X線束對(duì)人體層面進(jìn)行掃描，取得信息，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理而獲得的重建圖像。所顯示的是斷面解剖圖像，其密度分辨力明顯優(yōu)于X線圖像。從而顯著擴(kuò)大了人體的檢查范圍，提高了病變的檢出率和診斷的準(zhǔn)確率。CT也大大促進(jìn)了醫(yī)學(xué)影像學(xué)的發(fā)展。由于這一貢獻(xiàn)，Hounsfield獲得了1979年的諾貝爾醫(yī)學(xué)生物獎(jiǎng)。

第二章計(jì)算機(jī)體層成像第二十五頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五

掃描裝置(X線球管與探測(cè)器)--信息輸入

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

----------------信息處理

圖像顯示與記錄系統(tǒng)

--------信息輸出

第二十六頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五二、CT圖像特點(diǎn)：1、CT圖像是由一定數(shù)目從黑到白不同灰度的像素按矩陣排列所構(gòu)成的數(shù)字化圖像。2、CT圖像是可以量化的灰度影像。用CT值量化反映組織對(duì)X

線吸收能力差別。某物質(zhì)的ＣＴ值=１０００×——————————

該物質(zhì)的吸收系數(shù)－水的吸收系數(shù)水的吸收系數(shù)第二十七頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五人體各組織的ＣＴ值為－1000～＋1000ＨＵ，共2000個(gè)灰階單位。而人眼的密度分辨率僅為16個(gè)灰階，即密度相差125ＨＵ人眼才能分辨出來。水的ＣＴ值為０-20，軟組織為40－60ＨＵ，差別不到125ＨＵ。所以在普通平片上軟組織和體液屬同等密度，不能區(qū)分。而ＣＴ可設(shè)置窗寬窗位，控制ＣＴ值的顯示范圍。第二十八頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五4、CT圖像是斷面影像,并且可以多平面重建和三維重建顯示解剖結(jié)構(gòu)。5、CT圖像可受部分容積效應(yīng)、噪聲與偽影等因素干擾。第二十九頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五三、ＣＴ檢查技術(shù)：１、普通ＣＴ：①、平掃：不用增強(qiáng)或造影的掃描；②、增強(qiáng)掃描：血管內(nèi)注入碘劑后，器官與病變內(nèi)碘的濃度可產(chǎn)生差別而形成密度對(duì)比；③、造影掃描：先做人體器官或結(jié)構(gòu)的造影，然后再行掃描。第三十頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五2、高分辨力CT（HRCT）：用1-1.5mm層厚薄層掃描，是指在短時(shí)間內(nèi)，取得良好空間分辨率CT圖像的掃描技術(shù)。常用于肺間質(zhì)，內(nèi)耳及聽骨的檢查。第三十一頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五普通CT平掃高分辨率CT掃描第三十二頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五四、CT的臨床應(yīng)用：?

CT檢查具有很高的密度分辨力，而易于檢出病灶，特別是能夠較早地發(fā)現(xiàn)小病灶，因而廣泛用于臨床。?

CT檢查于中樞神經(jīng)系統(tǒng)、頭頸部、呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)(

消化管除外)、泌尿系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)病變的檢出和診斷都具有突出的優(yōu)越性。第三十三頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五CT檢查的應(yīng)用仍有限度。在婦產(chǎn)科領(lǐng)域中的應(yīng)用；對(duì)胃腸道管壁小的病灶和黏膜改變的顯示不敏感；骨骼系統(tǒng)的病變，一般應(yīng)用簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)的X線檢查多可確診；CT檢查雖能發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)疾病，準(zhǔn)確地顯示病灶的部位和范圍，但對(duì)疾病的定性診斷仍然存在一定的限度。第三十四頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五第三章數(shù)字減影血管造影DSA的概念：利用計(jì)算機(jī)處理數(shù)字化的影像信息，通過減影處理，消除骨骼和軟組織影像，從而得到清晰血管影像的一種成像技術(shù)。

第三十五頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五

一、DSA成像原理：

數(shù)字熒光成像(DF)是DSA的基礎(chǔ)，DF是用高分辨率攝像管對(duì)

IITV上的圖像掃描，從而將X線圖像像素化和數(shù)字化。采用減影技術(shù)獲得DSA圖像。目前常用時(shí)間減影法將血管不含對(duì)比劑的圖像同任意一幅含有對(duì)比劑的圖像構(gòu)成減影對(duì)，從而得到不同期相的DSA圖像。第三十六頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五

二、DSA機(jī)構(gòu)成：包括X線管、高分辨率攝像管、計(jì)算機(jī)、圖像顯示與記錄系統(tǒng)等第三十七頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五三、DSA的圖像特點(diǎn)：1、數(shù)字化減影圖像，可以顯示血管徑路圖，但缺乏參照標(biāo)記圖像。2、密度分辨率高，DSA圖像中沒有原來的骨與軟組織影，提高了圖像對(duì)比質(zhì)量。3、時(shí)間分辨率高，能夠?qū)崟r(shí)成像，動(dòng)態(tài)觀察血流，具有功能圖像特點(diǎn)。4、偽影，主要由圖像減影時(shí)配準(zhǔn)不良產(chǎn)生。

第三十八頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五普通血管造影第三十九頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五第四十頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五第四十一頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五

第五章磁共振成像一、MRI概念：利用原子核在強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)發(fā)生共振所產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)計(jì)算機(jī)處理重建而生成的圖像。早在1946年Block與Purcell就報(bào)道了核磁共振現(xiàn)象并應(yīng)用于波譜學(xué)。Lauterbur1973年發(fā)表了MR成象技術(shù)，使核磁共振不僅用于物理學(xué)和化學(xué)，也應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。第四十二頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五二、MR成像原理：

（一）、操作步驟：

將患者擺入強(qiáng)的外磁場(chǎng)中—發(fā)射無線電波，瞬間即關(guān)掉無線電波—接受由患者體內(nèi)發(fā)出的磁共振信號(hào)重建圖像。第四十三頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五第四十四頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五

?縱向弛豫：

又稱T1弛豫。90度射頻脈沖停止后縱向磁化恢復(fù)至平衡的過程。其快慢用時(shí)間常數(shù)T1來表示，定義為縱向磁化矢量從最小恢復(fù)到平衡態(tài)63%所需弛豫時(shí)間。?

橫向弛豫：

指在射頻脈沖停止以后，質(zhì)子又恢復(fù)到原來的各自相位上的過程，這種橫向磁化逐漸衰減過程稱為T2弛豫。

T2是橫向磁化由最大值衰減至37%時(shí)所需時(shí)間。第四十五頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五第四十六頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五

脈沖序列是一系列不同強(qiáng)度射頻脈沖的組合，它決定著將從組織獲得何種信號(hào)。兩次射頻脈沖之間的時(shí)間間隔為重復(fù)時(shí)間(TR)，TR的長(zhǎng)短決定著MR圖像上能否顯示出組織間

T1的差別，用短TR時(shí)，組織間T1的信號(hào)強(qiáng)度的差別就顯示出來，所成圖像即為T1加權(quán)像(T1WI)。第四十七頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五90°射頻脈沖與產(chǎn)生回波之間的時(shí)間為回波時(shí)間(TE)，

TE的長(zhǎng)短決定著MR圖像上能否顯示出組織間T2的差別，用長(zhǎng)TE時(shí)，組織間T2的信號(hào)強(qiáng)度的差別就顯示出來，所成圖像為T2加權(quán)像(T2WI)。采用長(zhǎng)TR、短TE時(shí)，組織間僅有質(zhì)子密度的差別，所成圖像為質(zhì)子密度加權(quán)像(PdWI)。

第四十八頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五T1WIT2WI第四十九頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五第五十頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五表1-1-2人體正常組織和病理組織的信號(hào)強(qiáng)度組織T1WIT2WI

組織T1WIT2WI腦白質(zhì)中高中低

水腫低高腦灰質(zhì)中低中高

含水囊腫低高腦脊液低高

亞急性血腫高高脂肪高中高

瘤結(jié)節(jié)中低中高骨皮質(zhì)低高

鈣化低低第五十一頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五

三、MRI設(shè)備：主磁體、射頻系統(tǒng)、-----信息輸入梯度線圈、

MR信號(hào)接受器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)-------------信息處理圖像顯示和記錄系統(tǒng)------信息輸出

第五十二頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五第五十三頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五

第五十四頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五

四、MR圖像特點(diǎn)：

1、人體不同器官的正常組織與病理組織的T1和T2值是相對(duì)固定的，且它們之間有一定差別，這種組織間施豫時(shí)間的差別，是MRI成像的基礎(chǔ)。2、MRI影像以不同的灰度顯示，其反映是MRI信號(hào)強(qiáng)度的不同或馳豫時(shí)間的差別。CT圖像的灰度反映是組織密度。第五十五頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期五3、T1WI:反映組織間T1的差別，有利于觀察解剖結(jié)構(gòu)

T2WI：反映組織間T2的差別，有利于顯示病變

PdWI：質(zhì)子加權(quán)像，反映組織的質(zhì)子密度4、MRI是多參數(shù)成像，采用不同的掃描序列和成像參數(shù)可獲得T1WI、