醫(yī)學影像診斷學總論-課件

醫(yī)學影像診斷學總論課時目標：了解影像診斷學的范疇熟悉影像診斷學的內(nèi)容掌握影像診斷學的成像原理和臨床應用

醫(yī)學影像學的范疇現(xiàn)代醫(yī)學影像診斷學主要包括傳統(tǒng)的X線診斷、X線計算機體層成像（CT)、介入影像學、數(shù)字減影血管造影（digitalsubstractionangiography，DSA）、磁共振成像（magneticresonanceimaging，MRI）、超聲成像（US）、計算機X線攝影（computedradigraphy，CR）、數(shù)字化成像（digitalradigraphy，DR）、圖像存儲與傳輸系統(tǒng)（picturearchivingandcommunicatingsystem,PACS）、核素診斷等。第一節(jié)醫(yī)學影像檢查方法概述一、X線成像（一）X線的產(chǎn)生1895年，德國科學家倫琴發(fā)現(xiàn)了具有很高能量，肉眼看不見，但能穿透不同物質(zhì)，能使熒光物質(zhì)發(fā)光的射線。因為當時對這個射線的性質(zhì)還不了解，因此之為X射線。為紀念發(fā)現(xiàn)者，后來也稱為倫琴射線，現(xiàn)簡稱X線（X-ray）。放

射

學

的

先

驅(qū)

倫

琴一般來說，高速行進的電子流被物質(zhì)阻擋即可產(chǎn)生X線。具體說，X線是在真空管內(nèi)高速行進成束的電子流撞擊鎢（或鉬）靶時而產(chǎn)生的。因此，X線發(fā)生裝置，主要包括X線管、變壓器和操作臺。

X線的發(fā)生程序接通電源

降壓變壓器X線管燈絲加熱X線管兩極提供高壓電自由電子受強力吸引形成電子束電子束撞擊陽極鎢靶原子結構X線1%熱能99%產(chǎn)生自由電子云集在陰極附近

（二）X線的特性X線是一種波長很短的電磁波。波長范圍為0.0006—50nm。目前X線診斷常用的X線波長范圍為0.008-0.031nm（相當于40-150KV時）。在電磁輻射譜中，居γ射線與紫外線之間，比可見光的波長要短得多，肉眼看不見。

X線除上述一般物理性質(zhì)外，X線還具有以下幾方面與X線成像相關的特性：1、穿透性2、熒光效應3、感光效應4、生物效應

穿透性X線波長很短，具有很強的穿透力，能穿透一般可見光不能穿透的各種不同密度的物質(zhì)，并在穿透程中受到一定程度的吸收即衰減。X線的穿透力與X線管電壓密切相關，電壓愈高，所產(chǎn)生的X線的波長愈短，穿透力也愈強；反之，電壓低，所產(chǎn)生的X線波長愈長，其穿透力也弱。另一方面，X線的穿透力還與被照體的密度和厚度相關。X線穿透性是X線成像的基礎。

熒光效應X線能激發(fā)熒光物質(zhì)（如硫化鋅鎘及鎢酸鈣等），使產(chǎn)生肉眼可見的熒光。即X線作用于熒光物質(zhì)，使波長短的X線轉(zhuǎn)換成波長長的熒光，這種轉(zhuǎn)換叫做熒光效應。這個特性是進行透視檢查的基礎。

感光效應涂有溴化銀的膠片，經(jīng)X線照射后，可以感光，產(chǎn)生潛影，經(jīng)顯、定影處理，感光的溴化銀中的銀離子（Ag+）被還原成金屬銀（Ag），沉淀于膠片的膠膜內(nèi)。此金屬銀的微粒，在膠片上呈黑色。而未感光的溴化銀，在定影及沖洗過程中，從X線膠片上被洗掉，因而顯出膠片片基的透明本色。依金屬銀沉淀的多少，便產(chǎn)生了黑和白的影像。所以，感光效應是X線攝影的基礎。

（三）X線成像基本原理X線影像的形成的三個基本條件：1、X線應具有一定的穿透力，這樣才能穿透被照射的組織結構；2、自然對比：由于人體組織結構不同，存在著密度和厚度的差別，當X線穿過人體不同組織器官時，由于對X線吸收或衰減量不同形成了黑白不同的影像。3、顯像設備，例如X線片、熒光屏或電視屏幕。X線成像示意圖X線成像示意圖X線人體組織結構的密度可歸納為四類：1、高密度結構：如骨組織和鈣化灶等；2、中等密度結構：如軟骨、肌肉、神經(jīng)、實質(zhì)器官、結締組織以及體內(nèi)液體等；3、低密度結構：如脂肪組織4、較低密度結構：呼吸道、胃腸道、鼻竇和乳突內(nèi)的氣體等。（四）X線成像設備X線機包括X線管及支架、變壓器、操作臺以及檢查床等基本部件。為了保證X線攝影質(zhì)量，新型X線機在攝影技術參數(shù)的選擇、攝影位置的校正方面，都更加計算機化、數(shù)字化、自動化。近30多年來，除通用型X線機以外，又開發(fā)了適用于心血管、胃腸道、泌尿系統(tǒng)、乳腺及介入放射、兒科、手術室等專用的X線機。

（五）X線檢查技術1、普通檢查：熒光透視和攝影2、特殊檢查：體層攝影、軟X線攝影（鉬靶）放大攝影、熒光攝影、記波攝影3、造影檢查：鋇餐、血管造影等。

電視透視（最大優(yōu)勢是動態(tài)觀察）透視的優(yōu)點是：動態(tài)觀察，應用方便，價格低廉。通過轉(zhuǎn)動體位可多角度觀察器官的形態(tài)變化。缺點是：影像對比度和清晰度較差，不能留做永久記錄。

X線攝影（radiography）：1、成像清晰，對比度及清晰度均較好2、簡便實用：特別實用于密度、厚度差別較大的組織或器官。3、平面重疊成像立體感差，常需作互相垂直的兩個方位攝影，例如正位及側位；4、對功能方面的觀察，不及透視方便和直接；費用比透視稍高。X

線

攝

影全景體層攝影平面體層口腔全景攝影心臟記波攝影軟X線攝影采用能發(fā)射軟X線的鉬靶管球，用以檢查軟組織，特別是乳腺的檢查。

造影檢查

人體組織結構中，有相當一部分只依靠它們本身的密度與厚度差異不能在普通檢查中顯示。此時，可以將高于或低于該組織結構的物質(zhì)引入器官內(nèi)或其周圍間隙，使之產(chǎn)生對比以顯影，此即造影檢查。引入的物質(zhì)稱為造影劑（contrastmedia）。造影檢查的應用，顯著擴大了X線檢查的范圍造影劑：高密度造影劑和低密度造影劑1．高密度造影劑：為原子序數(shù)高、比重大的物質(zhì)。常用的有鋇劑和碘劑。鋇劑為醫(yī)用硫酸鋇粉末，加水和膠配成。根據(jù)檢查部位及目的，按粉末微粒大小、均勻性以及用水和膠的量配成不同類型的鋇混懸液，通常以重量/體積比來表示濃度。硫酸鋇混懸液主要用于食管及胃腸造影，并可采用鋇氣雙重對比檢查，以提高診斷質(zhì)量。

碘制劑1、離子型造影劑。這類高滲性離子型造影劑，可引起血管內(nèi)液體增多和血管擴張，肺靜脈壓升高，血管內(nèi)皮損傷及神經(jīng)毒性較大等缺點，使用中可出現(xiàn)毒副反應。2、非離子型造影劑，它具有相對低滲性、低粘度、低毒性等優(yōu)點，大大降低了毒副反應，適用于血管、神經(jīng)系統(tǒng)及造影增強CT掃描，費用較高。水溶性碘造影劑有以下類型：①離子型，以泛影葡胺（urografin）為代表；②非離子型以碘苯六醇（iohexol）、碘普羅胺（iopromide）、碘必樂（iopamidol）為代表；③非離子型二聚體，以碘曲侖（iotrolan）為代表。無機碘制劑當中，碘化物的碘苯酯（pantopaque），可注入椎管內(nèi)作脊骨造影，但近來已用非離子型二聚體碘水劑。

造影劑

2．低密度造影劑

為原子序數(shù)低、比重小的物質(zhì)。目前應用于臨床的有二氧化碳、氧氣、空氣等。在人體內(nèi)二氧化碳吸收最快，空氣吸收最慢。空氣與氧氣均不能直接注入血管內(nèi)，以免發(fā)生氣栓?？捎糜谥刖W(wǎng)膜下腔、關節(jié)囊、腹腔、胸腔及軟組織間隙的造影。高密度造影劑低密度造影劑

造影方式1．直接引入：①口服法：食管及胃腸鋇餐檢查；②灌注法；鋇劑灌腸，支氣管造影，逆行膽管造影，逆行泌尿道造影，瘺管、膿腔造影及子宮輸卵管造影等；③穿刺注入法：可直接或經(jīng)導管注入器官或組織內(nèi)，如心血管造影，關節(jié)造影和脊髓造影等。2．間接引入造影劑先被引入某一特定組織或器官內(nèi)，后經(jīng)吸收并聚集于欲造影的某一器官內(nèi)，從而使之顯影。①吸收性造影：如淋巴管造影。②排泄性造影：如靜脈膽道造影、靜脈腎盂造影、口服法膽囊造影等。前二者是經(jīng)靜脈注入造影劑后，造影劑聚集于肝、腎，再排泄入膽管或泌尿道內(nèi)。后者是口服造影劑后，造影劑經(jīng)腸道吸收進入血循環(huán)，再到肝膽并排入膽囊內(nèi)，即在蓄積過程中攝影。檢查前準備及造影反應的處理

①了解患者有無造影的禁忌證，如嚴重心、腎疾病和過敏體質(zhì)等；②作好解釋工作，爭取患者合作；③造影劑過敏試驗，一般用1ml30%的造影劑靜脈注射，觀察15分鐘，如出現(xiàn)胸悶、咳嗽、氣促、惡心、嘔吐和蕁麻疹等，則為陽性，不宜造影檢查。但應指出，盡管無上述癥狀，造影中也可發(fā)生反應。因此，關鍵在于應有搶救過敏反應的準備與能力.④作好搶救準備，嚴重反應包括周圍循環(huán)衰竭和心臟停搏、驚厥、喉水腫、肺水腫和哮喘發(fā)作等。遇此情況，應立即終止造影并進行抗休克、抗過敏和對癥治療。呼吸困難應給氧，周圍循環(huán)衰竭應給去甲腎上腺素，心臟停搏則需立即進行心臟按摩。

X線檢查中的防護X線檢查應用很廣，接觸X線的人也越來越多。因此，應該重視X線檢查中的防護問題。應了解放射防護的意義、方法和措施。

放射防護的意義1、正確認識：X穿透人體將產(chǎn)生一定的生物效應。若接觸的X線量過多，超過容許曝射量，可能產(chǎn)生放射反應，因此，不應對X線檢查產(chǎn)生疑慮或恐懼。2、重視防護：如控制X線檢查中的曝射量并采取有效的防護措施，安全合理地使用X線檢查，盡可能避免不必要的X線曝射，以保護患者和工作人員的健康。3、改進設備：高千伏技術、影像增強技術、高速增感屏和快速X線感光膠片和數(shù)字成像技術（如CR、DR）的使用，使X線曝射量已顯著減少，放射損害的可能性也越來越小。但是仍不能掉以輕心，尤其應重視孕婦、小兒和長期接觸射線的工作人員。近年來介入放射學開展越來越多，射線防護問題應予注意。二、計算機體層成像CT（Computertomography）是Hounsfield1969年設計成功，1972年公諸于世的。CT不同于X線成像，它是用X線束對人體層面進行掃描，取得信息，經(jīng)計算機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。由于CT大大促進了醫(yī)學影像學的發(fā)展。Hounsfield獲得了1979年的諾貝爾獎金。CT成像的基本原理與設備

（一）CT的成像基本原理CT是用X線束對人體某部位一定厚度的斷面進行掃描，檢測器組合收集衰減后X線信號，經(jīng)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器將數(shù)字信號輸入計算機，通過計算機處理得到掃描層面的組織衰減系數(shù)的數(shù)字矩陣，再經(jīng)過數(shù)字/模擬器轉(zhuǎn)換為熒光屏上不同灰度的光矩陣，即構成CT圖像。（一）CT的成像基本原理X線束人體探測器光/電轉(zhuǎn)換器模/數(shù)轉(zhuǎn)換器計算機數(shù)/模轉(zhuǎn)換器（二）CT設備CT設備主要有以下三部分：①掃描部分由X線管、探測器和掃描架組成；②計算機系統(tǒng)，將掃描收集到的信息數(shù)據(jù)進行貯存運算；③圖像顯示和存儲系統(tǒng)，將經(jīng)計算機處理、重建的圖像顯示在電視屏上或用多幅照相機或激光照相機將圖像攝下。

CT圖像是由一定數(shù)目由黑到白不同灰度的象素按矩陣排列所構成。這些象素反映的是相應體素的X線吸收系數(shù)。不同CT裝置所得圖像的象素大小及數(shù)目不同。大小可以是1.0×1.0mm，0.5×0.5mm不等；數(shù)目可是256×256，即65536個，或512×512，即262144個不等。顯然，象素越小，數(shù)目越多，構成的圖像越細致，即空間分辯力（spatialresolution）高。CT圖像的空間分辨力不如X線圖像高。CT值：CT圖像測量中用于表示組織密度的統(tǒng)一計量單位，稱為亨氏單位（Hu）（三）CT圖像特點窗口技術：是數(shù)字圖像所特有的一種顯示技術，它利用一幅圖像可用不同的灰階差別在監(jiān)視器上顯示這一優(yōu)勢，來分別觀察不同的組織差別。窗寬：指監(jiān)視器中最亮灰階所代表CT值與最暗灰階所代表CT值的跨度。窗位：指窗寬上限所代表CT值與下限所代表CT值的中心值。窗寬確定所觀察圖像中CT值變化的跨度，窗位則決定觀察變化的區(qū)域。（四）CT檢查技術1、CT檢查分平掃（plainCTscan）2、造影增強掃描（contrastenhancement，CE）3、造影掃描（五）CT診斷的臨床應用CT診斷由于它的特殊診斷價值，已廣泛應用于臨床。但CT設備比較昂貴，檢查費用偏高，某些部位檢查的診斷價值，尤其是定性診斷，還有一定限度，所以不宜將CT檢查視為常規(guī)診斷手段，應在了解其優(yōu)勢的基礎上，合理的選擇應用。三、磁共振成像磁共振成像是利用原子核在強磁場內(nèi)發(fā)生共振所產(chǎn)生的信號進行圖像重建的一種成像技術。核磁共振（nuclearmagneticresonance，NMR）是一種核物理現(xiàn)象。磁共振

（magneticresonance,MR)處于恒定磁場中的氫質(zhì)子核在特定頻率（Lamor)的射頻(RF)脈沖影響下交替吸收和發(fā)射能量的過程馳豫（relaxation）：射頻脈沖中止后，橫向磁化消失，縱向磁化恢復的過程稱為馳豫。

T1（longitudinalrelaxationtime,

縱向馳豫時間）：

縱向磁化恢復到原來水平的63％所需要的時間。T2（transverserelaxationtime,

橫向馳豫時間）：

橫向磁化減小到原來水平的37％所需要的時間。T1加權像（T1weightedimage，T1WI）：使用短TR(<500ms)，利用組織間的T1差別形成的圖像。T2加權像（T2weightedimage，T2WI）：使用長TE(>80ms)，利用組織間的T2差別形成的圖像人體正常組織

在T1WI和T2WI上的灰度脂肪骨皮質(zhì)或鈣化腦脊液（水）腦白質(zhì)腦灰質(zhì)T1WI白黑黑白灰灰T2WI白灰黑白灰白灰成像過程將患者置入磁場中，發(fā)射射頻脈沖（無線電波），瞬時關閉射頻脈沖，并接收由患者體內(nèi)發(fā)出的磁共振信號，產(chǎn)生圖像

（一）MRI成像的基本原理MR信號接收器光/電轉(zhuǎn)換器模/數(shù)轉(zhuǎn)換器計算機數(shù)/模轉(zhuǎn)換器（二）MRI設備MRI的成像系統(tǒng)包括MR信號產(chǎn)生和數(shù)據(jù)采集與處理及圖像顯示兩部分。MR信號的產(chǎn)生是來自大孔徑，具有三維空間編碼的MR波譜儀，而數(shù)據(jù)處理及圖像顯示部分，則與CT掃描裝置相似。MRI設備包括磁體、梯度線圈、供電部分、射頻發(fā)射器及MR信號接收器，這些部分負責MR信號產(chǎn)生、探險測與編碼；模擬轉(zhuǎn)換器、計算機、磁盤與磁帶機等，則負責數(shù)據(jù)處理、圖像重建、顯示與存儲。（三）MRI圖像特點1、灰階成像2、流空效應3、三維成像4、運動器官成像

四、數(shù)字減影檢查床

五、影像診斷學習的內(nèi)容（一）掌握各種影像技術的成像原理（二）解讀影像的正常解剖（三）解讀病變狀態(tài)的異常影像（四）熟悉常見病的臨床知識（五）通過綜合分析確定診斷結果（六）正確選擇檢查方法課時目標了解影像診斷學的發(fā)展史熟悉影像診斷檢查方法的選擇和基本原則掌握影像診斷的方法及報告的書寫第三章影像診斷的原則和方法第一節(jié)影像診斷檢查方法的選擇一、安全、經(jīng)濟、簡便的原則二、多種檢查方法合用的原則三、掌握成像特點的原則各系統(tǒng)檢查方法的選擇1、神經(jīng)系統(tǒng)：首選CT，MRI對軟組織分辨力極高，無骨性偽影，特別適合后顱凹和腦干疾病的檢查，DSA判斷顱內(nèi)血管的改變。2、心胸疾病檢查：心臟大血管DSA是金標準；常規(guī)X線對肺部疾病仍是首選，CT普及。3、消化系統(tǒng)：實質(zhì)性器官，超聲首選，CT、MRI廣泛應用；空腔器官，仍以傳統(tǒng)X線造影最常用、最可靠。4、泌尿系統(tǒng)：超聲首選，IVP對空腔器官形態(tài)及功能檢測效果佳。5、骨骼肌肉系統(tǒng)：常規(guī)X線攝影首選，CT為補充，MRI主要用于檢查周圍軟組織效果好。6、生殖系統(tǒng)：超聲首選，MRI補充。7、頭頸疾病檢查：最常用檢查方法是CT，MRI補充。第二節(jié)影像診斷基本原則一、全面觀察二、具體分析三、結合臨床四、綜合分析第三節(jié)影像診斷的方法一、閱片的基本事項1、照片的技術條件2、識別技術性偽影3、照片的號碼及其他標記顯明無誤4、按一定次序閱片5、注意閱片環(huán)境條件二、閱片要點1、病變位置和