医学影像学各种成像原理及应用(GLN)课件.pps

1、123返回4一、一、X线的产生及特性线的产生及特性51895年德国的物理学家伦琴发现X线，又称伦琴射线，几天后便传遍了全世界。6（一（一）X线的产生线的产生高速行进的电子流被物质阻挡即可产生高速行进的电子流被物质阻挡即可产生X线，线，具体说，具体说，X线是在真空管内高速行进成束的电子流撞击钨（或线是在真空管内高速行进成束的电子流撞击钨（或钼）靶时而产生的。因此，钼）靶时而产生的。因此，X线发生装置，主要包括线发生装置，主要包括X线管、变压器和操作台。线管、变压器和操作台。7X线发生装置主要部件示意图8（二）（二）X线的特性线的特性1、一般物理性质：、一般物理性质：X线是一种波长很短的电磁波。波

2、长范围为线是一种波长很短的电磁波。波长范围为0.000650nm。目前目前X线诊断常用的线诊断常用的X线波长范围为线波长范围为0.0080.031nm（相当相当于于40150kV时）。具有很高能量，肉眼看不见。时）。具有很高能量，肉眼看不见。2、X线成像相关的特性：线成像相关的特性：9返回10返回11返回12返回13返回14一方面是基于一方面是基于X线的特性，即其穿透性、荧光效应和感光效应线的特性，即其穿透性、荧光效应和感光效应一方面是基于人体组织有密度和厚度的差别一方面是基于人体组织有密度和厚度的差别X线影像的形成，应具备以下三个基本条件：线影像的形成，应具备以下三个基本条件：1、X线应具有

3、一定的线应具有一定的穿透力穿透力，这样才能穿透照射的组织结构。，这样才能穿透照射的组织结构。2、被穿透的组织结构，必须存在着、被穿透的组织结构，必须存在着密度和厚度密度和厚度的差异。这样，的差异。这样，在穿透过程中被吸收后剩余下来的在穿透过程中被吸收后剩余下来的X线量，才会是有差别的。线量，才会是有差别的。3、这个有差别的剩余、这个有差别的剩余X线，仍是不可见的，还必须经过线，仍是不可见的，还必须经过显像显像 这一过程。这一过程。15不同厚度组织（密度相同）与X线成像的关系16不同密度组织（厚度相同）与X线成像的关系17X线片图像根据线片图像根据人体组织结构的密度可归纳为三类：人体组织结构的密

4、度可归纳为三类：高密度高密度的有骨组织和钙化灶等；的有骨组织和钙化灶等；中等密度中等密度的有软骨、肌肉、神经、实质器官、结缔组的有软骨、肌肉、神经、实质器官、结缔组织以及体内液体等；织以及体内液体等；低密度低密度的有脂肪组织以及存在于呼吸道、胃肠道、鼻的有脂肪组织以及存在于呼吸道、胃肠道、鼻窦和乳突内的气体等。窦和乳突内的气体等。18*两个相关问题两个相关问题19返回20返回21返回2223胸透影像表现返回24返回25返回26返回27一是带计算机的控制台。一是带计算机的控制台。二是带射线发生部分及探测器的扫描架。二是带射线发生部分及探测器的扫描架。三是可升降的病人床。三是可升降的病人床。CT机

5、的基本结构机的基本结构返回2829磁共振的物质基础H质子在体内 广泛存在，还有质子MRI。H核一个质子带正电核自旋运动电流磁场-磁共振原理3031质子排列质子排列无强磁场无强磁场排列无序排列无序在强磁场内在强磁场内排列有序排列有序3233进动进动有序排列的质子沿着旋转有序排列的质子沿着旋转 轴呈锥形旋转。轴呈锥形旋转。进动频率进动频率质子每秒进动的次数。质子每秒进动的次数。3435坐标系统坐标系统Z轴轴代表磁力线方向代表磁力线方向XY轴为与轴为与Z垂直的平面垂直的平面箭头代表磁矢量箭头代表磁矢量3637纵向磁化纵向磁化：指向上与指向下质子：指向上与指向下质子的磁矢量抵消，余下指向上质子的磁矢量

6、抵消，余下指向上质子的总磁矢量。的总磁矢量。磁化沿外磁场纵轴方向因而的名。磁化沿外磁场纵轴方向因而的名。病人成一磁体。病人成一磁体。383940 发射与质子进动频率相同的射频发射与质子进动频率相同的射频脉冲，质子吸收能而发生共振脉冲，质子吸收能而发生共振。与进动频率相同的射频脉冲可由与进动频率相同的射频脉冲可由Larmor方程算出方程算出 H质子的进动频率质子的进动频率42.5MHz（1.0T）(42.5百万次每秒百万次每秒)41射频效应1.纵向磁化减少2.横向磁化增大424344弛豫 中止射频脉冲，同时，独立发生中止射频脉冲，同时，独立发生两个过程：两个过程：1.纵向磁化开始恢复纵向磁化开始

7、恢复-纵向弛豫纵向弛豫2.横向磁化开始消失横向磁化开始消失-横向弛横向弛豫45纵向弛豫纵向弛豫1.高能级（指向下）质子逐一回到低能高能级（指向下）质子逐一回到低能级（指向上）是连续能量传递过程，纵级（指向上）是连续能量传递过程，纵向磁化增加并回复向磁化增加并回复2.能量传给周围（晶格），又称自旋能量传给周围（晶格），又称自旋-晶晶格弛豫格弛豫4647 横向弛豫横向弛豫 不同频率的质子不再被强制不同频率的质子不再被强制于同向，很快失去相位一致性，于同向，很快失去相位一致性，横向磁化减少，消失横向磁化减少，消失-横向弛豫，横向弛豫，有称自旋有称自旋自旋弛豫自旋弛豫4849 纵向弛豫时间纵向弛豫磁化

8、增加到复原所需要的时间1.是时间常数，非绝对时间2.不依赖质子进动3.高磁场T1长5051横向弛豫时间横向弛豫时间横向磁化减少到消失所需的时间横向磁化减少到消失所需的时间 依赖于质子进动依赖于质子进动5253T1与T2的关系1.T1与与T2不是弛豫结束所需的时间不是弛豫结束所需的时间2.T1纵向磁化恢复至原磁矢量的纵向磁化恢复至原磁矢量的63%所所 需时间需时间3.T2横向磁化减少到原磁矢量的横向磁化减少到原磁矢量的37%所所需时间需时间541.T11.T1长于长于T2T22.T122.T12倍、倍、5 5倍、倍、1010倍于倍于 T2T23 3生物组织的生物组织的T1T1与与T2T2 T1

9、3002000ms T1 3002000ms T2 30150ms T2 30150ms55T1、T2与组织性质T1T2不反映组织性质，不能就此做组织分类 水 长T1 长T2 脂肪 短T1 T2 病变组织含水高 T1 T2长56 影像影像T1因素因素1.组织成分、结构、磁环境组织成分、结构、磁环境质子与晶格频率接近，穿能快质子与晶格频率接近，穿能快 T1短，如脂肪，相反，质子传能给晶短，如脂肪，相反，质子传能给晶格慢格慢 T1长，如水（小分子，运动长，如水（小分子，运动快）快）2.外场强外场强 场强高，质子进动快，向频率较场强高，质子进动快，向频率较慢的晶格传能较难慢的晶格传能较难 T1长长5

10、7影像T2的因素 外磁场与组织内局部磁场不均匀性1.局部磁场均匀（水），质子的同相位持续时间长 T2长2.局部磁场不均匀（含大分子液体）失去相位一致性快 T2短58 90脉冲 180脉冲1.使磁化减少、消失，横向磁化出现磁化倾斜了90脉冲2.倾斜180 为180脉冲5960脉冲序列 超过一个连续脉冲为脉冲序列作用1.脉冲可以是90或1802.TR可长可短3.可组成多种脉冲序列4.脉冲序列决定获得组织的何种信号61几种脉冲序列自旋回波序列的T1WI、T2WI、压水序列、压脂序列和梯度回波序列等62TR:两个连续脉冲的间隔时间短TR显示出T1差别的图像T1加权像；长TR各组织纵向磁化均复原，无差别

11、，得不到T1加权像；很长TR质子密度加权像长TR 1500msec短TR 500msec长TR三倍于短TR63TE：90脉冲与自旋回波的之间的时间脉冲与自旋回波的之间的时间自旋回波时间自旋回波时间TE影响影响T2信号与图像信号与图像 极短极短TE T2信号强度差别小信号强度差别小 较长较长TE 信号强度差别靠信号强度差别靠T2 很长很长TE 产生重产生重T2加权像但信号衰加权像但信号衰 减减长长TE 80msec 短短TE 30msec长长TE三倍于短三倍于短TE64流空效应流空效应 对某一层面发射对某一层面发射90脉冲层面内脉冲层面内质子包括血管内血液均受激发，质子包括血管内血液均受激发，中止脉冲记录该层面信号时血液中止脉冲记录该层面信号时血液已经离开了受检层面，测不到信已经离开了受检层面，测不到信号，成为无信号带。号，成为无信号带。返回65返回6667686970返回71返回