1、医学影像学医学影像学Medical Imaging湖北省郧阳医学院放射及介入放射学教研室徐霖影像学总论医疗系1第一篇 总论 1895年 德国伦琴(Wilhelm Conrad Rontgen)X线诊断学是现代影像学的基础。医学影像学是现代医学的重要学科之一影像学总论医疗系2医学影像学的范畴 放射诊断学Diagnostic Radiology 计算机体层摄影Computer Tomography 核磁共振成像Magnetic Resonance Imaging 超声成像Ultrasonography 体层发射成像Emission Tomputed Tomography 核医学-Scintigra
2、phy 介入放射学Interventional Radiology影像学总论医疗系3影像学总论医疗系4影像学总论医疗系5影像学总论医疗系6影像学总论医疗系7影像学总论医疗系8影像学总论医疗系9医学影像学的学习 影像诊断的主要信息来源是以不同灰度表示的图像 影像诊断是通过对图像的观察分析和归纳而作出的 不同影像技术具有不同的优缺点 影像学需要提供诊断，但一般是推断产生的，不是最后的病理诊断影像学总论医疗系10第一章 X线成像第一节 X线成像原理与设备影像学总论医疗系11X线的产生 在真空管内高速行进成束的电子流撞击在真空管内高速行进成束的电子流撞击钨靶而产生钨靶而产生 加热灯丝产生的电子云在高电
3、压的作用下由灯丝向阳极高速行进，撞击阳极靶面而发生能量转换 1%1%的能量转变为的能量转变为x x线线影像学总论医疗系12X线装置 X线管：真空二极管（灯丝、靶面、散热装置）变压器：管电压40-150KV，灯丝电压12V 操作台：调节电压、电流、时间影像学总论医疗系13影像学总论医疗系14X线特性-一般特性 X线是波长为0.0006-50nm的电磁波 诊断用0.008-0.031A（相当于40-150KV的管电压）具有电磁波的一般特性 软射线：波长较长的x线影像学总论医疗系15X线特性-成像特性 穿透性：管电压高穿透性：管电压高-波长短波长短-穿透力强穿透力强；是x线成像的基础。穿透过程中有衰
4、减 荧光效应荧光效应：激发荧光物质产生荧光，是透视的基础 感光效应感光效应：是溴化银产生潜影，是摄影的基础 电离生物效应电离生物效应：放射治疗和防护的因素影像学总论医疗系16X线成像基本原理 X线的穿透性、荧光及感光效应 肌体组织之间的密度与厚度差别 穿透肌体的剩余射线使介质显影影像学总论医疗系17X线成像的基本条件 具有一定穿透力的X线穿透人体组织结构 被穿透的组织结构存在密度与厚度的差异 穿透组织的剩余X线经过显像，形成具有对比与层次的影像影像学总论医疗系18人体组织结构的密度差异 高密度：骨骼、钙化灶 中等密度：软骨、肌肉、实质器官、液体 低密度：脂肪、气体影像学总论医疗系19影像学总论
5、医疗系20影像学总论医疗系21影像学总论医疗系22人体器官的厚度差异 躯体厚、四肢薄 实质器官厚、空腔器官薄 成人肥胖者厚、小儿瘦弱者薄影像学总论医疗系23病变导致组织密度变化 肺部实质病变、骨增生等：组织器官的密度增高 空腔脏器含气增多、骨破坏等：组织器官的密度减低影像学总论医疗系24影像学总论医疗系25影像学总论医疗系26X线成像设备 球管及支架 高压发生器 操作台 检查床 影像增强电视系统影像学总论医疗系27球管 真空二极管：阴极钨丝、阳极钨靶或钼靶 管套及散热装置、支架影像学总论医疗系28变压器（高压发生器）降压变压器供应灯丝12v电源，升压变压器供应球管两极40-150kv电压影像学
6、总论医疗系29操作台 调节管电压、灯丝电流和曝光时间影像学总论医疗系30检查床影像学总论医疗系31影像增强电视系统影像学总论医疗系32第二节 X线图像特点影像学总论医疗系33X线图像特点 黑白灰度图像反映组织的密度与厚度 是一个部位各个结构的重叠总和投影 锥形射线造成影像的放大 非点射线造成的影像失真、伴影影像学总论医疗系34第三节 X线检查技术影像学总论医疗系35影像学总论医疗系36影像对比自然对比 人体组织结构密度不同产生的影像对比人工对比 向人体器官内或其周向人体器官内或其周围引入一定量的密度围引入一定量的密度与组织结构有差别的与组织结构有差别的物质物质(造影剂或对比造影剂或对比剂剂)，
7、使之与周围形，使之与周围形成对比的方法成对比的方法，又称为造影检查影像学总论医疗系37影像学总论医疗系38X线检查技术 普通检查：荧光透视、摄影 特殊检查：体层、高千伏、软射线 造影检查影像学总论医疗系39透视透视Fluoroscopy优点 多方位、了解功能 简便迅速 费用低缺点 对比度清晰度低 缺乏客观纪录 受个人影响较大影像增强电视系统和电脑图文处理系统可改善透视效果影像学总论医疗系40影像学总论医疗系41摄影摄影Radiography 对比度、清晰度良好 永久记录 是x线主要检查方法 处理程序多影像学总论医疗系42体层摄影体层摄影Tomography 以选定层面为中心，球管与胶片在曝光时
8、向相反方向移动，获获得选定层面的清晰影得选定层面的清晰影像像，而非选定层面的影像模糊。用于显示平片容易重叠的深部病变细节。影像学总论医疗系43影像学总论医疗系44影像学总论医疗系45高千伏摄影High kv film 管电压120kv以上 去除重叠影像，显示较厚病变和肺血管纹理影像学总论医疗系46软线摄影 40kv以下，钼靶球管检查乳腺或软组织影像学总论医疗系47特殊检查-其他 放大摄影：物片距增大、焦物距变小 荧光摄影影像学总论医疗系48造影检查的造影剂 造影剂是引入体内增加器官组织与周围密度差别的物质 高密度高密度 医用硫酸钡 碘制剂 40%碘化油 离子性碘水制剂 非离子型碘水制剂 非离子
9、型二倍体碘水制剂 低密度低密度：气体影像学总论医疗系49造影方式直接引入 口服法 灌注法 穿刺注入法间接引入 分泌法 吸收法影像学总论医疗系50口服钡餐检查影像学总论医疗系51灌注结肠及子宫检查影像学总论医疗系52穿刺血管造影影像学总论医疗系53间接静脉尿路检查影像学总论医疗系54造影检查的注意事项 检查的目的性要明确 做好检查前的病人准备和药物准备 了解患者的病史和过敏史 做好解释，取得配合 正确施行和判断造影剂的过敏试验 过敏抢救措施要完善影像学总论医疗系55选择X线检查方法 因病对症选择 先简后繁 确诊为止影像学总论医疗系56X线诊断的临床应用 是影像诊断中使用最多最基本的方法是影像诊断
10、中使用最多最基本的方法 是骨关节、胸部、胃肠道疾病的诊断的主要方法之一 是实质器官和神经系统辅助检查影像学总论医疗系57X线的防护 技术防护 患者防护 医技人员防护 一般放射检查的辐射剂量在允许范围内影像学总论医疗系58第二节 数字X线成像Digital Radiography影像学总论医疗系59DR的基本原理 将透过人体的剩余X线影像记录于可以计算机处理的感光介质上,经过计算机处理后显示图像的技术 以其它感光介质代替常规X线底片影像学总论医疗系60DR的分类 计算机X线成像CR 数字X线荧光成像DF 平板探测器直接成像FPD/DR影像学总论医疗系61DR过程1.影像采集 透过人体的X线使感光
11、物质感光影像学总论医疗系62DR过程2.读取 光电元件激活或激光扫描读取感光变化，并转换成数字信号影像学总论医疗系63DR过程3.处理 灰阶处理 窗位处理 减影处理 吸收率减影影像学总论医疗系64DR过程4.显示 荧光屏显示数字图像 激光胶片影像学总论医疗系65DR过程5.存储 磁带 磁盘 光盘影像学总论医疗系66CR及设备 用影像板IP作感光介质 X线机 IP 计算机处理系统 主要用于摄影检查影像学总论医疗系67数字X线荧光成像 用高分辨率电视增强装置IITV作感光介质 后续处理经过计算机系统 常用于血管造影和数字胃肠机影像学总论医疗系68DR设备 用无定形硅碘化铯等作感光介质 X线机 平板
12、探测器 计算机系统 现有速度较快者用于血管造影影像学总论医疗系69平板探测器X线成像 用密集排列的无定型硅碘化铯晶体探测X线信号并转化为数字信息 是近年来主要发展方向 有多种探测平板和方法影像学总论医疗系70影像学总论医疗系71DR的优点 最佳视觉效果 摄片宽容度大 辐射量减少 存储方便 方便传输影像学总论医疗系72DR的缺点 投资较高 图像空间分辨率较X线低影像学总论医疗系73DR的应用 与常规X线相同，但提供更好的图像影像学总论医疗系74第三节 数字减影血管造影Digital Subtraction Angiography DSA影像学总论医疗系75血管造影Angiography-将水溶性
13、碘制剂注入血管使血管显影的X线检查方法影像学总论医疗系76常规血管造影的缺点 损伤重(穿刺刺激压力)结构重叠影像学总论医疗系77减影的基本原理与程序摄取检查部位平片(负片)根据平片制备正片负片+正片=无影像负片血管造影片无影像片+血管造影片=血管影像(其他结构影像抵消清除)影像学总论医疗系78数字减影血管造影的定义 将未造影和造影的图像通过影像增强扫描而矩阵化,经模/数转换成数字化,两者相减而获得数字化图像后经数/模转化成减影图像,以突出显示血管结构影像学总论医疗系79DSA设备 大型X光机 IITV或平板 计算机 操作台影像学总论医疗系80DSA的减影方式 时间减影 能量减影 混合减影 体层
14、减影 光学减影 CO2-DSA影像学总论医疗系81目前最常用的是时间减影和能量减影法影像学总论医疗系82时间减影法 常规方式 脉冲方式影像学总论医疗系83时间减影法 超脉冲方式 连续方式影像学总论医疗系84时间减影法 时间之隔差方式 路标方式影像学总论医疗系85DSA检查技术 IA-DSA IV-DSA影像学总论医疗系86DSA的应用-头部影像学总论医疗系87DSA的应用颈部影像学总论医疗系88DSA的应用胸部影像学总论医疗系89DSA的应用心脏影像学总论医疗系90DSA的应用心血管影像学总论医疗系91DSA的应用腹部影像学总论医疗系92DSA的应用四肢影像学总论医疗系93DSA的应用介入影像
15、学总论医疗系94第二章 计算机体层成像CTcomputer tomography 1969年Hounsfield设计，1972年应用影像学总论医疗系95CT的成像原理 探测X线束扫描人体后的剩余射线，通过数模转换，将体素转换成矩阵象素 横断面解剖图像 X线点状显示，CT是块状显示影像学总论医疗系96CT的数学原理 J.RADON：任何物体可以从它的投影无限集合重建其图像影像学总论医疗系97CT设备的基本元件 扫描X线管、探测器、扫描架 计算机系统 图像存储及显示系统影像学总论医疗系98不同类型的CT设备普通CT 分层扫描 不同级别螺旋CT 滑环技术 扫描床连续平移影像学总论医疗系99不同类型的
16、CT设备-续 电子束CT(超速CT或多层CT)多排CT影像学总论医疗系100CT图像的特点 横断面 密度分辨率高，空间分辨率较低 不同CT设备的分辨率不同 吸收系数（CT值）反映组织密度 CT值：水0=、空气=-1000、骨=1000影像学总论医疗系101常用CT扫描技术 平扫：直接扫描 对比增强扫描：团注造影剂后扫描 造影扫描：结构造影后扫描 高分辨力扫描：空间分辨率0.5mm、层厚1-1。5mm、矩阵512*512影像学总论医疗系102影像学总论医疗系103影像学总论医疗系104CT新技术 再现技术 表面再现 最大强度投影 容积再现 仿真内窥镜影像学总论医疗系105影像学总论医疗系106C
17、T的应用 中枢神经系统疾病 头颈部疾病 胸部疾病 心脏大血管疾病 腹盆部实质疾病 骨骼软组织疾病影像学总论医疗系107影像学总论医疗系108影像学总论医疗系109影像学总论医疗系110第三章 超声成像超声的物理性质 震动频率20000Hz以上的机械波 常用频率为3.5-5MHz 在弹性/密度比率大的介质中声速高 同一介质中频率与波长成反比影像学总论医疗系111超声成像超声医学应用的物理性质 束射性或指向性 反射、折射、散射、绕射 吸收与衰减 多普勒效应压电晶体换能器，逆压产生超声波，正压成为回声接收器影像学总论医疗系112超声成像的基本原理超声的声阻抗、声衰减和多普勒特性超声的声阻抗、声衰减和
18、多普勒特性组织器官的声阻抗和衰减特性组织器官的声阻抗和衰减特性 器官被膜的声阻抗构成界面反射；内部结构的声阻抗和衰减特性表示正常组织和病变的细节；活动结构对超声回波产生的频率改变影像学总论医疗系113超声基本设备 超声换能器（探头）发射与接收装置 显示与记录系统 电源影像学总论医疗系114超声设备的类型 脉冲回声式 幅度调制A型超声仪 亮度调制B型超声仪 回声辉度调制M型超声仪 频移回声式 频移示波型 彩色多普勒血流显像影像学总论医疗系115USG图像特点 根据探头所扫查的部位形成断层图像 用明暗灰度表示组织的声阻抗和回声衰减变化，判断结构及病变 回声频率的变化反映血流性质 易受气体脂肪干扰；
19、图像范围小、清晰度差影像学总论医疗系116USG检查技术 病人空腹或充盈膀胱 多体位、多角度紧贴扫查 顺序平移断面法、立体扇形断面法、十字交叉法、对比加压扫查法、腔内探头法影像学总论医疗系117USG分析诊断 脏器外形 边界和边缘回声 内部结构特征 后壁即后方回声 周围回声强度 毗邻关系 量化分析 功能性监测影像学总论医疗系118USG应用 心脏大血管疾患 实质性脏器疾患 软组织疾患 含液体空腔脏器疾患影像学总论医疗系119第四章 磁共振成像Magnietic Resonance Image Lauterbur 1973年 人体放置于强磁场中，发射无线电波后接受人体内发出的磁共振信号并重建图像
20、影像学总论医疗系120MRI原理 人体内氢核在磁场中有序进动呈纵向磁化 在射频脉冲作用下氢核跃迁，纵向磁化减少而出现横向磁化 纵向磁化由零恢复到原数值63%所需的时间为纵向驰豫时间T1 横向磁化由最大减少到最大值的37%所需的时间为横向驰豫时间T2影像学总论医疗系121MRI原理（续）正常与病理组织的T1、T2是相对恒定且有一定差别的，是成像的基础。两个激励脉冲间的间隔时间为重复时间TR,决定组织间的T1差别。质子密度（自旋密度）也影响组织信号对比。90度脉冲与产生回波之间的时间为回波时间TE,影响T2信号和图像。自旋回波序列：90-TE/2-180-TE/2影像学总论医疗系122MRI设备主
21、机 主磁体：永久、阻抗、超导 线圈：梯度、体积、表面 射频发射器 信号接收机数据处理 模拟转换器 计算机 磁盘或磁带机影像学总论医疗系123影像学总论医疗系124MRI图像特点 多参数成像：TIWIT2WIpdWI（高信号指短T1长T2的白影，低信号相反）横断、冠状、矢状等多方位成像 流空效应 质子驰豫增强效应与对比增强影像学总论医疗系125MRI检查技术 脉冲序列 -SE序列：控制TR及TE改变组织T1、T2和质子密度 -梯度回波（快速SE序列)-回波平面成像（快速）脂肪抑制技术：鉴别组织有无脂肪成分 对比增强：使用能使质子驰豫时间缩短的顺磁性物质影像学总论医疗系126MRI检查技术（续）血
22、管造影：时间飞跃TOF法、相位对比PC法 水成像（长TE技术）功能成像 -弥散成像 -灌注成像 -皮层激发功能定位影像学总论医疗系127MRI分析 MRI类型与磁场强度 扫描条件 多方位诸幅图像多条件的观察 正常结构 异常表现的细节 功能情况和血管情况影像学总论医疗系128MRI的应用 神经系统 头颈部影像学总论医疗系129MRI的应用（续）纵隔心脏 腹盆部器官影像学总论医疗系130MRI的应用（续）骨髓 软组织影像学总论医疗系131第五章 医学影像的观察分析 成像原理 图像特点 成像方法影像学总论医疗系132医学影像的观察 技术条件是否合格 按一定顺序全面系统观察 区分正常与异常 详细了解病
23、变细节：位置与分布、数目、形态、边缘、密度、邻近组织变化、功能状态影像学总论医疗系133医学影像资料的分析 病变影像的细节 同病异影、异病同影 临床表现：年龄、性别、职业、接触史、生长环境 其它辅助检查结果影像学总论医疗系134医学影像的诊断 肯定性诊断：确诊什么疾病 否定性诊断：否定某种疾病的存在 可能性诊断：有病变但难肯定性质 -需要其他检查 -观察复查 -治疗性试验影像学总论医疗系135综合应用 呼吸系统：X-CT 心脏：X-B超-MRI-CT 乳腺：超声-钼靶-MRI 骨骼：X线-CT-MRI 胃肠道：X线造影-CT-MRI-B超 泌尿系：x线造影-B超-CT影像学总论医疗系136第六
24、章 图像存储与传输系统与信息放射学第一节图像存储与传输系统Picture Archiving and Communicating System PACS：是以计算机为中心，对各种影像信息进行获取、传输和存档处理影像学总论医疗系137影像学总论医疗系138图像获取 数字化图像通过DICOM3.0等方式直接输入PACS 传统X线图像经过信号扫描转换后输入PACS影像学总论医疗系139图像传输 网线 公用电话线 光导纤维 微波影像学总论医疗系140图像存储与压缩 采用多种磁介质纪录存储 通过间值与哈夫曼符号压缩后减少占用空间 一张常规CR/DR约10M大小影像学总论医疗系141信息处理 登记 检索
25、编辑 后处理 统计影像学总论医疗系142PACS的分型 微型部分设备之间 小型放射科 中型医院内 大型医院间影像学总论医疗系143PACS的应用 科外及时阅读图像,提高效率与诊断水平 减少胶片借调和丢失毁损 减少胶片耗材 减少占用空间 便于会诊对比 后处理提高图像质量 利于HIS与RIS的联网应用和质量控制影像学总论医疗系144影像学总论医疗系145信息放射学包涵内容 放射科工作的管理、质量控制QC、质量保证QA、影像信息的存档与传输PACS、远程放射学等影像学总论医疗系146放射学信息系统RIS 通过计算机网络进行放射科的工作运行和管理 检查预约、登记、书写报告、质量控制、质量保证、统计分析、查询影像学总论医疗系147信息放射学的建立 以图像数字化为前提 以放射信息系统RIS、影像信息存档与管理系统PACS和互联网为基础 符合DICOM3.0标准 与医院信息系统不冲突影像学总论医疗系148信息放射学的作用 提高教学水平 提高教学水平 提高科研资料的积累 符合现代医学的发展趋势影像学总论医疗系149
