1、,Diagnostic Imaging,影像诊断学 总论,W.C.Rntgen：德国物理学家 1895年11月8日发现一种性质不明的新的射线由真空阴极管发出使铂氰化钡纸板发出了荧光。 1896年1月23日宣布发现并命名其为X射线。,Interventional Radiology 介入放射学,医学影像学,第一章 X线成像 第二章 计算机体层成像 第三章 超声成像 第四章 磁共振成像 第五章 不同成像诊断的综合应用 第六章 PACS、信息放射学,第一章 X线成像,第一节 普通X线成像,一、 X线成像基本原理与设备,（一）、X线的产生和特性,X线的产生 X线的特性：为电磁波 穿透性 荧光效应 感光
2、效应 电离效应,示 意 图,控 制 电 路,X 线 管,关闭图解,控 制 电 路,X射线,图示： 电 磁 波 谱,关闭,图示：穿 透 性,关闭,X线穿透性是X线成像的基础,图示：荧光效应,关闭,荧光效应是透视检查的基础,冲片机,照片,曝光,照射,感光,感光效应是X线摄影的基础,暗盒与胶片,胶片（溴化银）Ag+ Ag 沉积在胶膜上,显影，定影,曝光,黑白影像,关闭,可测量X线的量,生物效应,物体,电离效应,电离效应是放疗的基础，和防护的原因,基于 1.X线的特征（穿透、感光、荧光） 2.人体组织密度和厚度的差异 X线影像形成 3 个基本条件： 1.一定穿透力的X线 2.存在密度和厚度差异的组织结
3、构 3.显像过程,（二）、X线成像基本原理,人体组织密度,高密度（骨）,中等密度（肌肉、液体、软骨等）,低密度（气管、肺、脂肪）,经人体组织吸收后剩余X线,X线胶片,荧光屏,白,暗,灰,灰,暗,白,不同密度组织（厚度相同）与X线成像的关系,X线胶片,荧光屏,不同厚度组织（密度相同）与X线成像的关系,由此可见，密度和厚度的差别是产生影像对比的基础，是X 线成像的基本条件。两者的作用决定于哪个占优势。 在术语中通常用密度的高低表达影像的白与黑；人体组织密度发生改变时，则用密度增高和密度减低表达影像的白影和黑影,（三）、X线成像设备,X线管及支架 变压器 操作台 检查床等,二 、 X线图像特点,投影
4、总和 叠加影像 放大 伴影 失真,人体,X线管阳极靶对X线投影的影响（放大和晕影）,s1,s2,斜射投照对X线投影的影响（歪曲失真）,三、 X线检查技术,普通检查,特殊检查,普通检查 透视 多方位了解病变、动态观察、费用低是优点；缺点是无记录、影像清晰度和对比度差、辐射量大。 摄影 相反。,气管体层摄影,乳腺钼靶摄影,心脏记波摄影,特殊检查,造影检查,造影剂,造影方式,检查前准备及造影反应的处理：禁忌症、 解释工作、过敏试验、抢救准备,高密度造影剂,低密度造影剂,直接引入：口服、灌注、注入,间接引入,食道吞钡检查,气钡双重造影,支气管造影,静脉肾盂造影,间接引入造影,X线检查方法的选择原则,先
5、简单，后复杂 先普通，后造影 并非绝对,肯定性诊断 否定性诊断 可能性诊断,四 X线诊断的临床应用 五 X线检查中的防护,80年代：Computed Radiography 90年代：Digital Radiography 2千年： Digital Fluorography,第二节 数字X线成像 Digital Radiography,影像读取装置 X线影像数字信号,影像处理装置各种影像处理,影像记录装置 数字信号光信号,控制用计算机,影像储存装置光盘、磁带,荧 屏,激光照相机,胶 片,PACS,自动洗相机,CR相片,.,.,CR装置示意图,X线管,被照体,影像板,IP板,IP 板,普通X光片
6、盒,CR成像系统,影像数字信号,影像处理装置各种影像处理,影像记录装置 数字信号光信号,控制用计算机,影像储存装置光盘、磁带,荧 屏,激光照相机,胶 片,PACS,自动洗相机,DR相片,.,.,DR装置示意图,X线管,被照体,平板探测器,胸部DR,革命性的平板探测器,DR的临床应用,DR是彻底改变传统放射科、发展远程放射学、信息放射学的必由之路。 影像诊断工作流程的革命，实现无片化。 计算机辅助诊断（CAD）光明的前景。 数字化医院的重要组成部分。,Now！,before,第三节 数字减影血管造影 Digital Subtraction Angiography,一、 DSA成像基本原理与设备,
7、原理,时间减影法,二、 DSA检查技术,三、 DSA的临床应用,腹主动脉瘤的介入治疗,DSA技术是介入放射技术开展必不可少的基础,第二章 计算机体层成像,Computic Tomography,X 线计算机体层摄影 CT （Computed Tomography）,1969年设计成功 1972年公诸于世 1979年获Nobel奖,英国工程师 G.N. Hounsfield,第一节 CT成像基本原理与设备,一、CT成像的基本原理 X线人体层面探测器光电转换器 光信号变为电信号模拟/数字转换器 数字计算机处理每个体素的X线衰 减系数排列出数字矩阵数字/模拟转换器 像素CT图像,二、设备,普通CT
8、螺旋CT（单螺旋CT，多排螺旋CT） 电子束CT,三个组成部分,扫描部分 计算机系统 图像显示和存储系统,以旋转式扫描为基础，通过滑环技术与床连续平移实现螺旋扫描。,优点： 快速容积扫描，不间断数据采集，成像时间短，为实时成像、3D技术、仿真内镜的开发基础。,东芝Aquilion多排螺旋CT,由电子枪发射电子束轰击环靶产生X线。 对心脏大血管病变的诊断有重要价值。,Electric bean CT,像素越小，空间分辨率越高。 密度分辨率高，是其优点。以灰度表示。 密度显示可量化，即CT值（HU） 以层面显示器官和组织,第二节 CT图像特点,动脉期,门脉期,延迟期,平扫,胰体尾部囊腺瘤,CT 值
9、,CT值可说明物体密度高低的具体程度，是一个量的概念。 CT值的单位是Hu（Hounsfield Unit）。水的吸收系数是1.0，CT值定为0Hu，人体中密度最高的骨皮质吸收系数最高，CT值定为1000Hu，而空气密度最低，定为 -1000Hu。人体中密度不同的各种组织的CT值则居于 -1000+1000Hu的2000个分度之间。,空气 脂肪 水 软组织 骨皮质,-1000,0,1000,-120,120,-60,60,体内各器官、组织的CT值（Hu）,致密骨 250 肾 3010 松质骨 130100 肌 肉 455 甲状腺 7010 淋巴结 4510 肝 655 脂 肪 -9010 脾
10、455 气 体 -1000左右 胰 4010,体内各病理组织的CT值（Hu）,囊 肿 105 脓 肿 3010 血 肿 20 肿 瘤 4010 静脉血 555 渗出液 182 凝固血块 8010 漏出液 182,窗位与窗宽,正常人眼灰阶度分辨率为16个灰阶（2000/16=125） 通过窗口技术，可调节灰阶度范围 窗宽是以全部灰阶度等级显示的CT值范围，其中心值即为窗位,骨窗,肺窗,脑窗,腹窗,第三节 CT检查技术,一.普通CT扫描 二.高分辨力CT扫描 三.CT的新技术,普通CT,2. 对比增强扫描（contrast enhancement，CE） 3. 造影扫描（如脑室造影后扫描）,平扫（
11、plain CT scan）,高分辨CT扫描,新的CT检查技术,再现技术：表面再现、最大强度投影、容积再现。 CTA（CT Angiography） 仿真内镜显示技术,表面再现技术（SSD）,最大强度投影（MIP）,容积再现技术（VR）,容积再现技术,CTA技术,仿真内镜显示技术,结肠内窥镜,气管内窥镜,结 肠 息 肉,CT灌注成像,脑血流容量（BV）,脑血流流量（BF）,平均通过时间（MTT）,第四节 CT诊断的临床应用,应用的限度（昂贵、某些病变不定性） 特点与优势 中枢神经系统 头颈部疾病 胸部疾病 心脏大血管 腹部及盆腔 骨骼肌肉系统,脑出血,正常耳部 MSCT,横断面,斜位重建,冠状
12、面,VR 电 影,曲面MIP成像,左侧肾脏四期成像 135 kV/Max220 mAs(Real-EC:SD 4)/HP 41/640.5 mm/Range:270mm Total time:7.9 s/0.5 s/rot.,平扫,动脉早期,动脉晚期,平衡期,Clinical data provided courtesy of Fujita university hospital,脏器多期相检查,椎间盘突出（横断位、MPR）,“螺旋断层CT”和 “器官容积CT”差别,肝脏成像（一次多期）,Arterial Phase,Portal venous Phase,Hepatic Phase,踝关节运
13、动DV评价,第三章 超声成像 Ultrasonography,USG成像基本原理与设备,超声 (ultrasound) 是指振动频率每秒在20000次（Hz，赫兹）以上，超过人耳听觉阈值上限的声波。 超声检查是利用超声波的物理特性和人体器官组织声学特性相互作用后产生的信息，并将其接收、放大和信息处理后形成图形、曲线或其他数据，借此进行疾病诊断的检查方法。,一、超声的物理特性 束射性或指向性 反射、折射、散射、绕射 吸收与衰减 多谱勒效应活动目标回声的频移现象（Doppler） 非线性传播,超声仪器发射超声波，在人体组织中传播，在每一层面上均可发生不同程度的反射或/和散射，被超声仪的换能器接收，
14、经过仪器的信号处理系统的处理，在显示器上以不同的形式显示为波形或图像,二、超声成像基本原理,超声诊断仪组成,主机 由发射电路、接收电路、扫描电路和显示器组成 探头 由换能器、外壳、电缆和插头组成，换能器是探头的关键部件。通常由压电陶瓷构成，担负电声转换的作用，也即发射超声和接收超声的作用。 有工作站、录像机、光盘和磁光盘,Sliding and swiveling Console,超声诊断主要种类,超声示波法 （型 ） 二维超声显像法（B型 ） 超声光点扫描法（型）,（1）A型超声显像： 以波幅变化反映反射回声强弱 （2）B型超声显像： 以辉度不同的明暗光点反映 反射回声强弱 （3）M型超声显
15、像： 以慢扫描方式将某一取样线上 的活动界面展开获得 “距离时间”曲线,当声束在人体组织中传播，遇到不同声阻抗的邻近介质的介面时，在该界面上就产生反射即回声。 B型超声诊断仪把接收到的回声以光点显示，光点的灰度等级代表回声的强弱，通过扫描电路，形成一幅人体的断层图像， 连续多幅声像图在屏幕上显示，便可观察到动态的器官活动。,B型诊断法,膀胱乳头状CA,右肾上腺嗜铬细胞瘤,胆囊结石,肾脏重度积水,胎儿脊柱,胎儿手,利用多普勒效应提取多普勒频移信号，并用快速富立叶变换技术进行处理，最后以频谱或彩色血流图形式显示。前者又分为脉冲超声多普勒频谱法（PW）和连续超声多普勒频谱法（CW）；后者有彩色多普勒
16、血流成像法（CDFI）和彩色多普勒能量成像法（CDE）。,Doppler超声诊断法,Doppler 超声诊断法（D型） Doppler超声频谱诊断法（PW CW） 彩色Doppler血流成像 （CDFI） 彩色Doppler能量图 (CDE ),超声诊断主要种类,正常肾动脉频谱,二尖瓣返流频谱,正常主动脉瓣频谱,盆腔异位肾肿瘤,正常肾血流,肝硬化腹壁侧枝循环,三维超声诊断法,三维超声成像是在二维超声的基础上完成的，即先取得一组二维断层平面图像，然后用计算机进行三维重建。 其显示方式主要有表面三维显示、 透视三维显示、血管树三维显示及多平面重投影。,肝脏肿瘤,胆囊息肉,胎儿,USG诊断的临床应用
17、,肝 胆 肾首选的影像学检查方法 检测血流动力学参数、器官血流灌注 早期妊娠诊断和围产医学应用 计划生育、体检、防癌普查 介入性超声诊断和治疗,第四章 磁共振成像 Magnetic Resonance Imaging,1946年由Bloch和Purcell发现了核磁共振原理 1973年英国学者Lauterbur首次报道了核磁共振成像技术,磁共振（Magnetic Resonance Imaging）,Felix Bloch,Edward Purcell,1952年获Nobel奖,Lauterbur,Mansfield,磁共振（Magnetic Resonance Imaging）,2003年获
18、Nobel奖,第一节 MRI成像基本原理与设备,原理：利用原子核在强磁场内发生共振所 产生的信号经图像重建的成像技术。 过程：将患者摆在强外磁场中发射无线 电波（射频脉冲RF）瞬间关闭 无线电波 接收患者体内发出的 磁共振信号 重建图像。,MRI成像原理,含有奇数质子或中子的原子核可产生一定角度的自旋并且在其周围产生磁场.这种特性就是成像基础。 现在的MRI图像就是H原子的图像。,MR成像原理,质子进入磁场前的排列,质子进入强磁场后的排列,MRI成像过程,磁共振成像基本原理,人体内广泛存在氢原子核，其质子有自旋运动，带正电，可产生磁矩，有如一小磁体。在强磁场下，体内的无数小磁体全沿静磁场方向排
19、列，用特定频率的射频脉冲进行激发，可使这些小磁体吸收能量后发生共振，停止射频脉冲则可使其相位回复到激励前的状态，这一过程称为弛豫。弛豫过程中可发生信号，用这些信号可组成图像。,驰豫过程可用两个时间值描述,T1 纵向驰豫，自旋-晶格驰豫 90脉冲激励后，纵向磁化矢量从零向最大值恢复 T2 横向驰豫，自旋-自旋驰豫 90脉冲激励后，横向磁化矢量从最大衰减至零,平衡态（B0）时，纵向磁化矢量最大，横向磁化矢量为零 90脉冲激励，使横向磁化矢量变最大,（恢复至63）,（衰减至37）,MR 机,第二节 MRI图像特点,多参数成像解剖结构逼真，病变与解剖关系明确。 描述MRI图像用信号高低表达。高信号表达
20、白影，中等信号表达灰影，低信号表达黑影。 多方位成像横断面、冠状面、矢状面、任意方向断面。3D重组。 流动效应流空现象显示血管腔。 质子弛豫增强效应与对比增强增强检查。,MR信号特点,SE 序列： -T1-W 脂肪信号强，优于显示解剖结构 T2-W 液体信号最强，长于发现病变 N（H）显示质子密度 GRE 序列：flip angle，扫描速度快， 信号强度类似SE IR序列：脂肪、水分离,常用的扫描序列,SE序列（自旋回波） TR （ms) TE (ms) T1加权 200-800（短） 15-30（短） （T1-weighted,T1-WI) T2加权 1500-20000（长） 60-15
21、0（长） (T2-weighted,T2-WI) 质子密度 1500-25000（长） 15-30（短） (Proton Density, N(H)） IR序列（反转回波） TR（短） TE（短） TI（短） TI1500ms 压水,第三节 MRI检查技术,技术较复杂，时间长 禁忌：心脏起搏器、人工金属材料（人工关节、动脉瘤夹等）、金属弹片等；危重病人使用生命监护和维持系统时；孕妇。 患者要坚持不动，克服幽闭感。,第三节 MRI检查技术,脉冲序列 MRI对比增强 MRI血管造影 MR电影成像 水成像 功能性成像 MR波谱技术,T1W,T2W,FSE 序列,T1加权,T2加权,T1W,T2W,左
22、额叶恶性胶质瘤,FLAIR,T2W,+C,右侧颞叶脑梗塞,MRA,腹部MRI多层观察,脂肪抑制,STIR,T1WI,T1WI FAT,T2WI,GD+,肝癌 MRI,正常股骨MR,骨肉瘤,T1W,T2W,STIR,脑血管MRI,MR脑血管成像,正常头颅MRA,左侧AVM,腹部正常MRA,动脉硬化,下肢静脉曲张成像,MR 血管造影,正常手部动脉网,磁共振胰胆管造影 （MRCP）,水成像: MRCP,正常肝外胆管系统,胆总管远端结石,水成像: MRU,尿路梗阻,MR电影成像,心脏MR检查,MR心肌功能成像,左壁心梗,大 脑 神 经 束 成 像,DTI（弥散张量成像）的彩色FA(各向异性分数） 图显
23、示大脑的正常神经纤维束,胼胝体,内囊前肢,扣带回,额桥束,皮丘束,内囊后肢（皮质脊髓束，皮质球束,皮质桥脑束）,外囊,视放射,扣带回,胼胝体,彩色编码的FA 图上能显示各神经束的走行方向， 红色=左右走行，绿色=前后走行，蓝色=上下走行,星形细胞瘤，级（例4）,彩色编码的FA图,彩色编码FA图显示神经束浸润（短箭）和神经束推移的表现，即受犯的胼胝体和放射冠被推移向内，但仍保持原正常颜色。符合星形细胞瘤（级）诊断。,扣带回,胼胝体,放射冠,肿瘤区呈神经束浸润型表现，提示为低度恶性肿瘤，符合星形细胞瘤（级）诊断。,瘤周区呈神经束推移型表现，提示无较多肿瘤细胞浸润，为良性或低度恶性肿瘤，符合星形细胞
24、瘤（级）诊断。,正常脑功能成像,轻度阿尔兹海默病（早老性痴呆）患者视觉记忆编码脑功能图像 与正常志愿者比较激活范围减小，仅见视觉相关皮质被激活,MR脑灌注成像,箭头示病变区低灌注,2,3,2,3,2,3,2,3,1,1,1,1,3,第四节 MRI诊断的临床应用,神经系统，优于CT 纵隔病变 心脏大血管 腹部与盆腔 骨关节系统,第五章 不同成像的观察、分析 及综合应用,充分了解和利用各种影像诊断的特点 相辅相成，互相补充、印证 权衡利弊、有利于患者、综合应用 简单方便、安全、无/微创、节省费用,X线观察与分析,投照技术条件 顺序全面而系统地观察 区分正常和异常 异常：部位、分布、数目、形状、大小
25、、边缘、密度、均匀性、器官功能变化、邻近器官组织改变 结合临床和其它影像资料,您的诊断是什么,结论 转移性肺癌,何种扫描技术？（平扫or增强） 观察方法窗技术（窗宽、窗位） 单帧与系列多帧图像观察,CT分析与诊断,CT观察与分析,病变的密度（高、低、等、混杂；与 同器官比） 位置、大小、形态、数目、边缘 增强扫描观察（是否强化、强化形式） 邻近器官、组织 结合临床资料,肝癌三期扫描：“快进快出”,动 脉 期,门 脉 期,延迟期,USG观察与分析,外形 边界和边缘回声 内部结构特征 后壁及后方回声 周围回声强度 毗邻关系 脏器活动情况 脏器结构的连续性 血流的定性分析 血流的定量分析,二尖瓣返流
26、频谱,MRI观察与分析,注意病变信号强度的改变 （1）等信号强度 （2）低信号强度 （3）高信号强度 （4）混杂信号强度,肝癌,MRI： 肝右后叶巨块型肝癌 T1WI：低信号 T1增强：不均匀强化 SPIR-T2WI：高信号,MRI观察与分析,MRI诊断时注意的看片规律 （1）仔细观察各扫描方位，每个序列的每幅图像 （2）病变在每个序列中的信号强度和强化方式 （3）病变的大小、形态、数目、部位、毗邻关系 （4）一些特殊的MR检查如MR水成像、MRA、MRS、fMRI等,小 脑 星 型 细 胞 瘤,T1WI,T2WI,Flair,T1+C,第二节不同成像方法的优选和综合应用,呼吸：X线、CT（纵
27、隔： MRI 、CT） 心脏及心功能： 多层螺旋CT（冠脉、心腔）、 MR（心肌）、超声（心腔、心肌） 乳腺：超声、钼靶X线摄影、MR 骨骼肌肉：X线、CT、MRI 肝胆脾胰肾： B超、CT、MRI 胃肠道：X线（钡剂造影）、多层螺旋CT 中枢神经包括脊柱： MRI 、CT,第六章 图像存档和传输系统 与信息放射学,第一节 图像存档与传输 Picture Archiving and Communicating System，PACS,PACS是以计算机为中心，由图像信息的获取，传输与存档和处理等部分组成。,PACS的技术要点,图像捕获 多影像系统连接 高性能影像服务器和海量数据的存储管理 工作
28、站和显示系统 硬拷贝输出技术 与HIS/RIS无缝集成,图像信息的获取： 采用国际通用的DICOM3.0格式和接口,可接入系统的设备 CT MRI DSA DR ECT US,图像信息的传输： 公用电话线、光导通信、微波,图像信息的存储与压缩,磁带 磁盘 光盘 各种记忆卡片,图像信息处理,检索 编辑 后处理 放大 窗宽窗位调节 测量 增强 CAD等,PACS的临床应用,大、中、小、微型PACS 远程会诊 远程学习 数字化医院,数字化放射科的管理,注册 工作 分配,DR1,DR2,照相机,检查请求1,检查请求2,打片请求,诊断工作站,诊断工作站,打片工作站,影 像 服 务 器,诊断工作站,HIS
29、 INTRANET,HIS,任务清单管理 任务自动分配,数字化放射科信息系统环境,医生阅片室; 配置2K专业高清晰竖屏1对，1.5K2对；完成头、胸、腹、骨关节等阅片工作。配置21寸纯平1K2对完成CT等阅片工作。,激光照片工作站（1K 21寸双纯平显示器）： 接受注册台的打片请求，作排版及打印。,放射科会诊中心：配置双排8屏高亮液晶影像显示屏幕，可进行CT、DSA、DR等会诊。很快将完成院本部和院分部的联网。院内重点科室如呼吸、骨科、胸外、麻醉等成为会诊中心的设置点。,HIS,数字化医院,CISClinical Information sys. HISHospital Information sys. RISRadiology Information sys.,PACS,DDR、CT、MRI、 DSA、ECT、US,RIS,CIS,第二节 信息放射学,医学影像学与计算机科学结合而派生 的新学科，包括放射科工作管理、质量控 制（QC）与质量保证（QA）、影像信息 存档与传输、远程放射学。 以RIS、PACS和Internet为基础。 对医、教、研有深远的意义。,再见,
