1、医学影像学总论医学影像学总论医学影像学医学影像学放射科：普放、放射科：普放、CT、MR超声科超声科核医学科：同位素成像、核医学科：同位素成像、PET-CT介入放射科：诊断、治疗介入放射科：诊断、治疗科技发展在临床医学的最前沿阵地之一科技发展在临床医学的最前沿阵地之一介入放射学介入放射学在医学影像设备（在医学影像设备（X线、线、CT、B超超）导引下导引下 经皮或经腔插入穿刺针或引入导丝、导管经皮或经腔插入穿刺针或引入导丝、导管 进行诊断、治疗进行诊断、治疗医学影像诊断医学影像诊断 结合临床结合临床(clinical material)(clinical material)，综合分析，综合分析“异
2、病同影异病同影”、“同病异影同病异影”different diseases with same appearance,different diseases with same appearance,same diseases with different appearancesame diseases with different appearance 诊断诊断(diagnosis)(diagnosis)肯定性诊断、否定性诊断、可能性诊断肯定性诊断、否定性诊断、可能性诊断Confirmation,Negation,PossibilityConfirmation,Negation,Possibi
3、lityX X线成像线成像1895年年 伦琴发现伦琴发现X射线射线Wilhelm Conrad RntgenThe Nobel Prize in Physics 1901 X X线产生基本原理与设备线产生基本原理与设备 X线的产生，线的产生，X线是真空管内高速行进的电子流轰击钨靶时产生的线是真空管内高速行进的电子流轰击钨靶时产生的The x-ray beam is produced by bombarding a tungsten target with an electron beam within an x-ray tube.X X线的特性线的特性 穿透性：与物体的密度与厚度相关 荧光效应
4、：透视的基础 感光效应：摄影的基础 电离效应：放射治疗的基础、X线防护X X线成像基本原理线成像基本原理As x-ray pass through the human body they are attenuated by interaction with body tissues(absorption and scatter),resulting in an image pattern recognizable as human anatomy.基本条件基本条件X线具有穿透性存在密度(density)与厚度(thick or thin)的差异显像过程X X线图像特点线图像特点 X线图像不同灰
5、度不同灰度的影像反映了人体解剖结构和病理状态的不同密度和厚度 X线图像是重叠的，有一定程度的放大，并可产生伪影X线检查中的防护线检查中的防护 保护自己保护自己 避免直接暴露在射线下避免直接暴露在射线下进入有放射线的环境内，必须有防护措施。进入有放射线的环境内，必须有防护措施。尽量远离放射源尽量远离放射源(放射线与距离成放射线与距离成3 3次方衰减次方衰减)保护患者保护患者避免不必要检查避免不必要检查小儿、妇女注意性腺的防护小儿、妇女注意性腺的防护怀孕妇女尽量避免放射线检查怀孕妇女尽量避免放射线检查CT CT Computed Tomography Computed Tomography 计算机
6、体层成像计算机体层成像CTCT成像基本原理成像基本原理 基本原理 用X线束对人体检查部位一定厚度的层面进行扫描，由探测器接受衰减的X线，并由光电转换器变为电信号，再由模数模数转换器变为数字进行计算机处理，获得该层面的每个体素体素的X线衰减系数，再由数模数模转换器把每个体素的数字转换成不等灰阶度的像像素素，按矩阵排列，构成CT图像1、高度准直的高度准直的X线束，环绕人体一定厚度进行横断面扫描线束，环绕人体一定厚度进行横断面扫描2、探测器接受透过该层面的、探测器接受透过该层面的X线，并转换为数字信息。线，并转换为数字信息。Diagram showing relationship of x-ray
7、tube,patient,detector,and image reconstruction computer and display monitor Basic concepts of CTCTCT图像特点图像特点 数字图像(digital imaging)矩阵(matrix)像素与体素(pixel and voxel)CT值(CT pixel numbers)窗宽、窗位(window width and centre)Air-1000H Sinus、mastoid cell-600H Lung-500H Fat-100H CSF 135H White matter 325H Gray ma
8、tter 375H Blood 1080H Fresh hematoma 100H Soft tissue 50150H Calcified lesion Between soft tissue and bone Bone+1000H CT valueCT值第第11页页更多扫描容积更多扫描容积 100100厘厘米米的的容容积积覆覆盖盖量量 2 2毫米层厚毫米层厚更快扫描速度更快扫描速度 心脏扫描心脏扫描 1 1 毫米层厚毫米层厚 83 83 毫秒采集毫秒采集更好组织细节更好组织细节 3030线线对对/厘米厘米 0.5 0.5 毫米层厚毫米层厚 螺旋扫描螺旋扫描CTCT检查技术检查技术 平扫平扫
9、(plain scanning)(plain scanning)增强扫描增强扫描(contrast enhancement)(contrast enhancement)HRCT(high resolution computed HRCT(high resolution computed tomography)tomography)CT Techniques重建技术重建技术(Reconstruction Techniques)(Reconstruction Techniques)表面遮盖法重建（表面遮盖法重建（Surface Shaded Display,SSDSurface Shaded Di
10、splay,SSD）最大密度投影（最大密度投影（Maximum Intensity Projection,MIPMaximum Intensity Projection,MIP）容积再现（容积再现（Volume Rendering,VRVolume Rendering,VR）多层面重建（多层面重建（Multiplanar Reconstruction,MPRMultiplanar Reconstruction,MPR）曲面多层重建（曲面多层重建（Curved Multiplanar Reconstruction,Curved Multiplanar Reconstruction,CMPRCMP
11、R）仿真内窥镜技术（仿真内窥镜技术（Virtual Endoscopy,VEVirtual Endoscopy,VE）CT Techniques功能(function)及其他检查 肺功能测定 Lung Function 灌注成像 Perfusion 骨密度测定 Quantitative CT(QCT)冠状动脉造影 CT coronary artery angiography 双能量CT Dual Energy CT磁共振成像磁共振成像Magnetic Resonance Imaging Magnetic Resonance Imaging MRI MRI磁共振成像磁共振成像（Magnetic
12、Resonance Imaging,MRIMagnetic Resonance Imaging,MRI）利用体内氢原子核在强磁场内发生磁矩利用体内氢原子核在强磁场内发生磁矩 用射频发生共振提供能量，改变磁矩用射频发生共振提供能量，改变磁矩 停止射频，恢复磁矩停止射频，恢复磁矩 释放能量，产生信号，经计算机处理，形成释放能量，产生信号，经计算机处理，形成MRMR图像图像 向患者发射短促的无线电波向患者发射短促的无线电波射屏脉冲（射屏脉冲（RFRF），），质子吸质子吸收收RFRF的能量，由低能级跃迁到高能态，纵向磁化减小的能量，由低能级跃迁到高能态，纵向磁化减小 RFRF脉冲还使进动的质子不再处于
13、不同的相位，而作同步、脉冲还使进动的质子不再处于不同的相位，而作同步、同速运动，即同速运动，即 处于同相位处于同相位(inphase)inphase)。这样，质子在同一这样，质子在同一时间指向同一方向，其磁矢量也在该方向叠加起来，于是时间指向同一方向，其磁矢量也在该方向叠加起来，于是出现横向磁化出现横向磁化(transversemagnetizationtransversemagnetization)中止中止RF脉冲，则由脉冲，则由RF脉冲引起的变化脉冲引起的变化很快回到原来的平衡状态，即发生了很快回到原来的平衡状态，即发生了弛弛豫豫。有两种弛豫：。有两种弛豫：纵向磁化恢复，其过程为纵向磁化恢
14、复，其过程为纵向弛豫纵向弛豫。而横向磁化消失，其过程则为而横向磁化消失，其过程则为横向弛豫横向弛豫。驰豫时间驰豫时间 纵向磁化由零恢复到原来数值的纵向磁化由零恢复到原来数值的63所需的时间，为所需的时间，为纵向弛豫时间纵向弛豫时间，简称简称T1。横向磁化由最大减小到最大横向磁化由最大减小到最大值的值的37所需的时间，为所需的时间，为横向弛豫时间横向弛豫时间，简称简称T2。T1与与T2是时间常数，而不是绝对值。是时间常数，而不是绝对值。T1的长短同组织成分、结构和磁环境有关，与外磁场的长短同组织成分、结构和磁环境有关，与外磁场场强也有关系。场强也有关系。T2的长短同外磁场和组织内磁场的均的长短同
15、外磁场和组织内磁场的均匀性有关。匀性有关。驰豫时间与驰豫时间与MRI成像成像 人体不同器官的正常组织与病理组织的人体不同器官的正常组织与病理组织的T1是相对恒定的，而且它们之是相对恒定的，而且它们之间有一定的差异间有一定的差异，T2也是如此，这种组织间弛豫时间上的差别，是也是如此，这种组织间弛豫时间上的差别，是MRI的的成像基础。成像基础。脉冲序列与加权像脉冲序列与加权像 要获得选定层面中的各种组织的要获得选定层面中的各种组织的T1、T2或质子密度的差别，得到不同的或质子密度的差别，得到不同的MRI 图像，要采取不同的脉冲序列图像，要采取不同的脉冲序列MRI MRI 图图 像像 特特 点点MR
16、I characteristicsMRI characteristics 多方位成像 流动效应 软组织分辨率高 对比增强Imaging pulse sequence 自旋回波自旋回波 spin echo(SE)sequencespin echo(SE)sequence 快速自旋回波（快速自旋回波（TSETSE，FSEFSE）梯度回波梯度回波 gradient echo(GR or GRE)gradient echo(GR or GRE)反转恢复反转恢复 inversion recovery(IR)sequence inversion recovery(IR)sequence 平面回波成像平面回
17、波成像 echo planar imaging(EPI)echo planar imaging(EPI)短时反转恢复短时反转恢复 short T1 inversion recovery short T1 inversion recovery STIRSTIR 液体衰减反转恢复液体衰减反转恢复 fluid attenuated inversion fluid attenuated inversion recovery(FLAIR)recovery(FLAIR)MRI MRI 图图 像像 特特 点点MRI characteristicsMRI characteristics 多参数成像 流动效应
18、软组织分辨率高 对比增强MRI MRI 图图 像像 特特 点点MRI characteristicsMRI characteristics 多参数成像 多方位成像 软组织分辨率高 对比增强MRI MRI 图图 像像 特特 点点MRI characteristicsMRI characteristics 多参数成像 多方位成像 软组织分辨率高软组织分辨率高（High Resolution of Soft Tissue)对比增强MRI MRI 图图 像像 特特 点点MRI characteristicsMRI characteristics 多参数成像 多方位成像 流动效应 软组织分辨率高MRIM
19、RI增强扫描的适应症增强扫描的适应症 肿瘤的鉴别与定性(tumor)血脑屏障是否破坏(blood-brain barrier)提高病变的发现率(more sensitive)提高血管显示质量 特异性对比剂MRI Techniques 脉冲序列（pulse sequence）脂肪抑制（fat suppression）MRC（Cinema）MRI对比增强（contrast enhancement）MRA(MR血管造影)MRI水成像(MRCP,MRU,MRM)功能性MRI成像（fMRI）MRS DWI PWI图像存档与传输系统图像存档与传输系统与信息放射学与信息放射学 图像存档与传输系统图像存档与传
20、输系统(picture archiving picture archiving and communicating systemand communicating system，PACSPACS)是存放和是存放和传输图像的设备传输图像的设备PACS的应用价值 诊断方面，提供更多的诊断资料和信息诊断方面，提供更多的诊断资料和信息 管理方面，大大提高了影像各级医生的工作管理管理方面，大大提高了影像各级医生的工作管理 成本方面，实现了无胶片化，减少了人力成本和经济成本成本方面，实现了无胶片化，减少了人力成本和经济成本 教学方面，大大提高了教学质量教学方面，大大提高了教学质量 科研方面，是最好的临床科
21、研平台科研方面，是最好的临床科研平台 质控方面，实现了科室质控工作的持续改进和不断提高质控方面，实现了科室质控工作的持续改进和不断提高医学影像诊断医学影像诊断 结合临床结合临床(clinical material)(clinical material)，综合分析，综合分析“异病同影异病同影”、“同病异影同病异影”different diseases with same appearance,different diseases with same appearance,same diseases with different appearancesame diseases with different appearance 诊断诊断(diagnosis)(diagnosis)肯定性诊断、否定性诊断、可能性诊断肯定性诊断、否定性诊断、可能性诊断Confirmation,Negation,PossibilityConfirmation,Negation,Possibility
