醫(yī)學(xué)影像學(xué)理論新改

1、醫(yī)學(xué)影像學(xué)基礎(chǔ)理論響水縣人民醫(yī)院 李新 2016.01月醫(yī)學(xué)影像學(xué)的定義醫(yī)學(xué)影像學(xué)的定義 醫(yī)學(xué)影像學(xué)是以醫(yī)學(xué)影像為基礎(chǔ)，集醫(yī)學(xué)影像學(xué)是以醫(yī)學(xué)影像為基礎(chǔ)，集X線(xiàn)、線(xiàn)、計(jì)算機(jī)體層攝影計(jì)算機(jī)體層攝影（CT）、磁共振成像、磁共振成像（MRI）、數(shù)字減影）、數(shù)字減影（DSA）正電子發(fā)射體正電子發(fā)射體層層（PET）、核醫(yī)學(xué)、超聲學(xué)、核醫(yī)學(xué)、超聲學(xué)（US）、放射、放射治療及介入治療學(xué)等多學(xué)科有機(jī)結(jié)合的綜合治療及介入治療學(xué)等多學(xué)科有機(jī)結(jié)合的綜合診療學(xué)科。診療學(xué)科。X X線(xiàn)成像線(xiàn)成像 德國(guó)物理學(xué)家倫琴在暗室偶然發(fā)現(xiàn)了一種看不見(jiàn)的射線(xiàn)，能穿透普通光線(xiàn)所不能穿透的紙板和木板等，并能作用于熒光屏產(chǎn)生熒光，倫琴把這種射

2、線(xiàn)稱(chēng)為X線(xiàn)。X線(xiàn)的發(fā)現(xiàn)，對(duì)近代科學(xué)理論和應(yīng)用技術(shù)，特別是對(duì)醫(yī)學(xué)科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的不斷創(chuàng)新和技術(shù)突破產(chǎn)生了十分重大的影響，開(kāi)創(chuàng)了X線(xiàn)檢查疾病的新紀(jì)元。X線(xiàn)的產(chǎn)生線(xiàn)的產(chǎn)生 X線(xiàn)是由高速運(yùn)動(dòng)的電子撞擊物質(zhì)突然受阻時(shí)產(chǎn)生的。 X線(xiàn)的產(chǎn)生，必須具備3個(gè)條件：自由活動(dòng)的電子群；電子群在高壓電場(chǎng)和真空條件下高速運(yùn)行；電子群在高速運(yùn)行時(shí)突然受阻（靶面）。 X線(xiàn)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)線(xiàn)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) lX線(xiàn)管（X-Ray Tube）目前常用的X線(xiàn)管是熱陰極真空管。陰極是鎢制燈絲，陽(yáng)極為鎢靶，用以阻擋快速運(yùn)行的電子群。 l變壓器l控制器 主要用以調(diào)節(jié)通過(guò)X線(xiàn)管兩極的電壓和通過(guò)陰極燈絲的電流，分別控制X線(xiàn)的質(zhì)和量?？刂破鲀?nèi)裝有許多電

3、鈕、電表、電阻和自耦變壓器，還裝有調(diào)節(jié)曝光時(shí)間的計(jì)時(shí)器。 X線(xiàn)球管線(xiàn)球管X線(xiàn)的產(chǎn)生線(xiàn)的產(chǎn)生lX線(xiàn)的產(chǎn)生是經(jīng)過(guò)降壓變壓器使線(xiàn)的產(chǎn)生是經(jīng)過(guò)降壓變壓器使X線(xiàn)管燈絲線(xiàn)管燈絲加熱，產(chǎn)生自由電子并云集在陰極附近。當(dāng)加熱，產(chǎn)生自由電子并云集在陰極附近。當(dāng)升壓變壓器向升壓變壓器向X線(xiàn)管兩極提供高壓電時(shí)，陰線(xiàn)管兩極提供高壓電時(shí)，陰極與陽(yáng)極間的電勢(shì)差陡增，處于活躍狀態(tài)的極與陽(yáng)極間的電勢(shì)差陡增，處于活躍狀態(tài)的自由電子，受強(qiáng)有力的吸引，成束以高速由自由電子，受強(qiáng)有力的吸引，成束以高速由陰極向陽(yáng)極行進(jìn)，撞擊陽(yáng)極鎢靶原子結(jié)構(gòu)并陰極向陽(yáng)極行進(jìn)，撞擊陽(yáng)極鎢靶原子結(jié)構(gòu)并發(fā)生能量轉(zhuǎn)換，其中大約發(fā)生能量轉(zhuǎn)換，其中大約1能量形成了能

4、量形成了X線(xiàn)，由線(xiàn)，由X線(xiàn)管窗口發(fā)射，其余線(xiàn)管窗口發(fā)射，其余99以上則轉(zhuǎn)以上則轉(zhuǎn)換為熱能，由散熱設(shè)施散發(fā)。換為熱能，由散熱設(shè)施散發(fā)。X線(xiàn)的特性線(xiàn)的特性l穿透性l熒光作用l感光作用l電離作用l生物效應(yīng)X線(xiàn)的特性線(xiàn)的特性l穿透性穿透性 X線(xiàn)對(duì)人體各種組織結(jié)構(gòu)穿透力的差別線(xiàn)對(duì)人體各種組織結(jié)構(gòu)穿透力的差別是是X線(xiàn)成像的基礎(chǔ)。線(xiàn)成像的基礎(chǔ)。X線(xiàn)具有很強(qiáng)的穿透力線(xiàn)具有很強(qiáng)的穿透力，能穿透一般可見(jiàn)光不能穿透的各種不同密，能穿透一般可見(jiàn)光不能穿透的各種不同密度的物質(zhì)。度的物質(zhì)。X線(xiàn)對(duì)人體各種組織穿透力的差線(xiàn)對(duì)人體各種組織穿透力的差別是別是X線(xiàn)成像的基礎(chǔ)。線(xiàn)成像的基礎(chǔ)。X線(xiàn)的特性線(xiàn)的特性l熒光作用熒光作用 X線(xiàn)

5、能激發(fā)熒光物質(zhì)，產(chǎn)生肉眼可見(jiàn)的熒線(xiàn)能激發(fā)熒光物質(zhì)，產(chǎn)生肉眼可見(jiàn)的熒光，即光，即X線(xiàn)作用于熒光物質(zhì)，使波長(zhǎng)短的線(xiàn)作用于熒光物質(zhì)，使波長(zhǎng)短的X線(xiàn)轉(zhuǎn)換成波長(zhǎng)較長(zhǎng)的熒光，這種轉(zhuǎn)換叫做熒線(xiàn)轉(zhuǎn)換成波長(zhǎng)較長(zhǎng)的熒光，這種轉(zhuǎn)換叫做熒光效應(yīng)。此特性是進(jìn)行光效應(yīng)。此特性是進(jìn)行X線(xiàn)透視檢查的基礎(chǔ)線(xiàn)透視檢查的基礎(chǔ)。X線(xiàn)的特性線(xiàn)的特性l感光作用感光作用 感光作用是感光作用是X線(xiàn)攝影的基礎(chǔ)。涂有溴化線(xiàn)攝影的基礎(chǔ)。涂有溴化銀的膠片經(jīng)銀的膠片經(jīng)X線(xiàn)照射后感光，產(chǎn)生潛影，經(jīng)線(xiàn)照射后感光，產(chǎn)生潛影，經(jīng)顯定影處理，感光的溴化銀離子（顯定影處理，感光的溴化銀離子（Ag+），被還原成金屬銀（，被還原成金屬銀（Ag），并沉淀于膠片），并沉

6、淀于膠片的膠膜內(nèi)，在膠片上呈黑色。而未感光的溴的膠膜內(nèi)，在膠片上呈黑色。而未感光的溴化銀在定影及沖洗過(guò)程中，從化銀在定影及沖洗過(guò)程中，從X線(xiàn)膠片上被線(xiàn)膠片上被洗掉，顯出膠片片基的透明本色。洗掉，顯出膠片片基的透明本色。X線(xiàn)的特性線(xiàn)的特性l電離作用電離作用 X X線(xiàn)通過(guò)任何物質(zhì)被吸收時(shí)，都將產(chǎn)生線(xiàn)通過(guò)任何物質(zhì)被吸收時(shí)，都將產(chǎn)生電離作用，使組成物質(zhì)的分子分解成為正負(fù)電離作用，使組成物質(zhì)的分子分解成為正負(fù)離子。因?yàn)榭諝獾碾婋x程度，即其所產(chǎn)生的離子。因?yàn)榭諝獾碾婋x程度，即其所產(chǎn)生的正負(fù)離子量同空氣所吸收的正負(fù)離子量同空氣所吸收的X X線(xiàn)量成正比，線(xiàn)量成正比，因此，測(cè)量電離的程度可計(jì)算因此，測(cè)量電離的程

7、度可計(jì)算X X線(xiàn)的照射量線(xiàn)的照射量，此為放射劑量學(xué)的基礎(chǔ)。，此為放射劑量學(xué)的基礎(chǔ)。X線(xiàn)的特性線(xiàn)的特性l生物效應(yīng)生物效應(yīng) X X線(xiàn)穿透機(jī)體被吸收時(shí)，與體內(nèi)物質(zhì)產(chǎn)線(xiàn)穿透機(jī)體被吸收時(shí)，與體內(nèi)物質(zhì)產(chǎn)生相互作用，使機(jī)體和細(xì)胞結(jié)構(gòu)產(chǎn)生生理和生相互作用，使機(jī)體和細(xì)胞結(jié)構(gòu)產(chǎn)生生理和生物學(xué)的改變，主要是細(xì)胞組織產(chǎn)生抑制、生物學(xué)的改變，主要是細(xì)胞組織產(chǎn)生抑制、損害甚至壞死，稱(chēng)為損害甚至壞死，稱(chēng)為X X線(xiàn)的生物效應(yīng)。線(xiàn)的生物效應(yīng)。X X線(xiàn)對(duì)線(xiàn)對(duì)機(jī)體的損害程度與吸收機(jī)體的損害程度與吸收X X線(xiàn)量的大小有關(guān)。線(xiàn)量的大小有關(guān)。X X線(xiàn)的生物效應(yīng)是放射治療學(xué)的基礎(chǔ)，同時(shí)也線(xiàn)的生物效應(yīng)是放射治療學(xué)的基礎(chǔ)，同時(shí)也指導(dǎo)指導(dǎo)X X

8、線(xiàn)檢查和治療的防護(hù)措施。線(xiàn)檢查和治療的防護(hù)措施。X線(xiàn)影像的形成必須具備線(xiàn)影像的形成必須具備3個(gè)基本條件個(gè)基本條件 X線(xiàn)要具備一定的穿透力；線(xiàn)要具備一定的穿透力；被穿透的組織結(jié)構(gòu)必須存在密度和厚度被穿透的組織結(jié)構(gòu)必須存在密度和厚度的差異，從而導(dǎo)致穿透物質(zhì)后剩余的差異，從而導(dǎo)致穿透物質(zhì)后剩余X線(xiàn)量線(xiàn)量的差別；的差別；有差別的剩余有差別的剩余X線(xiàn)量，仍為不可見(jiàn)的，線(xiàn)量，仍為不可見(jiàn)的，必須經(jīng)過(guò)載體顯像（如必須經(jīng)過(guò)載體顯像（如X線(xiàn)片、熒屏等）線(xiàn)片、熒屏等）的過(guò)程才獲得有黑白對(duì)比、層次差異的的過(guò)程才獲得有黑白對(duì)比、層次差異的X線(xiàn)影像線(xiàn)影像。X線(xiàn)成像原理線(xiàn)成像原理 不同的人體組織結(jié)構(gòu)，根據(jù)其密度的高低及其對(duì)

9、不同的人體組織結(jié)構(gòu)，根據(jù)其密度的高低及其對(duì)X線(xiàn)吸線(xiàn)吸收的不同可分收的不同可分3類(lèi)類(lèi)骨骼或鈣化，它的比重高、密度大，吸收骨骼或鈣化，它的比重高、密度大，吸收X線(xiàn)量多。線(xiàn)量多。X線(xiàn)線(xiàn)片上骨骼部位感光最少顯示白色，稱(chēng)為高密度影像；片上骨骼部位感光最少顯示白色，稱(chēng)為高密度影像；軟組織包括皮膚、肌肉、結(jié)締組織，內(nèi)臟及液體等，彼軟組織包括皮膚、肌肉、結(jié)締組織，內(nèi)臟及液體等，彼此之間密度差別不大，此之間密度差別不大，X線(xiàn)片上顯示灰白色，稱(chēng)為中等密線(xiàn)片上顯示灰白色，稱(chēng)為中等密度影像。度影像。脂肪及氣體，脂肪組織較一般軟組織密度低，在良好的脂肪及氣體，脂肪組織較一般軟組織密度低，在良好的X線(xiàn)片上顯示灰黑色；氣體

10、的密度最低，吸收線(xiàn)片上顯示灰黑色；氣體的密度最低，吸收X線(xiàn)最少，在線(xiàn)最少，在X線(xiàn)片上呈深黑色，稱(chēng)為低密度影像。線(xiàn)片上呈深黑色，稱(chēng)為低密度影像。傳統(tǒng)傳統(tǒng)X線(xiàn)檢查技術(shù)線(xiàn)檢查技術(shù)1、常規(guī)檢查：透視透視和攝影攝影2、特殊檢查： 體層攝影體層攝影、軟軟X線(xiàn)攝影線(xiàn)攝影（鉬靶） 放大攝影放大攝影、熒光攝影熒光攝影、記波攝影記波攝影透視（透視（fluoroscopy）X線(xiàn)線(xiàn)攝攝影影X線(xiàn)攝影（線(xiàn)攝影（radiography） 1、成像清晰，對(duì)比度及清晰度均較好、成像清晰，對(duì)比度及清晰度均較好 2、簡(jiǎn)便實(shí)用：特別實(shí)用于密度、厚度差別較、簡(jiǎn)便實(shí)用：特別實(shí)用于密度、厚度差別較大的組織或器官。大的組織或器官。 3、平面

11、重疊成像立體感差，常需作互相垂直、平面重疊成像立體感差，常需作互相垂直的兩個(gè)方位攝影，例如正位及側(cè)位；的兩個(gè)方位攝影，例如正位及側(cè)位； 4、對(duì)功能方面的觀(guān)察，不及透視方便和直接、對(duì)功能方面的觀(guān)察，不及透視方便和直接；費(fèi)用比透視稍高。；費(fèi)用比透視稍高。正常胸部后前位及側(cè)位正常胸部后前位及側(cè)位X線(xiàn)攝影（線(xiàn)攝影（radiography）l高千伏攝影（High kV Radiography） 高千伏攝影是用高于120kV（常用120150kV）的管電壓進(jìn)行攝影。需用高電壓小焦點(diǎn)X線(xiàn)管、特殊的濾線(xiàn)器和計(jì)時(shí)裝置。由于X線(xiàn)穿透力強(qiáng)，能穿過(guò)被照射的所有組織，可在致密影像中顯示出被隱蔽的病變。軟軟X線(xiàn)攝影線(xiàn)攝影

12、l采用能發(fā)射軟采用能發(fā)射軟X線(xiàn)線(xiàn)的鉬靶管球，用的鉬靶管球，用以檢查軟組織，以檢查軟組織，特別是乳腺的檢特別是乳腺的檢查。查。造造 影影 檢查檢查 人體組織結(jié)構(gòu)中，有相當(dāng)一部分，只人體組織結(jié)構(gòu)中，有相當(dāng)一部分，只依靠它們本身的密度與厚度差異不能在普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(shí)，可以將高于或低于通檢查中顯示。此時(shí)，可以將高于或低于該組織結(jié)構(gòu)的物質(zhì)引入器官內(nèi)或其周?chē)g該組織結(jié)構(gòu)的物質(zhì)引入器官內(nèi)或其周?chē)g隙，使之產(chǎn)生對(duì)比以顯影，此即造影檢查隙，使之產(chǎn)生對(duì)比以顯影，此即造影檢查。引入的物質(zhì)稱(chēng)為造影劑（。引入的物質(zhì)稱(chēng)為造影劑（contrast contrast mediamedi

13、a）。造影檢查的應(yīng)用，顯著擴(kuò)大了）。造影檢查的應(yīng)用，顯著擴(kuò)大了X X線(xiàn)檢查的范圍線(xiàn)檢查的范圍數(shù)字?jǐn)?shù)字X X線(xiàn)成像技術(shù)線(xiàn)成像技術(shù)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)X X線(xiàn)成像（線(xiàn)成像（computed radiographycomputed radiography，CRCR） 將將X X線(xiàn)影像信息記錄在成像板，構(gòu)成潛影線(xiàn)影像信息記錄在成像板，構(gòu)成潛影。不以。不以X X線(xiàn)膠片為記錄和顯示信息的載體，而線(xiàn)膠片為記錄和顯示信息的載體，而是使用可記錄并可由激光讀出是使用可記錄并可由激光讀出X X線(xiàn)影像信息的線(xiàn)影像信息的成像板（成像板（imaging plateimaging plate，IPIP）作為載體，經(jīng)）作為載體，經(jīng)X

14、 X線(xiàn)曝光及信息讀出處理，形成數(shù)字式平片影線(xiàn)曝光及信息讀出處理，形成數(shù)字式平片影像。像。CRCR的成像原理與設(shè)備的成像原理與設(shè)備 影像的數(shù)字化信號(hào)經(jīng)圖像處理系統(tǒng)處理影像的數(shù)字化信號(hào)經(jīng)圖像處理系統(tǒng)處理，可以在一定范圍內(nèi)任意改變圖像的特性。，可以在一定范圍內(nèi)任意改變圖像的特性。這是這是CR優(yōu)于優(yōu)于X線(xiàn)照片之處，線(xiàn)照片之處，X線(xiàn)照片上的影線(xiàn)照片上的影像特性是不能改變的。圖像處理主要功能有像特性是不能改變的。圖像處理主要功能有：灰階處理、窗位處理、數(shù)字處理和：灰階處理、窗位處理、數(shù)字處理和X線(xiàn)吸線(xiàn)吸收率減影處理等。收率減影處理等。CR可降低可降低X線(xiàn)攝影的輻線(xiàn)攝影的輻射劑量，有利于實(shí)現(xiàn)射劑量，有利于實(shí)

15、現(xiàn)X線(xiàn)攝影信息的數(shù)字化線(xiàn)攝影信息的數(shù)字化儲(chǔ)存、再現(xiàn)及傳輸。儲(chǔ)存、再現(xiàn)及傳輸。CR系統(tǒng)的主要臨床應(yīng)用系統(tǒng)的主要臨床應(yīng)用 CR可以根據(jù)X線(xiàn)吸收率的不同，對(duì)所得的影像信息進(jìn)行再處理，對(duì)解剖結(jié)構(gòu)的顯示優(yōu)于傳統(tǒng)的X線(xiàn)平片。（1）CR在頭頸及骨關(guān)節(jié)系統(tǒng)的應(yīng)用：CR為數(shù)字化影像，可以進(jìn)一步進(jìn)行骨鹽含量的定量分析。對(duì)關(guān)節(jié)部位，CR除可以觀(guān)察骨質(zhì)改變，還可以經(jīng)過(guò)再處理而檢查關(guān)節(jié)軟骨、關(guān)節(jié)周?chē)浗M織的改變。CR系統(tǒng)可利用空間頻率增強(qiáng)處理，清楚顯示聽(tīng)小骨、前庭、半規(guī)管等結(jié)構(gòu)，并能準(zhǔn)確判斷鼻竇前壁有無(wú)骨破壞。CR系統(tǒng)的主要臨床應(yīng)用（2）CR系統(tǒng)在胸部平片的應(yīng)用：胸部平片是最常用的X線(xiàn)檢查，CR胸片在總體上優(yōu)于傳統(tǒng)X線(xiàn)

16、片，特別是易于觀(guān)察與縱隔和膈肌重疊的部分。CR對(duì)肺部結(jié)節(jié)性病變的檢出率及顯示縱隔結(jié)構(gòu)，如血管、氣管等，也優(yōu)于傳統(tǒng)X線(xiàn)片。在間質(zhì)性病變和肺泡病變的顯示上，CR片的顯示則不如傳統(tǒng)X線(xiàn)片。CR系統(tǒng)的主要臨床應(yīng)用系統(tǒng)的主要臨床應(yīng)用 （3）CR系統(tǒng)在胃腸道和泌尿系檢查中的應(yīng)用： CR影像的密度分辨力明顯高于傳統(tǒng)X線(xiàn)照片，在顯示腸管積氣、氣腹和結(jié)石等病變方面優(yōu)于傳統(tǒng)X線(xiàn)影像。胃腸道雙對(duì)比造影檢查中，CR系統(tǒng)顯示胃小區(qū)、微小病變、粘膜皺襞及結(jié)腸無(wú)名溝等結(jié)構(gòu)明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的X線(xiàn)造影影像。 CR可以壓縮泌尿系顯影結(jié)構(gòu)中的高密度影像且可運(yùn)用調(diào)諧處理和空間頻率處理功能改善軟組織結(jié)構(gòu)顯示的密度層次及銳度，大大改善軟組織

17、的分辨力，尤其是在腎體層攝影時(shí)。增加結(jié)石與微小鈣化的顯示能力。數(shù)字?jǐn)?shù)字X X線(xiàn)成像技術(shù)線(xiàn)成像技術(shù) 數(shù)字X線(xiàn)攝影 DR（Digital Radiography） 直接將X線(xiàn)通過(guò)電子暗盒轉(zhuǎn)換為數(shù)字化圖像。 DR的優(yōu)點(diǎn)：（1）DR圖像具有較高分辨率，圖像銳利度好，顯示細(xì)節(jié)清楚。 （2） DR具有很寬的曝光寬容度，動(dòng)態(tài)范圍廣，允許攝影中出現(xiàn)技術(shù)誤差，在一些曝光條件難以掌握的部位，也能獲得很好的圖像信息。（3）與 CR相同，DR也可以根據(jù)臨床需要進(jìn)行各種圖像后處理 （4）較傳統(tǒng)X線(xiàn)攝影，可減少曝光時(shí)間和攝片數(shù)量，大大降低曝光劑量。 DR設(shè)備設(shè)備 數(shù)字?jǐn)?shù)字X X線(xiàn)成像技術(shù)線(xiàn)成像技術(shù) CR和DR系統(tǒng)盡管仍有

18、不足和缺點(diǎn)，如CR的時(shí)間分辨率較差，不能滿(mǎn)足動(dòng)態(tài)器官和結(jié)構(gòu)的顯示，DR系統(tǒng)許多方面尚不完善，且全部要更新設(shè)備。但數(shù)字化X線(xiàn)攝影作為一種新的X線(xiàn)成像技術(shù)已日漸廣泛應(yīng)用于臨床影像診斷領(lǐng)域。隨著其技術(shù)的不斷完善，必將對(duì)影像診斷水平的提高發(fā)揮更大作用，數(shù)字化影像必將使21世紀(jì)的X線(xiàn)診斷發(fā)生重大變化。數(shù)字減影血管造影數(shù)字減影血管造影digital substraction angiography, DSA DSA基本設(shè)備包括X線(xiàn)發(fā)生器、影像增強(qiáng)器、電視透視、高分辨力攝像管、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、電子計(jì)算機(jī)和圖像儲(chǔ)存器等。其基本過(guò)程為：X線(xiàn)發(fā)生器產(chǎn)生的X線(xiàn)穿過(guò)人體，產(chǎn)生不同程度的衰減后，形成X線(xiàn)圖像，X線(xiàn)圖像經(jīng)影像

19、增強(qiáng)器轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)的視頻圖像，然后由電子攝像機(jī)將可見(jiàn)的視頻圖像轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮有盘?hào)，再將電子信號(hào)送至模數(shù)轉(zhuǎn)換器，變成數(shù)字信號(hào)，最后將數(shù)字信號(hào)送入電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。處理后的所有圖像均可以數(shù)據(jù)形式存貯并隨時(shí)顯示出來(lái) 。DSA成像方式成像方式l靜脈注射數(shù)字減影血管造影（IVDSA） 凡是經(jīng)靜脈途徑置入導(dǎo)管或套管針注射對(duì)比劑行DSA檢查者，皆稱(chēng)之為IVDSA。如將導(dǎo)管頭端或套管針置放于外圍淺靜脈（外周法）、或?qū)?dǎo)管頭置放于上腔靜脈或右心房（中心法）注射對(duì)比劑行DSA并顯示動(dòng)脈者，稱(chēng)之為非選擇性IVDSA。如將導(dǎo)管頭置放于或鄰近于受檢靜脈或心腔注射對(duì)比劑者，則稱(chēng)為選擇性IVDSA。DSA成像方式成像方式 IV

20、DSAIVDSA經(jīng)周?chē)o脈注入造影劑，即可獲經(jīng)周?chē)o脈注入造影劑，即可獲得動(dòng)脈造影，操作方便，但檢查區(qū)的大血管得動(dòng)脈造影，操作方便，但檢查區(qū)的大血管同時(shí)顯影，互相重迭，造影劑用量較多，故同時(shí)顯影，互相重迭，造影劑用量較多，故臨床應(yīng)用少，不過(guò)在動(dòng)脈插管困難或不適于臨床應(yīng)用少，不過(guò)在動(dòng)脈插管困難或不適于作作IADSAIADSA時(shí)可以采用。時(shí)可以采用。DSA成像方式成像方式l動(dòng)脈法數(shù)字減影血管造影（動(dòng)脈法數(shù)字減影血管造影（IADSA） DSA顯示血管的能力與血管內(nèi)碘濃度的顯示血管的能力與血管內(nèi)碘濃度的高低密切相關(guān)。高低密切相關(guān)。IADSA時(shí)，對(duì)比劑直接注時(shí)，對(duì)比劑直接注入靶動(dòng)脈或接近靶動(dòng)脈處，稀釋少

21、，用較低入靶動(dòng)脈或接近靶動(dòng)脈處，稀釋少，用較低濃度較少量的對(duì)比劑，其靶動(dòng)脈內(nèi)的碘濃度濃度較少量的對(duì)比劑，其靶動(dòng)脈內(nèi)的碘濃度仍比用較大劑量、較高濃度注射的仍比用較大劑量、較高濃度注射的IVDSA高，可較清晰顯示細(xì)小血管。高，可較清晰顯示細(xì)小血管。 DSA成像方式成像方式l動(dòng)脈法數(shù)字減影血管造影（動(dòng)脈法數(shù)字減影血管造影（IADSA） 分非選擇性和選擇性?xún)煞N。一般多采用經(jīng)股動(dòng)分非選擇性和選擇性?xún)煞N。一般多采用經(jīng)股動(dòng)脈穿刺途徑，少部分經(jīng)肱動(dòng)脈穿刺。脈穿刺途徑，少部分經(jīng)肱動(dòng)脈穿刺。 穿刺插管后，將導(dǎo)管頭端置于靶動(dòng)脈之主動(dòng)脈穿刺插管后，將導(dǎo)管頭端置于靶動(dòng)脈之主動(dòng)脈近端注射對(duì)比劑作順行性顯影者，稱(chēng)之為非選擇

22、近端注射對(duì)比劑作順行性顯影者，稱(chēng)之為非選擇性性IADSA。如將導(dǎo)管頭端進(jìn)一步深入到靶動(dòng)脈的。如將導(dǎo)管頭端進(jìn)一步深入到靶動(dòng)脈的主干或主干的分支，則稱(chēng)之為選擇性或超選擇性主干或主干的分支，則稱(chēng)之為選擇性或超選擇性IADSA。目前，應(yīng)用選擇性或超選擇性插管，對(duì)。目前，應(yīng)用選擇性或超選擇性插管，對(duì)于小血管或病變部位，于小血管或病變部位，IADSA已能很好顯示已能很好顯示。2022-2-2放射介入基本概念 39X線(xiàn)平片線(xiàn)平片DSA照片照片計(jì)算機(jī)體層成像（計(jì)算機(jī)體層成像（Computer tomographyComputer tomography） CTCT（Computer tomographyComp

23、uter tomography）計(jì)算機(jī)體）計(jì)算機(jī)體層成像是層成像是Hounsfield 1969Hounsfield 1969年設(shè)計(jì)成功，年設(shè)計(jì)成功，19721972年公諸于世的。年公諸于世的。CTCT不同于不同于X X線(xiàn)成像，它線(xiàn)成像，它是用是用X X線(xiàn)束對(duì)人體層面進(jìn)行掃描，通過(guò)探測(cè)線(xiàn)束對(duì)人體層面進(jìn)行掃描，通過(guò)探測(cè)器取得信息，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理而獲得的重建圖器取得信息，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理而獲得的重建圖像。所顯示的是斷面解剖圖像，其密度分辨像。所顯示的是斷面解剖圖像，其密度分辨力明顯優(yōu)于力明顯優(yōu)于X X線(xiàn)圖像。由于線(xiàn)圖像。由于CTCT大大促進(jìn)了醫(yī)大大促進(jìn)了醫(yī)學(xué)影像學(xué)的發(fā)展。學(xué)影像學(xué)的發(fā)展。Hounsfie

24、ldHounsfield獲得了獲得了19791979年年的諾貝爾獎(jiǎng)。的諾貝爾獎(jiǎng)。一、一、CTCT的成像基本原理的成像基本原理X線(xiàn)人體探測(cè)器光/電轉(zhuǎn)換器模/數(shù)轉(zhuǎn)換器計(jì)算機(jī)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器CT設(shè)備設(shè)備 CT設(shè)備主要有以下三部分：設(shè)備主要有以下三部分： 掃描部分由掃描部分由X X線(xiàn)管、探測(cè)器和掃描架組線(xiàn)管、探測(cè)器和掃描架組成；成； 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，將掃描收集到的信息數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，將掃描收集到的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行貯存運(yùn)算；進(jìn)行貯存運(yùn)算； 圖像顯示和存儲(chǔ)系統(tǒng)，將經(jīng)計(jì)算機(jī)處理圖像顯示和存儲(chǔ)系統(tǒng)，將經(jīng)計(jì)算機(jī)處理、重建的圖像顯示在電視屏上或用多幅照、重建的圖像顯示在電視屏上或用多幅照相機(jī)或激光照相機(jī)將圖像攝下。相機(jī)或激光

25、照相機(jī)將圖像攝下。 CTCT設(shè)備設(shè)備 CTCT設(shè)備設(shè)備CT基本概念基本概念l體素（Voxel）和像素（Pixel） CT圖像實(shí)際上是人體某一部位有一定厚度（如1mm，10mm等）的體層圖像。我們將成像的體層分成按矩陣排列的若干個(gè)小的基本單元。而以一個(gè)CT值綜合代表每個(gè)小單元內(nèi)的物質(zhì)密度，這些小單元稱(chēng)之為體素。同樣，一幅CT圖像是由很多按矩陣排列的小單元組成，這些組成圖像的基本單元被稱(chēng)之為像素。體素是一個(gè)三維的概念，像素是一個(gè)二維的概念。像素實(shí)際上是體素在成像時(shí)的表現(xiàn)。像素越小，越能分辨圖像的細(xì)節(jié)，即圖像的分辨率越高。CT基本概基本概l矩陣（矩陣（Matrix） 矩陣是一個(gè)數(shù)學(xué)概念，它表示一個(gè)橫

26、成矩陣是一個(gè)數(shù)學(xué)概念，它表示一個(gè)橫成行、縱成列的數(shù)字陣列，將受檢層面分割為行、縱成列的數(shù)字陣列，將受檢層面分割為無(wú)數(shù)小立方體，這些小立方體就是體素。當(dāng)無(wú)數(shù)小立方體，這些小立方體就是體素。當(dāng)圖像面積為一固定值時(shí)，像素尺寸越小，組圖像面積為一固定值時(shí)，像素尺寸越小，組成成CT圖像矩陣越大，圖像清晰度越高。反圖像矩陣越大，圖像清晰度越高。反之亦然。目前多數(shù)之亦然。目前多數(shù)CT圖像的矩陣為圖像的矩陣為512X512。CT基本概念基本概念l空間分辨率（空間分辨率（Spatial Resolution） 又稱(chēng)高對(duì)比度分辨率，在保證一定的密度差前又稱(chēng)高對(duì)比度分辨率，在保證一定的密度差前提下，顯示待分辨組織幾

27、何形態(tài)的能力。常用每提下，顯示待分辨組織幾何形態(tài)的能力。常用每厘米內(nèi)的線(xiàn)對(duì)數(shù)或者用可辨別最小物體的直徑（厘米內(nèi)的線(xiàn)對(duì)數(shù)或者用可辨別最小物體的直徑（mm）來(lái)表示。）來(lái)表示。CT圖像的空間分辨率不如圖像的空間分辨率不如X線(xiàn)圖線(xiàn)圖像高。像高。l密度分辨率（密度分辨率（Density Resolution） 又稱(chēng)對(duì)比分辨率，是指在低對(duì)比情況下分辨組又稱(chēng)對(duì)比分辨率，是指在低對(duì)比情況下分辨組織密度細(xì)小差別的能力?？椕芏燃?xì)小差別的能力。CT的密度分辨力較普通的密度分辨力較普通X線(xiàn)高線(xiàn)高10 20倍。倍。CT基本概念基本概念lCT值值 X X線(xiàn)穿過(guò)人體的過(guò)程中，計(jì)算出每個(gè)單位容積的線(xiàn)穿過(guò)人體的過(guò)程中，計(jì)算出每

28、個(gè)單位容積的X X線(xiàn)吸收系數(shù)（亦稱(chēng)衰減系數(shù)線(xiàn)吸收系數(shù)（亦稱(chēng)衰減系數(shù)值）。將值）。將值換算值換算成成CTCT值，以作為表達(dá)組織密度的統(tǒng)一單位。其單值，以作為表達(dá)組織密度的統(tǒng)一單位。其單位名稱(chēng)為位名稱(chēng)為HuHu（Hounsfield UnitHounsfield Unit）。）。 人體組織的人體組織的CTCT值界限可分為值界限可分為20002000個(gè)分度，上個(gè)分度，上界為骨的界為骨的CTCT值（值（1000Hu1000Hu），下界為空氣的），下界為空氣的CTCT值（值（- -1000Hu1000Hu）。這樣分度包括了由最高密度（骨皮質(zhì)）。這樣分度包括了由最高密度（骨皮質(zhì)）到最低密度（器官的含氣部分

29、）的）到最低密度（器官的含氣部分）的CTCT值值 。CT基本概念基本概念l窗寬與窗位窗寬與窗位 窗寬（窗寬（window width）是指熒屏圖）是指熒屏圖像上所包括像上所包括16個(gè)灰階的個(gè)灰階的CT值范圍。為了提值范圍。為了提高組織結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的顯示，使高組織結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的顯示，使CT值差別小的值差別小的兩種組織能夠分辨，則要采用不同的窗寬來(lái)兩種組織能夠分辨，則要采用不同的窗寬來(lái)觀(guān)察熒屏上的圖像。觀(guān)察熒屏上的圖像。 窗位（窗位（window level）又稱(chēng)窗中心（）又稱(chēng)窗中心（window center），是指觀(guān)察某一組織），是指觀(guān)察某一組織結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)時(shí)，以該組織結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)時(shí)，以該組織CT值為中心觀(guān)察

30、。值為中心觀(guān)察。 窗寬與窗位窗寬與窗位 在熒屏圖像上，加大窗寬，圖像層次增在熒屏圖像上，加大窗寬，圖像層次增多，組織對(duì)比減少，細(xì)節(jié)顯示差；窗寬調(diào)至多，組織對(duì)比減少，細(xì)節(jié)顯示差；窗寬調(diào)至最低，則沒(méi)有層次，只有黑白圖像。提高窗最低，則沒(méi)有層次，只有黑白圖像。提高窗位，屏幕上所顯示的圖像變黑，降低窗位則位，屏幕上所顯示的圖像變黑，降低窗位則圖像變白。因此，在實(shí)際工作中，窗口技術(shù)圖像變白。因此，在實(shí)際工作中，窗口技術(shù)對(duì)顯示病變是很重要的。對(duì)顯示病變是很重要的。窗寬與窗位窗寬與窗位 肺窗肺窗 W(800 ) L(-700)縱隔窗縱隔窗 W (500) L(0)窗寬與窗位窗寬與窗位縱隔窗W (500) L

31、(0)骨窗 W (2000) L(500)CT基本概念基本概念l偽影（偽影（Artifact） 偽影是指在被掃描物體中并不存在而圖偽影是指在被掃描物體中并不存在而圖像中卻顯示出來(lái)的各種不同類(lèi)型的影像。一像中卻顯示出來(lái)的各種不同類(lèi)型的影像。一類(lèi)與病人有關(guān)，一類(lèi)與類(lèi)與病人有關(guān)，一類(lèi)與CT機(jī)性能有關(guān)。偽機(jī)性能有關(guān)。偽影影響圖像質(zhì)量，在診斷時(shí)應(yīng)予注意。影影響圖像質(zhì)量，在診斷時(shí)應(yīng)予注意。CT基本概念基本概念l部分容積效應(yīng)（部分容積效應(yīng)（Partial Volume Effect） 在同一掃描層面內(nèi)含有兩種以上不同密在同一掃描層面內(nèi)含有兩種以上不同密度的物質(zhì)時(shí)，其所測(cè)度的物質(zhì)時(shí)，其所測(cè)CT值是它們的平均值

32、值是它們的平均值，因而不能如實(shí)反映其中任何一種物質(zhì)的，因而不能如實(shí)反映其中任何一種物質(zhì)的CT值，這種現(xiàn)象為部分容積效應(yīng)。值，這種現(xiàn)象為部分容積效應(yīng)。第二節(jié)第二節(jié) CTCT圖像特點(diǎn)圖像特點(diǎn) CTCT圖像是由一定數(shù)目由黑到白不同灰度的圖像是由一定數(shù)目由黑到白不同灰度的像素按矩陣排列所構(gòu)成。這些像素按矩陣排列所構(gòu)成。這些像素像素反映的是相反映的是相應(yīng)體素的應(yīng)體素的X X線(xiàn)吸收系數(shù)。不同線(xiàn)吸收系數(shù)。不同CTCT裝置所得圖像的裝置所得圖像的像素大小及數(shù)目不同。大小可以是像素大小及數(shù)目不同。大小可以是1.01.01.0mm1.0mm，0.5 0.5 0.5mm0.5mm不等；數(shù)目可以是不等；數(shù)目可以是25

33、6256256256，即，即6553665536個(gè)，或個(gè)，或512512512512，即，即262144262144個(gè)不等。顯然個(gè)不等。顯然，象素越小，數(shù)目越多，構(gòu)成的圖像越細(xì)致，象素越小，數(shù)目越多，構(gòu)成的圖像越細(xì)致，即空間分辨率（即空間分辨率（spatial resolutionspatial resolution）高。）高。CTCT圖像的空間分辨率不如圖像的空間分辨率不如X X線(xiàn)圖像高。線(xiàn)圖像高。 CTCT檢查技術(shù)檢查技術(shù) 1 1、CTCT檢查分平掃（檢查分平掃（plain CT scanplain CT scan）指血管內(nèi)不注指血管內(nèi)不注射對(duì)比劑的掃描。射對(duì)比劑的掃描。 2 2、增強(qiáng)掃描

34、（、增強(qiáng)掃描（contrast enhancementcontrast enhancement，CECE） 指血管內(nèi)注射對(duì)比劑后的掃描。目的是提高病變指血管內(nèi)注射對(duì)比劑后的掃描。目的是提高病變組織同正常組織的密度差，以顯示平掃上未被顯組織同正常組織的密度差，以顯示平掃上未被顯示或顯示不清的病變，通過(guò)病變有無(wú)強(qiáng)化或強(qiáng)化示或顯示不清的病變，通過(guò)病變有無(wú)強(qiáng)化或強(qiáng)化類(lèi)型，對(duì)病變作定性診斷。類(lèi)型，對(duì)病變作定性診斷。 3 3、造影掃描、造影掃描(contrast scan)(contrast scan)造影掃描是在對(duì)某一造影掃描是在對(duì)某一器官或結(jié)構(gòu)進(jìn)行造影再行掃描的方法，它可更好器官或結(jié)構(gòu)進(jìn)行造影再行掃描

35、的方法，它可更好地顯示結(jié)構(gòu)和發(fā)現(xiàn)病變。如脊髓造影地顯示結(jié)構(gòu)和發(fā)現(xiàn)病變。如脊髓造影CT、膽囊造、膽囊造影影CT等。等。CT特殊掃描特殊掃描l薄層掃描薄層掃描 為了觀(guān)察某些病變的細(xì)節(jié)和避免為了觀(guān)察某些病變的細(xì)節(jié)和避免部分容積效應(yīng)而選用。層厚用部分容積效應(yīng)而選用。層厚用15mm不不等。等。l重疊掃描重疊掃描 掃描床移動(dòng)的距離小于層厚，如掃描床移動(dòng)的距離小于層厚，如層厚層厚10mm，床移動(dòng)，床移動(dòng)8mm，使掃描層面，使掃描層面部分重疊，避免部分容積效應(yīng)或遺漏小的病部分重疊，避免部分容積效應(yīng)或遺漏小的病灶。但重疊越多，接受灶。但重疊越多，接受X線(xiàn)照射量也增多。線(xiàn)照射量也增多。 CT特殊掃描特殊掃描l靶區(qū)

36、靶區(qū)CT掃描掃描 （Target CT Scanning) 也稱(chēng)目標(biāo)也稱(chēng)目標(biāo)CT掃描（掃描（object CT scanning)、放大、放大CT掃描掃描(magnify CT scanning)，是對(duì)感興趣區(qū)作局部，是對(duì)感興趣區(qū)作局部CT掃描掃描，常用小的，常用小的FOV、薄層（、薄層（15mm）。可）?？擅黠@提高空間分辨率，臨床上主要用于小器明顯提高空間分辨率，臨床上主要用于小器管或小病灶的掃描，如肺小結(jié)節(jié)、垂體及腎管或小病灶的掃描，如肺小結(jié)節(jié)、垂體及腎上腺等。上腺等。CT特殊掃描特殊掃描l高分辨率高分辨率CT掃描（掃描（High Resolution CT， HRCT) 采用薄層中、高采

37、用薄層中、高/極高分辨率重建（或極高分辨率重建（或骨算法重建）及特殊的過(guò)濾處理，可得到組骨算法重建）及特殊的過(guò)濾處理，可得到組織的細(xì)微結(jié)構(gòu)圖像，稱(chēng)為高分辨率織的細(xì)微結(jié)構(gòu)圖像，稱(chēng)為高分辨率CT（HRCT），臨床主要用于肺部彌漫性間質(zhì)性），臨床主要用于肺部彌漫性間質(zhì)性病變以及結(jié)節(jié)病變等的檢查，骨算法重建主病變以及結(jié)節(jié)病變等的檢查，骨算法重建主要用于顳骨要用于顳骨CT掃描，以顯示內(nèi)耳、中耳聽(tīng)掃描，以顯示內(nèi)耳、中耳聽(tīng)小骨等細(xì)微骨結(jié)構(gòu)。小骨等細(xì)微骨結(jié)構(gòu)。CTCT分析與診斷分析與診斷 在觀(guān)察分析時(shí)，應(yīng)先了解掃描的在觀(guān)察分析時(shí)，應(yīng)先了解掃描的技術(shù)條件，是平掃還是增強(qiáng)掃描，技術(shù)條件，是平掃還是增強(qiáng)掃描，再對(duì)每

38、幀再對(duì)每幀CT圖像進(jìn)行觀(guān)察。圖像進(jìn)行觀(guān)察。CT診斷的臨床應(yīng)用診斷的臨床應(yīng)用 CT診斷由于它的特殊診斷價(jià)值，已廣泛診斷由于它的特殊診斷價(jià)值，已廣泛應(yīng)用于臨床。但應(yīng)用于臨床。但CT設(shè)備比較昂貴，檢查費(fèi)設(shè)備比較昂貴，檢查費(fèi)用偏高，某些部位的檢查，診斷價(jià)值，尤其用偏高，某些部位的檢查，診斷價(jià)值，尤其是定性診斷，還有一定限度，所以不宜將是定性診斷，還有一定限度，所以不宜將CT檢查視為常規(guī)診斷手段，應(yīng)在了解其優(yōu)檢查視為常規(guī)診斷手段，應(yīng)在了解其優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，合理的選擇應(yīng)用。勢(shì)的基礎(chǔ)上，合理的選擇應(yīng)用。螺旋螺旋CT（spiral CT） 螺旋螺旋CT掃描時(shí)，檢查床沿縱軸方向連續(xù)掃描時(shí)，檢查床沿縱軸方向連續(xù)移動(dòng)

39、，同時(shí)移動(dòng)，同時(shí)X線(xiàn)球管連續(xù)旋轉(zhuǎn)式曝光，采集線(xiàn)球管連續(xù)旋轉(zhuǎn)式曝光，采集的掃描數(shù)據(jù)分布在連續(xù)的螺旋型空間內(nèi)，又的掃描數(shù)據(jù)分布在連續(xù)的螺旋型空間內(nèi)，又稱(chēng)容積稱(chēng)容積CT。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：1.掃描速度快；掃描速度快； 2.容積數(shù)據(jù)避免小病變的遺漏；容積數(shù)據(jù)避免小病變的遺漏； 3.可進(jìn)行高質(zhì)量的后處理工作?？蛇M(jìn)行高質(zhì)量的后處理工作。 螺旋螺旋CT的新近展的新近展l多層螺旋多層螺旋CT（multislice spiral CT，MSCT） 探測(cè)器排數(shù)由單排發(fā)展到探測(cè)器排數(shù)由單排發(fā)展到320排。掃描排。掃描速度每層不到速度每層不到0.4描，描，z軸分辨率軸分辨率0.4mm以下，掃描范圍以下，掃描范圍180cm

40、/10s。多層螺旋多層螺旋CT的優(yōu)點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)l掃描范圍更長(zhǎng)。掃描范圍更長(zhǎng)。l掃描時(shí)間更短，最快掃描速度達(dá)掃描時(shí)間更短，最快掃描速度達(dá)0.3s/周。周。lZ軸分辨率高，最小層厚為軸分辨率高，最小層厚為0.4mm。l時(shí)間分辨率高，可用于心臟等動(dòng)態(tài)器官成像時(shí)間分辨率高，可用于心臟等動(dòng)態(tài)器官成像。磁共振成像磁共振成像核磁共振（核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR）是一種核物理）是一種核物理現(xiàn)象?，F(xiàn)象。磁共振成像（磁共振成像（ magnetic resonance image MRI）是利用原子核在磁場(chǎng)）是利用原子核在磁場(chǎng)內(nèi)共振所產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)計(jì)算機(jī)重建形成內(nèi)共振所產(chǎn)生的信

41、號(hào)經(jīng)計(jì)算機(jī)重建形成圖像的一種成像技術(shù)。圖像的一種成像技術(shù)。MRI 設(shè)設(shè) 備備 MRI的成像系統(tǒng)包括的成像系統(tǒng)包括MR信號(hào)產(chǎn)生和數(shù)信號(hào)產(chǎn)生和數(shù)據(jù)采集與處理及圖像顯示兩部分。據(jù)采集與處理及圖像顯示兩部分。MR信號(hào)信號(hào)的產(chǎn)生是來(lái)自大孔徑，具有三維空間編碼的的產(chǎn)生是來(lái)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，波譜儀，而數(shù)據(jù)處理及圖像顯示部分，則與則與CT掃描裝置相似。掃描裝置相似。 MRI設(shè)備包括主磁體、梯度線(xiàn)圈、脈沖設(shè)備包括主磁體、梯度線(xiàn)圈、脈沖線(xiàn)圈、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其他輔助設(shè)備等五部分線(xiàn)圈、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其他輔助設(shè)備等五部分構(gòu)成。構(gòu)成。MRI成像類(lèi)成像類(lèi) 主磁體是主磁體是MRI最

42、基本構(gòu)件，是產(chǎn)生最基本構(gòu)件，是產(chǎn)生磁場(chǎng)的裝置，有磁場(chǎng)的裝置，有常導(dǎo)型常導(dǎo)型、超導(dǎo)型超導(dǎo)型和和永磁永磁型型三種，直接關(guān)系到磁場(chǎng)強(qiáng)度、均勻度三種，直接關(guān)系到磁場(chǎng)強(qiáng)度、均勻度和穩(wěn)定性，并影響和穩(wěn)定性，并影響MRI的圖像質(zhì)量。的圖像質(zhì)量。 主磁場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)采用特斯拉（主磁場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)采用特斯拉（Tesla，T）表示。）表示。1T=10000G。高斯（。高斯（Gauss，G）Signa Excite 0.2TMRIMRI成像的基本原理成像的基本原理MR信號(hào)接收器光/電轉(zhuǎn)換器模/數(shù)轉(zhuǎn)換器計(jì)算機(jī)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器磁共振現(xiàn)象與磁共振現(xiàn)象與MRI 含單數(shù)質(zhì)子的原子核，例如人體內(nèi)廣泛存在含單數(shù)質(zhì)子的原子核，例如人體內(nèi)廣泛存在的

43、氫原子核，其質(zhì)子有自旋運(yùn)動(dòng)，帶正電，產(chǎn)生的氫原子核，其質(zhì)子有自旋運(yùn)動(dòng)，帶正電，產(chǎn)生磁矩，有如一個(gè)小磁體。小磁體自旋軸的排列無(wú)磁矩，有如一個(gè)小磁體。小磁體自旋軸的排列無(wú)一定規(guī)律。但如在均勻的強(qiáng)磁場(chǎng)中，則小磁體的一定規(guī)律。但如在均勻的強(qiáng)磁場(chǎng)中，則小磁體的自旋軸將按磁場(chǎng)磁力線(xiàn)的方向重新排列。在這種自旋軸將按磁場(chǎng)磁力線(xiàn)的方向重新排列。在這種狀態(tài)下，用特定頻率的射頻脈沖（狀態(tài)下，用特定頻率的射頻脈沖（radiofrequency，RF）進(jìn)行激發(fā)，作為小磁體）進(jìn)行激發(fā)，作為小磁體的氫原子核吸收一定量的能而共振，即發(fā)生了磁的氫原子核吸收一定量的能而共振，即發(fā)生了磁共振現(xiàn)象。共振現(xiàn)象。MRI原理原理l1.氫原

44、子核磁矩平時(shí)狀態(tài)氫原子核磁矩平時(shí)狀態(tài)雜亂無(wú)章雜亂無(wú)章 氫原子核具有自旋特性，在平時(shí)狀態(tài)，氫原子核具有自旋特性，在平時(shí)狀態(tài)，磁矩取向是任意的和無(wú)規(guī)律的，因而磁矩相磁矩取向是任意的和無(wú)規(guī)律的，因而磁矩相互抵消，宏觀(guān)磁矩互抵消，宏觀(guān)磁矩M=0 。MRI原理原理l2.氫原子置于主磁場(chǎng)的狀態(tài)氫原子置于主磁場(chǎng)的狀態(tài)磁矩按磁力線(xiàn)方磁矩按磁力線(xiàn)方向排列向排列 如果將氫原子置于均勻強(qiáng)度的磁場(chǎng)中，磁矩取如果將氫原子置于均勻強(qiáng)度的磁場(chǎng)中，磁矩取向不再是任意和無(wú)規(guī)律的，而是按磁場(chǎng)的磁力線(xiàn)向不再是任意和無(wú)規(guī)律的，而是按磁場(chǎng)的磁力線(xiàn)方向取向。其中大部分原子核的磁矩順磁場(chǎng)排列方向取向。其中大部分原子核的磁矩順磁場(chǎng)排列，它們

45、位能低，呈穩(wěn)定態(tài)，較少一部分逆磁場(chǎng)排，它們位能低，呈穩(wěn)定態(tài)，較少一部分逆磁場(chǎng)排列，位能高。由于順磁場(chǎng)排列的原子核多于逆磁列，位能高。由于順磁場(chǎng)排列的原子核多于逆磁場(chǎng)排列的，這樣就產(chǎn)生了一個(gè)平行于外磁場(chǎng)的磁場(chǎng)排列的，這樣就產(chǎn)生了一個(gè)平行于外磁場(chǎng)的磁矩矩M。全部磁矩重新定向所產(chǎn)生的磁化矢量稱(chēng)之為。全部磁矩重新定向所產(chǎn)生的磁化矢量稱(chēng)之為宏觀(guān)磁化矢量，換言之，宏觀(guān)磁化矢量是表示單宏觀(guān)磁化矢量，換言之，宏觀(guān)磁化矢量是表示單位體積中全部原子核的磁矩。磁場(chǎng)和磁化矢量用位體積中全部原子核的磁矩。磁場(chǎng)和磁化矢量用三維坐標(biāo)來(lái)描述，其中三維坐標(biāo)來(lái)描述，其中Z軸平行磁力線(xiàn)，而軸平行磁力線(xiàn)，而X軸和軸和Y軸與軸與Z軸垂

46、直，同時(shí)軸垂直，同時(shí)X軸和軸和Y軸相互垂直。處于主軸相互垂直。處于主磁場(chǎng)的質(zhì)子除了自旋運(yùn)動(dòng)外，還圍繞主磁場(chǎng)軸旋磁場(chǎng)的質(zhì)子除了自旋運(yùn)動(dòng)外，還圍繞主磁場(chǎng)軸旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)稱(chēng)為進(jìn)動(dòng)。轉(zhuǎn)擺動(dòng)稱(chēng)為進(jìn)動(dòng)。 MRI原理原理l3.施加射頻脈沖（施加射頻脈沖（radiofrequency，RF）原子核獲得能量原子核獲得能量 射頻脈沖與質(zhì)子的進(jìn)動(dòng)頻率相同，射頻脈射頻脈沖與質(zhì)子的進(jìn)動(dòng)頻率相同，射頻脈沖的能量將傳遞給處于低能級(jí)的質(zhì)子，處于沖的能量將傳遞給處于低能級(jí)的質(zhì)子，處于低能級(jí)的質(zhì)子躍遷到高能級(jí)。如低能級(jí)的質(zhì)子躍遷到高能級(jí)。如9090脈沖使脈沖使宏觀(guān)磁化矢量偏轉(zhuǎn)宏觀(guān)磁化矢量偏轉(zhuǎn)9090，即完全偏轉(zhuǎn)到，即完全偏轉(zhuǎn)到X X、

47、Y Y平面。平面。MRI原理原理l4.射頻脈沖停止后射頻脈沖停止后產(chǎn)生產(chǎn)生MR信號(hào)信號(hào) 當(dāng)射頻脈沖停止作用后，磁化矢量不立當(dāng)射頻脈沖停止作用后，磁化矢量不立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)，而是逐漸向平衡態(tài)恢復(fù)，最后即停止轉(zhuǎn)動(dòng)，而是逐漸向平衡態(tài)恢復(fù)，最后回到平衡位置。橫向磁化矢量回到平衡位置。橫向磁化矢量Mxy很快衰很快衰減到零，并且呈指數(shù)規(guī)律衰減，將此稱(chēng)橫向減到零，并且呈指數(shù)規(guī)律衰減，將此稱(chēng)橫向弛豫，而縱向磁化分量將緩慢增長(zhǎng)到最初值弛豫，而縱向磁化分量將緩慢增長(zhǎng)到最初值，亦呈指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng)，將此稱(chēng)縱向弛豫。這，亦呈指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng)，將此稱(chēng)縱向弛豫。這是一個(gè)釋放能量和產(chǎn)生是一個(gè)釋放能量和產(chǎn)生MR信號(hào)的過(guò)程。信號(hào)的過(guò)程。核

48、磁弛豫核磁弛豫 當(dāng)射頻脈沖停止作用后，宏觀(guān)磁化矢量當(dāng)射頻脈沖停止作用后，宏觀(guān)磁化矢量并不立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)，而是逐漸向平衡態(tài)恢復(fù)并不立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)，而是逐漸向平衡態(tài)恢復(fù)，最后回到平衡位置。我們把這一過(guò)程稱(chēng)弛，最后回到平衡位置。我們把這一過(guò)程稱(chēng)弛豫過(guò)程（豫過(guò)程（relaxation），所用的時(shí)間稱(chēng)弛），所用的時(shí)間稱(chēng)弛豫時(shí)間（豫時(shí)間（relaxation time）。射頻脈沖）。射頻脈沖停止后，橫向磁化矢量停止后，橫向磁化矢量Mxy很快衰減到零很快衰減到零，稱(chēng)為橫向弛豫（，稱(chēng)為橫向弛豫（transverse relaxation）；縱向磁化矢量）；縱向磁化矢量Mz將緩慢增將緩慢增長(zhǎng)到最初值，稱(chēng)為縱向弛豫。

49、長(zhǎng)到最初值，稱(chēng)為縱向弛豫。 T1T1 縱向弛豫時(shí)間（縱向弛豫時(shí)間（longitudinal relaxation time）。）。 90射頻脈沖停止以后，磁化矢量射頻脈沖停止以后，磁化矢量Mz逐漸逐漸增大到最初值，它是呈指數(shù)規(guī)律緩慢增長(zhǎng)，增大到最初值，它是呈指數(shù)規(guī)律緩慢增長(zhǎng)，由于是在由于是在Z軸上恢復(fù)，故將其稱(chēng)為縱向弛豫軸上恢復(fù)，故將其稱(chēng)為縱向弛豫。弛豫過(guò)程表現(xiàn)為一種指數(shù)曲線(xiàn)，其快慢用。弛豫過(guò)程表現(xiàn)為一種指數(shù)曲線(xiàn)，其快慢用時(shí)間常數(shù)來(lái)表示時(shí)間常數(shù)來(lái)表示T1時(shí)間規(guī)定為時(shí)間規(guī)定為Mz達(dá)到其最達(dá)到其最終平衡狀態(tài)終平衡狀態(tài)63%的時(shí)間。的時(shí)間。T2T2橫向弛豫時(shí)間（橫向弛豫時(shí)間（transverse r

50、elaxation timetransverse relaxation time）。）。 90射頻脈沖停止以后，磁化矢量射頻脈沖停止以后，磁化矢量Mxy很快衰減到零，而且呈指數(shù)規(guī)律衰減很快衰減到零，而且呈指數(shù)規(guī)律衰減，將其稱(chēng)為橫向弛豫。，將其稱(chēng)為橫向弛豫。T2值是指磁化矢量值是指磁化矢量Mxy衰減到原來(lái)值的衰減到原來(lái)值的37%的時(shí)間。的時(shí)間。 人體不同器官的正常組織與病理組人體不同器官的正常組織與病理組織的織的T T1 1是相對(duì)固定的，而且它們之間有是相對(duì)固定的，而且它們之間有一定的差別，一定的差別，T T2 2也是如此。這種組織間也是如此。這種組織間弛豫時(shí)間上的差別，是弛豫時(shí)間上的差別，是M

51、RIMRI的成像基礎(chǔ)。的成像基礎(chǔ)。有如有如CTCT時(shí)，組織間吸收系數(shù)（時(shí)，組織間吸收系數(shù)（CTCT值）差值）差別是別是CTCT成像基礎(chǔ)的道理。但成像基礎(chǔ)的道理。但MRIMRI不像不像CTCT只只有一個(gè)參數(shù)，即吸收系數(shù)，而是有有一個(gè)參數(shù)，即吸收系數(shù)，而是有T T1 1、 T T2 2和質(zhì)子密度（和質(zhì)子密度（P P）等幾個(gè)參數(shù)，其中）等幾個(gè)參數(shù)，其中T T1 1與與 T T2 2尤為重要。因此，獲得選定層面中尤為重要。因此，獲得選定層面中各種組織的各種組織的T T1 1（或（或 T T2 2）值，就可獲得該）值，就可獲得該層面中包括各種組織影像的圖像。層面中包括各種組織影像的圖像。自旋回波（自旋回

52、波（Spin Echo，SE）序列）序列l(wèi)在在90脈沖之后，發(fā)射脈沖之后，發(fā)射180脈沖這種形式構(gòu)成脈沖這種形式構(gòu)成的序列稱(chēng)為自旋回波序列。其過(guò)程為先發(fā)射一個(gè)的序列稱(chēng)為自旋回波序列。其過(guò)程為先發(fā)射一個(gè)90脈沖，間隔數(shù)毫秒至數(shù)十毫秒，再發(fā)射一個(gè)脈沖，間隔數(shù)毫秒至數(shù)十毫秒，再發(fā)射一個(gè)180脈沖，脈沖，180脈沖后脈沖后10100ms，測(cè)量，測(cè)量回波信號(hào)強(qiáng)度。回波信號(hào)強(qiáng)度。SE序列有兩個(gè)時(shí)間參數(shù)：序列有兩個(gè)時(shí)間參數(shù)：TR與與TE。TR是指兩個(gè)是指兩個(gè)90脈沖之間的時(shí)間，稱(chēng)為重脈沖之間的時(shí)間，稱(chēng)為重復(fù)時(shí)間（復(fù)時(shí)間（repetition time，TR）；）；TE是指是指90脈沖至測(cè)量回波的時(shí)間，稱(chēng)為回

53、波時(shí)間（脈沖至測(cè)量回波的時(shí)間，稱(chēng)為回波時(shí)間（echo time，TE）。）。MRI圖像特點(diǎn)圖像特點(diǎn) 1、多參數(shù)成像、多參數(shù)成像 2、流空效應(yīng)、流空效應(yīng) 3、多方位成像、多方位成像 4、質(zhì)子馳豫增強(qiáng)效應(yīng)和對(duì)比增、質(zhì)子馳豫增強(qiáng)效應(yīng)和對(duì)比增強(qiáng)強(qiáng) 多參數(shù)成像多參數(shù)成像 成像參數(shù)主要包括成像參數(shù)主要包括T1、T2和質(zhì)子密度和質(zhì)子密度等，可分別獲得同一解剖部位或?qū)用娴牡?，可分別獲得同一解剖部位或?qū)用娴腡1WI、T2WI和和PDWI等多種圖像等多種圖像。 值得注意的是，值得注意的是，MRIMRI的影像雖然也以不同的影像雖然也以不同灰度顯示，但反映的是灰度顯示，但反映的是MRMR信號(hào)強(qiáng)度的不同或信號(hào)強(qiáng)度的不同或弛豫時(shí)間弛豫時(shí)間T T1 1與與T T2 2的長(zhǎng)短，而不象的長(zhǎng)短，而不象CTCT圖像，灰圖像，灰度反映的是組織密度。度反映的是組織密度。 MRIMRI的圖像如主要反映組織間的圖像如主要反映組織間T T1 1 特特征參數(shù)時(shí)，為征參數(shù)時(shí)，為T(mén) T1 1 加權(quán)像（加權(quán)像（T T1 1 weighted weighted imageimage，T T1 1WIWI），它反映的是組織間），它反映的是組織間T T1 1的差別。如主要反映組織間的差別。如主要反映組織間T T2 2 特征參特征參數(shù)時(shí)，則為數(shù)時(shí)，則為T(mén) T2 2 加權(quán)像（加權(quán)像（T T2 2 weighted weighted imag