醫(yī)學(xué)影像學(xué) 課件

1、總 論Medical ImagingDiagnostic ImageologyInterventional RadiologyDiagnostic RadiologyUltrasonographyNuclear ImagingDiagnosisTherapyScintigraphy 學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)影像學(xué)的注意點(diǎn) 了解不同成像技術(shù)的基本原理及其圖像特點(diǎn) 掌握?qǐng)D像的觀察與分析方法，了解正常影像學(xué)表現(xiàn)和常見(jiàn)病的異常表現(xiàn)及其病理基礎(chǔ) 掌握不同成像手段在不同疾病診斷中的作用與限度 影像學(xué)檢查價(jià)值很大，但有限度，需結(jié)合臨床資料Diagnostic Imaging Methods Diagnostic imagi

2、ng is a dynamic specialty that has undergone rapid change with continuing advancements in technology. Not only has the number of imaging methods increased but each one continues to undergo improvement and refinement of its use in medical diagnosis.第一章 X線成像Radiography第一節(jié) 普通X線成像一 、 X線成像基本原理與設(shè)備 X線的產(chǎn)生，X

3、線是真空管內(nèi)高速行進(jìn)的電子流轟擊鎢靶時(shí)產(chǎn)生的The x-ray beam is produced by bombarding a tungsten target with an electron beam within an x-ray tube.X線的特性 穿透性：與管電壓和物體的密度與厚度相關(guān) 熒光效應(yīng)：透視的基礎(chǔ) 感光效應(yīng)：攝影的基礎(chǔ) 電離效應(yīng)：放射治療的基礎(chǔ)、X線防護(hù)X線成像基本原理As x-ray pass through the human body they are attenuated by interaction with body tissues(absorption an

4、d scatter), resulting in an image pattern recognizable as human anatomy. 基本條件 X線具有穿透性 存在密度(density)與厚度(thick or thin)的差異 顯像過(guò)程2021/5/7119、 人的價(jià)值，在招收誘惑的一瞬間被決定。2022-5-282022-5-28Saturday, May 28, 202210、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。2022-5-282022-5-282022-5-285/28/2022 7:39:55 PM11、人總是珍惜為得到。2022-5-282022-5-282022-5-28M

5、ay-2228-May-2212、人亂于心，不寬余請(qǐng)。2022-5-282022-5-282022-5-28Saturday, May 28, 202213、生氣是拿別人做錯(cuò)的事來(lái)懲罰自己。2022-5-282022-5-282022-5-282022-5-285/28/202214、抱最大的希望，作最大的努力。2022年5月28日星期六2022-5-282022-5-282022-5-2815、一個(gè)人炫耀什么，說(shuō)明他內(nèi)心缺少什么。2022年5月2022-5-282022-5-282022-5-285/28/202216、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2022-5-282022-5-28May

6、28, 202217、一個(gè)人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。2022-5-282022-5-282022-5-282022-5-28二、 X線圖像特點(diǎn) X線圖像不同灰度的影像反映了人體解剖結(jié)構(gòu)和病理狀態(tài)的不同密度和厚度 X線圖像是重疊的，有一定程度的放大，并可產(chǎn)生偽影三、 X線檢查技術(shù)Radiographic Techniques自然對(duì)比(natural contrast) 人工對(duì)比(artificial contrast)三、 X線檢查技術(shù)Radiographic Techniques 普通檢查 透視(Fluoroscopy)、攝片(Plain film) 特殊檢查 體層攝影(convent

7、ional tomography)、軟線攝影(soft beam radiography) 造影檢查 contrast administration examination三、 X線檢查技術(shù)Radiographic Techniques 造影檢查 對(duì)比劑(contrast medium) 高密度對(duì)比劑：鋇劑(barium)、碘劑(iodine)等 低密度對(duì)比劑：氣體(gas agents) 造影方式 直接引入：口服、灌注、穿刺注入 間接引入：經(jīng)靜脈注入對(duì)比劑，生理性排泄 檢查前準(zhǔn)備及造影反應(yīng)的處理三、 X線檢查技術(shù)Radiographic Techniques X線檢查方法的選擇原則(prin

8、ciple)四、X線診斷的臨床應(yīng)用 成像清晰、經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便 胸部、骨骼、胃腸道首選五、X線檢查中的防護(hù) 技術(shù)方面技術(shù)方面：屏蔽防護(hù)、距離防護(hù) 患者方面患者方面：照射次數(shù)、范圍、條件，遮蓋 工作人員方面工作人員方面：自我防護(hù)，定期體檢第二節(jié) 數(shù)字化X線成像 數(shù)字化X線成像（digital radiology） 1. CR（影像板，imaging plate IP) 2. DF (影像增強(qiáng)電視系統(tǒng)，IITV) 3. DR（平板探測(cè)器，flat panel detectors)Principle of CRPrinciple of DR感光度與解析度不能很好兼顧可以同時(shí)做到高感光度和高解析度第二節(jié) 數(shù)

9、字化X線成像 DR的臨床應(yīng)用 圖像軟件：圖像軟件：Inverse Topography (組織平衡軟件組織平衡軟件)Soft tissue + Bone detail at the same time一次曝光可通過(guò)窗寬,窗位的調(diào)整獲得從軟組織到骨骼不同的影像,甚至可以清楚到頭發(fā)。第三節(jié) 數(shù)字減影血管造影(Digital Subtraction Angiography, DSA)DSA成像基本原理 血管造影時(shí)，由于血管與骨骼和軟組織影像重疊，致使血管顯影不請(qǐng)。將X線圖像數(shù)字化，用1幀血管內(nèi)不含對(duì)比劑的圖像作為蒙片，和1幀含對(duì)比劑的圖像相減，使圖片中代表骨骼和軟組織的數(shù)字相抵消，只剩有對(duì)比劑的血管

10、顯影清晰。有助于診斷和做各種介入手術(shù)Principle of DSA Imaging A method for showing contrast-filled vessels without any interfering background. “Mask” image, just before the contrast medium is injected, onto which the images with contrast medium were overlaid to coincide, producing a subtraction image only displaying t

11、he contrast-filled vessels.DSA檢查技術(shù)和臨床應(yīng)用DSA techniques and clinical applications 動(dòng)脈(percutaneous arterial)DSA 靜脈(percutaneous venous)DSA 旋轉(zhuǎn)(rotate)DSA，3D立體實(shí)時(shí)成像第二章 計(jì)算機(jī)體層成像(Computed Tomography)Introduction Since its introduction in the 1970s, CT has been shown to have wide applications within all the r

12、adiological subspecialities. It has become a primary imaging technique in the clinic.第一節(jié) CT成像基本原理與設(shè)備 基本原理 用X線束對(duì)人體檢查部位一定厚度的層面進(jìn)行掃描，由探測(cè)器接受衰減的X線，并由光電轉(zhuǎn)換器變?yōu)殡娦盘?hào)，再由模數(shù)轉(zhuǎn)換器變?yōu)閿?shù)字進(jìn)行計(jì)算機(jī)處理，獲得該層面的每個(gè)體素的X線衰減系數(shù)，再由數(shù)模轉(zhuǎn)換器把每個(gè)體素的數(shù)字轉(zhuǎn)換成不等灰階度的像數(shù)，按矩陣排列，構(gòu)成CT圖像What is CT CT images a section or slice of the patient Two-dimensional

13、 image of the slice Reconstructed image(array of quantized gray scale values or pixels) Pixel values(CT number)are related to the linear attenuation of the corresponding volume element of the slice(voxel)CT設(shè)備設(shè)備( Equipment) 普通CT Conventional CT 螺旋CT Spiral (helical) CT 多層螺旋CT Multislice CT (MSCT） 雙源多

14、層螺旋CT Dual Source CT (DSCT） 電子束CT Electron beam CT (EBCT) 平板CT Flat panel CT 世界第一臺(tái)雙世界第一臺(tái)雙源源 CTSOMATOM Definition 球管球管球管球管探測(cè)器探測(cè)器探測(cè)器探測(cè)器多層螺旋CT的趨勢(shì) “多排和多層多排和多層” 1998年，8排或16排或32排探測(cè)器，實(shí)現(xiàn)4 4層層掃描掃描， 2002年，24排探測(cè)器，實(shí)現(xiàn)1616層掃描；層掃描； 2004年，32或64排探測(cè)器，實(shí)現(xiàn)6464層掃描層掃描； 2005年，128層掃描，雙球管 2006年，256層掃描， 2007年，320層掃描 200？年，平板探

15、測(cè)器，1024X7681024X768掃描掃描 CT球管的趨勢(shì)：球管的趨勢(shì)： 0.75MHU1.0MHU1.5MHU2.0MHU3.0MHU-3.5MHU4.0MHU5.3MHU6.3MHU7.5MHU. 2003年SIEMENS 0MHU球管 Clinical Benefits of Multislice CTShorter Scan Time0.33sLarger VolumeClinicalApplicationIsotropic Resolution0.4mm第二節(jié) CT圖像特點(diǎn) 數(shù)字圖像(digital imaging) 矩陣(matrix) 像素與體素(pixel and voxe

16、l) CT值(CT pixel numbers) 窗寬、窗位(window width and centre) 空氣 -1000H 鼻竇、氣腦、乳突氣房 -600H 肺 -500H 脂肪 -100H 腦脊液 135H 腦白質(zhì) 325H 腦灰質(zhì) 375H 血液 1080H 新鮮血腫 100H 軟組織 50150H 鈣化灶 介于軟組織與骨之間 骨 +1000H Air -1000H Sinus、mastoid cell -600H Lung -500H Fat -100H CSF 135H White matter 325H Gray matter 375H Blood 1080H Fresh h

17、ematoma 100H Soft tissue 50150H Calcified lesion Between soft tissue and bone Bone +1000H CT value圖像質(zhì)量的進(jìn)展.二二 維維 橫橫 斷斷 面面 到到 三三 維維 圖圖 像像 重重 建建第三節(jié) CT檢查技術(shù)CT Techniques 平掃(plain scanning) 對(duì)比增強(qiáng)掃描(contrast enhancement) 造影掃描(other contrast methods) HRCT (high resolution computed tomography)第三節(jié) CT檢查技術(shù)CT Tec

18、hniques重建技術(shù)(Reconstruction Techniques) 表面遮蓋法重建（Surface Shaded Display, SSD） 最大密度投影（Maximum Intensity Projection, MIP） 容積再現(xiàn)（Volume Rendering, VR） 多層面重建（Multiplanar Reconstruction, MPR） 曲面多層重建（Curved Multiplanar Reconstruction, CMPR） 仿真內(nèi)窺鏡技術(shù)（Virtual Endoscopy, VE）HeadlinestenosisCourtesy of University

19、 of Erlangen, Department of Radiology and Institute of Medical Physics SOMATOM Sensation 646 sec for 350 mm64 x 0.6mm (2x32)Resolution 0.4 mmRotation 0.37 sec120 kV / 150 mAs缺乏造影劑？缺乏造影劑？掃描比造影劑掃描比造影劑跑得快！跑得快！HeadlineEmotion 16 6.5 for 235.5mm16 x 1.2 mmPich 1.3Rotation 0.6 sec130 kV90 effective mAsCou

20、rtesy of Jiangsu Prov People Hospital / NanJin, ChinaHeadlineCourtesy of Jiangsu Prov People Hospital / NanJin, ChinaEmotion 16 6.5 for 235.5mm16 x 1.2 mmPich 1.3Rotation 0.6 sec130 kV90 effective mAsHeadlineCourtesy of Jiangsu Prov People Hospital / NanJin, ChinaEmotion 16 10s for 258mm16 x 1.2 mmP

21、ich 1.2Rotation 1.0 sec130 kV90 effective mAsHeadlineCourtesy of Jiangsu Prov People Hospital / NanJin, ChinaEmotion 16 10s for 258mm16 x 1.2 mmPich 1.2Rotation 1.0 sec130 kV90 effective mAs肺動(dòng)靜脈瘺（兩側(cè)）肺動(dòng)靜脈瘺（兩側(cè)）曲面重建Arteriovenous fistula of pulmonary vessels(bilateral)Aneurysm and Dissection第三節(jié) CT檢查技術(shù)CT

22、 Techniques功能(function)及其他檢查 灌注成像 Perfusion 骨密度測(cè)定 Quantitative CT (QCT) 冠狀動(dòng)脈造影 CT coronary artery angiography 骨密度分析區(qū)骨密度分析區(qū)（五點(diǎn)修飾輪廓）（五點(diǎn)修飾輪廓）模板的水樣部分模板的水樣部分模板的骨樣部分模板的骨樣部分 男 性, 56 歲, 癥 狀 后150 min 常 規(guī) CT Time to Peak CBF 隨 訪 顱 內(nèi) 動(dòng) 脈 栓 塞 隨 訪 CT 顯 示 液 化 灶embolism of intracranial arteries, follow-up CT image

23、 shows the infarctionmale, 56, 150min after the onset左冠狀動(dòng)脈鈣化狹窄左冠狀動(dòng)脈鈣化狹窄CT coronary artery VE掃描層厚、空間分辨率和冠脈成像SOMATOM Sensation CardiacCardiac MorphologyAdditional Clinical Information received from ECG-gated scan Calcified ThrombusAortic ValveECG-Gated Scan16-Slice Cardiac Function Analysis syngo Argu

24、s, CT 4D and LV-FunctionCourtesy of Grosshadern ClinicC EFC EDVC ESVC MassC Wall ThickeningC MovieCompatible to MRI and CT DataMCBLCA小分支的動(dòng)脈瘤第四節(jié) CT診斷的臨床應(yīng)用 優(yōu)點(diǎn)： 斷層圖像 密度分辨率高 可反映造影劑在不同時(shí)相的變化，大大擴(kuò)展了臨床檢查范圍 缺點(diǎn)： 較昂貴 X線損傷第四節(jié) CT診斷的臨床應(yīng)用 中樞神經(jīng)系統(tǒng) 頭頸部 胸部 心臟與血管 腹部 盆腔 骨骼系統(tǒng)第三章 超聲成像(ultrasonography,USG)第四章 磁共振成像（Magnetic

25、 Resonance Imaging , MRI） Imaging method using a strong magnetic field and gradient field to localize burst of radiofrequency signals coming from a system of spins consisting of reorienting hydrogen (H) nuclei(protons) after they have been disturbed by radiofrequency pulses.磁共振成像是利用體內(nèi)氫原子核在強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)發(fā)生磁矩，用

26、射頻發(fā)生共振提供能量，改變磁矩；停止射頻，恢復(fù)磁矩，釋放能量，產(chǎn)生信號(hào)，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理，形成MR圖像。 成 像 基 本 原 理 縱向磁化（longitudinal magnetization） 縱向磁化減小與橫向（transverse）磁化 馳豫與弛豫時(shí)間（relaxation time） 馳豫時(shí)間與MRI成像 脈沖序列（pulse sequence）與加權(quán)像（weighted imaging， WI） T1加權(quán)像（T1WI）： 短TE, 短TR T2加權(quán)像（T2WI）： 長(zhǎng)TE, 長(zhǎng)TR MRI 設(shè) 備（MRI Equipment） Low field MR， open system MRRe

27、cent progress in MRI unit Polarization of magnetic field Special MR Unit Faster and stronger magnetic resonance gradients RF coil RF CoilsAdvanced Imaging Techniques Whole body MR screening It is an ideal modality for the purposes of healthcare screening that has both high sensitivity and specificit

28、y with out radiation hazard. The true benefit of whole body MR imaging is in the variety of disease found. Its value is in its reliability and accuracyPatient with PlasmocytomaTSE T1+2w, PAT 2Schlemmer, Claussen et al.University Tuebingen (Germany)Neuro-Ocular Plane ImagingImage courtesy of Dr Scara

29、bino, Casa Sollievo della Sofferenza, Italy.3T Imaging Resembles SpecimenMRI 圖 像 特 點(diǎn)MRI characteristics 多方位成像 流動(dòng)效應(yīng) 對(duì)比增強(qiáng)MRI 圖 像 特 點(diǎn)MRI characteristics 多參數(shù)成像 流動(dòng)效應(yīng) 對(duì)比增強(qiáng)MRI 圖 像 特 點(diǎn)MRI characteristics 多參數(shù)成像 多方位成像 對(duì)比增強(qiáng)3D ToFTR/ TE 35 /3.6 ms, 192x512,SL 0.8 mm,108 partitionsTA: 6:44 minHigh-Resolution ToF

30、 at 3TMRI 圖 像 特 點(diǎn)MRI characteristics 多參數(shù)成像 多方位成像 流動(dòng)效應(yīng)MRI增強(qiáng)掃描的適應(yīng)癥 application of MRI enhancement 腫瘤的鑒別與定性(tumor) 血腦屏障是否破壞(blood-brain barrier) 提高病變的發(fā)現(xiàn)率(more sensitive)MRI造影劑(contrast medium)主要分為兩類(lèi)： 順磁性物質(zhì)(Gd-DTPA) paramagnetic contrast medium 超順磁性物質(zhì)(AMI-25,菲力磁) superparamagnetic contrast medium轉(zhuǎn)移瘤T1C+

31、，T2肝Ca(CT,T1,T2FS,T1C+) M R I 檢 查 技 術(shù) MRI Techniques 脈沖序列（pulse sequence） SE序列，梯度回波（gradient echo）序列，回波平面成像（echo-planar image，EPI） 脂肪抑制（fat suppression） MRC （Cinema） MRI對(duì)比增強(qiáng)（contrast enhancement） MRA(MR血管造影) MRI水成像(MRCP, MRU, MRM) 功能性MRI成像（fMRI） MRS DWIMRI檢查應(yīng)注意的問(wèn)題 禁忌證（contraindication）： 起搏器（pacemake

32、r） 動(dòng)脈瘤金屬夾（aneurysm clips） 眼球金屬異物（intraocular metallic foreign bodies） 危重患者（serious patient） 相對(duì)禁忌證：人工關(guān)節(jié)、體內(nèi)金屬異物、高熱患者、早期妊娠等 檢查前注意事項(xiàng)Advantage and Disadvantage of MRI Advantage： Multiple tomographical image More information from imaging High soft tissue resolution Contrast enhancement have wide applicati

33、ons Disadvantage： Expensive Complication More contraindication第四節(jié) MRI診斷的臨床應(yīng)用 中樞神經(jīng)系統(tǒng) 頭頸部 循環(huán)系統(tǒng) 肌骨系統(tǒng) 盆腔 胸部 腹部 分子影像學(xué)Molecular imaging Though evolving continuously, the field of molecular imaging is expected to bring radiology into the forefront of disease diagnosis and therapy design through advances in

34、 three modalities: radionuclide, MR, and optical imaging. Molecular imaging PET/SPECT CT perfusion MRI (micro MR, MRS, DWI) Optical imagingMolecular imaging: clinical impact Every disease has a molecular basis early detection In situ characterization Most novel therapies intervenes at a specific molecular level Therapeutic efficacy Objective