放射診斷與治療設(shè)備ppt課件

1、第五章 放射診斷與治療設(shè)備山東藥品食品職業(yè)學(xué)院 閆華國.第一節(jié)：放射診斷與治療設(shè)備開展簡況一、x射線的發(fā)現(xiàn) 1895年德國物理學(xué)家倫琴 射線的本質(zhì)：動搖性、粒子性波粒二象性二、射線成像：使射線透射于人體，經(jīng)過丈量記錄穿過人體后的射線強度分布實現(xiàn)人體成像。 熒光成像、膠片成像、電視影像。三、射線的特點.穿透性強：波長短，具有很強的穿透性，其穿透性與構(gòu)成射線的電壓有關(guān)，電壓越高，產(chǎn)生的射線波長越短，穿透性越強；還與被照射物的密度和厚度有關(guān)。.熒光效應(yīng)：射線作用在某些熒光物質(zhì)硫化鋅鎘及鎢酸鈣上，能使這些物質(zhì)放出熒光。透視、增感屏.感光效應(yīng)：使膠片感光射線攝影.電離效應(yīng)：射線進入人體，會產(chǎn)生電離效應(yīng)，

2、引起人體產(chǎn)生生物學(xué)方面的變化，放射丈量、放射防護、放射治療學(xué)。四、射線成像分類.射線直接成像：.射線計算機橫斷層體層攝影線五、開展階段 1.x射線機的初始階段：構(gòu)造簡陋、氣體x線管、容量小、效率低、影像質(zhì)量差 2.真空熱電子固定陽極x線管：進入適用化時期 3.旋轉(zhuǎn)陽極x射線管：功率大、焦點小、影像更明晰4.影像加強器、閉路電視和x線機的組合，電視影像取代了熒光影像 5.x線計算機體層攝影線CT：用x射線作斷層掃描，經(jīng)計算機處置后重新顯示圖像 6.核磁共振成像安裝NMRCT.六、不同放射醫(yī)學(xué)成像方法的比較 1.x射線：X射線穿過人體不同組織產(chǎn)生不同的衰減，丈量穿過人體的X線； 2.核醫(yī)學(xué)成像：將

3、放射源置于患者體內(nèi)，有選擇地丈量放射源放出的射線，利用檢測獲得的數(shù)據(jù)進展成像。相機、發(fā)射型計算機斷層成像ECT 3.磁共振成像：用無線電射頻脈沖激發(fā)人體內(nèi)氫原子核，引起氫原子核共振，并吸收能量。在射頻脈沖停頓后，氫原子核按特定頻率發(fā)出射電信號，被體外的接受器收錄，經(jīng)計算機處置獲得圖像。.第二節(jié)醫(yī)用x射線機一、x射線機的分類 1.按管電流分：大型：1000mA以上、 中型1001000mA 小型：100mA以下 2.按用途分：透視用x線機、攝影用x線機、消化道攝影安裝、胸部攝影用X線機、體層攝影用X線機、心血管造影用X線機、及其它診斷用X線機設(shè)備如牙科用X線設(shè)備、腺攝影X線設(shè)備、床邊X線設(shè)備 、

4、手術(shù)用X線設(shè)備公用x線機 3.按構(gòu)造方式：固定式、活動式 .按線機任務(wù)頻率：工頻、中頻.二、x射線的產(chǎn)生 1. x射線產(chǎn)生的原理圖 抽成真空的x射線管、陰極、陽極兩者之間加高壓 陰極發(fā)射的電子被高壓電場加速后撞擊陽極，電子撞擊陽極后輻射出x射線，電子的動能大部分轉(zhuǎn)化為熱能、小部分轉(zhuǎn)化為x射線的電磁能2. 產(chǎn)生條件： 高速運動的電子流、 能接受高速電子撞擊的阻撓物 高電壓和高真空空間 .射線光子能量：=hf.x射線的量和質(zhì) x射線的強度：在垂直于x射線的傳播方向的單位面積上，單位時間內(nèi)經(jīng)過的光子能量的總和。管電壓、管電流越大，x線強度越大x射線的量：照射在與射線方向垂直的單位面積的光子數(shù)量，由x

5、線管的管電流與照射時間的乘積來表示。 X射線的質(zhì)硬度x線穿透力的大小，與x射線光子能量有關(guān)， x射線頻率越高，穿透力越大，與管電壓有關(guān).高壓陽極陰極真空低壓X射線的構(gòu)成玻璃外殼.頻率、波長的關(guān)系=為電磁波傳播速度，為電磁波頻率 為電磁波波長，與 成反比.射線機的性能目的：管電壓：影響射線的頻率線光子能量，影響穿透才干管電流：影響射線的光子數(shù)量曝光時間.雙球管線機600mAx線機.三、x射線機的組成p96 1.x射線管球管：產(chǎn)生x射線的安裝p94 由陽極、陰極、管殼、管套等組成 陰極：與高壓電源負極相連，燈絲，發(fā)射電子，其燈絲利用電流加熱，電子能量添加逸出，熱電子發(fā)射 陽極：與高壓電源正極相連，

6、較大金屬塊， 功能：接受高速電子的撞擊放出x射線，散熱； 選材原那么：高速運動的電子的能量盡能夠轉(zhuǎn)換成射線光子的能量，少轉(zhuǎn)化為熱能。鎢、鎢錸合金、鉬 固定陽極：功率小、焦點大運用少 旋轉(zhuǎn)陽極：圓盤形，安裝在電機軸上旋轉(zhuǎn)，容易散熱，功率大、焦點小圖像明晰運用多焦點：矩形，0.1mm 2mm管殼：大多是玻璃的，內(nèi)部抽成真空 固定陽極和陰極部件.管套：固定管殼和其他部件，吸收x射線束以外的輻射、散熱 電絕緣等功能X線管的分類 按用途分：診斷用X線管和治療用X線管兩種。 按焦點構(gòu)造分：單焦點X線管和雙焦點X線管兩種。 按陽極性質(zhì)分：固定陽極X線管和旋轉(zhuǎn)陽極X線管兩種X射線管中的能量變化：電能電子動能射

7、線能量 熱能. 2. 控制臺：操控x射線機的任務(wù) 3.高壓發(fā)生器：高壓變壓器、X線管燈絲變壓器、高壓整流器和 高壓交換閘等高壓元件，按要求組裝后置于方形或圓形的鋼 板制成的箱體內(nèi)。產(chǎn)生高壓，加在球管兩端 4.攝影和圖像顯示安裝p99 傳統(tǒng)的透視照相設(shè)備，操作者和患者在一同，受較大劑量的x射線照射， 現(xiàn)代x線設(shè)備，運用x線影像加強器、x線電視技術(shù)，操作者在沒有x線輻射的房間內(nèi)檢查， x線影像加強器的作用、電視系統(tǒng)的作用 5.其他安裝：診室床、遮光器p97、濾線器、增感屏、熒光屏、立柱及伸縮吊架安裝、限束器、快速換片安裝等四、中頻線機：從1895年倫琴發(fā)現(xiàn)X線到20世紀70年代，這期 間出現(xiàn)的X線

8、機均屬于傳統(tǒng)X線機，其任務(wù)頻率均采用50Hz。 80年代以后出現(xiàn)了中頻X線機。即其高壓電源和燈絲加熱電源 的任務(wù)頻率處在無線電頻域的中頻段。中頻X線機的頻率普通 為400HZ20KHZ。.五、x線成像系統(tǒng) 1. x線影像加強器：把x射線轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘柌⑦M展放大 輸入熒光屏將x線轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽猓梢姽夤庾幼矒艄怆婈帢O，光電陰極會發(fā)出光電子，光電子借助靜電透鏡加速，聚焦在輸出熒光屏上，在熒光屏上得到明晰的圖像。 2.電視系統(tǒng)：將影像加強器輸出的光學(xué)圖像經(jīng)光學(xué)透鏡系統(tǒng)后傳至電視攝影兩用系統(tǒng)，檢查時，將90%的光送至電視系統(tǒng)，拍片時將90%的光送至攝影系統(tǒng)。六、數(shù)字減影技術(shù)p101 醫(yī)學(xué)影像新技術(shù)，為研討

9、血管系統(tǒng)的形狀，在高壓注射器的配合下，分別獲取注入造影劑前后的x線電視圖像，然后將這兩幅圖像相減，得到血管系統(tǒng)的減影圖像。.基像：不含造影劑的圖像原像：注入造影劑后得到的圖像減影圖像：造影原像減基像七、數(shù)字化x線機：.線膠片掃描：將原始的線膠片圖像經(jīng)過掃描儀轉(zhuǎn)化成數(shù)字化圖像。.電視圖像數(shù)字化：將經(jīng)過人體的射線經(jīng)過影像加強器加強后，經(jīng)電視攝像系統(tǒng)和/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。.計算機攝影：將經(jīng)過患者的射線記錄在成像板上，再用激光對成像板進展掃描，將所得圖像信息經(jīng)/轉(zhuǎn)化成數(shù)字信息而得到線圖像。間接數(shù)字化線成像.數(shù)字化攝影：經(jīng)過平板檢測器將線影像直接轉(zhuǎn)化成數(shù)字化圖像。直接數(shù)字化線成像.數(shù)字減影圖像.第三節(jié)

10、x線計算機體層成像Computed Tomography一、簡介：用一束經(jīng)過準直的X線，圍繞人體的某斷面進展掃描，掃描過程中，處于人體對側(cè)的X線檢測器對穿出人體的X線進展檢測，將所得到的信號波形構(gòu)成一系列的投影圖，用計算機對這些投影數(shù)據(jù)按特定的數(shù)學(xué)模型作圖像重建，最后獲得這一部位的片狀橫向斷層圖像。二、CT機的組成： 1.掃描床 可程度運動和垂直運動 2.掃描機架：旋轉(zhuǎn)掃描架 掃描孔直徑500720mmx線管：大功率旋轉(zhuǎn)陽極x線管探測器：將接納到的x線轉(zhuǎn)換為電信號熱交換器：油循環(huán)、風冷冷卻準直器： 確定掃描層厚并阻撓散射線濾過器：吸收低能量的射線；讓穿過人體的射線分布均勻數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：中心部分

11、是數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，將模擬信號轉(zhuǎn)換成電信號輸入計算機進展圖像重建。.3.x線發(fā)生器：產(chǎn)生x射線，球管、高壓發(fā)生器， 4.計算機系統(tǒng) 、控制臺、顯示安裝： 控制整個系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)， 5.圖像記錄安裝，三、CT機的開展過程p109 1.第一代CT掃描機：一個x線管、一個晶體探測器組成，掃描方式為筆束平移/旋轉(zhuǎn)式，多為頭部公用機 圖像質(zhì)量差、射線利用率低、掃描時間長36min，適用與無相對運動的器官 2.第二代CT機：掃描方式為扇形線束平移-旋轉(zhuǎn) 有30個晶體探測器 圖像質(zhì)量高、掃描時間縮短18s 3.第三代CT掃描機：旋轉(zhuǎn)/旋轉(zhuǎn)式掃描，探測器與x線管做同步旋轉(zhuǎn)運動， 有360800個探測器，掃描時間更短2

12、9s，可作全身掃描 .4.第四代CT掃描機：球管旋轉(zhuǎn)，探測器達8001500個分布在圓周上靜止不動，掃描時間25s 5.第五代CT機電子束CT：由特殊的x線管和靜止陳列的檢測器環(huán)組成，x線管發(fā)射的電子束經(jīng)加速聚焦后撞擊4個靶面，放出x射線，適用于心臟、大血管的檢查 6.螺旋CT容積掃描：患者勻速經(jīng)過單向旋轉(zhuǎn)的x線球管，球管相對與人體運動軌跡為螺旋線，故稱螺旋CT 硬件要求：滑環(huán)技術(shù)、x線管散熱快、探測器要求高 螺旋CT特點：掃描時間短、延續(xù)掃描、容積掃描 單層螺旋CT：x線管繞人體旋轉(zhuǎn)一周獲得一幅斷面圖像 多層螺旋CT：MSCT：x線管和探測器繞人體旋轉(zhuǎn)一周可獲得216幅人體斷面圖像 特點：掃

13、描時間更短、掃描層更薄、圖像質(zhì)量高、可用作病灶挑選、特殊檢查開發(fā)心臟和冠狀動脈成像、冠狀動脈鈣化的評定等.四、CT機性能的主要參數(shù)及影響要素.掃描時間： 掃描時間指的是X線管圍繞病人旋轉(zhuǎn)一周，搜集掃描數(shù)據(jù)所需占用的時間，單位是秒，掃描方式：球管和探測器運動的方式斷層厚度：指掃描切片的厚度.空間分辨率： 指在高對比度的背景下，區(qū)分相互接近的細小物體的才干，也就是指可以識別相鄰物體的最小極限。密度分辨率：.偽影：指顯示的圖像中一切的不同于原來物體的圖像影子。.圖像重建速度： 指自掃描終了到熒光屏上顯示出圖像所需求的時間。. X線管熱容量： 這參數(shù)越大表示可以進展延續(xù)掃描的層次也越多，管子的壽命越長

14、。.主計算機的功能： 此計算機存儲容量大，運算速度快可以提高整個掃描過程的速度和操作系統(tǒng)的靈敏性，加快病人的流量。.第四節(jié)核磁共振成像一、核磁共振成像簡介： 核磁共振 ：是指某些有磁矩的原子核，在靜磁場中由于磁矩和磁場相互作用構(gòu)成一組不延續(xù)的能級，在適宜頻率的射頻作用下，能級間發(fā)生躍遷而出現(xiàn)的共振景象。 核磁共振成像：是將人體置于特殊的磁場中，用無線電射頻脈沖激發(fā)人體內(nèi)氫原子核，引起氫原子核共振，并吸收能量。在停頓射頻脈沖后，氫原子核按特定頻率發(fā)出射電信號，并將吸收的能量釋放出來，被體外的接受器收錄，經(jīng)電子計算機處置獲得圖像。 磁共振成像MRI系統(tǒng)：根據(jù)核磁共振原理結(jié)合計算機斷層成像重建原理開

15、發(fā)的一種影像診斷設(shè)備。.二、核磁共振系統(tǒng)分類1.按磁體類型： 永磁型：只能產(chǎn)生垂直磁場，場強為0.150.35T，造價低，維護費用低，對周圍環(huán)境影響小 常導(dǎo)型：消費制造簡單，造價低，可產(chǎn)生程度和垂直磁場，分量輕，檢修方便，場強為0.10.4T，運轉(zhuǎn)本錢高，耗電大，需專門供電和冷卻 超導(dǎo)型：場強為0.39T，磁場均勻穩(wěn)定，圖像質(zhì)量好，運轉(zhuǎn)費用很高，制冷費用高，運輸、安裝、維護費用高 2.按場強大?。焊邎龃笥?.0T，中場0.51.0T，低場小于0.5T 3.按成像范圍：全身用MRI系統(tǒng)，部分公用MRI系統(tǒng)、實驗室用MRI系統(tǒng).三、核磁共振成像系統(tǒng)的組成 1.磁體子系統(tǒng)：重要部分，產(chǎn)生均勻穩(wěn)定的磁

16、場的系統(tǒng)， 參數(shù)：磁場強度、磁場均勻性、磁場穩(wěn)定性等2.梯度場子系統(tǒng)3.射頻子系統(tǒng)：射頻發(fā)射單元、信號接納單元4.譜儀子系統(tǒng) .計算機和數(shù)據(jù)處置系統(tǒng)：操作控制、圖像重建和后處置.射頻屏蔽與磁屏蔽 .軟件四、核磁共振成像的特點很多性能優(yōu)于X線CT。雖然X-CT處理了人體器官重疊問題，但由于提供的圖像仍是組織對X射線吸收的空間分布圖像，不可以提供人體器官的生理形狀信息。當病變組織與周圍正常組織的吸收系數(shù)一樣時，就無法提供有價值的信息。磁共振成像安裝除了具備X線CT的解剖類型特點即獲得無重疊的體層圖像之外，還可借助核磁共振原理準確地測出原子核弛豫時間T1和T2，能將人體組織中有關(guān)化學(xué)構(gòu)造的信息反映出

17、來。.這些信息經(jīng)過計算機重建的圖像是成分圖像化學(xué)構(gòu)造像，它有才干將同樣密度的不同組織和同一組織的不同化學(xué)構(gòu)造經(jīng)過影像顯示表征出來。便于區(qū)分腦中的灰質(zhì)與白質(zhì)，對組織壞死、惡性疾患和退化性疾病的早期診斷效果有極大的優(yōu)越性，其軟組織的對比度也更為準確。 1.分辨率高，尤其對軟組織，可以清楚地分辨肌肉、肌腱、脂肪等安裝。 2.可以獲得恣意截面的圖像，患者不用改動體位，無察看死角。 3.對人體無損傷 4.參數(shù)多包含信息量大，可獲得三種不同性質(zhì)的圖像 5.具有較高的空間分辨率，五、核磁共振檢查的局限 1.設(shè)備制造和維護本錢高，一定程度限制了它的普及 2.早期的MRI掃描時間長 3.MRI機房不能運用監(jiān)護和

18、搶救設(shè)備，同時MRI對患者體動敏感，不適宜急診和危重病人的檢查 4.個別病人對掃描空腔產(chǎn)生恐懼癥，導(dǎo)致檢查失敗.六、核磁共振系統(tǒng)的目的與范圍p123.磁體系統(tǒng).梯度系統(tǒng).射頻系統(tǒng).譜儀圖像取樣系統(tǒng).計算機系統(tǒng).圖像顯示、處置和分析.七、核磁共振系統(tǒng)的保養(yǎng)與平安運用 1.平安運用本卷須知 進入檢查室必需換檢查鞋，堅持掃描室、操作室及控制室空氣清潔 受檢者身上不能有金屬物品及有磁性的物品 受檢者不能活動 受檢者檢查時要安靜呼吸，不能咳嗽 檢查者要親密察看受檢者，遇到不測及時停機 嚴厲按照設(shè)備運用闡明書要求開關(guān)機 電壓不穩(wěn)定的醫(yī)院要配備UPS電源 系統(tǒng)計算機不能運用來歷不明的光盤、U盤，不能在計算機

19、上上網(wǎng) 永磁型設(shè)備要經(jīng)常檢查掃描室內(nèi)的溫度變化，超導(dǎo)型設(shè)備要經(jīng)常檢查制冷系統(tǒng)壓力表的變化.2.忌諱癥 帶胰島泵、心電起搏器、金屬磁性血管支架者 安裝假肢、人工髖關(guān)節(jié)者 病情危急不宜做檢查者 鈣化病灶普通不做核磁共振檢查 對肺部病變縱隔除外普通不做核磁共振檢查.核磁共振設(shè)備.第五節(jié)核醫(yī)學(xué)儀器一、放射性核素 1.核素：具有確定的原子序數(shù)及質(zhì)量數(shù)并處在一定能級的原子核統(tǒng)稱為核素 放射性核素：原子核處在不穩(wěn)定形狀，會自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N核素并放出放射線的叫放射性核素，原子序數(shù)大于83的元素都是放射性核素 核衰變：放射性核素發(fā)生構(gòu)造及能量形狀變化，放出射線并轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N核素的過程叫核衰變，包括衰變、衰變、衰

20、變2.核醫(yī)學(xué)儀器包括核醫(yī)學(xué)診斷儀器核核醫(yī)學(xué)治療安裝p131 核醫(yī)學(xué)診斷儀器：將含有放射性核素的藥物注入體內(nèi)，經(jīng)過丈量并顯示核素在體內(nèi)分布及轉(zhuǎn)化情況，用來分析與診斷疾病的醫(yī)學(xué)儀器相機、發(fā)射型計算機斷層成像系統(tǒng) 核醫(yī)學(xué)治療儀器：利用天然放射性核素所放出的射線或人為加工的高能束射線直接照射機體病灶區(qū)，利用射線的生物效應(yīng)抑制細胞的生長或使細胞蛻變、壞死，以到達治療疾病的目的。鈷60治療機、醫(yī)用直線加速器、刀、刀等。.二、照相機 1.簡介：照相機有一園盤狀的探測器，置于被測部位體外。當受檢者服用放射性同位素標志藥物，吸收放射性藥物的器官輻射出粒子，被置于體外的探測器中的閃爍晶體檢測器接納，產(chǎn)生出可見光光

21、子，光子經(jīng)光導(dǎo)耦合射到由光電倍增管構(gòu)成的陣列中，各個光電倍增管輸出的電脈沖信號經(jīng)電子線路的處置和位置計算，構(gòu)成X-Y坐標系中的光點信號，在熒光屏的相應(yīng)位置上產(chǎn)生閃爍光點。經(jīng)過一定時間積累，便可獲得一幅二維的圖像 2.組成：閃爍探頭、探頭支架、病床和操作控制臺p132.探頭組成：由準直器、閃爍晶體、光電倍增管陣列、位置計算電路。.性能目的：.數(shù)字式相機模擬數(shù)字混合型相機全數(shù)字式相機.相機.三、發(fā)射型計算機斷層成像 1.發(fā)射型計算機斷層成像是經(jīng)過計算機圖像重建來顯示已進入人體的放射性核素在斷層上的分布，它既可以顯示斷層圖像、又可顯示活體組織的生理、生化功能和代謝情況。ECT的原理與透射的X-ct類

22、似，其不同點是在于是首先讓生物體接受示蹤核素，本身成為一個發(fā)射體，再由探測器將示蹤核素在體內(nèi)的吸收代謝、在器官和組織內(nèi)的分布測出，經(jīng)計算機處置并重建圖像。因此，所得的圖像不僅是解剖形狀，而且是生理、生化病理過程的圖像。 ECT包括單光子發(fā)射型計算機斷層成像SPECT) 正電子發(fā)射型計算機斷層成像PET.2.單光子發(fā)射型計算機斷層成像SPECT 掃描機型SPECT：在人體內(nèi)放射性藥物釋放出射線，被在相應(yīng)斷層面的切向位置幾十個探測器接納，然后經(jīng)過平移/旋轉(zhuǎn)的方法，獲得各方向上的投影截面信息，供計算機進展圖像重建。類似于第二代的掃描方法照相機型：固定式由4個固定式照相機組成 旋轉(zhuǎn)式整個照相機探頭可以

23、旋轉(zhuǎn)，有單探 頭、雙探頭和三探頭 構(gòu)造：p探頭、機架、病床、控制臺、計算機及外圍設(shè)備與線的比較：線反映的是病變組織的密度，而SPECT反映的是人體正常組織與病變組織代謝和攝取功能差別，對肝血管瘤、腦缺血、癲癇等疾病診斷比線有明顯的優(yōu)越之處。 .3.正電子發(fā)射型計算機斷層安裝(PECT),簡稱PET 將含有正電子放射性的藥物注入人體，由于該藥物的代謝情況與葡萄糖類似，可聚焦在耗費葡萄糖的細胞內(nèi)，尤其是生長迅速的腫瘤組織內(nèi)，放射性藥物放出的正電子與組織中的負電子發(fā)生湮滅反響，產(chǎn)生兩個光子，利用環(huán)繞人體的探測器丈量光子，可獲得正電子的位置信息，再利用圖像重建技術(shù)就可獲得正電子在人體內(nèi)分布情況的斷層圖像。組成：掃描機架、主機柜、操作控制臺、檢查床運用及特點性能及參數(shù) .四、臟器功能動態(tài)檢查儀p147 1.作用：利用放射性示蹤核素作臟器的動態(tài)檢查 2.甲狀腺功能儀：利用甲狀腺對碘有選擇吸收的生物化學(xué)特點，借助于對碘的核素放出的射線的丈量，到達甲狀腺功能檢查的目的 3.腎功能儀： 4.核聽診器：