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文檔簡介

醫(yī)學影像學第一篇總論

1895年德國物理學家倫琴發(fā)現(xiàn)X線,X線即用于了對人體疾病的診斷,形成了放射診斷學(diagnosticradiology),放射診斷學是醫(yī)學影像學基礎,至今仍是醫(yī)學影像學的重要內容影像學的概況20世紀70年代是以CT為代表的一系列計算機輔助成象裝置的發(fā)明,包括MRI、USG、DSA、ECT、PET等,形成包括放射診斷的影像診斷學。

世紀之交影像學從形態(tài)成像診斷發(fā)展為形態(tài)、功能、代謝成像并用綜合診斷。

70年代迅速發(fā)展的介入放射學(interventionalradiology)使影像診斷學發(fā)展成為,繼內、外之后第三大診療手段。影像學的進展在臨床醫(yī)學上產生重大影響

1、范圍不斷擴大

2、發(fā)展最快

3、運用高科技手段最多

4、依賴型學科,促進臨床各學科的發(fā)展建國以來,我國影像學迅猛發(fā)展

學習醫(yī)學影像學應當注意以下幾點:影像診斷主要依據或信息來源是圖像,不同的成像手段,其成像原理不同。需要了解其成像原理和圖像特點并推斷其組織性質影像診斷主要是通過對圖像的觀察、分析、歸納與綜合而作出的

①掌握對圖像的觀察和分析方法②認識正常和異常的圖像③了解異常圖像的病理基礎和臨床意義不同的成像技術在診斷中都有自己的優(yōu)勢和不足,選擇一種或幾種成像手段,進行診斷影像診斷是肯定的,但是對疾病診斷還有一定的限度,要結合臨床資,相互印證介入放射學有自身特點X線成像第一節(jié)普通X線成像一、X線的產生和特性

X線的產生是真空管內高速行進的電子流轟擊鎢靶時產生的。X線的特性X線屬電磁波。成像波長0.031~0.008nm,是不可見光·穿透性X線具有強穿透力,其穿透力和電壓與物體密度有關。是X線成像的基礎。

·熒光效應X線激發(fā)熒光物質,轉變成可見的熒光,稱熒光效應。

·感光效應X線照射涂有溴化銀的膠片,感光而產生潛影,經化學處理,將銀離子轉化成金屬銀。是X線攝影的基礎。

·

電離效應X線通過任何物質都可產生電離效應。X線射入人體,可引起生物學改變,即生物效應。X線成像基本原理與設備X線成像基于三個基本條件X線有一定的穿透力,能穿透人體組織結構X線穿透人體組織結構后,剩余的X線量有差別剩余的X線可顯示出黑白對比、層次差異的X線圖像

軟組織含氣、脂肪X線X線X線膠片

熒屏骨、鈣化不同組織密度與X線的關系高壓發(fā)生器ObjctX線電子管成像裝置+-二、X線成像基本原理三、

X線成像設備

X線管支架變壓器檢查床操作臺影像電視系統(tǒng)X線圖像特點

X線圖像是由從黑到白不同灰度的影像組成。這些不同灰度的影像是以密度來反應人體組織結構的解剖及病理狀態(tài)。人體組織結構的密度是指組織中單位體積內物質的質量影像的密度是指圖像上的黑白影X線圖像是各個結構影像相互疊加構成X線圖像有一定的放大、失真及產生伴影X線檢查技術自然對比:由組織結構密度的差別,所產生X線影像的對比人工對比:對于缺乏自然對比的組織和器官,給予一定量的在密度上高或低于它的物質,使之產生對比一、普通檢查透視①轉動體位②動態(tài)觀察③方便價廉①對比度及清晰度差②對密度大部位厚的觀察有限X線攝影①對比度及清晰度好②對密度大部位厚均可顯示③有記錄①需

攝正側位二、特殊檢查體層攝影放大攝影熒光攝影三、造影檢查對比劑造影方式檢查前的準備及副反應的處理四、X線檢查方法的選擇原則使用造影劑要注意:對比劑的禁忌證做好解釋,爭取合作對比劑的過敏試驗對對比劑的過敏反應的認識,有槍救對比劑的過敏反應的準備和能力;根據各種方法的適應證、禁忌證和優(yōu)缺點結合臨床的需要,選擇首選方法選擇安全、準確、簡便而經濟的方法先普通再特殊

X線診斷的臨床應用

從倫琴1895年12月22日第一張X線片以來,X線用于診斷有一個世紀。在醫(yī)學影像學發(fā)生巨大變化的今天,X線所具有的成像清晰、經濟、簡便仍是影像診斷中使用最多和最基本的方法。在許多方面是首選,是不能取代的。放射防護使用低輻射的設備采用屏蔽防護和距離防護選擇適當的檢查方法,注意照射的范圍和條件,避免重復檢查遵照國家防護衛(wèi)生標準的規(guī)定X線檢查中的防護第二節(jié)數字化成像

普通X線成像,是以膠片為介質的模擬成像。攝影技術條件要求嚴格,曝光寬容度小照片上的灰度不能調節(jié)密度分辨力低,圖像不可能十分清晰照片不易存儲和管理數字X線成像(digitalradiography,DR),是把普通X線攝影裝置和計算機結合,把模擬信息轉變?yōu)閿底中畔?,而獲得數字成像技術。一、計算機X線成像

Computedradiography,CR

以成像板(imagingplate,IP)代替X線膠片為介質,經X線曝光、信息讀出及處理,形成的數字圖像。激光100101101A/D轉換器存儲增強濾過光電倍增管反射

光學特定裝置

平移CPUClock灰階處理窗位處理減影處理:

X線吸收率減影處理數字減影血管造影處理CR的基本構成CR與普通X線成像比較:實現(xiàn)了數字X線成像提高了密度分辨力行圖像處理,增加了信息顯示功能曝光寬容度大,相對降低了X線曝光量可進入PACS

成像速度慢無透視功能圖像質量仍不夠滿意。是過度產品。二、數字X線熒光屏成像

digitalfluorography,DFIITV光電轉換快所以成像速度快、有透視功能、圖像較好二、數字X線攝影平板探測器

DigitalDetectorRadiography,DDR

用平板探測器將X線信息轉換成電信號,在進行數字化,全過程都在平板內進行。信息損失少、圖像好、成像時間短可用于透視和實時DAS,擴大了X線檢查范圍。間接數字平板探測器的斷面模式圖·碘化層(CSI)玻璃襯底TFTS發(fā)光二極管表面反射層X線信息光信號數字信號直接數字平板探測器的斷面模式圖+----+-+-+++---頂層電極半導體絕緣層電子封閉層電荷收集電極信號存儲電容玻璃襯底薄膜晶體管電荷放大器X線可程控高壓電源門脈沖E硒(Se)X線信息數字信號CR、DF、DDR共同優(yōu)點是成像比普通X線成像好,而觀察與分析與傳統(tǒng)的X線成像相同具有多種后處理功能。并可對圖像進行調節(jié),改善圖像質量病人的曝光量減少數字化存儲和通信,對于發(fā)展信息放射學,是必由之路三、DR的臨床應用

血管造影是將水溶性碘對比劑注入血管內,使血管顯影的方法數字減影血管造影(DSA)是利用計算機處理數字化的影像信息,以消除骨和軟組織影的技術第二節(jié)數字減影血管造影一、DSA成像基本原理與設備

目前常用的是時間減影法

Temporalsubtractionmethod

將同一興趣區(qū)最早沒有顯示血管片作為蒙片把不同時間的顯示血管片的每一幀與蒙片(減影對)進行數字減影經計算機處理,只留下清晰的、不同時間的血管像。DF二、DSA檢查技術對比劑注入途徑分為動脈DSA靜脈DSA操作方法動脈DSA操作是將導管插入動脈后,經導管注入肝素3000~5000U。將導管尖端插入欲查動脈開口,導管尾端接高壓注射器,將IITV對準檢查部位,團注對比劑。于造影前及整個過程中,以1~3f/s或更快速度采集。經處理即可得減影的血管像。三、DSA臨床應用DSA取代了一般的血管造影功能檢查的重要手段DSA用于心臟大血管、冠脈DSA用于頸、顱內、腹主動脈及其分支、下肢血管DSA主要用于血管內介入計算機體層成像第一節(jié)CT成像基本原理與設備一、CT成像基本原理與設備

高壓發(fā)生器檢測器A/D計算機D/A對比增強器照相機顯示器普通CT掃描方式專用球管高轉換率探測器高性能計算機軟件功能螺旋CT連續(xù)容積掃描快速成像高分辨率強大成像功能電子束CT用電子槍發(fā)射電子束,轟擊四個靶;有兩個探測器接受,產生四幅圖像。用于心臟檢查,近年來受到MSCT及MRI的挑戰(zhàn),使用受到限制。

CT圖像是一定數目的像素按矩陣排列構成,反映相應體素對X線吸收系數。像素大小和數目決定圖像細致即空間分辨力CT圖像是以不同灰度表示,反映組織器官對X線吸收程度。有高的密度分辨力,能顯示軟組織密度差較小的組織和器官CT圖像用密度表示,但無量的概念。CT密度用CT值來表示,具有一個量的概念CT常為橫斷面斷層圖像,可通過多幅圖像重建成冠狀或矢狀面斷層圖像第二節(jié)CT圖像的特點第三節(jié)CT檢查技術一、普通CT平掃增強掃描造影掃描高分辯力CT二、CT的新技術再現(xiàn)技術CTA仿真內鏡技術三、CT灌注成像團注對比劑后,對ROI器官,在固定層面連續(xù)掃描,得到不同時間血流的動態(tài)變化。rCBFrCBVMTT第五節(jié)CT診斷的臨床應用合理的選擇應用CT診斷在各系統(tǒng)中的優(yōu)勢

磁共振成像MRI是利用原子核在磁場內發(fā)生共振所產生的信號經圖像重建的一種成像技術英國科學家彼得·曼斯菲爾德DamadianMRI裝置的創(chuàng)始人FelixBloch美國物理學家EdwardPurcell美國物理學家Lauterbur美國紐約大學BO

一、MR成像基本原理每個原子核排列雜亂無章,一但處于外磁場(BO)中,質子作為小磁矩與外磁場順磁力線和逆磁力線排列。兩種狀態(tài)的能級差:

E=?

BOZXY第一節(jié)MRI成像基本原理與設備

原子核載有電荷圍繞一個軸自旋旋轉的電荷實際上就是環(huán)形電流,這種環(huán)形電流產生特殊形狀的磁場。

1H原子核具有自旋性,可被看作是一個小磁體,產生圍繞自身磁場。NSZMO凈磁化矢量形成也是縱向磁化的過程縱向磁化縱向磁化減少和橫向磁化ZZXXYYRFY縱向磁矢量從0恢復到最大值的63%時間(T1)橫向磁矢量從最大值減小到最大值的37%時間(T2)弛豫和弛豫時間縱向弛豫是高能原子核恢復到低能態(tài)的過程,所以要通過有效途徑將能量傳遞到晶格中去。晶格是影響縱向弛豫的決定因素(縱向弛豫又叫自旋-晶格弛豫)。在脈沖停止后,質子又回到原來的相位的過程。(橫向弛豫又叫自旋-自旋弛豫)大分子物質熱運動頻率慢,小分子物質熱運動頻率快,影響了能量有效傳遞。只有中等大小物質熱運動頻率接近Larmor頻率,所以T1值短MR信號強??v向磁化產生信號具有T1依賴性。大分子其晶格固定,分子間的自旋-自旋相對橫定持久,所以橫向弛豫快,T2值短MR信號弱。小分子因有快速運動,橫向弛豫慢,T2值長MR信號強。橫向磁化產生信號具有T2依賴性。

主磁體、梯度系統(tǒng)、射頻系統(tǒng)、信號接收、計算機系統(tǒng)及數據處理系統(tǒng)和輔助設備。主磁體分為永磁、常導、超導梯度系統(tǒng)由線圈及放大器組成射頻系統(tǒng)和信號接收計算機系統(tǒng)二、MRI設備第二節(jié)MRI圖像的特點

人體不同器官的正常組織和病理組織的T1是相對固定的,而它們之間有一定差別,是磁共振成像的基礎。由組織所反映出不同信號強度變化,在圖像上表現(xiàn)出正常組織和病理組織之間的黑白對比。通過調整重復時間(repetitiontime,TR)回波間隔時間(echotime,TE)參數,就可得到不同的圖像。

TRTET1WI短(<500ms)短(<25ms)

T2WI長(>2000ms)長(>75ms)

PdWI長(>2000ms)短(<25ms)多參數成像

MRI主要為T1特征參數時,反映了組織間T1的信號差別,這種由T1的差別形成的圖像為T1WI(短TE短TR)。脂肪(短TE組織)呈高信號,腦積液、水(長TE組織)呈低信號。T1WI成像有利于觀察解剖結構。

T1WI成像

MRI主要為T1特征參數時,

所形成的圖像為T2WI(長TE長TR)。腦積液、水呈高信號。T2WI顯示病變組織較好。

T2WI成像

組織間有質子密度上的差別,質子密度也影響組織對比,由質子密度差別所形成的圖像為PdWI(短TE長TR)。

PdWI成像

第二節(jié)MRI檢查技術MRI可直接獲得橫、冠、矢及任意方向斷面像,即多方位成像

1、自旋回波(spinecho,SE)序列采用90°-180°脈沖組合。圖像清晰,但采集時間長。為MR的基礎序列。一、序列技術快速自旋回波(shrboSETSE;fastSEFSE)序列采用90°-180°-180°……脈沖組合。成像速度快。2、反轉恢復(InversionRecovery,IR)序列

采用180°-

90°-180°脈沖組合。其特點具有較強的T1對比,同時具有較強的T2對比。

在1800脈沖后,當TI較短接近脂肪組織的T1值,脂肪的縱向磁化接近0,在900脈沖后,橫向磁化時脂肪組織信號最低;可以達到脂肪組織抑制的目的,即STIR序列(短TI返轉恢復)。短TI返轉恢復(STIR)

把由脂肪成份形成的高信號抑制下去使其信號減低,而非脂肪成份的高信號不被抑制,信號不變。

如在1.5T、約為2000ms時,經過1800脈沖,水在縱向磁化完全返轉后,水的縱向磁化接近0,再經過900脈沖后,水的橫向磁化信號最低,達到抑制水信號的目的;當與快速FSE結合,形成FLAIR序列(即快速減液返轉恢復序列)

快速減液反轉恢復(FLAIR)信號射頻選層梯度相位編碼頻率編碼

采用小于90°小翻轉角,只將部分磁化矢量到橫斷面內,部分縱向磁化矢量仍沿Z軸方向,因此只要很短的時間就可以讓縱向磁化矢量完全恢復。從而縮短TR,縮短了成像時間。3、梯度回波(gradientecho,GRE)序列常用序列:快速小角度激發(fā)(FLASH)序列和穩(wěn)態(tài)進動快速成像(FISP)序列。能夠在非常短的時間內完成成像(100ms-幾秒的時間)。較SE成像時間短,空間分辨率不變,而信/噪比低。4、回波平面成像技術(ehcoplanarimaging,EPI)最早由Mansifield提出:是FSE和梯度回波的結合體。在一次RF后短時間內連續(xù)采集一系列GRE,用于一個平面MRI圖像。和GRE不同的是:①采用正負振蕩頻率編碼梯度,②在每個TR內回波數超過n個,③K空間采用相鄰兩條線方向相反填充方式,填充速度非???。大大縮短了成像時間。二、MRI對比增強Gd-DTPA:能縮短組織的T1和T2馳豫時間,并不通過正常的血腦屏屏障;能使大多數病理組織T1縮短,信號增高,對比增強;根據增強的規(guī)律、程度達到診斷和鑒別診斷的目的

質子弛豫增強一些順磁性或超順磁性物質產生的局部磁場,使周圍質子弛豫時間縮短

MR血管造影(magneticresonanceangiography,MRA)技術是用或不用對比劑使血管成像的MRI技術。簡便、安全、無創(chuàng)。其信號和血液流動方向流速以及序列有關,如常用的序列有TOF、PC、MTC、MOTSA等。三、MR血管造影技術MR電影(magneticresonancecine,MRC)成像技術是用快速成像序列對運動器官實施快速成像,把不同過程的“靜態(tài)”像,按運動次序連續(xù)顯示。

MRC具有很好的空間分辨力,還有很好的時間分辨力,對運動器官評價其功能有重要的價值。四、MR電影成像技術MR水成像(MRhybrography)技術是靜態(tài)液體具有長T2弛豫特點,采用長TE技術,獲重T2WI,結合抑制脂肪技術。簡便、安全、無創(chuàng),圖像清楚。五、MR水成像技術擴散成像(diffusionweightedimaging,DWI)六、腦功能性成像灌注成像(perfusionweightedimaging,PWI)腦功能成像(functionalMRI,

fMRI)活體磁共振波譜成像(MRspectroscopy,MRS)技術21世紀發(fā)展最快的分子生物影像學;被稱為“新世紀分子影像學生物探針技術”七、活體磁共振波譜成像技術第四節(jié)MRI診斷的臨床應用MRI的對神經系統(tǒng)病變(除骨折、早期急性出血外)診斷極其優(yōu)越。MRI不產生骨偽影,對后顱凹及顱頸交界區(qū)顯示好。心臟大血管方面應用在腹部方面應用骨髓與關節(jié)警告:任何體內外的金屬不得進如機房!帶有磁性物品不得進如機房!早期妊娠是禁忌癥。不同成像的觀察、分析及綜合應用以圖像為基礎,全面觀察,重點突出,分辨正常與異常,了解圖像與病理的關系,結合臨床,綜合判斷。發(fā)現(xiàn)病變要分析:①病變的位置和分布②病變的數目③病變的形狀④病變的邊緣⑤病變的密度⑥臨近組織、器官的改變⑦器官功能的改變——做出初步診斷結合臨床資料包括體證、年齡、性別、職業(yè)史和接觸史、其他重要檢查一、X線分析與診斷定位定形定性第一節(jié)不同成像的觀察、分析二、CT分析與診斷了解技術與方法:①平掃或增強②窗技術③在重點觀察每幅圖像時,結合多幅圖像觀察病變顯示:①密度②病變的位置、大小、數目、形狀和邊緣③強化情況④病變與鄰近組織的關系⑤結合臨床資料CT對病理性質的診斷同樣有一定的限度三、MRI分析與診斷了解信號強度,有助于認識T1WI、T2WI和PdWI對圖像應全面觀察,比較不同加權像信號變化和強化觀察病變位置、大小、、形狀、邊緣、輪廓和周圍組織情況。1、定位:觀察不同序列、方位的圖像,判斷病變的起源和部位2、信號:觀察病變的信號強度和強化方式是定性的關鍵3、病變的位置、大小、、形狀、數目及毗鄰關系,有助于定性診斷4、特殊檢查是定性診斷的重要補充四、醫(yī)學影像學征象診斷與鑒別診斷

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