山東大學(xué)醫(yī)學(xué)影像學(xué)教案

課程：醫(yī)學(xué)影像學(xué)專(zhuān)業(yè)：臨床醫(yī)學(xué)任課教師：柳橙

授W

授課第一章X線(xiàn)成像授課6授課課堂理

形

式

章節(jié)時(shí)數(shù)論授課

第二章計(jì)算機(jī)體層成像時(shí)間

第三章超聲成像

第四章磁共振成像

第五章不同成像的觀察、分析

和綜合應(yīng)用

第六章圖像存檔和傳輸系統(tǒng)與

信息放射學(xué)

授課基本要求：

1.Masterthebasicprinciplesandapplicationandimagingfeatureof;

2.Masterthegeneralandnewtechniqueandclinicalapplicationof;

3.theprincipleandstepsandcorrectchoiceofthedifferentimaging

diagnosis.

4.MasterthebasicconceptsofTR^TE^Tl>T2、T1WKT2WI、SE、MRAandflow

effect

教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)和知識(shí)點(diǎn)：

重點(diǎn)：thebasicprincipleandconceptofXCTMRIandUltrasound;

Understandtheadvantageanddisadvantageofdifferentimaging

methodsandscopeandlimits

難點(diǎn)：thebasicprincipleofXCTMRIandUltrasound.

學(xué)時(shí)分配（共300min,6節(jié)課）

第一章：X60min

第二章：CT70min

第三章：Ultrasound50min

第四章：MRI80min

第五章：30min

第六章：10min

教學(xué)過(guò)程：

1.Byintroducingtheoccurrenceanddevelopmentofprospectandtheir

status,tostimulateenthusiasmforlearning.

2.Displayingthetechnicalprincipleandformationconditionand

imagingfeaturebymulti-media.

3.Layoutpreviewandreviewthecontents,byuseofimaging

identificationtofurtherunderstandthebasicprinciple.

示教方式與教具:

多媒體

思考題、作業(yè)題及參考書(shū):

思考題：1.X線(xiàn)的四個(gè)特征及其作用

2.CT和超聲的成像原理有何不同，其新技術(shù)各有哪些？

3.囊性和實(shí)性組織的超聲特點(diǎn)有何不同？

4.何謂TR、TE、Tl、T2、T1WKT2WKSE、MRA、MRhydrography

及流空效應(yīng)；

參考書(shū)：1.醫(yī)學(xué)影像學(xué)人民軍醫(yī)出版社吳恩惠（第五版）

2.實(shí)用放射學(xué)人民衛(wèi)生出版社張雪林主編

第一篇總論

倫琴(WilhelmConradRotgen)1895年發(fā)現(xiàn)X線(xiàn),之后形成放射診斷學(xué)

(diagnosticradiology)這一新學(xué)科，并奠定了醫(yī)學(xué)影像學(xué)(medicalimaging)

的基礎(chǔ)。

20世紀(jì)五六十年代出現(xiàn)了超聲成像(ultrasonography)和Y閃爍成像(Y—

scintigraphy)。

70年代和80年代又相繼出現(xiàn)了X線(xiàn)計(jì)算機(jī)體層成像(X-raycomputed

tomography,X-rayCT或CT)、磁共振成像(magneticresonanceImaging,

MRI)和發(fā)射體層成像(emissioncomPutedtomograPhy,ECT),包括單光子發(fā)

射體層成像(singlePhotonemissioncomputedtomograPhy,SPECT)與正電

子發(fā)射體層成像(PositronemissiontomograPhy,PET)等新的成像技術(shù)。

近30年來(lái)，由于微電子學(xué)與電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展以及分子醫(yī)學(xué)的發(fā)展，影像

診斷已從單一的形態(tài)成像診斷發(fā)展為形態(tài)成像、功能成像和代謝成像并用的綜合

診斷。分子影像學(xué)(molecularimaging)也在研究中。

圖像的保存、傳輸與利用，由于有了圖像存檔與傳輸系統(tǒng)(picturearchiving

andcommunicationsystem,PACS)而發(fā)生巨大變化，并使遠(yuǎn)程放射學(xué)

(teleradiology)成為現(xiàn)實(shí)，極大地方便了會(huì)診工作。由于圖像數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)

和PACS的應(yīng)用，影像科將逐步成為數(shù)字化或無(wú)膠片學(xué)科。

70年代興起的介入放射學(xué)(interventionalradiology)是在影像監(jiān)視下

對(duì)某些疾病進(jìn)行治、療的新技術(shù)，使一些用內(nèi)科藥物治療或外科手術(shù)治療難以進(jìn)

行或難以奏效的疾病得到有效的醫(yī)治。介入放射學(xué)已成為同內(nèi)科和外科并列的三

大治療體系之一。

第一章X線(xiàn)成像

第一節(jié)普通X線(xiàn)成像

一、義線(xiàn)成像基本原理與設(shè)備

(一)x線(xiàn)的產(chǎn)生和特性

1.x線(xiàn)的產(chǎn)生X線(xiàn)是真空管內(nèi)高速行進(jìn)的電子流轟擊鴿靶時(shí)產(chǎn)生的。

為此，X線(xiàn)發(fā)生裝置主要包括X線(xiàn)管、變壓器和操作臺(tái)。

x線(xiàn)的發(fā)生過(guò)程是向X線(xiàn)管燈絲供電、加熱，在陰極附近產(chǎn)生自由

電子，當(dāng)向X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，電子以高速

由陰極向陽(yáng)極行進(jìn)，轟擊陽(yáng)極鴿靶而發(fā)生能量轉(zhuǎn)換，其中1%以下的能量轉(zhuǎn)換為

X線(xiàn)，99%以上轉(zhuǎn)換為熱能。X線(xiàn)主要由X線(xiàn)管窗口發(fā)射，熱能由散熱設(shè)施散發(fā)。

2.x線(xiàn)的特性X線(xiàn)屬于電磁波。波長(zhǎng)范圍為o.oo06、50nm。X線(xiàn)還具有

以下幾方面與X線(xiàn)成像和X線(xiàn)檢查相關(guān)的特性：

穿透性：X線(xiàn)穿透物體的程度與物體的密度和厚度相關(guān)。密度高，厚度大的物

體吸收的多，通過(guò)的少。X線(xiàn)穿透性是x線(xiàn)成像的基礎(chǔ)。

熒光效應(yīng)：熒光效應(yīng)是進(jìn)行透視檢查的基礎(chǔ)。

感光效應(yīng)：感光效應(yīng)是x線(xiàn)攝影的基礎(chǔ)。

電離效應(yīng)：X線(xiàn)射入人體，也產(chǎn)生電離效應(yīng)，可引起生物學(xué)方面的改變，即生

物效應(yīng)，是放射治療的基礎(chǔ)，也是進(jìn)行X線(xiàn)檢查時(shí)需要注意防護(hù)的原因。

(二)x線(xiàn)成像基本原理

X線(xiàn)圖像的形成，是基于以下三個(gè)基本條件：首先，X線(xiàn)具有一定的穿透力，

能穿透人體的組織結(jié)構(gòu)；第二，被穿透的組織結(jié)構(gòu)，存在著密度和厚度的差異,

X線(xiàn)在穿透過(guò)程中被吸收的量不同。以致剩余下來(lái)的X線(xiàn)量有差別；第三，這個(gè)

有差別的剩余X線(xiàn)，是不可見(jiàn)的，經(jīng)過(guò)顯像過(guò)程，例如用X線(xiàn)片顯示、就能獲得

具有黑白對(duì)LL、層次差異的X線(xiàn)圖像。

人體組織結(jié)構(gòu)根據(jù)密度不同可歸納為三類(lèi)：屬于高密度的有骨組織和鈣

化灶等；中等密度的有軟骨、肌肉、神經(jīng)、實(shí)質(zhì)器官、結(jié)締組織以及體液等；低

密度的有脂肪組織以及氣體。

當(dāng)強(qiáng)度均勻的X線(xiàn)穿透厚度相等、密度不同的組織結(jié)構(gòu)時(shí)，由于吸收程

度不同，而出現(xiàn)X線(xiàn)片上(或熒屏上)顯出具有黑白(或明暗)對(duì)比、層次差異的X

線(xiàn)圖像。

病變可使人體組織密度發(fā)生改變。組織密度不同的病變可產(chǎn)生相應(yīng)的病

理X線(xiàn)影像。

人體組織結(jié)構(gòu)和器官形態(tài)不同，厚度也不一樣。厚的部分，吸收X線(xiàn)多，

透過(guò)的X線(xiàn)少，薄的部分則相反，于是在X線(xiàn)片和熒屏上顯示出黑白對(duì)比和明暗

差別的影像。所以，X線(xiàn)成像與組織結(jié)構(gòu)和器官厚度也有關(guān)。

由此可見(jiàn)，組織結(jié)構(gòu)和器官的密度和厚度的差別，是產(chǎn)生影像對(duì)比的基

礎(chǔ)，是X線(xiàn)成像的基本條件。

(三)X線(xiàn)成像設(shè)備

X線(xiàn)機(jī)包括X線(xiàn)管及支架、變壓器、操作臺(tái)以及檢查床等基本部件。影像增

強(qiáng)電視系統(tǒng)(imageintensifytelevision,IITV)已成為x線(xiàn)機(jī)主要部件之一。

二、火線(xiàn)圖像特點(diǎn)

X線(xiàn)圖像晨由從黑到白不同灰度的影像所組成，是灰階圖像。這些不同

灰度的影像是以光學(xué)密度反映人體組織結(jié)構(gòu)的解剖及病理狀態(tài)。

人體組織結(jié)構(gòu)的密度是指人體組織中單位體積內(nèi)物質(zhì)的質(zhì)量，而X線(xiàn)圖像

上影像的密度則指X線(xiàn)圖像上所顯示影像的黑白。物質(zhì)的密度與其本身的比重成

正比，物質(zhì)的密度高，比重大，吸收的X線(xiàn)量多，影像在圖像上呈白影。反之，

物質(zhì)的密度低，比重小，吸收的X線(xiàn)量少，影像在圖像上呈黑影。

X線(xiàn)圖像是x線(xiàn)束穿透某一部位的不同密度和厚度組織結(jié)構(gòu)后的投影總和，

是該穿透路徑上各個(gè)結(jié)構(gòu)影像相互疊加在一起的影像。因此，X線(xiàn)影像有一定程

度的放大和使被照體原來(lái)的形狀失真，并產(chǎn)生伴影。伴影使X線(xiàn)影像的清晰度減

低。

三、X線(xiàn)檢查技術(shù)

人體組織結(jié)構(gòu)的密度不同，這種組織結(jié)構(gòu)密度上的差別，是產(chǎn)生X線(xiàn)影像對(duì)

比的基礎(chǔ)，稱(chēng)之為自然對(duì)比。

對(duì)于缺乏自然對(duì)比的組織或器官，可人為地引入一定量的在密度上高于或低

于它的物質(zhì)，使之產(chǎn)生對(duì)比，稱(chēng)之為人工對(duì)比。

自然對(duì)比和人工對(duì)比是X線(xiàn)檢查的基礎(chǔ)。

(一)普通檢查

包括熒光透視和X線(xiàn)攝影。

熒光透視(fluoroscopy)：簡(jiǎn)稱(chēng)透視。現(xiàn)多用于胃腸道鋼劑檢查。

X線(xiàn)攝影(radiography)：對(duì)比度及清晰度均較好；不難使密度、厚度較

大的部位或密度差別較小的病變顯影。常需作互相垂直的兩個(gè)方位攝影，例如正

位及側(cè)位。

(二)特殊檢查

特殊檢查有軟線(xiàn)攝影(softrayradiography)、體層攝影(tomography)、

放大攝影(magnificationradiograPhy)和熒光攝影(fluorography)等。自應(yīng)

用CT等現(xiàn)代成像技術(shù)以來(lái)，只有軟線(xiàn)攝影還在應(yīng)用，介紹如下。

軟線(xiàn)攝影采用能發(fā)射軟x線(xiàn)，即長(zhǎng)波長(zhǎng)(平均波長(zhǎng)為0.07nm)的鑰靶X

線(xiàn)管球，常用電壓為22—35kV,用以檢查軟組織，主要是乳腺。為了提高圖像

的分辨力，以便查出微小癌，軟線(xiàn)攝影裝備及技術(shù)有很多改進(jìn)，包括乳腺鋁靶體

層攝影、數(shù)字乳腺攝影(digitalmammogra-phy)乳腺數(shù)字減影血管造影(mammo

一graPhicdigitalsubtractionangiograPhy)并開(kāi)展立體定位

(stereotacticlocalization)和立體定位針刺活檢(stereotactic

needlebiopsy)等。

(三)造影檢查

對(duì)缺乏自然對(duì)比的結(jié)構(gòu)或器官，可將密度高于或低于該結(jié)構(gòu)或器官的物質(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。引入的物質(zhì)稱(chēng)為

對(duì)比劑(contrElstmedium)也稱(chēng)造影劑。

1.對(duì)比劑按影像密度高低分為高密度對(duì)比劑和低密度對(duì)比劑兩類(lèi)。高密度對(duì)

比劑為原子序數(shù)高、比重大的物質(zhì)，有領(lǐng)劑和碘劑。低密度對(duì)比劑為氣體，己少

用。

釧劑為醫(yī)用硫酸鋼粉末，加水和膠配成不同濃度的鋼混懸液。主要用于

食管及胃腸造影。

碘劑分有機(jī)碘和無(wú)機(jī)碘制劑兩類(lèi)，后者基本不用。

水溶性碘對(duì)比劑分兩型：①離子型，如泛影葡胺(urografin)；②非離子

型，如碘必樂(lè)等。離子型對(duì)比劑具有高滲性，可引起毒副反應(yīng)。非離子型對(duì)比劑，

具有相對(duì)低滲性、低粘度、低毒性等優(yōu)點(diǎn)，減少了毒副反應(yīng)，適用于血管造影及

CT增強(qiáng)掃描。

2.造影方法有以下兩種方法：①直接引入：包括：口服，如食管及胃腸鋼餐

檢查；灌注，如鋼劑灌腸、逆行尿路造影及子宮輸卵管造影等；穿刺注入或經(jīng)導(dǎo)

管直接注入器官或組織內(nèi)，如心血管造影和脊髓造影等；②間接引入：經(jīng)靜脈注

入后，對(duì)比劑經(jīng)腎排入泌尿道內(nèi)，而行尿路造影。

3.檢查前準(zhǔn)備及造影反應(yīng)的處理

檢查前準(zhǔn)備和注意事項(xiàng)

1、禁忌癥：嚴(yán)重心、腎功能不全、甲亢、過(guò)敏體質(zhì)

2、過(guò)敏試驗(yàn)：必須

3、檢查室內(nèi)必須配備搶救藥品和設(shè)備

造影過(guò)程中

1、注意過(guò)敏反應(yīng)表現(xiàn)

2、出現(xiàn)過(guò)敏反應(yīng)立即停用對(duì)比劑

3、及時(shí)處理輕度過(guò)敏反應(yīng)

4、出現(xiàn)嚴(yán)重過(guò)敏反應(yīng)，立即通知有關(guān)科室協(xié)同搶救。

(四)x線(xiàn)檢查方法的選用原則

1、了解不同檢查方法的適應(yīng)證

2、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜

3、先普通檢查后造影檢查

4、特殊情況特殊處理

四、X線(xiàn)診斷的臨床應(yīng)用

由于X線(xiàn)具有成像清晰、經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，因此，X線(xiàn)診斷仍是影像診斷中使

用最多和最基本的方法。

現(xiàn)代影像技術(shù)迅猛發(fā)展,但并不能取代X線(xiàn)檢查。胃腸道,仍主要使用X線(xiàn)檢查。

骨肌系統(tǒng)和胸部也多是首先應(yīng)用X線(xiàn)檢查。

五、X線(xiàn)檢查中的防護(hù)

(一)主動(dòng)防護(hù)：

1、技術(shù)上減少X線(xiàn)的劑量

例如：高千伏攝影、影像增強(qiáng)技術(shù)、高速增感屏、快速感光

膠片、數(shù)字?jǐn)z影

2、盡量減少患者的檢查次數(shù)和放射劑量

例如：選擇劑量小的檢查方法、避免重復(fù)檢

查

(二)被動(dòng)防護(hù)

1、屏蔽防護(hù)

檢查人員防護(hù)：檢查室防護(hù)、衣物防護(hù)

患者防護(hù)：縮小照射野、屏蔽重要組織器官

2、距離防護(hù)

增加X(jué)射線(xiàn)源與人員的距離

第二節(jié)數(shù)字X線(xiàn)成像

一、DR成像基本原理與設(shè)備

數(shù)字X線(xiàn)成像是將普通x線(xiàn)攝影裝置或透視裝置同電子計(jì)算機(jī)相結(jié)合，使X線(xiàn)信

息由模擬信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，而得數(shù)字圖像的成像技術(shù)。

DR依其結(jié)構(gòu)上的差別可分為計(jì)算機(jī)X線(xiàn)成像(computerradiography,CR)、數(shù)

字X線(xiàn)熒光成像(digitalfluorography,DF)和平板探測(cè)器(flatpanel

detectors)數(shù)字x線(xiàn)成像。

(一)CR

CR是以影像板(imageplate,IP)代替X線(xiàn)膠片作為介質(zhì)。

IP是由含有微量元素鋪(Eu2+的領(lǐng)氟澳(或氯、碘)化合物結(jié)晶(BaFX:Eu2+,X=

CLBr.I)制成，透過(guò)人體的X線(xiàn)，使IP感光，在IF上形成潛影。用激光掃描系

統(tǒng)讀取，IP上由激光激發(fā)出的輝盡性熒光，經(jīng)光電倍增管轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再由

模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(analog/digitalconverter)轉(zhuǎn)換成數(shù)字影像信息。數(shù)字影

像信息經(jīng)圖像處理系統(tǒng)處理，可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)圖像。

圖像處理主要包括：①灰階處理，使數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成黑白影像，并在人眼能辨別

的范圍內(nèi)選擇合適的灰階，以達(dá)到最佳的視覺(jué)效果，以利于觀察不同的組織結(jié)構(gòu);

②窗位處理，使一定灰階范圍內(nèi)的組織結(jié)構(gòu)，依其對(duì)X線(xiàn)吸收率的差別，得到最

佳的顯示，可提高影像對(duì)Lb；③X線(xiàn)吸收率減影處理，以消除某些組織的影像，

達(dá)到減影目的；④數(shù)字減影血管造影處理，得DSA圖像。

數(shù)字信息經(jīng)數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器(digital/analogconverter)轉(zhuǎn)換，于熒

屏上顯示出人眼可見(jiàn)的灰階圖像，還可攝照在膠片上或用磁帶、磁盤(pán)和光盤(pán)保存。

CR的設(shè)備，除X線(xiàn)機(jī)外，主要由IP、圖像讀取、圖像處理、圖像記錄、

存儲(chǔ)和顯示裝置及控制用的計(jì)算機(jī)等組成

CR與普通X線(xiàn)成像比較，重要的改進(jìn)是實(shí)現(xiàn)了數(shù)字X線(xiàn)成像。優(yōu)點(diǎn)是提

高了圖像密度分辨力與顯示能力；行圖像處理，增加了信息的顯示功能；降低了

x線(xiàn)曝光量；曝光寬容度加大；既可攝成照片，還可用磁盤(pán)或光盤(pán)存儲(chǔ)；并可將

數(shù)字信息轉(zhuǎn)入PACS

中。

(~)0F

DF是用IITV代替X線(xiàn)膠片或CR的IP作為介質(zhì)。

影像增強(qiáng)電視系統(tǒng)熒屏上的圖像用高分辨力攝像管行序列掃描，把所得

連續(xù)視頻信號(hào)轉(zhuǎn)為間斷的各自獨(dú)立的信息，形成像素，復(fù)經(jīng)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器將

每個(gè)像素轉(zhuǎn)成數(shù)字，并按序列排成數(shù)字矩陣(digitalmatrix)。這樣HTV上的圖

像就被像素化和數(shù)字化了。當(dāng)前已經(jīng)用電荷鍋臺(tái)器代替攝像管采集IITV的光信

號(hào)。數(shù)字矩陣為512X512或1024X1024。像素越小、越多。圖像越清楚。DF

光電轉(zhuǎn)換較快，成像時(shí)間短，圖像較好。有透視功能，最早應(yīng)用于DSA和DR胃

腸

機(jī)。

DF與CR都是將模擬的X線(xiàn)信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息，但采集方式不同，CR

用IP,DF用HTV,在圖像顯示、存儲(chǔ)及后處理方面基本相

同。

將CR及DF稱(chēng)之為間接數(shù)字X線(xiàn)成像(indirectdigitalradiography,IDR),

而將平板探測(cè)器數(shù)字X線(xiàn)成像稱(chēng)之為直接數(shù)字X線(xiàn)成像(directdigital

radiography,

DDR)o

(三)平板探測(cè)器數(shù)字x線(xiàn)成

像

用平板探測(cè)器將X線(xiàn)信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再行數(shù)字化，整個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程都

在平板探測(cè)器內(nèi)完成。不像DF或CR,沒(méi)有經(jīng)攝像管或激光掃描的過(guò)程，所以X

線(xiàn)信息損失少，噪聲小，圖像質(zhì)量好。更因成像時(shí)間短，可用于透視和實(shí)行時(shí)間

減影的DSA,擴(kuò)大了X線(xiàn)檢查的范圍。

平板探測(cè)器數(shù)字x線(xiàn)成像圖像質(zhì)量好、成像快，是今后發(fā)展的方向。

二、DR的臨床應(yīng)

用

數(shù)字成像的優(yōu)勢(shì)與不足

a.密度分辨力高。

平片：26灰階

數(shù)字圖像：210-12灰階

b.有了量化標(biāo)準(zhǔn)。

c.可以進(jìn)行圖像后處理。

d.高保真存儲(chǔ)、傳輸、調(diào)閱及復(fù)制。

e.空間分辨力不及模擬圖像.

數(shù)字?jǐn)z影的臨床應(yīng)用：

骨組織、關(guān)節(jié)軟骨及軟組織，數(shù)字?jǐn)z影優(yōu)于常規(guī)模擬圖像，并可行礦物鹽含量測(cè)

定；縱隔結(jié)構(gòu)(氣管和血管)、肺結(jié)節(jié)性病灶，數(shù)字?jǐn)z影優(yōu)于常規(guī)模擬圖像；胃

腸雙重對(duì)比(胃小區(qū)、腸黏膜、微小病變)，數(shù)字?jǐn)z影優(yōu)于常規(guī)模擬圖像；肺間

質(zhì)、肺泡，常規(guī)模擬圖像優(yōu)于數(shù)字?jǐn)z影，原因是常規(guī)模擬X線(xiàn)圖像的空間分辨力

明顯高于數(shù)字?jǐn)z影，肺間質(zhì)和肺泡的顯示需要高空間分辨力。

CR與DR的不同

1、CR可以隨意放置和移動(dòng)，因此應(yīng)用比較靈活。

2、DR不適宜經(jīng)常移動(dòng)，多應(yīng)用于固定位置的投照，例如常規(guī)胸部正

側(cè)位。

3、CR需要把IP送到激光掃描儀，程序復(fù)雜。

4、DR直接在監(jiān)視器上顯示圖象，程序簡(jiǎn)潔。

第三節(jié)數(shù)字減影血管造影

數(shù)字減影血管造影(DSA)是利用計(jì)算機(jī)處理數(shù)字影像信息，消除骨骼和軟組

織影像，使血管顯影清晰的成像技術(shù)。

一、DSA成像基本原理與設(shè)備

數(shù)字成像是DSA的基礎(chǔ)。數(shù)字減影的方法有幾種，常用的是時(shí)間減影法

(temporalsubtractionmethod),介紹如下。

經(jīng)導(dǎo)管向血管內(nèi)團(tuán)注水溶性碘對(duì)比劑，在對(duì)比劑到達(dá)感興趣血管之前和血管內(nèi)出

現(xiàn)對(duì)比劑、對(duì)比劑濃度處于高峰和對(duì)比劑被廓清這段時(shí)間內(nèi)，使檢查部位連續(xù)成

像。在這系列圖像中，取一幀血管內(nèi)不含對(duì)比劑的圖像作為蒙片和一幀含有對(duì)比

劑的圖像(這兩幀圖像稱(chēng)為減影對(duì))，用這兩幀圖像的數(shù)字矩陣，經(jīng)計(jì)算機(jī)行數(shù)字

減影處理，使骨骼及軟組織的數(shù)字相互抵消。這樣，經(jīng)計(jì)算機(jī)行減影處理的數(shù)字

矩陣再經(jīng)數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為圖像，則骨骼及軟組織影像被消除掉，只留有

清晰的血管影像，達(dá)到減影目的。此種減影圖像因系在不同時(shí)間所得，故稱(chēng)時(shí)間

減影法。

血管內(nèi)不含對(duì)比劑的圖像作為蒙片，可同任一幀含對(duì)比劑的圖像作為減影對(duì),

進(jìn)行減影處理，于是可得不同期相的DSA圖像。

時(shí)間減影法所用的各幀圖像是在造影過(guò)程中所得，任何運(yùn)動(dòng)均可使圖像不盡

一致，造成減影對(duì)的圖像不能精確重合，即配準(zhǔn)不良，致使血管影像不夠清晰。

DSA設(shè)備主要是數(shù)字成像系統(tǒng)，采用DF,先進(jìn)設(shè)備則用平板探測(cè)器代替

IITVo顯示矩陣為1024X1024。行三維信息采集以實(shí)現(xiàn)三維圖像顯示，明顯提

高了DSA的顯示功能。

二、DSA檢查技術(shù)

根據(jù)將對(duì)比劑注入動(dòng)脈或靜脈而分為動(dòng)脈DSA(intra-arterial,IADSA)

和靜脈DSA(intravenousDSA,IVDSA)0

IADSA的操作是將導(dǎo)管插入動(dòng)脈后，向?qū)Ч軆?nèi)注入肝素以防止導(dǎo)管凝血。

將導(dǎo)管尖插入感興趣動(dòng)脈開(kāi)口。導(dǎo)管尾端接壓力注射器，團(tuán)注對(duì)比劑。注入對(duì)比

劑前將影屏對(duì)準(zhǔn)檢查部位。于造影前及整個(gè)造影過(guò)程中，根據(jù)需要以每秒1幀或

更多的幀頻，攝照7—10秒。經(jīng)操作臺(tái)處理即可得IADSA圖像。

三、DSA的臨床應(yīng)用

1.用選擇性或超選擇性插管，可很好顯示直徑在200um以下的血管及小病變。

2.DSA適用于心臟大血管的檢查。

3.3D-DSA

4.在介入技術(shù)，特別是血管內(nèi)介入技術(shù)中的應(yīng)用

第二章計(jì)算機(jī)X線(xiàn)體層成像

CHAPTER2COMPUTEDTOMOGRAPHY

CT的定義：計(jì)算機(jī)控制的X線(xiàn)體層掃描

CT的發(fā)展史：

1972年Hounsfield第一臺(tái)CT

1974年全身CT問(wèn)世

1985年滑環(huán)(slipring)問(wèn)世，單向連續(xù)掃描實(shí)現(xiàn)。

1989年螺旋掃描CT問(wèn)世。

1992年雙層螺旋推出，多層螺旋的先驅(qū)。

1998年四家公司同時(shí)推出多(4)層螺旋

2001年8、10、12、16層螺旋

2002-至今64、128、256層、雙源CT

第一節(jié)CT成像基本原理與設(shè)備

UNITIThebasicprinciplesofCTimagingandequipment

一、CT成像基本原理ThebasicprinciplesofCTimaging

1、CT成像過(guò)程：是用X線(xiàn)束從多個(gè)方向?qū)θ梭w檢查部位具有一定厚度的層

面進(jìn)行掃描，由探測(cè)器接收透過(guò)該層面的X線(xiàn)，轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢?jiàn)光后，由光電轉(zhuǎn)換器

轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，再經(jīng)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)為數(shù)字，輸人計(jì)算機(jī)處理。圖像處理時(shí)

將選定層面分成若干個(gè)體積相同的立方體，稱(chēng)之為體素(voxel)o掃描所得數(shù)

據(jù)經(jīng)計(jì)算而獲得每個(gè)體素的X線(xiàn)衰減系數(shù)或稱(chēng)吸收系數(shù)，再排列成矩陣，即構(gòu)成

數(shù)字矩陣。數(shù)字矩陣中的每個(gè)數(shù)字經(jīng)數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)為由黑到白不等灰度的

小方塊，稱(chēng)之為像素(pixel)，并按原有矩陣順序排列，即構(gòu)成CT圖像。所以，

CT圖像是由一定數(shù)目像素組成的灰階圖像，是數(shù)字圖像。

TheCTimagingprocess:thebodypossessingthicknessisscannedbyXray

frommanydirections,Xrayisreceivedbydetectorandtransformedtovisible

lightwhichthenistransformedtoelectricalsignalbyphoto-electricityquantizer,

Theelectricalsignalistransformedtodigitbyanalog/digitalconverterand

conveytocomputerizedprocessing.CTimagingisakindofgray-scaleimage

whichisconsistsofacertainnumberofpixels,andakindofdigitalimage.

2、CT掃描與常規(guī)X線(xiàn)斷層攝影的不同

ThedifferenceofCTscansandconventionalX-raytomography

a.X線(xiàn)束：Xray,CT為有一定厚度的扇型束，厚度由準(zhǔn)直器決定。

b.接收介質(zhì)：Receptionmedium,CT為探測(cè)器，接收X線(xiàn)后轉(zhuǎn)換成電能

并量化，X線(xiàn)為膠片。

c.掃描方式：scannermode,常規(guī)斷層為膠片與X管球反向運(yùn)動(dòng)，CT為

管球繞被掃描物體旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

d.曝光形式：Exposuremode,常規(guī)斷層為連續(xù)曝光，CT為脈沖發(fā)射X線(xiàn)。

e.成像方式：Imagingmode,常規(guī)斷層為模擬成像，CT為數(shù)字成像。

二、CT設(shè)備CTequipment

主要有以下三部分：

①掃描部分:Scanningpart,由X線(xiàn)管、探測(cè)器和掃描架組成，用于對(duì)檢查部

位進(jìn)行掃描；

②計(jì)算機(jī)系統(tǒng):Computerpart,將掃描收集到的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)運(yùn)算；

③圖像顯示和存儲(chǔ)系統(tǒng):Imagedisplayandmemorysystem,將計(jì)算機(jī)處理、重

建的圖像顯示在顯示器（影屏）上并用照相機(jī)將圖像攝于照片

上，數(shù)據(jù)也可存儲(chǔ)于磁盤(pán)或光盤(pán)中。

1、CT的組成：ThecompositionofCT

A.X線(xiàn)發(fā)生部分：高壓發(fā)生器，X線(xiàn)球管，準(zhǔn)直器

B.X線(xiàn)檢測(cè)部分：探測(cè)器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D）

C.機(jī)械運(yùn)動(dòng)部分：掃描架，滑環(huán)系統(tǒng)，掃描床

D.計(jì)算機(jī)部分

E.圖像存儲(chǔ)及顯示系統(tǒng)

F.操作控制部分

G.照相機(jī)

2、常規(guī)CT與螺旋CTConventionalCTandspiralCT

1）常規(guī)CT:球管為往返式掃描（順時(shí)針360°,逆時(shí)針360°）掃描時(shí)球管

旋轉(zhuǎn)，病人靜止不動(dòng)，數(shù)據(jù)采集為二維采樣,難以進(jìn)行高質(zhì)

量圖像后處理。

2）螺旋CT:螺旋CT是在旋轉(zhuǎn)式掃描基礎(chǔ)上，通過(guò)滑環(huán)技術(shù)與掃描床連

續(xù)平直移動(dòng)而實(shí)現(xiàn)的。X線(xiàn)管球向一個(gè)方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)并曝

光，被掃描物體同時(shí)勻速向前（或后）運(yùn)動(dòng)。掃描軌跡成

螺旋狀，故稱(chēng)螺旋掃描。三維采集數(shù)據(jù)，又稱(chēng)容積掃描。

螺旋CT優(yōu)勢(shì)：

1）檢杳時(shí)間縮短，增加了患者的流通量；容易完成難于合作或難于制

動(dòng)患者或運(yùn)動(dòng)器官的掃描；一次快速完成胸、腹部和盆部的檢查；有利

于運(yùn)動(dòng)器官的成像和動(dòng)態(tài)觀察；對(duì)比增強(qiáng)檢查時(shí)，易于獲得感興趣器官

或結(jié)構(gòu)的期相表現(xiàn)特征。獲得連續(xù)層面圖像，可避免層面掃描中所致小

病灶的漏查。

2）在圖像顯示方式上由于連續(xù)質(zhì)面數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算機(jī)后處理可獲得高分辨力

的三維立體圖像，實(shí)行組織容積和切割顯示技術(shù)、仿真內(nèi)鏡技術(shù)和CT

血管造影等。

3）在臨床應(yīng)用上，多層螺旋CT可行低輻射劑量掃描，給肺癌與結(jié)腸癌的

普查創(chuàng)造了有利條件；掃描時(shí)間的縮短，使之可用于檢查心臟，包括冠

狀動(dòng)脈，心室壁及瓣膜的顯示，而且通過(guò)圖像重組處理可以顯示冠狀動(dòng)

脈的軟斑塊。MSCT所得的CT血管造影使肢體末梢的細(xì)小血管顯示更

加清楚。CT灌注成像已用于腦、心臟等器官病變毛細(xì)血管血流動(dòng)力學(xué)的

觀察，通過(guò)血容量、血流量與平均通過(guò)時(shí)間等參數(shù)的測(cè)定，可評(píng)價(jià)急性

腦缺血和急性心肌缺血以及判斷腫瘤的良性與惡性等。

綜上所述，SCT,特別是MSCT拓寬了檢查與應(yīng)用范圍，改變了圖像

顯示的方式，提高了工作效率，也提高了診斷水平。

3、電子束CT(ultrafastCT,UFCT)

EBCT是用由電子槍發(fā)射電子束轟擊四個(gè)環(huán)靶所產(chǎn)生的X線(xiàn)進(jìn)行掃

描。轟擊一個(gè)環(huán)靶可得一幀圖像，即單層掃描，依次轟擊4個(gè)環(huán)靶，并

由兩個(gè)探測(cè)器環(huán)接收信號(hào)，可得8幀圖像，即多層掃描。EBCT一個(gè)層面

的掃描時(shí)間可短到50ms,可行CT電影觀察。與SCT一樣可行容積掃描，

不間斷地采集掃描范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)。EBCT可行平掃或造影掃描。單層掃描

或多層掃描均可行容積掃描、血流檢查和電影檢查。多層掃描有其特殊的

優(yōu)越性。

EBCT對(duì)心臟大血管檢查有獨(dú)到之處。造影CT可顯示心臟大血管的

內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對(duì)診斷先心病與獲得性心臟病有重要價(jià)值。了解心臟的血流

灌注及血流動(dòng)力學(xué)情況，借以評(píng)價(jià)心臟功能。

第二節(jié)CT圖像特點(diǎn)

UNIT2ThefeatureofCTimage

CT圖像是由一定數(shù)目從黑到白不同灰度的像素按矩陣排列所構(gòu)成的

灰階圖像。這些像素反映的是相應(yīng)體素的X線(xiàn)吸收系數(shù)。

CTimagingisgray-scaleimagewhichisconsistsofacertainnumberof

pixelswithfromblacktowhitepixelsofdifferentgray-scaleliningupin

matrix,ThesepixelsisreflectedinthecorrespondingvoxeloftheX-ray

absorptioncoefficient.

1、CT圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)CTimagequalityevaluation

1)、空間分辨力(spatialresolution)：圖像對(duì)物體空間大小的分辨能力。

表示方法：lp/cm(每厘米線(xiàn)對(duì))

5+lp/cm=可分辨物體最小直徑(mm)象素越小、層厚越薄空間分辨力

越高.

2)密度分辨力(densityresolution)：定義：圖像對(duì)組織密度差別的

分辨能力。表示方法：例如，0.35%,5nlm,O.35Gy,表示物體直徑5mm、

病人接收劑量為0.35Gy時(shí)，密度分辨率為0.35%。

象素越大、層厚越厚，密度分辨力越高.

3)部分容積效應(yīng)(partialvolume)：同一層面中，垂直厚度內(nèi)如果有兩

種以上不同密度組織相互重疊時(shí)，所獲得的密度不能如實(shí)反映其中的任

何一種組織。層厚越薄，部分容積效應(yīng)越小，掃描層厚以被掃描物體直

徑的一半可最大限度的避免部分容積效應(yīng)的影響。

Iftherearetwoormoredifferentorganizationsoverlappingduring

theverticalthicknessinthesamelevel,thedensitycannotaccurately

reflectanyoftheorganization.

2、窗口技術(shù)windowtechnique

定義：利用數(shù)字圖像特點(diǎn)，改變亮度與CT值的關(guān)系，顯示不同組織變

化的技術(shù)。

1)窗寬(windowwidth)：最亮灰階所代表的CT值與最暗灰階所

代表CT值的跨度。窗寬越寬，可觀察組織CT值的變化范圍越大，但灰

階差值亦大，適合觀察CT值變化范圍較大的組織，如骨、肺等。窗寬越窄，

灰階差值越小，適合觀察CT值變化范圍較小的組織，如顱腦、眼眶等。

但超出上下限值的組織無(wú)法分辨。

2)窗位(Windowlevel)：又稱(chēng)窗平，為窗寬的中心值。一般將所觀察

組織的CT值定為窗位，這樣既能顯示比該組織密度高的病變，也能觀察比

該組織密度低的病變。

3)CT值：定義：用于測(cè)量CT圖像中密度值的統(tǒng)一計(jì)量單位。單位:

亨氏單位(Hounsfieldunit,Hu)

常用正常值：水OHu

骨皮質(zhì)1000Hu

空氣-lOOOHu

CT值的應(yīng)用

a.絕對(duì)值可以確認(rèn)某些組織的存在，如：出血、鈣化、脂肪、液體、

b.相對(duì)值的計(jì)算可以幫助確認(rèn)病變性質(zhì)

第三節(jié)CT檢查技術(shù)

UNIT3ThetechnologyofCT

一、普通CT掃描

1、平掃(plainCTscan)是指不用對(duì)比增強(qiáng)或造影的普通掃描。

2、對(duì)比增強(qiáng)掃描(contrastenhancement,CE)是經(jīng)靜脈注人水溶性有機(jī)

碘對(duì)比劑后再行掃描的方法，較常應(yīng)用。血管內(nèi)注入碘對(duì)比劑后，器官與病變內(nèi)

碘的濃度可產(chǎn)生差別，形成密度差，可能使病變顯影更為清楚。常用方法為團(tuán)注

法(bolusinjection),即在二十幾秒內(nèi)將全部對(duì)比劑迅速注人。

3、造影掃描是先行器官或結(jié)構(gòu)的造影，然后再行掃描的方法。臨床應(yīng)用不多。

例如向腦池內(nèi)注人碘苯六醇或注入空氣行腦池造影再行掃描，稱(chēng)之為腦池造影

CT掃描，可清楚顯示腦池及其中的小腫瘤。

二、高分辨力掃描(highresolutionscanning,HRCT)是指獲得良好空間分辨力

CT圖像的掃描技術(shù)，采用薄層厚(0.5-1.5毫米)、大矩陣(512x512至1024x1024).

骨密度算法；較常規(guī)掃描空間分辨力明顯提高且邊緣勾畫(huà)更銳利的掃描程序。

主要用于⑴觀察骨的細(xì)微結(jié)構(gòu),如顯示潁骨巖部?jī)?nèi)半規(guī)管、耳蝸、聽(tīng)小骨等結(jié)構(gòu);

(2)觀察肺內(nèi)微細(xì)結(jié)構(gòu)及微小病灶結(jié)構(gòu)，如早期間質(zhì)改變或各種小氣道

病變。

三、CT圖像后處理技術(shù)theimagepostprocessingtechniqueofCTimaging

螺旋CT,掃描時(shí)間與成像時(shí)間短，掃描范圍長(zhǎng)，層厚較薄并獲得連續(xù)橫斷

層面數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)后處理，可重組冠狀、矢狀乃至任意方位的斷層圖像，并

可得到其它顯示方式的圖像。

1、多方位重組(Multiplannerreformat沁n,MPR)

利用螺旋掃描三維采樣的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行無(wú)法直接掃描的冠、矢、斜和曲面重組。

2.表面陰影顯示(Surfaceshadeddisplay,SSD)

三維重建技術(shù)，首先確定興趣區(qū)CT閾值的切割參數(shù)，然后將CT閾值以上

的連續(xù)性象素構(gòu)筑為三維結(jié)構(gòu)模型，再以一假想光源投照于三維模型表面，以灰

階或偽彩色方式顯示三維結(jié)構(gòu)模型的表面影像。

3.最大(小)強(qiáng)度投影(Maximum(Minimum)intensityprojection)

在三維重建過(guò)程中，從設(shè)定視角發(fā)出假定投影線(xiàn)，使投影線(xiàn)穿性軌跡中興趣

結(jié)構(gòu)密度以上的象素進(jìn)行編碼，形成二維投影像，主要用于CT血管成像(CTA)。

4.仿真內(nèi)窺鏡(Virtualendoscopy,VE)

三維重建技術(shù)，以三維的形式，模擬內(nèi)窺鏡的視角以灰階或偽彩色顯示腔的

內(nèi)壁，類(lèi)似真實(shí)內(nèi)窺鏡的觀察，可從任意方向觀察管腔內(nèi)部?？捎脕?lái)顯示氣管、

血管、胃腸道、一喉、咽、竇腔等結(jié)構(gòu)。

5.容積演示(Volumerendering,VR)

三維重建技術(shù)，首先確定掃描容積內(nèi)的象素密度直方圖，以直方圖的不同峰

值代表不同組織，然后計(jì)算每個(gè)象素中的不同組織百分比，繼而換算成不同的灰

階，以不同的灰階(或色彩)及不同的透明度三維顯示掃描容積內(nèi)的各種結(jié)構(gòu)。

四、CT灌注成像CTperfusionimaging

1、基本概念：CT灌注成像是經(jīng)靜脈團(tuán)注有機(jī)水溶性碘對(duì)比劑后，以獲得相

應(yīng)層面內(nèi)每一象素的時(shí)間一密度曲線(xiàn)(TDC),然后依據(jù)該曲線(xiàn)利用不同的數(shù)學(xué)

模型計(jì)算出rCBV、rCBF、MTT、PT等多種血流灌注參數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)組織器官的灌

注狀態(tài)，是功能成像的一種。

2、常用參數(shù)：a.峰值時(shí)間(peaktime,PT)

b.平均通過(guò)時(shí)間(meantransittime,MTT)

c.局部腦血容量(regionalcerebralbloodvolume,rCBV)

d.局部腦血流量(regionalcerebralbloodflow,rCBF)

3、主要作用

當(dāng)前主要用于急性或超急性腦局部缺血的診斷、腦梗死及缺血半暗帶的判斷

以及腦瘤新生血管的觀察，以便區(qū)別腦膠質(zhì)細(xì)胞瘤的惡性程度。也應(yīng)用于急性心

肌缺血的研究，其結(jié)果已接近MR灌注成像。近來(lái)也有用于肺、肝、胰和腎的研

究報(bào)告。CT灌注成像比MR灌注成像操作簡(jiǎn)單、快捷，是有發(fā)展前途的成像技

術(shù)。

第四節(jié)CT診斷的臨床應(yīng)用

UNIT4ClinicalapplicationofCTdiagnosis

1、顱腦：中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的診斷CT價(jià)值較高，應(yīng)用普遍。對(duì)顱內(nèi)腫瘤、

膿腫與肉芽腫、寄生蟲(chóng)病、外傷性血腫與腦損傷、缺血性腦梗死與腦出血以及椎

管內(nèi)腫瘤與椎間盤(pán)突出等病診斷效果好，診斷較為可靠。因此，除DSA仍用以

診斷顱內(nèi)動(dòng)脈瘤、腦血管發(fā)育異常和腦血管閉塞以及了解腦瘤的供血?jiǎng)用}以外，

其他如氣腦、腦室造影等均已不用。螺旋CT,可獲得比較精細(xì)和清晰的血管重

組圖像，即CTA,而且能做到三維實(shí)時(shí)顯示，所以臨床應(yīng)用日趨廣泛。

2、頭頸部：對(duì)頭頸部疾病的診斷，CT也很有價(jià)值。例如，對(duì)眶內(nèi)占位病變、

早期鼻竇癌、中耳小膽脂瘤、聽(tīng)骨破壞與脫位、內(nèi)耳骨迷路的輕微破壞、耳先天

發(fā)育異常以及鼻咽癌的早期發(fā)現(xiàn)等。當(dāng)病變明顯，X線(xiàn)平片雖可確診，但CT檢

查可觀察病變的細(xì)節(jié)。至于聽(tīng)骨與內(nèi)耳骨迷路則需要用CT觀察。

3、胸部：胸部疾病的CT診斷，已日益顯示出它的優(yōu)越性。對(duì)肺癌和縱隔

腫瘤等的診斷，很有幫助。低輻射劑量掃描可用于肺癌的普查。肺間質(zhì)和實(shí)質(zhì)性

病變也可以得到較好的顯示。CT對(duì)平片較難顯示的病變，例如同心、大血管重

疊病變的顯示，更具有優(yōu)越性。對(duì)胸膜、隔、胸壁病變，也可清楚顯示。

4、腹盆腔：腹部及盆部疾病的CT檢查，應(yīng)用也日益廣泛，主要用于肝、

膽、胰、脾，腹膜腔及腹膜后間隙以及腎上腺及泌尿生殖系統(tǒng)疾病的診斷，尤其

是腫瘤性、炎癥性和外傷性病變等。胃腸病變向腔外侵犯以及鄰近和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移等,

CT檢查也有價(jià)值。當(dāng)然，胃腸管腔內(nèi)病變情況主要仍依賴(lài)于銀劑造影和內(nèi)鏡檢

查及病理活檢。

5、心血管：心及大血管CT診斷價(jià)值的大小取決于CT裝置。需要使用多層

螺旋CT或EBCT,而普通CT診斷價(jià)值不大。冠狀動(dòng)脈和心瓣膜的鈣化和大血

管壁的鈣化，螺旋CT和EBCT檢查可以很好顯示。對(duì)于診斷冠心病有所幫助。

心腔及大血管的顯示，需要經(jīng)血管注人對(duì)比劑，行心血管造影CT,并且要用螺

旋CT或EBCT進(jìn)行掃描。心血管造影CT對(duì)先心病如心內(nèi)、外分流和大血管狹

窄以及瓣膜疾病的診斷有價(jià)值。多層螺旋CT,通過(guò)圖像重組可顯示冠狀動(dòng)脈的

軟斑塊。CT灌注成像還可對(duì)急性心肌缺血進(jìn)行觀察.

6、骨骼肌肉：骨骼肌肉系統(tǒng)疾病，多可通過(guò)簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)的X線(xiàn)檢查確診,

使用CT檢查較少。但CT對(duì)顯示骨變化如骨破壞與增生的細(xì)節(jié)較X線(xiàn)成像為優(yōu)。

第三章超聲成像

CHAPTER3Ultrasoundimaging

第一節(jié)USG成像基本原理與設(shè)備

UNIT1Thebasicprinciplesofimagingandequipment

概述：超聲（ultrasound）及超聲成像（Ultrasoundimaging）的定義

超聲波：是指振動(dòng)頻率每秒在20000次（Hz,赫茲）以上，超過(guò)人耳聽(tīng)覺(jué)

閾值上限的聲波。

超聲成像：利用超聲波的物理特性和人體器官組織聲學(xué)特性相互作用產(chǎn)生

的信號(hào)，將其接收、放大和信息處理后形成圖形、曲線(xiàn)或其他數(shù)據(jù)，借此進(jìn)行疾

病診斷的方法。

發(fā)展歷史:隨著聲學(xué)理論及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，從早期的A型（amplitudemode）、

M型（motionmode）一維超聲成像，B超二維成像，演進(jìn)到動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)三維成像；

由黑白灰階成像發(fā)展到彩色血流顯像。此外諧波成像、組織多普勒成像等新型成

像技術(shù)和各項(xiàng)新的超聲檢查技術(shù)（如腔內(nèi)超聲、介入超聲）等逐漸應(yīng)用于臨床。

超聲成像不僅能觀察形態(tài)，還能檢測(cè)人體臟器功能和血流狀況。

~*、超聲的物理特性Thephysicalpropertiesofultrasound

波與聲波：波分為電磁波和機(jī)械波，無(wú)線(xiàn)電、光波為電磁波，聲波為機(jī)械波。

超聲波：人耳的感覺(jué)聲波為16-20000HZ,大于20kHz謂之超聲波，低于16Hz的

聲波稱(chēng)次聲波。

聲源發(fā)生的聲振動(dòng)在介質(zhì)中傳播，具有頻率⑴，波長(zhǎng)（入），聲速（c）等物理參數(shù)。

A.頻率（f）：醫(yī)用超聲的頻率2.5?10MHz,常用的是3.5?5MHz。

B.聲速（c）：固體最快，其次液體，氣體中最慢。

軟組織=1540m/s；胃腸道=350m/s；骨與軟骨=4500m/s

C.波長(zhǎng)（入）：c=fxX

超聲在同一介質(zhì)中傳播時(shí)，頻率越高，波長(zhǎng)越短（因?yàn)槁曀僖欢ǎ?，頻率越

低則波長(zhǎng)越長(zhǎng)。

1、束射性（指向性）directivity

超聲波的聲束傳播時(shí)，由于頻率極高，而波長(zhǎng)很短，在介質(zhì)中呈直線(xiàn)傳播，

這是超聲對(duì)人體進(jìn)行定向探測(cè)的基礎(chǔ)。近場(chǎng)中呈直線(xiàn)傳播，具有良好的束射性（高

頻率、短波長(zhǎng)），遠(yuǎn)場(chǎng)有擴(kuò)散。

2、反射、折射、散射和繞射（衍射）

reflection,refraction,scattering,diffraction

超聲在介質(zhì)中傳播與介質(zhì)的聲阻抗密切相關(guān)。超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，遇到

不同聲阻的分界面，會(huì)產(chǎn)生反射和折射。

聲阻抗（Z）acousticimpedance：它是聲波傳遞介質(zhì)中某點(diǎn)的聲壓和該點(diǎn)速度的

比值，Z（聲阻抗尸p（密度）xC（聲速），超聲在不同介質(zhì)的分界面上反射和折射時(shí)，

反射波和折射波的能量分別是由介持本身的聲阻抗決定的。

界面interface：兩種不同聲阻抗物體的接觸面。

大界面：界面尺寸大于聲束直徑

小界面：界面尺寸小于聲束直徑

超聲通過(guò)界面，兩種不同組織聲阻抗差大于0.1%時(shí)，產(chǎn)生反射。

超聲入射大界面形成鏡面反射進(jìn)入第二介質(zhì)，稱(chēng)為透射，投射時(shí)產(chǎn)生折射。

超聲入射小界面，呈散射形式。

聲束遇到障礙物邊緣距離近似1?2個(gè)波長(zhǎng)時(shí)，出現(xiàn)繞射。

3、超聲波的吸收與衰減Ultrasonicabsorptionandattenuation

衰減原因：a.聲能衰減：遠(yuǎn)場(chǎng)擴(kuò)散、界面反射和散射

b.介質(zhì)吸收：介質(zhì)的粘滯性、導(dǎo)熱性、馳豫性

此外，不同生物組織對(duì)入射超聲的吸收衰減的程度不一，主要與組織中蛋白

質(zhì)和水的含量有關(guān)。同一種組織內(nèi)超聲頻率越高，衰減越大。

4、多普勒效應(yīng)（Dopplereffect）

入射波與接收體之間如果出現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，聲波頻率也發(fā)生改變，稱(chēng)為多普勒

效應(yīng)。其關(guān)系式為fd=|fr￡|=±2v.frCOS9/c,式中：fd為頻移，fr為反射超聲頻率，ft

為入射超聲頻率，v為反射界面運(yùn)動(dòng)的速度，c為超聲在介質(zhì)中的聲速，cose

為反射界面運(yùn)動(dòng)方向與入射生束方向間的角度。這是檢測(cè)活動(dòng)臟器的成像基礎(chǔ)。

5、非線(xiàn)性傳播Nonlinearpropagation

在傳統(tǒng)的超聲成像過(guò)程中，用于超聲成像的反射波頻率與發(fā)射的超聲波頻率

相同，強(qiáng)度呈正比例改變，即兩者呈線(xiàn)性關(guān)系；實(shí)際上超聲波在組織中傳播時(shí)呈

非線(xiàn)性傳播；超聲波在組織中傳播時(shí)形成壓縮區(qū)和稀疏區(qū)，前者壓力高，后者壓

力低，兩者間的壓力差引起聲波傳播速度的改變；聲波傳播過(guò)程中各點(diǎn)的傳播速

度不同導(dǎo)致波形逐漸畸變并導(dǎo)致諧波的產(chǎn)生；諧波的次數(shù)越高，頻率越高，組織

中衰減越大，振幅愈??；臨床可用于超聲成像的多為二次諧波。

二超聲成像的基本原理Thebasicprinciplesofultrasoundimaging

超聲成像主要利用此三種特性：a.聲阻抗特性，b.聲衰減特性，c.多普勒特性。

不同正常組織間、正常與病理組織間及不同病理組織間存在上述特性的差異。

超聲成像的基本過(guò)程：含有壓電晶體的換能器發(fā)射一定頻率的超聲波，穿透

人體多層界面時(shí)產(chǎn)生不同強(qiáng)度的反射和衰減，這些反射或散射聲波含有超聲波傳

播途中所經(jīng)過(guò)的不同組織的聲學(xué)信息，被換能器接收回聲按照順序用灰階、頻譜

等方式表現(xiàn)出來(lái)即超聲成像。

三超聲設(shè)備Ultrasoundequipment

1、關(guān)鍵部件：A.探頭B.控制系統(tǒng)C.顯示系統(tǒng)

目前醫(yī)學(xué)上產(chǎn)生和接受超聲的器件通常采用壓電晶體作為換能器（探頭）。

壓電晶體（sio2石英）的工作原理為：聲波的產(chǎn)生是逆壓電效應(yīng)，電場(chǎng)交變，壓

電晶體片沿一定方向發(fā)生壓縮和拉伸，二者頻率相同，從而將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,

發(fā)出聲波。當(dāng)反射的回波作用于晶體，受壓的晶體兩端產(chǎn)生電荷，接收信號(hào)，這

種將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的過(guò)程稱(chēng)正壓電效應(yīng)。

2、超聲儀器的分類(lèi)I

第一類(lèi)：脈沖回聲式：A型、B型、M型

第二類(lèi)：頻移回聲式：多普勒（連續(xù)波式CW、脈沖波式PW）

第一類(lèi)

1）A型超聲（amplitudemode,幅度調(diào)制式），線(xiàn)性測(cè)量后以幅度的大小和形

態(tài)表示回聲，分析組織結(jié)構(gòu)的特征信息；

2）B型超聲（Brightnessmode）輝度調(diào)制式，以灰階圖像表示回聲的強(qiáng)弱，每

一單條聲束的回聲以順序顯示為強(qiáng)弱不同的灰階；

3）M型超聲（Motionmode）回聲輝度調(diào)制型，又稱(chēng)活動(dòng)顯示型。

以單聲束取樣，獲得活動(dòng)界面回聲，再以慢掃描方式獲得（距

離-時(shí)間）曲線(xiàn)。

第二類(lèi)頻移回聲式（DOPPLER）

利用多普勒效應(yīng)原理對(duì)血流進(jìn)行探測(cè)分析的方式：包括：頻移示波型，彩色

多普勒血流圖。

Doppler-mode即超聲頻移診斷法，通稱(chēng)多譜勒超聲。此法應(yīng)用多譜勒效應(yīng)

原理，當(dāng)超聲和反射體之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，回聲的頻率有所改變，此種頻率的改

變稱(chēng)為頻移。頻譜多普勒是將一個(gè)取樣容積（脈沖波多普勒）或一條取樣線(xiàn)（連

續(xù)波多普勒）上的多普勒頻移信號(hào)以頻譜的方式顯示：即朝向換能器流動(dòng)的血流

多普勒頻移信號(hào)顯示在頻譜圖基線(xiàn)之上；被向換能器流動(dòng)的血流多普勒頻移信號(hào)

顯示在頻譜圖基線(xiàn)之下。頻譜圖的橫軸和縱軸分別代表時(shí)間和頻移的大小。

Color（CDFI）即彩色多譜勒血流成像法。將多譜勒與B超疊加的成像方法。

它是利用自相關(guān)技術(shù)快速處理一個(gè)切面內(nèi)多點(diǎn)多普勒頻移信號(hào)；通用的彩色是紅

色代表血流朝向探頭，蘭色代表血流遠(yuǎn)離探頭，綠色代表湍流。速度越快彩色越

鮮亮，反之亦然。

3、超聲儀器的分類(lèi)II

A、根據(jù)圖像狀態(tài)分為：靜態(tài)，動(dòng)態(tài)（實(shí)時(shí)）；

B、根據(jù)顯示方式分為：頻譜、灰階；

C、根據(jù)掃描方式分為：線(xiàn)形掃描、扇形掃描、凸弧掃描。

第二節(jié)超聲圖像特點(diǎn)

UNIT2Characteristicsofultrasoundimages

超聲圖像是根據(jù)探頭所掃查的部位構(gòu)成的斷層圖像，改變探頭位置可獲得任

意方位的超聲圖像。它是以解剖形態(tài)學(xué)為基礎(chǔ)，依據(jù)各種組織結(jié)構(gòu)間的聲阻抗差

的大小以明（白）暗（黑）之間不同的灰度來(lái)反映回聲之有無(wú)和強(qiáng)弱，從而分辨

解剖結(jié)構(gòu)的層次，顯示臟器和病變形態(tài)、輪廓和大小以及某結(jié)構(gòu)的物理性質(zhì)。

主包括兩方面內(nèi)容：1：回聲強(qiáng)度（見(jiàn)下表）

2：超聲偽像，易受氣體及皮下脂肪干擾等。顯示范圍小。

囊腫和實(shí)性腫物的聲像特征

囊腫實(shí)性腫物

外形圓、橢圓不定（可圓、橢圓）

邊界回聲清晰、光滑、整齊不定（可光滑、整齊）

內(nèi)部回聲無(wú)回聲有回聲

可有低水平回聲，漂動(dòng)無(wú)漂動(dòng)，少數(shù)無(wú)回聲

后方回聲增強(qiáng)顯著不顯著，衰減聲影

側(cè)邊聲影有不定

第三節(jié)超聲檢查技術(shù)

UNIT3Thetechnologyofultrasonograph

一、普通超聲檢查Ordinaryultrasonograph

1、二維超聲檢查；2D-ultrasonogniph能清晰直觀地實(shí)時(shí)顯示各臟器的形態(tài)結(jié)

構(gòu)、空間位置、連續(xù)關(guān)系等，是超聲檢查基礎(chǔ)；

2、頻譜型多普勒超聲檢查；Spectrum-Dopplerultrasonography,包括脈沖波

多普物超聲和連續(xù)波多普勒超聲兩種檢查技術(shù)。前者是對(duì)心血管內(nèi)某一點(diǎn)處的血

流方向、速度及性質(zhì)進(jìn)行定量分析，但所測(cè)定的血流速度及多普勒頻移大小受脈

沖重復(fù)頻率的制約。當(dāng)頻移值超過(guò)脈沖重復(fù)頻率的一半時(shí)，高速血流的峰尖部分

不能正常顯示，而呈現(xiàn)于基線(xiàn)的對(duì)側(cè)，有時(shí)可多次反折，這種現(xiàn)象稱(chēng)為頻譜倒錯(cuò)

或混疊。連續(xù)波多普勒血流檢查能對(duì)心血管內(nèi)聲束一條線(xiàn)上的血流方向、速度及

性質(zhì)進(jìn)行定量分析。其克服了前者的缺陷，但弊端是不能判定異常血流產(chǎn)生的準(zhǔn)

確位置。

3、彩色多普勒血流顯像：colordopplerflowimaging,該技術(shù)能顯示心血管

內(nèi)某一斷層面得血流信號(hào)，屬于實(shí)時(shí)二維血流成像技術(shù)，可與二維圖像相互結(jié)合

同時(shí)顯示。其缺點(diǎn)是僅能對(duì)血流速粗略估計(jì)，不能測(cè)定其準(zhǔn)確數(shù)值。所以在臨床

應(yīng)用中常結(jié)合脈沖波多普勒超聲和連續(xù)波多普勒超聲同時(shí)使用。

二、超聲檢查新技術(shù)thenewtechnologiesofUltrasonography

1、組織多普勒成像：tissuedopplerimaging,采用低通濾過(guò)器，將來(lái)自心腔

內(nèi)紅細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的高頻移低振幅多普勒頻移信號(hào)除去，只提取心壁的低頻高振幅多

普勒頻移信號(hào)，該方法主用于定量觀察和分析心肌局部運(yùn)動(dòng)情況。

2、彩色多普勒能量圖：colordopplerpowerimaging,該技術(shù)是依據(jù)血管腔內(nèi)

紅細(xì)胞等運(yùn)到散射體的多普勒頻移信號(hào)的強(qiáng)度或能量為成像參數(shù)進(jìn)行二維彩色

成像的一種檢查方法。其色彩亮度代表多普