医学影像学总论

1、1医学影像学 第一第一 章章 总总 论论刘 怀 军河北医科大学第二医院 影像医学科2内容内容概述概述X X线成像线成像（数字数字X X线成像线成像）数字减影血管造影数字减影血管造影计算机体层摄影计算机体层摄影磁共振成像磁共振成像医学影像诊断的原则和步骤医学影像诊断的原则和步骤医学影像学3目的目的v了解各种成像技术的基本原理、方法和图像特了解各种成像技术的基本原理、方法和图像特点点v掌握图像的观察分析和诊断方法掌握图像的观察分析和诊断方法v了解各种成像技术的应用价值、限度及选择原了解各种成像技术的应用价值、限度及选择原则则v了解介入放射学的基本技术了解介入放射学的基本技术v了解医学影像学的发展与

2、现状（专业队伍、设了解医学影像学的发展与现状（专业队伍、设备条件、学术水平）备条件、学术水平）医学影像学4 医学影像学518951895年年1212月月2222日伦琴为夫人拍摄了一张手日伦琴为夫人拍摄了一张手部部X X线照片，也是人类第一张线照片，也是人类第一张x x线影像线影像。医学影像学6 伦琴于伦琴于1896年年1月月23日将这一重大发现日将这一重大发现在沃尔兹堡物理医学会在沃尔兹堡物理医学会(WurzburgPhysicoMedicalSociety)上报告。上报告。与会的与会的Kolliker教授提议将该射线命名为伦教授提议将该射线命名为伦琴射线，但伦琴愿意谦逊地称它为琴射线，但伦琴

3、愿意谦逊地称它为x射线射线(简简称称x线线)。这就是伦琴射线和。这就是伦琴射线和x射线的由来。射线的由来。除少数德语国家称它为伦琴射线，全球普除少数德语国家称它为伦琴射线，全球普遍称它为遍称它为x线。线。医学影像学7 随后，随后，x线被广泛的应用于对疾病线被广泛的应用于对疾病的诊断和治疗，形成了放射诊断学和放的诊断和治疗，形成了放射诊断学和放射治疗学。射治疗学。x线还用于疾病的预防、康线还用于疾病的预防、康复和预后随访。在医学之外，还用于复和预后随访。在医学之外，还用于X线衍射分析和工业探伤等多种用途。线衍射分析和工业探伤等多种用途。医学影像学8 放射诊断学经历了放射诊断学经历了108108余

4、年的发展，余年的发展，主要采用主要采用X X线成像，利用天然对比和造影线成像，利用天然对比和造影对比显示人体在对比显示人体在X X线照射后作用于成像物线照射后作用于成像物质质( (包括荧光屏、增感屏和影像增强器等包括荧光屏、增感屏和影像增强器等) )的重叠、累积影像。虽然在的重叠、累积影像。虽然在5050年代后期也年代后期也开展了体层摄影。但是，由于其成像有靶开展了体层摄影。但是，由于其成像有靶层面前、后组织的层面前、后组织的“背景模糊背景模糊”干扰，因干扰，因此还不是真正的此还不是真正的“纯纯”断层影像断层影像。医学影像学9 随着信息科学和技术的进展，尤其是计算机科学随着信息科学和技术的进展

5、，尤其是计算机科学与与x线断层技术、超声技术、磁共振技术相结合，在线断层技术、超声技术、磁共振技术相结合，在70年代初出现了年代初出现了CT(computed tomography,CT)、US(ultrasoud,US)，80年代初出现了年代初出现了MRI(magnetic magnetic resonance imagingresonance imaging，MRI MRI ) 。X线成像的进入到线成像的进入到DSA ( digital substraction angiography,DSA ) 、CR(computer radiography,CR)、DR(digital radiog

6、raphy,DR)，与放射性核素诊断中与放射性核素诊断中SPECT、PET的应用于临床以及介入放射学在的应用于临床以及介入放射学在60年代末年代末70年代年代初的兴起，使整个放射学有了更大的发展空间和丰富初的兴起，使整个放射学有了更大的发展空间和丰富的内涵。于的内涵。于70年代初形成了崭新的医学影像学年代初形成了崭新的医学影像学(含影像含影像诊断学和介入放射学诊断学和介入放射学)。医学影像学10介 入 放 射 学介 入 放 射 学 ( I n t e r v e n t i o n a l Radiology IVR ) 是以影像诊断为基础，在是以影像诊断为基础，在医学影像诊断设备的引导下，利

7、用穿刺针、医学影像诊断设备的引导下，利用穿刺针、导管等介入器材，对疾病进行治疗或采集导管等介入器材，对疾病进行治疗或采集组织学、细菌学及生理、生化资料进行诊组织学、细菌学及生理、生化资料进行诊断的学科。断的学科。医学影像学11 医学影像学它面向临床各科，应用医学影像学它面向临床各科，应用于各系统疾病的诊断、治疗、预后评估，于各系统疾病的诊断、治疗、预后评估，显著扩大了原放射学的检查范围和诊断显著扩大了原放射学的检查范围和诊断水平。在服务于临床各科的同时，也大水平。在服务于临床各科的同时，也大大促进了各临床学科的发展。大促进了各临床学科的发展。医学影像学12医学影像学13医学影像学141516医

8、学影像学第一节第一节 X X线成像线成像17 X线是真空管内高速行进的电子流线是真空管内高速行进的电子流轰击钨靶时产生的。因此，轰击钨靶时产生的。因此，X线发生装线发生装置主要包括置主要包括：X线管线管变压器变压器操作台操作台 一、一、X X线的产生线的产生医学影像学18X线产生的线产生的3个必备条件个必备条件v自由活动的电子群；自由活动的电子群；v电子群在高压电场和真空条件下电子群在高压电场和真空条件下高速运行；高速运行；v电子群在高速运行突然受阻。电子群在高速运行突然受阻。医学影像学19医学影像学20 X X线管为一高真空的二极管，杯状的线管为一高真空的二极管，杯状的阴极内装着灯丝，阳极由

9、呈斜面的钨靶和阴极内装着灯丝，阳极由呈斜面的钨靶和X X线管附属散热装置组成。线管附属散热装置组成。医学影像学21 X X线的发生过程是向线的发生过程是向X X线管灯丝供电、线管灯丝供电、加热，在阴极附近产生自由电子，当向加热，在阴极附近产生自由电子，当向X X线管两极提供高压电时，阴极与阳极间的线管两极提供高压电时，阴极与阳极间的电势差陡增，电子以高速由阴极向阳极行电势差陡增，电子以高速由阴极向阳极行进，轰击阳极钨靶而发生能量转换，其中进，轰击阳极钨靶而发生能量转换，其中1 1以下的能量转换为以下的能量转换为X X线，线，9999以上转换以上转换为热能。为热能。X X线主要由线主要由X X线

10、管窗口发射，热能线管窗口发射，热能由散热设施散发。由散热设施散发。医学影像学22X线球管线球管球管基本结构球管基本结构高速电子流轰击在阳极靶上产生高速电子流轰击在阳极靶上产生x射线射线冷却系统保证球管能连续高效的运转冷却系统保证球管能连续高效的运转医学影像学23X X线属于电磁波。线属于电磁波。波长范围为波长范围为0.00060.00065050nmnm。 用于用于X X线成像的波长为线成像的波长为0.0310.0310.0080.008nmnm（相当于相当于4040150150kVkV时时) )，比可见光的波，比可见光的波长短，肉眼看不见。此外，长短，肉眼看不见。此外，X X线还具有以线还具

11、有以下几方面与下几方面与X X线成像和线成像和X X线检查相关的特线检查相关的特性：性：二、二、 X X线的特性线的特性医学影像学241.1.穿透性：穿透性： X X线波长短，具有强穿透，能穿透可线波长短，具有强穿透，能穿透可见光不能穿透的物体，在穿透过程中有一见光不能穿透的物体，在穿透过程中有一定程度的吸收即衰减。定程度的吸收即衰减。X X线的穿透力与线的穿透力与X X线线管电压及物体的密度和厚度和密切相关，管电压及物体的密度和厚度和密切相关，X X线穿透性是线穿透性是X X线成像的基础。线成像的基础。医学影像学252.2.荧光效应：荧光效应： X X线激发荧光物质，如硫化锌镉及钨酸线激发荧

12、光物质，如硫化锌镉及钨酸钙等，使波长短的钙等，使波长短的X X线转换成波长长的可见线转换成波长长的可见荧光，这种转换称荧光效应。荧光，这种转换称荧光效应。荧光效应是荧光效应是进行透视检查的基础。进行透视检查的基础。医学影像学263.3.感光效应：感光效应： 涂有溴化银的胶片，经涂有溴化银的胶片，经X X线照射后，感光而产线照射后，感光而产生潜影，经显、定影处理，感光的溴化银中的银生潜影，经显、定影处理，感光的溴化银中的银离子离子( (AgAg+ +) )被还原成金属银被还原成金属银( (Ag)Ag)，并沉积于胶片的并沉积于胶片的胶膜内。此金属银的微粒，在胶片上呈黑色。而胶膜内。此金属银的微粒，

13、在胶片上呈黑色。而未感光的溴化银，在定影及冲洗过程中，从未感光的溴化银，在定影及冲洗过程中，从X X线胶线胶片上被洗掉，因而显出胶片片基的透明本色。依片上被洗掉，因而显出胶片片基的透明本色。依金属银沉积的多少，便产生了黑至白的影像。所金属银沉积的多少，便产生了黑至白的影像。所以，以，感光效应是感光效应是X X线摄影的基础。线摄影的基础。医学影像学274.4.电离效应：电离效应： X X线通过任何物质都可产生电离效应。空气的线通过任何物质都可产生电离效应。空气的电离程度与空气所吸收电离程度与空气所吸收X X线的量成正比，因而通过线的量成正比，因而通过测量空气电离的程度可测测量空气电离的程度可测X

14、 X线的量线的量。X X线射入人体，线射入人体，也产生电离效应，可引起生物学方面的改变，即也产生电离效应，可引起生物学方面的改变，即生物效应生物效应，是放射治疗的基础，也是进行是放射治疗的基础，也是进行X X线检查线检查时需要注意防护的原因。时需要注意防护的原因。医学影像学28三、三、 X X线成像基本原理线成像基本原理 X X线之所以能使人体组织在荧屏上或胶片上线之所以能使人体组织在荧屏上或胶片上形成影像，一方面是基于形成影像，一方面是基于X X线的穿透性、荧光效线的穿透性、荧光效应和感光效应；另一方面是基于人体组织之间应和感光效应；另一方面是基于人体组织之间有密度和厚度的差别。当有密度和厚

15、度的差别。当X X线透过人体不同组织线透过人体不同组织结构时，被吸收的程度不同，所以到达荧屏或结构时，被吸收的程度不同，所以到达荧屏或胶片上的胶片上的X X线量即有差异。这样，在荧屏或线量即有差异。这样，在荧屏或X X线线片上就形成明暗或黑白对比不同的影像。片上就形成明暗或黑白对比不同的影像。医学影像学29X X线影像的形成的三个基本条件：线影像的形成的三个基本条件： 2X X线具有一定的穿透力，能穿透人体的组织结线具有一定的穿透力，能穿透人体的组织结构；构；2被穿透的组织结构，存在着密度和厚度的差被穿透的组织结构，存在着密度和厚度的差异，异，X X线在穿透过程中被吸收的量不同，以致剩线在穿透

16、过程中被吸收的量不同，以致剩余下来的余下来的X X线量有差别；线量有差别； 2这个有差别的剩余这个有差别的剩余X X线，是不可见的，经过显线，是不可见的，经过显像过程，例如经像过程，例如经X X线片的显示，就能获得具有黑线片的显示，就能获得具有黑白对比、层次差异的白对比、层次差异的X X线影像。线影像。医学影像学30人体组织结构的密度可归纳为三类：人体组织结构的密度可归纳为三类： 属于高密度的有骨组织和钙化灶等；属于高密度的有骨组织和钙化灶等； 中等密度的有软骨、肌肉、神经、实中等密度的有软骨、肌肉、神经、实 质器官、结缔组织以及体液等；质器官、结缔组织以及体液等； 低密度的有脂肪组织以及存在

17、于呼吸道、低密度的有脂肪组织以及存在于呼吸道、胃肠道、鼻窦和乳突内的气体等胃肠道、鼻窦和乳突内的气体等 。医学影像学31医学影像学32 当强度均匀的当强度均匀的X X线穿透厚度相等、密线穿透厚度相等、密度不同组织的结构时，由于吸收程度不度不同组织的结构时，由于吸收程度不同，在同，在X X线片上线片上( (或荧屏上或荧屏上) )显出具有黑白显出具有黑白( (或明暗或明暗) )对比、层次差异的对比、层次差异的X X线影像。胸线影像。胸部的肋骨密度高，对部的肋骨密度高，对X X线吸收多，照片上线吸收多，照片上呈白影；肺部含气体，密度低，呈白影；肺部含气体，密度低，X X线吸收线吸收少，照片上呈黑影。

18、少，照片上呈黑影。医学影像学33医学影像学34 四、四、 X X线成像设备线成像设备 X X线机包括线机包括X X线管及支架、变压器、操线管及支架、变压器、操作台以及检查床等基本部件。影像增强作台以及检查床等基本部件。影像增强电视系统已成为电视系统已成为X X线机主要部件之一。为线机主要部件之一。为适应影像检查的发展，除通用型适应影像检查的发展，除通用型X X线机外，线机外，还有适用于心血管、胃肠道泌尿系统、还有适用于心血管、胃肠道泌尿系统、乳腺及介入技术、儿科、手术室等专用乳腺及介入技术、儿科、手术室等专用的的X X线机。线机。医学影像学35医学影像学36 X X线图像是由从黑到白不同灰度的

19、影线图像是由从黑到白不同灰度的影像所组成。这些不同灰度的影像是以密像所组成。这些不同灰度的影像是以密度来反映人体组织结构的解剖及病理状度来反映人体组织结构的解剖及病理状态。图像上的白影与黑影主要是反映物态。图像上的白影与黑影主要是反映物质密度的高低。在工作中，通常用密度质密度的高低。在工作中，通常用密度的高与低表达影像的白与黑。如用高密的高与低表达影像的白与黑。如用高密度、中等密度和低密度分别表达白影、度、中等密度和低密度分别表达白影、灰影和黑影，并表示物质密度的高低。灰影和黑影，并表示物质密度的高低。五、五、 X X线图像特点线图像特点医学影像学3738医学影像学39医学影像学40六、六、

20、X X线检查技术线检查技术 （一）普通检查（一）普通检查 荧光透视（荧光透视（fluoroscopy)， 简称透视简称透视 医学影像学41医学影像学42X线摄影线摄影(radiography) 医学影像学43医学影像学44(二二) 特殊检查特殊检查体层摄影体层摄影( (tomography)tomography) 体层摄影则可获得某一选定层面上结构的影像，而选定层面以外的结构则在投影过程中被模糊掉。体层摄影常用以明确平片难于显示、重叠较多和处于较深部位的病变，用于了解病变内部结构有无破坏、空洞或钙化，边缘是否锐利以及病变的确切部位和范围等放大摄影放大摄影采用微焦点和增大人体与照片距离以显示较细

21、微的病变；荧光摄影荧光摄影在荧光成像基础上进行缩微摄片，主要用于集体体检。医学影像学45软线摄影：软线摄影： 采用能发射软采用能发射软X X线，即波长长的线，即波长长的X X线的钼靶管球，用以检查软组织，线的钼靶管球，用以检查软组织，特别是乳腺的检查。特别是乳腺的检查。医学影像学46医学影像学47( (三三) ) 造影检查造影检查 通过向机体的天然或病理性腔道及通过向机体的天然或病理性腔道及潜在腔隙内直接或间接地引入对比剂，潜在腔隙内直接或间接地引入对比剂，显示器官、结构的形态及功能的成像方显示器官、结构的形态及功能的成像方法，即造影检查。法，即造影检查。医学影像学48医学影像学491. 对比

22、剂对比剂 （造影剂）（造影剂） 影像学检查中，用以增加组织和影像学检查中，用以增加组织和/或或病变结构人工对比剂的物质。病变结构人工对比剂的物质。 按密度高按密度高低分为低分为高密度（阳性）高密度（阳性）对比剂和对比剂和低密度低密度 （阴性）（阴性）对比剂两类。对比剂两类。 医学影像学501 1高密度对比剂高密度对比剂 为原子序数高、比重大的为原子序数高、比重大的物质。常用的有钡剂和碘剂。物质。常用的有钡剂和碘剂。 钡剂主要用于食管及胃肠造影钡剂主要用于食管及胃肠造影 碘剂种类繁多，分有机碘和无机碘制碘剂种类繁多，分有机碘和无机碘制剂两类。剂两类。7070年代开发出非离子型对比剂，年代开发出非

23、离子型对比剂，它具有相对低渗性、低粘度、低毒性等优它具有相对低渗性、低粘度、低毒性等优点，降低了毒副反应，适用于血管造影、点，降低了毒副反应，适用于血管造影、中枢神经系统检查及增强中枢神经系统检查及增强C C扫描。只是费扫描。只是费用较高。用较高。医学影像学51 水溶性碘对比剂有：离子型，如泛水溶性碘对比剂有：离子型，如泛影葡胺影葡胺( (urografinurografin) )、胆影葡胺胆影葡胺( (BiligrafinBiligrafin) )为代表；非离子型，有欧为代表；非离子型，有欧乃派克乃派克( (OmnipaqueOmnipaque, ,碘苯六醇碘苯六醇) )、 优维显优维显(

24、(UltravistUltravist, ,碘普罗胺碘普罗胺) )和碘必乐和碘必乐( (iopamiroiopamiro) )等。等。 无机碘制剂当中，有碘化油无机碘制剂当中，有碘化油(1(1ipoido1)ipoido1)和碘苯酯和碘苯酯( (pantopaquepantopaque) )。现应用较少。现应用较少。 口服胆系对比剂口服胆系对比剂: :碘番酸碘番酸( (TelepaqueTelepaque) )医学影像学52 低密度对比剂低密度对比剂 为原子序数为原子序数低、比重小的气体，如二氧化碳、低、比重小的气体，如二氧化碳、氧气、空气等。应用不多。氧气、空气等。应用不多。医学影像学53

25、2. 2. 造影方式造影方式(1) (1) 直接引入直接引入 包括：口服法：如食管包括：口服法：如食管及胃肠钡餐检查；灌注法：如钡剂灌肠，及胃肠钡餐检查；灌注法：如钡剂灌肠，逆行泌尿道造影及子宫输卵管造影等；逆行泌尿道造影及子宫输卵管造影等；穿刺注人法：直接或经导管注入器官或组穿刺注人法：直接或经导管注入器官或组织内织内, ,如心血管造影和脊髓造影等。如心血管造影和脊髓造影等。(2) (2) 间接引入间接引入 经静脉注入碘对比剂后，经静脉注入碘对比剂后，对比剂经肾排人泌尿道内，而行尿路造影。对比剂经肾排人泌尿道内，而行尿路造影。医学影像学545556573. 3. 检查前准备及造影反应的处理检

26、查前准备及造影反应的处理 各种造影检查都有相应的检查前准各种造影检查都有相应的检查前准备和注意事项，必须认真准备，以保证备和注意事项，必须认真准备，以保证检查满意和患者的安全。应备好抢救药检查满意和患者的安全。应备好抢救药品和器械，以备急需。在对比剂中，钡品和器械，以备急需。在对比剂中，钡剂较安全。造影反应中，以碘对比剂过剂较安全。造影反应中，以碘对比剂过敏较常见，有时较严重。应用碘对比剂敏较常见，有时较严重。应用碘对比剂时，要注意以下几点时，要注意以下几点: :医学影像学58了解患者有无用对比剂禁忌证，如严重了解患者有无用对比剂禁忌证，如严重心、肾疾病和过敏体质等。心、肾疾病和过敏体质等。作好解释工作，争取患者合作。作好解释工作，争取患者合作。对比剂过敏试验，如阳性，不宜造影检对比剂过敏试验，如阳性，不宜造影检查。但应指出，过敏试验阴性也可发生查。但应指出，过敏试验阴性也可发生反应。因此，应有抢救过敏反应的准