医学影像学总论

1、南方医院医学影像教研室：马著彬医学影像学的定义医学影像学的定义u以医学影像为基础，集以医学影像为基础，集X线、计算机线、计算机体层摄影体层摄影（CT）、核磁共振成像、核磁共振成像（MRI）、数字减影）、数字减影（DSA）正电正电子体层子体层（PET）、核医学、超声学、核医学、超声学（US）、放射治疗及介入治疗学等、放射治疗及介入治疗学等多学科有机结合的综合诊疗学科。多学科有机结合的综合诊疗学科。第一章第一章 X线诊断线诊断u 第一节第一节:X线的发现、产生和特性线的发现、产生和特性 u一，一，X线的发现线的发现u二，二， X线的产生线的产生u二，二，X线的特性线的特性（一）（一）X线的发现线的

2、发现u1895年年11月月8日，德国物理学家伦琴日，德国物理学家伦琴在进行阴极管实验时偶尔发现了具在进行阴极管实验时偶尔发现了具有很高能量，肉眼看不见，但能穿有很高能量，肉眼看不见，但能穿透不同物质，能使荧光物质发光的透不同物质，能使荧光物质发光的射线。因为当时对这个射线的性质射线。因为当时对这个射线的性质还不了解，因此称之为还不了解，因此称之为X射线。为纪射线。为纪念发现者，后来也称为伦琴射线，念发现者，后来也称为伦琴射线，现简称现简称X线（线（X-ray）。）。伦琴伦琴（二）（二）X射线的产生射线的产生u一般来说，高速行进的电子流被一般来说，高速行进的电子流被物质阻挡即可产生物质阻挡即可产

3、生X线。具体说，线。具体说，X线是在真空管内高速行进成束线是在真空管内高速行进成束的电子流撞击钨（或钼）靶时而的电子流撞击钨（或钼）靶时而产生的。因此，产生的。因此，X线发生装置，线发生装置，主要包括主要包括X线管线管、变压器变压器和和操作操作台台X线球管线球管 X线的发生程序线的发生程序产生自由电子产生自由电子云集在阴极附近云集在阴极附近（三）（三）X线的特性线的特性u1、穿透性、穿透性u2、荧光效应、荧光效应u3、摄影效应、摄影效应u4、电离效应、电离效应X线除具有上述一般物理性质外，线除具有上述一般物理性质外，还有以下几方面与还有以下几方面与X线成像相关的特线成像相关的特性性: 穿透性穿

4、透性uX线波长很短，具有很强的穿透力，能穿透一线波长很短，具有很强的穿透力，能穿透一般可见光不能穿透的各种不同密度的物质，并般可见光不能穿透的各种不同密度的物质，并在穿透程中受到一定程度的吸收即衰减。在穿透程中受到一定程度的吸收即衰减。X线线的穿透力与的穿透力与X线管电压密切相关，电压愈高，线管电压密切相关，电压愈高，所产生的所产生的X线的波长愈短，穿透力也线的波长愈短，穿透力也 愈强；反愈强；反之，电压低，所产生的之，电压低，所产生的X线波长愈长，其穿透线波长愈长，其穿透力也弱。另一方面，力也弱。另一方面，X线的穿透力还与被照体线的穿透力还与被照体的密度和厚度相关。的密度和厚度相关。X线穿透

5、性是线穿透性是X线成像的线成像的基础。基础。 荧光效应荧光效应uX线能激发荧光物质（如硫化锌线能激发荧光物质（如硫化锌镉及钨酸钙等），使产生肉眼可镉及钨酸钙等），使产生肉眼可见的荧光。即见的荧光。即X线作用于荧光物线作用于荧光物质，使波长短的质，使波长短的X线转换成波长线转换成波长长的荧光，这种转换叫做荧光效长的荧光，这种转换叫做荧光效应。这个特性是进行透视检查的应。这个特性是进行透视检查的基础。基础。 摄影效应摄影效应u涂有溴化银的胶片，经涂有溴化银的胶片，经X线照射后，可以感光，线照射后，可以感光，产生潜影，经显、定影处理，感光的溴化银中产生潜影，经显、定影处理，感光的溴化银中的银离子（的

6、银离子（Ag+ ）被还原成金属银（）被还原成金属银（Ag），沉），沉淀于胶片的胶膜内。此金属银的微粒，在胶片淀于胶片的胶膜内。此金属银的微粒，在胶片上呈黑色。而未感光的溴化银，在定影及冲洗上呈黑色。而未感光的溴化银，在定影及冲洗过程中，从过程中，从X线胶片上被洗掉，因而显出胶片线胶片上被洗掉，因而显出胶片片基的透明本色。根据金属银沉淀的多少，便片基的透明本色。根据金属银沉淀的多少，便产生了黑和白的影像。所以，摄影效应是产生了黑和白的影像。所以，摄影效应是X线线成像的基础。成像的基础。 二、二、X线成像基本原理线成像基本原理uX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：u1、X线应

7、具有一定的穿透力，这样才能线应具有一定的穿透力，这样才能穿透被照射的组织结构；穿透被照射的组织结构；u2、被穿透的结构必须存在着密度和厚度、被穿透的结构必须存在着密度和厚度的差异；（自然对比、人工对比）的差异；（自然对比、人工对比）u3、显像设备：例如、显像设备：例如X线片、荧光屏或电线片、荧光屏或电视屏幕。视屏幕。 X线图象的形成线图象的形成X线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：u1、高密度结构：如骨组织和钙化灶等；、高密度结构：如骨组织和钙化灶等；u2、中等密度结构：如软骨、肌肉、神经、中等密度结构：如软骨、肌肉、神经、实质器官、结缔组织以及体内液体等；实质器

8、官、结缔组织以及体内液体等；u3、低密度结构：如脂肪组织以及存在于、低密度结构：如脂肪组织以及存在于呼吸道、胃肠道、鼻窦和乳突内的气体呼吸道、胃肠道、鼻窦和乳突内的气体等。等。三、三、X线成像设备线成像设备uX线机包括线机包括X线管及支架、变压器、操作线管及支架、变压器、操作台以及检查床等基本部件。为了保证台以及检查床等基本部件。为了保证X线线摄影质量，新型摄影质量，新型X线机在摄影技术参数的线机在摄影技术参数的选择、摄影位置的校正方面，都更加计选择、摄影位置的校正方面，都更加计算机化、数字化、自动化。近算机化、数字化、自动化。近30多年来，多年来，除通用型除通用型X线机以外，又开发了适用于心

9、线机以外，又开发了适用于心血管、胃肠道、泌尿系统、乳腺及介入血管、胃肠道、泌尿系统、乳腺及介入放射、儿科、手术室等专用的放射、儿科、手术室等专用的X线机。线机。 X线图像特点线图像特点u1、影像重叠影像重叠：X线图像是线图像是X线束穿透线束穿透路径上各层投影相互叠加在一起的影像。路径上各层投影相互叠加在一起的影像。能使体内某些组织结构的投影因累积增能使体内某些组织结构的投影因累积增益而得到很好的显示，也可使体内另一益而得到很好的显示，也可使体内另一些组织结构的投影因减弱抵消而较难或些组织结构的投影因减弱抵消而较难或不能显示。不能显示。u2、图形失真图形失真由于由于X线束是从线束是从X线管向线管

10、向人体作锥形投射，因此，将使人体作锥形投射，因此，将使X线影像有线影像有一定程度放大并产生伴影。伴影使一定程度放大并产生伴影。伴影使X线影线影像的清晰度减低。像的清晰度减低。1、普通检查：荧光透视荧光透视和摄影摄影2、特殊检查：体层摄影体层摄影、软软X线摄影线摄影（钼靶） 放大摄影放大摄影、荧光摄影荧光摄影、记波摄影记波摄影1、普通检查：荧光透视荧光透视和摄影摄影2、特殊检查：体层摄影体层摄影、软软X线摄影线摄影（钼靶） 放大摄影放大摄影、荧光摄影荧光摄影、记波摄影记波摄影第三节：第三节： X线检查方法线检查方法 荧光透视（荧光透视（fluoroscopy）X线摄影 X线摄影（线摄影（radi

11、ography）：）：u1、成像清晰，对比度及清晰度均较好、成像清晰，对比度及清晰度均较好u2、简便实用：特别实用于密度、厚度差、简便实用：特别实用于密度、厚度差别较大的组织或器官。别较大的组织或器官。u3、平面重叠成像立体感差，常需作互相、平面重叠成像立体感差，常需作互相垂直的两个方位摄影，例如正位及侧位；垂直的两个方位摄影，例如正位及侧位；u4、对功能方面的观察，不及透视方便和、对功能方面的观察，不及透视方便和直接；费用比透视稍高。直接；费用比透视稍高。体层摄影（体层摄影（tomography）：）：u体层摄影则可通过特殊的装置和操作获体层摄影则可通过特殊的装置和操作获得某一选定层面上组织

12、结构的影像，而得某一选定层面上组织结构的影像，而不属于选定层面的结构则在投影过程中不属于选定层面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被模糊掉。体层摄影常用以明确平片难于显示、重迭较多和处于较深部位的病于显示、重迭较多和处于较深部位的病变。多用于了解病变内部结构有无破坏、变。多用于了解病变内部结构有无破坏、空洞或钙化，边缘是否锐利以及观察选空洞或钙化，边缘是否锐利以及观察选定层面的结构与病变。定层面的结构与病变。全景体层摄影全景体层摄影平面体层平面体层口腔全景摄影口腔全景摄影心脏记波摄影心脏记波摄影软线摄影软线摄影u采用能发射软采用能发射软X线的线的钼靶管球，用以检查钼靶管球，

13、用以检查软组织，特别是乳腺软组织，特别是乳腺的检查。的检查。 造造 影影 检查检查 人体组织结构中，有相当一部分，只人体组织结构中，有相当一部分，只依靠它们本身的密度与厚度差异不能依靠它们本身的密度与厚度差异不能在普通检查中显示。此时，可以将高在普通检查中显示。此时，可以将高于或低于该组织结构的物质引入器官于或低于该组织结构的物质引入器官内或其周围间隙，使之产生对比以显内或其周围间隙，使之产生对比以显影，此即造影检查。引入的物质称为影，此即造影检查。引入的物质称为造影剂（造影剂（contrast mediacontrast media）。造影检）。造影检查的应用，显著扩大了查的应用，显著扩大了

14、X X线检查的范围线检查的范围） 造影剂造影剂高密度造影剂低密度造影剂 1 1高密度造影剂高密度造影剂u： 为原子序数高、比重大为原子序数高、比重大的物质。常用的有钡剂和的物质。常用的有钡剂和碘剂。碘剂。 钡剂钡剂u为医用硫酸钡粉末，加水和胶配成。根为医用硫酸钡粉末，加水和胶配成。根据检查部位及目的，按粉末微粒大小、据检查部位及目的，按粉末微粒大小、均匀性以及用水和胶的量配成不同类型均匀性以及用水和胶的量配成不同类型的钡混悬液，通常以重量的钡混悬液，通常以重量/体积比来表示体积比来表示浓度。硫酸钡混悬液主要用于食管及胃浓度。硫酸钡混悬液主要用于食管及胃肠造影，并可采用钡、气双重对比检查，肠造影

15、，并可采用钡、气双重对比检查，以提高诊断质量。以提高诊断质量。 碘制剂碘制剂u1、离子型造影剂。这类高渗性离子型造影剂，、离子型造影剂。这类高渗性离子型造影剂，可引起血管内液体增多和血管扩张，肺静脉压可引起血管内液体增多和血管扩张，肺静脉压升高，血管内皮损伤及神经毒性较大等缺点，升高，血管内皮损伤及神经毒性较大等缺点，使用中可出现毒副反应。使用中可出现毒副反应。u2、非离子型造影剂，它具有相对低渗性、低、非离子型造影剂，它具有相对低渗性、低粘度、低毒性等优点，大大降低了毒副反应，粘度、低毒性等优点，大大降低了毒副反应，适用于血管、神经系统及造影增强适用于血管、神经系统及造影增强CT扫描，扫描，

16、费用较高。费用较高。u水溶性碘造影剂有以下类型：水溶性碘造影剂有以下类型：离子型，离子型，以泛影葡胺（以泛影葡胺（urografinurografin）为代表；）为代表；非非离子型以碘苯六醇（离子型以碘苯六醇（iohexoliohexol）、碘普罗）、碘普罗胺（胺（iopromideiopromide）、碘必乐（）、碘必乐（iopamidoliopamidol）为代表；为代表；非离子型二聚体，以碘曲仑非离子型二聚体，以碘曲仑（iotrolaniotrolan）为代表。）为代表。u无机碘制剂当中，碘化物的碘苯 酯无机碘制剂当中，碘化物的碘苯 酯（pantopaquepantopaque），可注入

17、椎管内作脊骨），可注入椎管内作脊骨造影，但近来已用非离子型二聚体碘水造影，但近来已用非离子型二聚体碘水剂。剂。 造影剂造影剂 2 2低密度造影剂低密度造影剂 为原子序数低、比重小的物质。为原子序数低、比重小的物质。目前应用于临床的有二氧化碳、目前应用于临床的有二氧化碳、氧气、空气等。在人体内二氧氧气、空气等。在人体内二氧化碳吸收最快，空气吸收最慢。化碳吸收最快，空气吸收最慢。空气与氧气均不能直接注入血空气与氧气均不能直接注入血管内，以免发生气栓。可用于管内，以免发生气栓。可用于蛛网膜下腔、关节囊、腹腔、蛛网膜下腔、关节囊、腹腔、胸腔及软组织间隙的造影。胸腔及软组织间隙的造影。高密度造影剂高密度

18、造影剂 低密度造影剂低密度造影剂 造影方式造影方式u1直接引入：直接引入：u 口服法口服法：食管及胃肠钡餐检查；：食管及胃肠钡餐检查；u 灌注法灌注法；钡剂灌肠，支气管造影，；钡剂灌肠，支气管造影， 逆行胆管造影，逆行泌尿道造影，瘘管、逆行胆管造影，逆行泌尿道造影，瘘管、脓腔造影及子宫输卵管造影等；脓腔造影及子宫输卵管造影等；u 穿刺注入法穿刺注入法：可直接或经导管注入：可直接或经导管注入器官或组织内，如心血管造影，关节造器官或组织内，如心血管造影，关节造影和脊髓造影等。影和脊髓造影等。u2间接引入法间接引入法: 造影剂先被引入某一特造影剂先被引入某一特定组织或器官内，后经吸收并聚集于欲定组织

19、或器官内，后经吸收并聚集于欲造影的某一器官内，从而使之显影。造影的某一器官内，从而使之显影。u吸收性造影：如淋巴管造影。吸收性造影：如淋巴管造影。u排泄性造影：如静脉胆道造影、静脉排泄性造影：如静脉胆道造影、静脉肾盂造影、口服法胆囊造影等。前二者肾盂造影、口服法胆囊造影等。前二者是经静脉注入造影剂后，造影剂聚集于是经静脉注入造影剂后，造影剂聚集于肝、肾，再排泄入胆管或泌尿道内。后肝、肾，再排泄入胆管或泌尿道内。后者是口服造影剂后，造影剂经肠道吸收者是口服造影剂后，造影剂经肠道吸收进入血循环，再到肝胆并排入胆囊内，进入血循环，再到肝胆并排入胆囊内，即在蓄积过程中摄影。即在蓄积过程中摄影。检查前准

20、备及造影反应的处理检查前准备及造影反应的处理 u了解患者有无造影的禁忌证，如严重了解患者有无造影的禁忌证，如严重心、肾疾病和过敏体质等；心、肾疾病和过敏体质等；u作好解释工作，争取患者合作；作好解释工作，争取患者合作；u造影剂过敏试验，一般用造影剂过敏试验，一般用1ml30%1ml30%的造的造影剂静脉注射，观察影剂静脉注射，观察1515分钟，如出现胸分钟，如出现胸闷、咳嗽、气促、恶心、呕吐和荨麻疹闷、咳嗽、气促、恶心、呕吐和荨麻疹等，则为阳性，不宜造影检查。但应指等，则为阳性，不宜造影检查。但应指出，尽管无上述症状，造影中也可发生出，尽管无上述症状，造影中也可发生反应。因此，关键在于应有抢救

21、过敏反反应。因此，关键在于应有抢救过敏反应的准备与能力应的准备与能力. .u作好抢救准备，严重反应包括周围循作好抢救准备，严重反应包括周围循环衰竭和心脏停搏、惊厥、喉水肿、肺环衰竭和心脏停搏、惊厥、喉水肿、肺水肿和哮喘发作等。遇此情况，应立即水肿和哮喘发作等。遇此情况，应立即终止造影并进行抗休克、抗过敏和对症终止造影并进行抗休克、抗过敏和对症治疗。呼吸困难应给氧，周围循环衰竭治疗。呼吸困难应给氧，周围循环衰竭应给去甲肾上腺素，心脏停搏则需立即应给去甲肾上腺素，心脏停搏则需立即进行心脏按摩。进行心脏按摩。 医学影像学检查方法的选择医学影像学检查方法的选择uX X线检查方法的选择，应该在了解各种线

22、检查方法的选择，应该在了解各种X X线检查方法的适应证、禁忌证和优缺点线检查方法的适应证、禁忌证和优缺点的基础上，选择安全、准确、简便而又的基础上，选择安全、准确、简便而又经济的方法。对于可能产生一定反应和经济的方法。对于可能产生一定反应和有一定危险的检查方法，选择时更应严有一定危险的检查方法，选择时更应严格掌握适应证，不可视作常规检查加以格掌握适应证，不可视作常规检查加以滥用，以免给患者带来痛苦和损失。滥用，以免给患者带来痛苦和损失。第五节：医学影像学诊断原则和步骤u诊断原则：u全面观察、具体分析全面观察、具体分析u结合临床、准确诊断结合临床、准确诊断 X X线分析与诊断线分析与诊断X X线

23、诊断结果基本有三种情况：线诊断结果基本有三种情况：肯定性诊断，即经过肯定性诊断，即经过X X线检查，可以确诊。线检查，可以确诊。否定性诊断，即经过否定性诊断，即经过X X线检查，排除了某线检查，排除了某些疾病。但应注意它有一定限制，因病变从些疾病。但应注意它有一定限制，因病变从发生到出现发生到出现X X线表现需要一定时间，在该时线表现需要一定时间，在该时间内间内X X线检查可以呈阴性；病变与其所在器线检查可以呈阴性；病变与其所在器官组织间的自然对比好坏也会影响官组织间的自然对比好坏也会影响X X线征象线征象的显示。因此，要正确评价否定性诊断的意的显示。因此，要正确评价否定性诊断的意义。义。可能

24、性诊断，即经过可能性诊断，即经过X X线检查，发现了某线检查，发现了某些些X X线征象，但不能确定病变性质，因而列线征象，但不能确定病变性质，因而列出几个可能性。出几个可能性。 X X线诊断的临床应用线诊断的临床应用 X X线诊断用于临床已有百年历史。尽管线诊断用于临床已有百年历史。尽管其他一些先进的影像检查技术，例如其他一些先进的影像检查技术，例如CTCT和和MRIMRI等对一部分疾病的诊断，显示出了很大等对一部分疾病的诊断，显示出了很大的优越性，但它们并不能取代的优越性，但它们并不能取代X X线检查。一线检查。一些部位的检查，例如胃肠道，骨关节及心血些部位的检查，例如胃肠道，骨关节及心血管

25、，仍主要使用管，仍主要使用X X线检查。线检查。X X线还具有成像清线还具有成像清晰、经济、简便等特点，因此，在国内外，晰、经济、简便等特点，因此，在国内外，X X线诊断仍然是影像诊断中使用最广泛和最线诊断仍然是影像诊断中使用最广泛和最基本的方法。基本的方法。第六节：第六节：X X线检查中的防护线检查中的防护X X线检查应用很广，接触线检查应用很广，接触X X线的人也越来越多。因此，线的人也越来越多。因此，应该重视应该重视X X线检查中的防护线检查中的防护问题。应了解放射防护的意问题。应了解放射防护的意义、方法和措施。义、方法和措施。 放射防护的意义放射防护的意义u1 1、正确认识：、正确认识

26、：X X穿透人体将产生一定的穿透人体将产生一定的生物效应。若接触的生物效应。若接触的X X线量过多，超过容线量过多，超过容许曝射量，可能产生放射反应，因此，许曝射量，可能产生放射反应，因此，不应对不应对X X线检查产生疑虑或恐惧，线检查产生疑虑或恐惧，u2 2、重视防护：如控制、重视防护：如控制X X线检查中的曝射线检查中的曝射量并采取有效的防护措施，安全合理的量并采取有效的防护措施，安全合理的使用使用X X线检查，尽可能避免不必要的线检查，尽可能避免不必要的X X线线曝射，以保护患者和工作人员的健康。曝射，以保护患者和工作人员的健康。u3 3、改进设备：高千伏技术、影像增强技、改进设备：高千

27、伏技术、影像增强技术、高速增感屏和快速术、高速增感屏和快速X X线感光胶片的使线感光胶片的使用，使用，使X X线曝射量已显著减少，放射损害线曝射量已显著减少，放射损害的可能性也越来越小。但是仍不能掉以的可能性也越来越小。但是仍不能掉以轻心，尤其应重视孕妇、小儿和长期接轻心，尤其应重视孕妇、小儿和长期接触射线的工作人员。近年来介入放射学触射线的工作人员。近年来介入放射学开展越来越多，射线防护问题应予注意。开展越来越多，射线防护问题应予注意。第二章第二章 Computer tomographyComputer tomographyuCTCT（Computer tomographyComputer

28、tomography）计算机体层）计算机体层成像是成像是Hounsfield 1969Hounsfield 1969年设计成功，年设计成功，19721972年公诸于世的。年公诸于世的。CTCT不同于不同于X X线成像，线成像，它是用它是用X X线束对人体层面进行扫描，通过线束对人体层面进行扫描，通过探测器取得信息，经计算机处理而获得探测器取得信息，经计算机处理而获得的重建图像。所显示的是断面解部图像，的重建图像。所显示的是断面解部图像，其密度分辨力明显优于其密度分辨力明显优于X X线图像。由于线图像。由于CTCT大大促进了医学影像学的发展。大大促进了医学影像学的发展。HounsfieldHou

29、nsfield获得了获得了19791979年的诺贝尔奖。年的诺贝尔奖。第一节第一节 CTCT成像的基本原理与设备成像的基本原理与设备 一、一、CTCT的成像基本原理的成像基本原理X线人体探测器光/电转换器模/数转换器计算机数/模转换器 二、二、CT设备设备uCT设备主要有以下三部分：设备主要有以下三部分：u扫描部分由扫描部分由X X线管、探测器和扫描架组线管、探测器和扫描架组成；成；u计算机系统，将扫描收集到的信息数计算机系统，将扫描收集到的信息数据进行贮存运算；据进行贮存运算；u图像显示和存储系统，将经计算机处图像显示和存储系统，将经计算机处理、重建的图像显示在电视屏上或用多理、重建的图像显

30、示在电视屏上或用多幅照相机或激光照相机将图像摄下。幅照相机或激光照相机将图像摄下。 第二节第二节 CTCT图像特点图像特点u CTCT图像是由一定数目由黑到白不同灰度图像是由一定数目由黑到白不同灰度的象素按矩阵排列所构成。这些的象素按矩阵排列所构成。这些象素象素反反映的是相应体素的映的是相应体素的X X线吸收系数。不同线吸收系数。不同CTCT装置所得图像的象素大小及数目不同。装置所得图像的象素大小及数目不同。大小可以是大小可以是1.01.01.0mm1.0mm，0.5 0.5 0.5mm0.5mm不不等；数目可以是等；数目可以是256256256256，即，即6553665536个，个，或或5

31、12512512512，即，即262144262144个不等。显然，个不等。显然，象素越小，数目越多，构成的图像越细象素越小，数目越多，构成的图像越细致 ， 即 空 间 分 辩 力 （致 ， 即 空 间 分 辩 力 （ s p a t i a l s p a t i a l resolutionresolution）高。）高。CTCT图像的空间分辨力图像的空间分辨力不如不如X X线图像高。线图像高。 第三节第三节 CTCT检查技术检查技术u1 1、CTCT检查分平扫（检查分平扫（plain CT scanplain CT scan）、）、u2 2、造影增强扫描（、造影增强扫描（contrast

32、 contrast enhancementenhancement，CECE）u3 3、造影扫描、造影扫描第四节第四节 CTCT分析与诊断分析与诊断u在观察分析时，应先了解扫在观察分析时，应先了解扫描的技术条件，是平扫还是描的技术条件，是平扫还是增强扫描，再对每帧增强扫描，再对每帧CT图像图像进行观察。进行观察。第五节第五节 CT诊断的临床应用诊断的临床应用uCT诊断由于它的特殊诊断价值，已广泛诊断由于它的特殊诊断价值，已广泛应用于临床。但应用于临床。但CT设备比较昂贵，检查设备比较昂贵，检查费用偏高，某些部位的检查，诊断价值，费用偏高，某些部位的检查，诊断价值，尤其是定性诊断，还有一定限度，所

33、以尤其是定性诊断，还有一定限度，所以不宜将不宜将CT检查视为常规诊断手段，应在检查视为常规诊断手段，应在了解其优势的基础上，合理的选择应用。了解其优势的基础上，合理的选择应用。第三章第三章 数字减影血管造影（数字减影血管造影（DSA）u（digital subtraction angiography）传统血管）传统血管造影，因血管与骨骼及软组织影重迭，血管显造影，因血管与骨骼及软组织影重迭，血管显影不清。过去采用光学减影技术可消除骨骼和影不清。过去采用光学减影技术可消除骨骼和软组织影，使血管显影清晰。软组织影，使血管显影清晰。DSA则是利用计则是利用计算机处理数字化的影像信息，以消除骨骼和软算

34、机处理数字化的影像信息，以消除骨骼和软组织影的减影技术，是新一代血管造影的成像组织影的减影技术，是新一代血管造影的成像技术。技术。Nudelman于于1977年获得第一张年获得第一张DSA的的图像。目前，在血管造影中这种技术应用已很图像。目前，在血管造影中这种技术应用已很普遍。普遍。第一节第一节 DSA的成像基本原理与设备的成像基本原理与设备uDSA是将是将X线影像信息数字化然后行计算机处线影像信息数字化然后行计算机处理和图象重建的一门成像技术，属于（理和图象重建的一门成像技术，属于（digital radiography，DR）的一个组成部分，）的一个组成部分，DR是先是先使人体某部份在影像

35、增强器（使人体某部份在影像增强器（TV）影屏上成）影屏上成像，用高分辨力摄象管对影像增强器上的图像像，用高分辨力摄象管对影像增强器上的图像行序列扫描，把所得连续视频信号转为间断各行序列扫描，把所得连续视频信号转为间断各自独立的信息，有如把自独立的信息，有如把TV上的图像分成一定上的图像分成一定数量的小方块，即象素。经模拟数量的小方块，即象素。经模拟/数字转换成数字转换成数字，并按序列排成数字矩阵。这样，图像就数字，并按序列排成数字矩阵。这样，图像就被象素化和数字化了。被象素化和数字化了。u数字矩阵可为数字矩阵可为256256256、512512512512或或1024102410241024。

36、象素越小、越多，。象素越小、越多，则这个图像就是经过数字化处理的则这个图像就是经过数字化处理的图像。图像。uDSADSA设备包括设备包括TV、高分辨力摄像管、高分辨力摄像管、计算机、磁盘、阴极线管和操作台计算机、磁盘、阴极线管和操作台等部分。等部分。u数字减影血管造影的方法有几种，数字减影血管造影的方法有几种，目 前 常 用 的 是 时 间 减 影 法目 前 常 用 的 是 时 间 减 影 法（temporal subtraction method）。）。DSA检查技术检查技术u根据将造影剂注入动脉或静脉而根据将造影剂注入动脉或静脉而分为动脉分为动脉DSA（intraarterial DSA，

37、IADSA）和静脉）和静脉IVDSA（intravenous DSA，IVDSA）两种。由于两种。由于IADSA血管成像清楚，血管成像清楚，造影剂用量少，所以应用多。造影剂用量少，所以应用多。uIADSA的操作是将导管插入欲查动脉开的操作是将导管插入欲查动脉开口，导管尾端接压力注射器，快速注入口，导管尾端接压力注射器，快速注入造影剂。于造影前及整个造影过程中，造影剂。于造影前及整个造影过程中，以每秒以每秒1-3帧或更多的帧频，摄像帧或更多的帧频，摄像7-10秒。秒。经操作台处理即可得减影的血管图像。经操作台处理即可得减影的血管图像。uIVDSA可经导管或针刺静脉，向静脉内可经导管或针刺静脉，向

38、静脉内注入造影剂，再进行减影处理。注入造影剂，再进行减影处理。 第三节第三节 DSA的临床应用的临床应用u目前，目前，IVDSA经周围静脉注入造经周围静脉注入造影剂，即可获得动脉造影，操作影剂，即可获得动脉造影，操作方便，但检查区的大血管同时显方便，但检查区的大血管同时显影，互相重迭，造影剂用量较多，影，互相重迭，造影剂用量较多，故临床应用少，不过在动脉插管故临床应用少，不过在动脉插管困难或不适于作困难或不适于作IADSA时可以采时可以采用。用。 第四章第四章 核磁共振成像核磁共振成像u磁共振磁共振 成像是利用原子核在磁场内成像是利用原子核在磁场内共振所产生的信号经重建成像的一共振所产生的信号

39、经重建成像的一种成像技术。种成像技术。u核磁共振（核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR）是一种核物理现）是一种核物理现象。象。u早在早在1946年年Block与与Purcell就报道了这种就报道了这种现象并应用于波谱学。现象并应用于波谱学。Lauterbur1973年年发表了发表了MR成像技术，使核磁共振不仅用成像技术，使核磁共振不仅用于物理学和化学，也应用于临床医学领于物理学和化学，也应用于临床医学领域。近年来，核磁共振成像技术发展十域。近年来，核磁共振成像技术发展十分迅速，已日臻成熟完善。检查范围基分迅速，已日臻成熟完善。检查范围基本上覆盖了全身各系统，并

40、在世界范围本上覆盖了全身各系统，并在世界范围内推广应用。参与内推广应用。参与MRI成像的因素较多，成像的因素较多，信息量大而且不同于现有各种影像学成信息量大而且不同于现有各种影像学成像，在诊断疾病中有很大优越性和应用像，在诊断疾病中有很大优越性和应用潜力。潜力。一、一、MRIMRI成像的基本原理成像的基本原理MR信号接收器光/电转换器模/数转换器计算机数/模转换器 一、磁共振现象与一、磁共振现象与MRIu含单数质子的原子核，例如人体内广泛存在的含单数质子的原子核，例如人体内广泛存在的氢原子核，其质子有自旋运动，带正电，产生氢原子核，其质子有自旋运动，带正电，产生磁矩，有如一个小磁体。小磁体自旋

41、轴的排列磁矩，有如一个小磁体。小磁体自旋轴的排列无一定规律。但如在均匀的强磁场中，则小磁无一定规律。但如在均匀的强磁场中，则小磁体的自旋轴将按磁场磁力线的方向重新排列。体的自旋轴将按磁场磁力线的方向重新排列。在这种状态下，用特定频率的射频脉冲在这种状态下，用特定频率的射频脉冲（radiofrequency，RF）进行激发，作为小磁）进行激发，作为小磁体的氢原子核吸收一定量的能而共振，即发生体的氢原子核吸收一定量的能而共振，即发生了磁共振现象。了磁共振现象。u若外磁场停止发射射频脉冲，则被激发若外磁场停止发射射频脉冲，则被激发的氢原子核把所吸收的能逐步释放出来，的氢原子核把所吸收的能逐步释放出来

42、，其相位和能级都恢复到激发前的状态。其相位和能级都恢复到激发前的状态。这一恢复过程称为弛豫过程（这一恢复过程称为弛豫过程（relaxation process），而恢复到原来平衡状态所需），而恢复到原来平衡状态所需的时间则称之为弛豫时间（的时间则称之为弛豫时间（relaxation time）。有两种弛豫时间即）。有两种弛豫时间即T1和和T2。 T1T1u即自旋即自旋-晶格弛豫时间（晶格弛豫时间（spin-lattice relaxation time）又称纵向弛豫时间）又称纵向弛豫时间（longitudinal relaxation time）反映自）反映自旋核把吸收的能传给周围晶格所需要的

43、旋核把吸收的能传给周围晶格所需要的时间，也是时间，也是90射频脉冲质子由纵向磁射频脉冲质子由纵向磁化转到横向磁化之后再恢复到纵向磁化化转到横向磁化之后再恢复到纵向磁化激发前状态所需时间，称激发前状态所需时间，称T T1 1。 T2T2u即自旋即自旋- -自旋弛豫时间（自旋弛豫时间（spin-spin spin-spin relaxation timerelaxation time），又称横向弛豫时间），又称横向弛豫时间（transverse relaxation timetransverse relaxation time）。反）。反映横向磁化衰减、丧失的过程，也即是映横向磁化衰减、丧失的过程

44、，也即是横向磁化所维持的时间，称横向磁化所维持的时间，称T T2 2 。T T2 2衰减衰减是由共振质子之间相互磁化作用所引起，是由共振质子之间相互磁化作用所引起，与与T T1 1不同，它引起相位的变化。不同，它引起相位的变化。u人体不同器官的正常组织与病理组织的人体不同器官的正常组织与病理组织的T T1 1是相对固定的，而且它们之间有一定是相对固定的，而且它们之间有一定的差别，的差别，T T2 2也是如此。这种组织间弛豫也是如此。这种组织间弛豫时间上的差别，是时间上的差别，是MRIMRI的成像基础。有如的成像基础。有如CTCT时，组织间吸收系数（时，组织间吸收系数（CTCT值）差别是值）差别

45、是CTCT成像基础的道理。但成像基础的道理。但MRIMRI不像不像CTCT只有一只有一个参数，即吸收系数，而是有个参数，即吸收系数，而是有T T1 1、 T T2 2和和自旋核密度自旋核密度（P P）等几个参数，其中）等几个参数，其中T T1 1与与 T T2 2尤为重要。因此，获得选定层面中各尤为重要。因此，获得选定层面中各种组织的种组织的T T1 1（或（或 T T2 2）值，就可获得该层）值，就可获得该层面中包括各种组织影像的图像。面中包括各种组织影像的图像。 二、二、MRI 设设 备备uMRI的成像系统包括的成像系统包括MR信号产生和数据采集信号产生和数据采集与处理及图像显示两部分。与

46、处理及图像显示两部分。MR信号的产生是信号的产生是来自大孔径，具有三维空间编码的来自大孔径，具有三维空间编码的MR波谱仪，波谱仪，而数据处理及图像显示部分，则与而数据处理及图像显示部分，则与CT扫描装扫描装置相似。置相似。uMRI设备包括磁体、梯度线圈、供电部分、射设备包括磁体、梯度线圈、供电部分、射频发射器及频发射器及MR信号接收器，这些部分负责信号接收器，这些部分负责MR信号产生、探险测与编码；模拟转换器、信号产生、探险测与编码；模拟转换器、计算机、磁盘与磁带机等，则负责数据处理、计算机、磁盘与磁带机等，则负责数据处理、图像重建、显示与存储。图像重建、显示与存储。 MRI成像类型成像类型u

47、磁体有磁体有常导型常导型、超导型超导型和和永永磁型磁型三种，直接关系到磁场三种，直接关系到磁场强度、均匀度和稳定性，并强度、均匀度和稳定性，并影响影响MRI的图像质量。的图像质量。第二节第二节 MRI图像特点图像特点u1、灰阶成像灰阶成像u2、流空效应、流空效应u3、三维成像、三维成像u4、运动器官成像、运动器官成像一、一、 灰灰 阶阶 成成 像像u具有一定具有一定T T1 1差别的各种组织，包括正常与病变差别的各种组织，包括正常与病变组织，转为模拟灰度的黑白影，则可使器官及组织，转为模拟灰度的黑白影，则可使器官及其病变成像。其病变成像。MRIMRI所显示的解剖结构非常逼真，所显示的解剖结构非

48、常逼真，在良好清晰的解剖背景上，再显出病变影像，在良好清晰的解剖背景上，再显出病变影像，使得病变同解剖结构的关系更明确。使得病变同解剖结构的关系更明确。u值得注意的是，值得注意的是，MRIMRI的影像虽然也以不同灰度的影像虽然也以不同灰度显示，但反映的是显示，但反映的是MRMR信号强度的不同或弛豫时信号强度的不同或弛豫时间间T T1 1与与T T2 2的长短，而不象的长短，而不象CTCT图像，灰度反映的图像，灰度反映的是组织密度。是组织密度。uMRIMRI的图像如主要反映组织间的图像如主要反映组织间T T1 1 特特征参数时，为征参数时，为T T1 1 加权像（加权像（T T1 1 weigh

49、ted imageweighted image，T T1 1WIWI），它反映），它反映的是组织间的是组织间T T1 1的差别。如主要反映的差别。如主要反映组织间组织间T T2 2 特征参数时，则为特征参数时，则为T T2 2 加权加权像（像（T T2 2 weighted image weighted image，T T2 2WIWI）。）。 二、流二、流 空空 效效 应应u心血管内的血液由于流动迅速，使发射心血管内的血液由于流动迅速，使发射MRMR信号的氢原子核离开接收范围之外，信号的氢原子核离开接收范围之外，所以测不到所以测不到MRMR信号，在信号，在T T1 1WI WI 或或T T2

50、 2WIWI中均中均呈黑影，这就是流空效应（呈黑影，这就是流空效应（flowing flowing Void effectVoid effect）。这一效应使心腔和血管）。这一效应使心腔和血管显影，是显影，是CTCT所不能比拟的。所不能比拟的。 三、三三、三 维维 成成 像像uMRIMRI可获得人体横断面、冠状面及任可获得人体横断面、冠状面及任何方向断面的图像，有利于病变的何方向断面的图像，有利于病变的三维定位。一般三维定位。一般CTCT则难于作到直接则难于作到直接三维显示，需采用重建的方法才能三维显示，需采用重建的方法才能获得冠状面或矢状面图像以及三维获得冠状面或矢状面图像以及三维重建立体像

51、。重建立体像。 四、运动器官成像四、运动器官成像u采 用 呼 吸 和 心 电 图采 用 呼 吸 和 心 电 图 门 控门 控（gating）成像技术，不仅能）成像技术，不仅能改善心脏大血管的改善心脏大血管的MR成像，成像，还可获得其动态图像。还可获得其动态图像。第三节第三节 MRI检查技术检查技术uMRI的扫描技术有别于的扫描技术有别于CT扫描。不仅要横断扫描。不仅要横断面图像，还常要矢状面或（和）冠状面图像。面图像，还常要矢状面或（和）冠状面图像。还需获得还需获得T T1 1WI WI 和和T T2 2WIWI。因此，需选择适当的脉。因此，需选择适当的脉冲序列和扫描参数。常用多层面、多回波的

52、自冲序列和扫描参数。常用多层面、多回波的自旋回波（旋回波（spin echospin echo，SESE）技术。扫描时间参）技术。扫描时间参数有回波时间（数有回波时间（echo timeecho time，TETE）和脉冲重复）和脉冲重复间隔时间（间隔时间（repetition timerepetition time，TRTR）。使用短）。使用短TRTR和短和短TETE可得可得T T1 1WIWI，而用长，而用长TRTR和长和长TETE可得可得T T2 2WIWI。时间以毫秒计。依时间以毫秒计。依TETE的长短，的长短，T T2 2WIWI又右分为重、又右分为重、中、轻三种。中、轻三种。u病变

53、在不同病变在不同T T2 2WIWI中信号强度的变化，可中信号强度的变化，可以帮助判断病变的性质。例如，肝血管以帮助判断病变的性质。例如，肝血管瘤瘤T T1 1WIWI呈低信号，在轻、中、重度呈低信号，在轻、中、重度T T2 2WIWI上上则呈高信号，且随着加重程度，信号强则呈高信号，且随着加重程度，信号强度有递增表现，即在重度有递增表现，即在重T T2 2WIWI上其信号特上其信号特强。肝细胞癌则不同，强。肝细胞癌则不同，T T1 1WIWI呈稍低信号，呈稍低信号，在轻、中度在轻、中度T T2 2WI WI 呈稍高信号，而重度呈稍高信号，而重度T T2 2WIWI上又略低于中度上又略低于中度

54、T T2 2WIWI的信号强度。再的信号强度。再结合其他临床影像学表现，不难将二者结合其他临床影像学表现，不难将二者区分。区分。 第四节第四节 MRIMRI分析与诊断分析与诊断u观察前，要先了解观察前，要先了解MRIMRI设备的类设备的类型、磁场强度和扫描技术条件，型、磁场强度和扫描技术条件，如如TRTR与与TETE的长短，因为它们直接的长短，因为它们直接影响图像的对比度，还有助于分影响图像的对比度，还有助于分辨辨T T1 1WI WI 和和T T2 2WIWI。u第五节第五节 MRIMRI诊断的临床应用诊断的临床应用uMRIMRI诊断广泛应用于临床，时诊断广泛应用于临床，时间虽短，但已显出它

55、的优越间虽短，但已显出它的优越性。性。第六节第六节 正电子体层成像（正电子体层成像（PETPET） PETPET全称为正电子发射型计算机断层全称为正电子发射型计算机断层(POSITRON EMISSION COMPUTED (POSITRON EMISSION COMPUTED TOMOGRAPHY)TOMOGRAPHY)，简称，简称PETPET，是目前唯一的，是目前唯一的用解剖形态方式进行功能、代谢和受体用解剖形态方式进行功能、代谢和受体显像的技术。它在分子水平上显示生物显像的技术。它在分子水平上显示生物物质相应生物活动的空间分布、数量及物质相应生物活动的空间分布、数量及其随时间的变化，故又

56、称为生化显像或其随时间的变化，故又称为生化显像或分子显像。分子显像。PETPET显像是一种显像是一种“核素示踪影像技核素示踪影像技术术”。它是利用回旋加速器生产带。它是利用回旋加速器生产带正电子的放射性核素，合成生物示正电子的放射性核素，合成生物示踪药物踪药物, , 引入体内定位于靶器官引入体内定位于靶器官. .并并以符合探测装置，来探测其湮没辐以符合探测装置，来探测其湮没辐射的光子。所采集的信息通过计算射的光子。所采集的信息通过计算机处理，显示出靶器官的断层图像机处理，显示出靶器官的断层图像并给出定量生理参数。并给出定量生理参数。 PET成像的特点成像的特点1.它它是以解剖图像的方式，从分子

57、水平显示活体是以解剖图像的方式，从分子水平显示活体组织及病灶的代谢、细胞增殖、受体分布、血组织及病灶的代谢、细胞增殖、受体分布、血流灌注及脏器功能；流灌注及脏器功能；2.它是从分子水平观察生命活动的本质及其规律它是从分子水平观察生命活动的本质及其规律；3.它不同于它不同于CT/MR，CT/MR反映的是解剖结构反映的是解剖结构及形态学改变，及形态学改变，PET主要提供的是功能及代谢主要提供的是功能及代谢方面的信息方面的信息。男，男，2121岁，阵发性腹痛岁，阵发性腹痛8 8年，每日发作约年，每日发作约4040次，次，曾服多种抗癫痫药效果欠佳。头部曾服多种抗癫痫药效果欠佳。头部MRMR示右颞叶及示

58、右颞叶及侧裂区可疑有萎缩征象。侧裂区可疑有萎缩征象。PETPET代谢显像代谢显像（发作（发作期）：见左颞叶内侧高代谢病灶期）：见左颞叶内侧高代谢病灶。该患者行左颞。该患者行左颞叶内侧皮质毁损术后发作次数明显减少。叶内侧皮质毁损术后发作次数明显减少。鼻咽癌全身多处转移鼻咽癌全身多处转移PET扫描扫描 第第 章章 超超 声声 成成 像像u超声是超过正常人耳能原到的声波，超声是超过正常人耳能原到的声波，频率在频率在20000赫兹（赫兹（Hertz，Hz）以）以上。超声检查是利用超声的物理特上。超声检查是利用超声的物理特性和人体器官组织声学性质上的差性和人体器官组织声学性质上的差异，以波形、曲线或图像

59、的形式显异，以波形、曲线或图像的形式显示和记录，借以进行疾病诊断的检示和记录，借以进行疾病诊断的检查方法。查方法。u40年代初就已探索利用超声检查人体，年代初就已探索利用超声检查人体，50年代已研究、使用超声使器官构成超年代已研究、使用超声使器官构成超声层面图像，声层面图像，70年代初又发展了实时超年代初又发展了实时超声技术，可观察心脏及胎儿活动。超声声技术，可观察心脏及胎儿活动。超声诊断由于设备不似诊断由于设备不似CT或或MRI设备那样昂设备那样昂贵，可获得器官的任意断面图像，不可贵，可获得器官的任意断面图像，不可观察运动器官的活动情况，成像快，诊观察运动器官的活动情况，成像快，诊断及时，无

60、痛苦与危险，属于非损伤性断及时，无痛苦与危险，属于非损伤性检查，因之，在临床上应用已较普及，检查，因之，在临床上应用已较普及，是医学影像学中的重要组成部分。不足是医学影像学中的重要组成部分。不足之处在于图像的分辨力不如之处在于图像的分辨力不如CT和和MRI高。高。第一节第一节 USG成像的基本原理与设备成像的基本原理与设备 一、超声的物理性质一、超声的物理性质u超声是机械波，由物体机械振动产生。超声是机械波，由物体机械振动产生。具有波长、频率和传授速度等物理量。具有波长、频率和传授速度等物理量。用于医学上的超声频率为用于医学上的超声频率为2.5-10MHz，常，常用的是用的是2.5-5MHz。