影像医学教学课件：医学影像学总论

1、2022/8/3医学影像学概论1医学影像学概论2022/8/3医学影像学概论2医学影像学发展史Medical Imageology平片造影超声CT(Computed tomography)计算机断层扫描MRI ( Magnetic Resonance Imaging)磁共振成像PET(Positron emisson tomography)正电子发射断层显像IBM Researchs nanoMRI microscope 2022/8/3医学影像学概论3相关报道2009年1月13日发布 IBM近日宣布已经成功开发出最新纳米级的磁共振成像（MRI）设备 ，其成像分辨率比现有的MRI设备高出1亿倍

2、。它对于分子生物学和纳米技术具有里程碑式的意义。IBM和斯坦福大学共同研发的这个设备主要利用了核磁共振显像技术（magnetic resonance force microscopy），IBM称它可以探测到极小的磁力变化，能“看到”表面下的内容而不会对生物成分产生任何破坏。IBM产品营销部门高官Mark Dean表示，这项技术将为科学界观察病毒、细菌、蛋白质等带来革命性的变化，该技术进一步发展即可用来观察蛋白质的3D影像。到目前为止，尚未商品化。2022/8/3医学影像学概论42022/8/3医学影像学概论5医学影像学范畴放射诊断学 Radiological Diagnostics 常规 X

3、线检查 Routine Radiography 数字化检查技术 Digital Radiography DR Digital Radiography DSA Digital Subtraction Angiography CT Computed Tomography MRI Magnetic Resonance Imaging介入放射学 Interventional Radiology(Imageology )超声医学 Ultrasound核医学 Nuclear Imaging2022/8/3医学影像学概论6法医学应用颅骨枪伤2022/8/3医学影像学概论7法医学应用外伤性心腔充气2022/8

4、/3医学影像学概论8考古:契丹古墓2022/8/3医学影像学概论9 CT工业探伤图谱2022/8/3医学影像学概论102022/8/3医学影像学概论112022/8/3医学影像学概论122022/8/3医学影像学概论13医学影像学概论教学要点掌握11 X线影像的形成 12 CT定义，CT值的概念，窗宽和窗位的概念13 MRI基本原理14 影像学诊断步骤和诊断原则熟悉21 X线检查方法22 CT的优点23 弛豫概念，TR时间，TE时间了解31 医学影像学范畴32 21世纪医学影像学发展趋势2022/8/3医学影像学概论14X线的产生1.高速运行的电子突然受阻可产生 X 线。2.X 线是一种电磁波

5、，波长为0.08-0.62 A，直线运动，具有很高的能量。1.自由活动的电子;2.电子高速运行;3.电子突然受阻.2022/8/3医学影像学概论15X-线产生原理阴极电子枪电子束阳极电子靶X-射线2022/8/3医学影像学概论16X-线机电路图mA接电源计时钟X线球管2022/8/3医学影像学概论17用于医学诊断的一般X线机2022/8/3医学影像学概论18X线球管外貌2022/8/3医学影像学概论19X线球管内部核心部分2022/8/3医学影像学概论20X线的特性穿透性：波长越短 , 穿透性愈大;物质密度越低,愈易穿透;物质厚度越薄,愈易穿透.萤光作用:铂氰化钡，钨酸钙，硫化锌等，吸收X线后

6、产生波长较长的可见光，用于透视。电离作用:空气的电离程度与空气所吸收X线的量成正比，用于放射计量测定。感光作用:银盐感光后放出银离子，形成潜影，用于拍片。生物效应:引起细胞内一系列生化反应，即造成生物损害, 也可用于放射治疗。2022/8/3医学影像学概论21 X线影像的形成 1.X 线可穿过人体，但不同的组织吸收X 线的量是不同的。2.原子序数高的吸收 X线就多，X 线穿过人体就少。3.厚的组织较薄的组织吸收X 线多。2022/8/3医学影像学概论22 正常人体组织归成四大类 气体-肺，胃肠道内的气体 脂肪-皮下，心影旁，腹腔内 软组织和水-体内大部分的组织 骨骼和钙化2022/8/3医学影

7、像学概论23气体 脂肪 水 软组织 钙化 骨骼摄片所见的“负片”2022/8/3医学影像学概论24摄片所见的图像2022/8/3医学影像学概论25X线检查方法透视摄片特殊摄影造影CTDSA2022/8/3医学影像学概论26透视和摄片的比较透视动态实时观察可随时改变病人体位无法留下记录相对接受X线量较大目前已不能作为常规检查摄片不能动态观察只能摄片前摆放体位可以留下永久的记录相对接受X线量小清晰度高，诊断价值较高2022/8/3医学影像学概论27特殊检查体层摄影高千伏摄影软X线摄影放大摄影2022/8/3医学影像学概论28软X线摄影乳腺X线摄影2022/8/3医学影像学概论29放大摄影2022/

8、8/3医学影像学概论30造影检查1.造影前准备2. 造影剂:阴性造影剂 O2，CO2 ，空气 阳性造影剂 钡剂，碘剂(离子型与非离子型);3.造影检查方法:经自然腔道造影,经人工腔道造影 ,经血管造影,生理聚集;4.造影剂反应及处理2022/8/3医学影像学概论31食道钡餐造影气钡双重造影2022/8/3医学影像学概论32钡剂灌肠检查气钡双重造影2022/8/3医学影像学概论33支气管造影碘剂少用2022/8/3医学影像学概论34经“T”字管胰 胆 管 造 影碘剂2022/8/3医学影像学概论35脑血管造影碘剂2022/8/3医学影像学概论36口服胆囊造影2022/8/3医学影像学概论37医学

9、影像学概论教学要点掌握11 X线影像的形成 12 CT定义，CT值的概念，窗宽和窗位的概念13 MRI基本原理14 影像学诊断步骤和诊断原则熟悉21 X线检查方法22 CT的优点23 弛豫概念，TR时间，TE时间了解31 医学影像学范畴32 21世纪医学影像学发展趋势2022/8/3医学影像学概论38CT 基本原理和进展2022/8/3医学影像学概论39什么是CT？CT 是Computed Tomography 的缩写，1970年由Hounsfield等发明。CT是一种数字化图象，它以截面图象（横断面为主）为主要特点。具有极高的密度分辨率和较高的空间分辩率。2022/8/3医学影像学概论402

10、022/8/3医学影像学概论41CT的优点截面图象可以避免结构的重叠高密度分辨率可以显示平片无法区别的结构。数字化的图象便于计算机处理、储存和传送。从形态学向功能诊断迈进的重要一步。2022/8/3医学影像学概论42CT的基本原理CT摄影球管感光胶片普通X线摄影2022/8/3医学影像学概论43检 测 器模/数转换数/模转换计算机CT成像过程示意图2022/8/3医学影像学概论44CT图象对比骨 钙化 出血 软组织 水 脂肪 空气300 100 70 40 0 -40-100 -800CT值的概念各种组织的X线吸收系数,单位为Hounsfield(Hu)2022/8/3医学影像学概论45CT图

11、象对比窗宽和窗位的概念CT值的范围和范围中点 软组织窗W=100 L=40 骨窗W=1500 L=300 全窗宽W=4000 L=02022/8/3医学影像学概论46CT伪影2022/8/3医学影像学概论47CT图象对比增强的概念平扫增强扫描2022/8/3医学影像学概论48螺旋CT基本原理 螺旋CT是在滑环技术的基础上 发展成的扫描方式。 螺旋CT是以球管连续旋转和检 查床持续前进为特征的CT快速 扫描。2022/8/3医学影像学概论49目前常用螺旋CT可一次进行四 至六十四层面的扫描二五六层面和三二十层面已经临床应用2022/8/3医学影像学概论502022/8/3医学影像学概论51CTA

12、2022/8/3医学影像学概论5216 x 0.625 mm 冠状动脉病变筛选 120 ml Ultravist 300 注射速度3.5 ml/sec Cardiac2022/8/3医学影像学概论53308 mm 扫描范围：16 秒 pitch 1.375 & 0.7 sec scan0.625 mm 层厚moviespulmonary arteries肺动脉 2022/8/3医学影像学概论542022/8/3医学影像学概论55X- 线防护X-线的双重性检查者的防护受检者的防护2022/8/3医学影像学概论56医学影像学概论教学要点掌握11 X线影像的形成 12 CT定义，CT值的概念，窗宽和

13、窗位的概念13 MRI基本原理14 影像学诊断步骤和诊断原则熟悉21 X线检查方法22 CT的优点23 弛豫概念，TR时间，TE时间了解31 医学影像学范畴32 21世纪医学影像学发展趋势2022/8/3医学影像学概论57MRI基本原理及进展2022/8/3医学影像学概论58磁共振现象具有磁性的原子核处在外界静磁场中，并用一个适当频率的射频电磁波来激励这些原子核，从而使原子核产生共振，向外界发出电磁信号的过程。具有磁性的原子核外界静磁场适当频率的电磁波2022/8/3医学影像学概论59MRI的发展史1946 BLOCH和PURCELL阐明磁共振现象1952 BLOCH和PURCELL获诺贝尔奖

14、1959 SINGER用NMR观察血流1971 DAMADIAN体外检测癌肿1972 WEISMAN体内检测癌肿1972 DAMADIAN用NMR方法成像1973 LAUTERBUR用NMR方法成像1975 商业开发1977 人体成像1981 临床试用机诞生Paul Lauterbur and Sir Peter MansfieldThe 2003 Nobel Prize in Physiology or Medicine was awarded to Paul C Lauterbur and Peter Mansfield for their discoveries concerning m

15、agnetic resonance imaging 2022/8/3医学影像学概论60华山医院MRI的发展史1988年第一台低场强全身MRI系统(0.35T)1997年第一台高场强全身MRI系统(1.5T)1999年第一台四肢关节专用型MRI系统(0.2T)2000年第一台开放式全身MRI系统(0.2T)2002年第一台超高场强全身MRI系统(3.0T)2022/8/3医学影像学概论61MRI基本原理 MRI是利用原子核单数质子自旋产生的磁场与附加的射频场发生共振的原理进行成像的一种影像医学检查方法。2022/8/3医学影像学概论62MRI的基本原理RFRF自由活动的质子置于磁场中的质子RF激

16、发后的质子横向弛豫，T2停止RF激发后的质子纵向弛豫，T1 Larmor 频率 = B0 B0 =磁场强度, =旋磁比氢的= 42.58 MHz/TeslaRF radiofrequency射频10000 高斯 = 1 Tesla2022/8/3医学影像学概论63弛豫概念（内在参数）RELAXATION磁化矢量恢复平衡态的过程横向弛豫900射频脉冲的作用使得磁化矢量处以横断面内，横向横向磁化矢量从最大幅度衰减到零的过程，又称T2弛豫。T2横向弛豫时间: 90度RF后共振质子保持相干性的时间,即在完全均匀的外磁场中,横向磁化的维持时间,反映相位的变化.纵向弛豫当900射频脉冲作用后的一刻，净磁化

17、矢量处以横断面内，纵向磁化矢量为零。然后纵向磁化矢量从零向最大值恢复的过程，又称T1弛豫。T1纵向弛豫时间:90度RF从纵向磁化转为横向磁化之后恢复到纵向磁化所需的时间,即物质放置于磁场中产生磁化所需时间,反映分子自然活动频率和共振频率之间的关系.2022/8/3医学影像学概论64脉冲时序参数（外在参数）TR时间（重复时间）REPETITION TIME ：两个连续脉冲序列之间的时间。TE时间（回波时间） ECHO TIME：激发射频脉冲到回波探测之间的一段时间。2022/8/3医学影像学概论65T1和T2加权图象的基本构成T1加权图象的基本构成：短TR,短TET1时间短的为高信号T1时间长的

18、为低信号T2加权图象的基本构成：长TR,长TET2时间短的为低信号T2时间长的为高信号2022/8/3医学影像学概论662022/8/3医学影像学概论67胎儿MRI23wk2022/8/3医学影像学概论68流动效应2022/8/3医学影像学概论693T MRA2022/8/3医学影像学概论70T1 WIDIFFUSION延髓梗塞MEDULLARY INFARCT2022/8/3医学影像学概论71MRI对比剂Gd-DTPA细胞外对比剂顺磁性SPIO细胞内对比剂铁磁性和超顺磁性2022/8/3医学影像学概论72MR 脂肪抑制成像压制短T1高信号2022/8/3医学影像学概论73MR胆胰管成像MR

19、CHOLANGIOPANCREATOGRAPHYMRCP长TR,长TE2022/8/3医学影像学概论74磁共振波谱 MR Spectroscopy (MRS)脑膜瘤2022/8/3医学影像学概论752022/8/3医学影像学概论76肿瘤侵犯白质纤维2022/8/3医学影像学概论77脑功能激活图练功前 脑内出现大量功能激活区，总体素平均为4098 voxels，除躯体感受区域的激活外，尚可见大量其它脑功能区以及边缘系统、基底节、丘脑、下丘脑、小脑等区域的激活 2022/8/3医学影像学概论78脑功能激活图气功态10分钟后 脑内激活区明显减少，总体素平均仅为58 voxels，主要是额叶、顶叶、枕

20、叶一些脑功能区及小脑的少量激活，躯体感受区域及边缘系统、基底节、丘脑、下丘脑未见激活。 2022/8/3医学影像学概论79脑功能激活图练功20分钟后 激活区进一步减少，总体素平均为27 voxels，主要是额叶、颞叶、顶叶、枕叶一些脑功能区的激活，躯体感受区域及边缘系统、基底节、丘脑、下丘脑未见激活。 2022/8/3医学影像学概论80脑功能激活图收功10分钟后 脑内再次出现大量功能激活，总体素平均为2126 voxels，可见躯体感受区域的激活，以及其它大量脑功能区的激活，但边缘系统、基底节、丘脑、下丘脑未出现激活。2022/8/3医学影像学概论81正常人：触觉视觉皮层2022/8/3医学影

21、像学概论822022/8/3医学影像学概论83医学影像学概论教学要点掌握11 X线影像的形成 12 CT定义，CT值的概念，窗宽和窗位的概念13 MRI基本原理14 影像学诊断步骤和诊断原则熟悉21 X线检查方法22 CT的优点23 弛豫概念，TR时间，TE时间了解31 医学影像学范畴32 21世纪医学影像学发展趋势2022/8/3医学影像学概论84如何选择影像学检查?1.无创微创 有创;如:怀疑冠心病运动平板实验多层螺旋 CT冠脉钙化评分和CTA DSA,必要时介入治疗2.显示组织最有效如:怀疑骨折首选X线平片, 复杂骨折或合并重要器官损伤CT 半月板或韧带肌腱损伤MRI3.社会经济2022

22、/8/3医学影像学概论85影像学诊断步骤区分正常和异常;异常是正常变异,还是病变;病变定位如:肺肺叶 肺段周围结构 远处结构;病变定性如:先天性或后天性感染性或肿瘤性 良性或恶性 ?2022/8/3医学影像学概论86影像学诊断原则共同规律基本表现特殊表现因病、因人、因时而定2022/8/3医学影像学概论8721世纪医学影像学发展趋势小型化、专门化专用型四肢关节MRI设备2022/8/3医学影像学概论8821世纪医学影像学发展趋势高分辨率和超快速化 0.2T到7T MRI2022/8/3医学影像学概论89 21世纪医学影像学发展趋势复合型PET-CT2022/8/3医学影像学概论9021世纪医学影像学发展趋势新型射线衍射线衍射线指位于微波和红外光之间频率为0.1-10THz(1THz=1012Hz)的电磁辐射。 与其他射线相比，THz射线波长