医学影像成像基础知识课件

1、影像成像基础知识1第一章 X线成像基础X线的本质：电磁辐射伦琴发现X线：1895年波长范围：0.006-50nm成像波长范围：0.0310.008nm X线的特征 X射线成像原理 计算机X线摄影（CR） 直接数字化X线摄影系统（DR） X射线的产生影响X射线穿透性主要因素：管电压 X线的特征X射线与物质间的相互作用（2）X射线的荧光作用。 X射线是肉眼看不见的，但当它照射某些物质时，如磷、铂氰化钡、硫化锌、钨酸钙等，能够使这些物质的原子处于激发态，当它们回到基态时就能够发出荧光，这类物质称荧光物质。 医学中透视用的荧光屏、X射线摄影用的增感屏、影像增强器中的输入屏和输出屏都是利用荧光特性做成的

2、。 （3）X射线的电离作用。 X射线虽然不带电，但具有足够能量的X光子能够撞击原子中轨道电子，使之脱离原子产生一次电离。 电离作用也是X射线损伤和治疗的基础。 X线的特征X射线与物质间的相互作用（4）X射线的化学效应。 X射线能使多种物质发生光化学反应。例如，X射线能使照相底片感光。（5）X射线的生物效应。 生物组织经一定量的X射线照射，会产生电离和激发，使细胞受到损伤、抑制、死亡或通过遗传变异影响下一代，这种现象称为X射线的生物效应。这个特性可充分应用在肿瘤放射治疗中。 X射线成像原理 人体不同密度组织与X线成像的关系 X射线成像原理 人体不同厚度组织与X线成像的关系 密度和厚度的差别是产生

3、影像对比的基础，是X线成像的基本条件（三）、特殊检查（Special examination)1、体层摄影（Tomography) (1)分纵断体层及横断体层（已淘汰）； (2)纵断体层2、高千伏摄影 (High kilovolt photography) (1)120KV (2)常用于胸部、心脏、胸 部肿块的检查。 10二、数字X线成像检查计算机X线摄影（CR）数字X线成像数字X线摄影（DR）数字减影血管造影（DSA） （一）CR 与X线区别：IP成像板 1、工作原理：X线管照射人体 X线成像信息的成像板（Imaging plate；IP） 信息读出处理 数字式平片影像。 2、功能优点： 信

4、息转换为数字信息； 能提高图像密度分辨、显示功能 图像后处理 降低辐射剂量； 图像存档与传输系统12（二）DR概念：DR是在X线电视系统的基础上利用计算机数字化处理，使模拟视频信号经过采样，模/数转换后直接进入计算机中进行存储、分析和保存的技术。1、工作原理：（系统控制器、高压X线发生器触发）X线管 准直器(定位) 人体 影像增强管(光学系统) 摄像机 模拟视频信号采集、模/数转换(Analog to digit；A/D) 计算机中(存储、分析、保存)。14 直接数字化X线摄影系统（DR）DR与CR成像技术的比较 （三）DSADSA是影像增强技术、电视技术和计算机技术与常规的X线血管造影相结合

5、的一种新的医学检查方法。1、工作原理：X线照射人体 经影像增强器转变成荧光图像 将图像处理成电子信号 输入电子计算机 模/数转换、放大 数字化图像造影剂未达欲检部位前摄取的影像称为蒙片(mask)，造影剂到达欲检部位时所摄取的影像称为被减影图像 mask与被减影片数据相减 血管影像数据 数/模转换 数字减影图像(只有血管的图像)。 16 2、减影方式：光学减影法（传统）：蒙片 注入造影剂后照片 相重叠 曝光 负片 正片(已淘汰) 时间减影法(现代)：上面所描述过程。 能量减影法(现代)：技术不成熟，未能全面开展。 3、DSA优点：图像消除了骨骼和软组织结构；采集快速，随意重放；同一部位可重现减

6、影或不减影影像；可存盘（save)或通过同步录像或多幅照相机或刻录机将影像 永久保留；可实时将透视像放大1-4倍，也可根据诊断需要将存盘影像重 新调出（load)； 能动态观察血管在造影各期中的表现；17应用数字减影技术，可将造影剂稀释减量；数字减影有描绘血管图（Road map）4、DSA缺点：碘过敏患者禁止此项检查；受检者的呼吸动作、肢体活动、肠道蠕动、心脏搏动、肌肉收缩等均影响效果；空间分辨率不如传统X线技术高。18X线断层图像2.优点：图像逼真、清晰、密度分辨率高，解剖关系明确，对病变的定 位和定性诊断较普通X线有明显提高20原理：CT 断层装置是利用 X 线管 ,围绕人体的长轴进行旋

7、转照射 ,并于对侧设置检测器吸收通过人体的不同衰减的 X 线 ,并转换成电信号送入电脑 ,进行处理 ,重建成图像后在监视器上 (CRT) 显示出横断面图像 ,亦可再建构成矢状、冠状面等图像。第二章 CT成像基础CT 机构成 CT 机主要由硬件部分与软件部 分所构成。硬件部分主要由扫描架、扫描床及控制台 三大部分所组成。X 线管及发生器、检测器设置在扫 描架内 ,控制台内装有微型电子计算机以及图像显示 器。为了将扫描图像摄在胶片上 ,另设有多幅照像机 , 近年逐渐应用激光照相机 ,使照片图像更加清晰.第二代CT具有多个探测器，但仍采用旋转加平移的扫描方式CT的进展第三代CT的探测器达到数百个，采

8、集过程为球管和探测器组沿受照物做往复式旋转.CT的进展在1989年，由于滑环技术的运用，使连续旋转成为可能，从而奠定了螺旋扫描方式的基础。CT的发展方向缩短扫描时间 0.5”提高分辨率 0.5mm图像重建时间 0.5”开发新功能高压低压滑环技术连续旋转螺旋体积扫描连续取样连续进床连续曝光体积数据应用-高速计算机、大容量磁盘专用球管CTACTEMPRVRT螺旋CT机工作原理及特点CT的进展CT的进展单层螺旋CT机：薄扇形X射线束单排探测器单一数据采集通道一个旋转周期仅得 一幅图象多层螺旋CT机：锥形X射线束多排探测器四套数据采集通道每一个旋转周期可得 四幅图象CT的进展CT的进展CT图像和CT值

9、象素和体素高密度 低密度 等密度CT图像的构成CT图像和CT值CT图像和CT值CT值物体密度的表示方法CT值1000（水）/水X光衰减率物体的密度CT值临床诊断的重要依据水0 Hu 空气1000Hu 骨大约1000Hu正常组织CT值人体各种组织结构不同 ,X线衰减差异较大 ,形成 各种不同的 CT 值 ,也可以利用 CT 值来鉴别组织的性 质 病变的 CT 值组织器官产生各种病变 ,CT 值亦相应产生变化 , 然而有时病变与正常组织呈等密度时 ,可以应用增强扫描来加以区别 ,为诊断提供重要信息。窗宽和窗位窗宽（window width ,WW，W）窗位 (window level, WL, L

10、)CT图像的特点重建的数字图像密度分辨率高CT值表示密度的量断层图像CT的检查技术平扫增强CTA (CT angiography)平扫 增强CTACT对比增强的原理和目的原理 水溶性碘造影剂经经脉注入，一般不与或和很少与人体血红蛋白结合，而大量分布在血管内，然后再进入各组织细胞外液并逐渐达到平衡。正常和病变组织的强化是由于其含碘量增加，从而局部密度增高。造影剂在某组织分布的多少，取决于组织血流量，血流速度，微血管通透性和细胞外液体积等。组织增强效果与造影剂浓度，注药方式及扫描时间是否与组织的增强高峰时相同步有关。 CT对比增强的原理和目的目的提高病变组织与正常组织的对比度定位，定性，鉴别诊断判断周围组织及血管受侵情况CT的后图像处理技术二维 MPR MIP三维 VRT VE MPRMIPVRTVECT 读片