医学影像诊断学：医学影像学总论

DiagnosticImaging影像诊断学—总论InterventionalRadiology

介入放射学X线诊断学1896超声成像1950’γ闪烁成像1960’CT1972MRI19731993影像诊断学ECT1980’医学影像学形态学诊断形态功能和代谢诊断分子水平传统的X线摄影成像数字化和网络化组织水平第一章X线成像第二章计算机体层成像第三章超声成像第四章磁共振成像第五章不同成像诊断的综合应用第六章PACS、信息放射学第一章X线成像第一节普通X线成像

一、X线成像基本原理与设备

（一）、X线的产生和特性X线的产生X线的特性：为电磁波

穿透性

荧光效应

感光效应

电离效应示意图控制电路X线管钨靶灯丝关闭图解控制电路X射线图示：电磁波谱关闭图示：穿透性关闭X线穿透性是X线成像的基础图示：荧光效应关闭荧光效应是透视检查的基础冲片机照片曝光照射感光感光效应是X线摄影的基础暗盒与胶片胶片（溴化银）——————Ag+Ag沉积在胶膜上显影，定影曝光黑白影像关闭可测量X线的量空气电离人体电离生物效应物体电离效应电离效应是放疗的基础，和防护的原因

基于1.X线的特征（穿透、感光、荧光）

2.人体组织密度和厚度的差异

X线影像形成3个基本条件：

1.一定穿透力的X线

2.存在密度和厚度差异的组织结构

3.显像过程（二）、X线成像基本原理人体组织密度高密度（骨）中等密度（肌肉、液体、软骨等）低密度（气管、肺、脂肪）经人体组织吸收后剩余X线X线胶片荧光屏白暗灰灰暗白不同密度组织（厚度相同）与X线成像的关系X线胶片荧光屏不同厚度组织（密度相同）与X线成像的关系

由此可见，密度和厚度的差别是产生影像对比的基础，是X线成像的基本条件。两者的作用决定于哪个占优势。在术语中通常用密度的高低表达影像的白与黑；人体组织密度发生改变时，则用密度增高和密度减低表达影像的白影和黑影（三）、X线成像设备X线管及支架变压器操作台检查床等二、X线图像特点投影总和叠加影像放大伴影失真人体本影伴影X线管阳极靶对X线投影的影响（放大和晕影）s1s2斜射投照对X线投影的影响（歪曲失真）三、X线检查技术普通检查荧光透视

摄影

特殊检查体层摄影软线摄影其它摄影放大荧光记波普通检查透视多方位了解病变、动态观察、费用低是优点；缺点是无记录、影像清晰度和对比度差、辐射量大。摄影相反。气管体层摄影乳腺钼靶摄影心脏记波摄影特殊检查造影检查造影剂造影方式检查前准备及造影反应的处理：禁忌症、解释工作、过敏试验、抢救准备高密度造影剂低密度造影剂直接引入：口服、灌注、注入间接引入食道吞钡检查气钡双重造影支气管造影静脉肾盂造影间接引入造影X线检查方法的选择原则先简单，后复杂先普通，后造影并非绝对肯定性诊断否定性诊断可能性诊断

四X线诊断的临床应用

五X线检查中的防护80年代：ComputedRadiography90年代：DigitalRadiography2千年：DigitalFluorography

第二节数字X线成像

DigitalRadiography计算机X线成像数字X线成像数字X线荧光成像影像读取装置X线影像数字信号影像处理装置各种影像处理影像记录装置数字信号光信号控制用计算机影像储存装置光盘、磁带荧屏激光照相机胶片PACS自动洗相机CR相片..CR装置示意图X线管被照体影像板IP板IP板普通X光片盒CR成像系统影像数字信号影像处理装置各种影像处理影像记录装置数字信号光信号控制用计算机影像储存装置光盘、磁带荧屏激光照相机胶片PACS自动洗相机DR相片..DR装置示意图X线管被照体平板探测器胸部DR革命性的平板探测器DR的临床应用DR是彻底改变传统放射科、发展远程放射学、信息放射学的必由之路。影像诊断工作流程的革命，实现无片化。计算机辅助诊断（CAD）光明的前景。数字化医院的重要组成部分。Now！before第三节数字减影血管造影

DigitalSubtractionAngiography一、DSA成像基本原理与设备原理时间减影法二、DSA检查技术三、DSA的临床应用腹主动脉瘤的介入治疗

DSA技术是介入放射技术开展必不可少的基础第二章计算机体层成像ComputicTomographyX线计算机体层摄影CT

（ComputedTomography）1969年设计成功1972年公诸于世1979年获Nobel奖英国工程师G.N.Hounsfield第一节CT成像基本原理与设备一、CT成像的基本原理X线－人体层面－探测器－光电转换器－－光信号变为电信号－模拟/数字转换器－－数字－计算机处理－每个体素的X线衰减系数排列出数字矩阵－数字/模拟转换器－像素－CT图像二、设备普通CT螺旋CT（单螺旋CT，多排螺旋CT）电子束CT三个组成部分扫描部分计算机系统图像显示和存储系统

以旋转式扫描为基础，通过滑环技术与床连续平移实现螺旋扫描。优点：快速容积扫描，不间断数据采集，成像时间短，为实时成像、3D技术、仿真内镜的开发基础。东芝Aquilion多排螺旋CT由电子枪发射电子束轰击环靶产生X线。对心脏大血管病变的诊断有重要价值。ElectricbeanCT像素越小，空间分辨率越高。密度分辨率高，是其优点。以灰度表示。密度显示可量化，即CT值（HU）以层面显示器官和组织第二节CT图像特点动脉期门脉期延迟期平扫胰体尾部囊腺瘤CT值CT值可说明物体密度高低的具体程度，是一个量的概念。CT值的单位是Hu（HounsfieldUnit）。水的吸收系数是1.0，CT值定为0Hu，人体中密度最高的骨皮质吸收系数最高，CT值定为＋1000Hu，而空气密度最低，定为-1000Hu。人体中密度不同的各种组织的CT值则居于-1000～+1000Hu的2000个分度之间。空气脂肪水软组织骨皮质-100001000-120120-6060体内各器官、组织的CT值（Hu）致密骨＞250 肾30±10松质骨130±100 肌肉45±5甲状腺70±10 淋巴结45±10肝65±5 脂肪-90±10脾45±5 气体-1000左右胰40±10体内各病理组织的CT值（Hu）囊肿10±5脓肿30±10血肿＞20 肿瘤40±10

静脉血55±5渗出液＞18±2

凝固血块80±10漏出液＜18±2窗位与窗宽正常人眼灰阶度分辨率为16个灰阶（2000/16=125）通过窗口技术，可调节灰阶度范围窗宽是以全部灰阶度等级显示的CT值范围，其中心值即为窗位骨窗肺窗脑窗腹窗第三节CT检查技术一.普通CT扫描二.高分辨力CT扫描三.CT的新技术普通CT2.

对比增强扫描（contrastenhancement，CE）3.造影扫描（如脑室造影后扫描）平扫（plainCTscan）高分辨CT扫描新的CT检查技术再现技术：表面再现、最大强度投影、容积再现。CTA（CTAngiography）仿真内镜显示技术表面再现技术（SSD）最大强度投影（MIP）容积再现技术（VR）容积再现技术CTA技术仿真内镜显示技术结肠内窥镜气管内窥镜

结肠息肉CT灌注成像脑血流容量（BV）脑血流流量（BF）平均通过时间（MTT）第四节CT诊断的临床应用应用的限度（昂贵、某些病变不定性）特点与优势

中枢神经系统头颈部疾病胸部疾病心脏大血管腹部及盆腔骨骼肌肉系统脑出血正常耳部MSCT横断面斜位重建冠状面

VR电影

曲面MIP成像

左侧肾脏四期成像135kV/Max220mAs(Real-EC:SD4)/HP41/64×0.5mm/Range:270mmTotaltime:7.9s/0.5s/rot.平扫动脉早期动脉晚期平衡期ClinicaldataprovidedcourtesyofFujitauniversityhospital脏器多期相检查椎间盘突出（横断位、MPR）“螺旋断层CT”和“器官容积CT”差别肝脏成像（一次多期）ArterialPhasePortalvenousPhaseHepaticPhase踝关节运动DV评价第三章超声成像UltrasonographyUSG成像基本原理与设备超声(ultrasound)是指振动频率每秒在20000次（Hz，赫兹）以上，超过人耳听觉阈值上限的声波。超声检查是利用超声波的物理特性和人体器官组织声学特性相互作用后产生的信息，并将其接收、放大和信息处理后形成图形、曲线或其他数据，借此进行疾病诊断的检查方法。一、超声的物理特性束射性或指向性反射、折射、散射、绕射吸收与衰减多谱勒效应——活动目标回声的频移现象（Doppler）非线性传播超声仪器发射超声波，在人体组织中传播，在每一层面上均可发生不同程度的反射或/和散射，被超声仪的换能器接收，经过仪器的信号处理系统的处理，在显示器上以不同的形式显示为波形或图像．二、超声成像基本原理超声诊断仪组成主机由发射电路、接收电路、扫描电路和显示器组成探头由换能器、外壳、电缆和插头组成，换能器是探头的关键部件。通常由压电陶瓷构成，担负电↔声转换的作用，也即发射超声和接收超声的作用。有工作站、录像机、光盘和磁光盘SlidingandswivelingConsole超声诊断主要种类超声示波法（Ａ型）二维超声显像法（B型）超声光点扫描法（Ｍ型）（1）A型超声显像：以波幅变化反映反射回声强弱．（2）B型超声显像：以辉度不同的明暗光点反映反射回声强弱．（3）M型超声显像：以慢扫描方式将某一取样线上的活动界面展开获得“距离－时间”曲线

当声束在人体组织中传播，遇到不同声阻抗的邻近介质的介面时，在该界面上就产生反射即回声。

B型超声诊断仪把接收到的回声以光点显示，光点的灰度等级代表回声的强弱，通过扫描电路，形成一幅人体的断层图像，

连续多幅声像图在屏幕上显示，便可观察到动态的器官活动。B型诊断法膀胱乳头状CA右肾上腺嗜铬细胞瘤胆囊结石肾脏重度积水胎儿脊柱胎儿手

利用多普勒效应提取多普勒频移信号，并用快速富立叶变换技术进行处理，最后以频谱或彩色血流图形式显示。前者又分为脉冲超声多普勒频谱法（PW）和连续超声多普勒频谱法（CW）；后者有彩色多普勒血流成像法（CDFI）和彩色多普勒能量成像法（CDE）。Doppler超声诊断法Doppler超声诊断法（D型）

Doppler超声频谱诊断法（PWCW）彩色Doppler血流成像（CDFI）彩色Doppler能量图(CDE)超声诊断主要种类PWCWCDFICDE肝动脉频谱主动脉瓣狭窄频谱肾血流图肾血流图正常肾动脉频谱二尖瓣返流频谱正常主动脉瓣频谱盆腔异位肾肿瘤正常肾血流肝硬化腹壁侧枝循环三维超声诊断法

三维超声成像是在二维超声的基础上完成的，即先取得一组二维断层平面图像，然后用计算机进行三维重建。其显示方式主要有表面三维显示、透视三维显示、血管树三维显示及多平面重投影。肝脏肿瘤胆囊息肉胎儿USG诊断的临床应用肝胆肾首选的影像学检查方法检测血流动力学参数、器官血流灌注早期妊娠诊断和围产医学应用计划生育、体检、防癌普查介入性超声诊断和治疗第四章磁共振成像

MagneticResonanceImaging1946年由Bloch和Purcell发现了核磁共振原理1973年英国学者Lauterbur首次报道了核磁共振成像技术磁共振（MagneticResonanceImaging）FelixBlochEdwardPurcell1952年获Nobel奖

LauterburMansfield磁共振（MagneticResonanceImaging）2003年获Nobel奖第一节MRI成像基本原理与设备原理：利用原子核在强磁场内发生共振所产生的信号经图像重建的成像技术。过程：将患者摆在强外磁场中＞发射无线电波（射频脉冲RF）＞瞬间关闭无线电波＞接收患者体内发出的磁共振信号＞重建图像。MRI成像原理含有奇数质子或中子的原子核可产生一定角度的自旋并且在其周围产生磁场.这种特性就是成像基础。现在的MRI图像就是H原子的图像。MR成像原理质子进入磁场前的排列质子进入强磁场后的排列线圈发射无线电波瞬间关掉无线电波受检者摆入外磁场线圈接收信号计算机重建图像医生诊断MRI成像过程磁共振成像基本原理

人体内广泛存在氢原子核，其质子有自旋运动，带正电，可产生磁矩，有如一小磁体。在强磁场下，体内的无数小磁体全沿静磁场方向排列，用特定频率的射频脉冲进行激发，可使这些小磁体吸收能量后发生共振，停止射频脉冲则可使其相位回复到激励前的状态，这一过程称为弛豫。弛豫过程中可发生信号，用这些信号可组成图像。驰豫过程可用两个时间值描述T1

纵向驰豫，自旋-晶格驰豫

90°脉冲激励后，纵向磁化矢量从零向最大值恢复T2

横向驰豫，自旋-自旋驰豫

90°脉冲激励后，横向磁化矢量从最大衰减至零☺平衡态（B0）时，纵向磁化矢量最大，横向磁化矢量为零☺

90°脉冲激励，使横向磁化矢量变最大（恢复至63％）（衰减至37％）MR机第二节MRI图像特点多参数成像——解剖结构逼真，病变与解剖关系明确。描述MRI图像用信号高低表达。高信号表达白影，中等信号表达灰影，低信号表达黑影。多方位成像——横断面、冠状面、矢状面、任意方向断面。3D重组。流动效应——流空现象显示血管腔。质子弛豫增强效应与对比增强——增强检查。MR信号特点SE序列：--T1-W脂肪信号强，优于显示解剖结构T2-W液体信号最强，长于发现病变N（H）显示质子密度

GRE序列：flipangle，扫描速度快，信号强度类似SEIR序列：脂肪、水分离常用的扫描序列SE序列（自旋回波）

TR

（ms)

TE

(ms)

T1加权

200-800（短）15-30（短）

（T1-weighted,T1-WI)

T2加权

1500-20000（长）60-150（长）

(T2-weighted,T2-WI)

质子密度

1500-25000（长）15-30（短）

(ProtonDensity,N(H)）IR序列（反转回波）

TR（短）TE（短）TI（短）

TI<100ms压脂/>1500ms压水第三节MRI检查技术技术较复杂，时间长禁忌：心脏起搏器、人工金属材料（人工关节、动脉瘤夹等）、金属弹片等；危重病人使用生命监护和维持系统时；孕妇。患者要坚持不动，克服幽闭感。第三节MRI检查技术脉冲序列MRI对比增强MRI血管造影MR电影成像水成像功能性成像MR波谱技术T1WT2WFSE序列T1加权T2加权T1WT2W左额叶恶性胶质瘤FLAIRT2W+C右侧颞叶脑梗塞T2WFLAIRMRA腹部MRI多层观察脂肪抑制STIRT1WIT1WIFATT2WIGD+肝癌

MRIT1WT2WSTIR正常股骨MR骨肉瘤T1WT2WSTIR脑血管MRIMR脑血管成像

正常头颅MRA左侧AVM腹部正常MRA动脉硬化下肢静脉曲张成像MR血管造影正常手部动脉网磁共振胰胆管造影

（MRCP）

胰管胆管水成像:MRCP正常肝外胆管系统胆总管远端结石水成像:MRU尿路梗阻MR电影成像心脏MR检查MR心肌功能成像0.050-0.05Vr[m/s]Diastole左壁心梗大

脑

神

经

束

成

像DTI（弥散张量成像）的彩色FA(各向异性分数）图显示大脑的正常神经纤维束胼胝体内囊前肢扣带回额桥束皮丘束内囊后肢（皮质脊髓束，皮质球束,皮质桥脑束）外囊视放射扣带回胼胝体彩色编码的FA图上能显示各神经束的走行方向，红色=左右走行，绿色=前后走行，蓝色=上下走行星形细胞瘤，Ⅱ级（例4）彩色编码的FA图彩色编码FA图显示神经束浸润（短箭）和神经束推移的表现，即受犯的胼胝体和放射冠被推移向内，但仍保持原正常颜色。符合星形细胞瘤（Ⅱ级）诊断。

扣带回

胼胝体

放射冠肿瘤区呈神经束浸润型表现，提示为低度恶性肿瘤，符合星形细胞瘤（Ⅱ级）诊断。瘤周区呈神经束推移型表现，提示无较多肿瘤细胞浸润，为良性或低度恶性肿瘤，符合星形细胞瘤（Ⅱ级）诊断。正常脑功能成像轻度阿尔兹海默病（早老性痴呆）患者视觉记忆编码脑功能图像与正常志愿者比较激活范围减小，仅见视觉相关皮质被激活MR脑灌注成像箭头示病变区低灌注2323232311113第四节MRI诊断的临床应用神经系统，优于CT纵隔病变心脏大血管腹部与盆腔骨关节系统第五章不同成像的观察、分析

及综合应用充分了解和利用各种影像诊断的特点相辅相成，互相补充、印证权衡利弊、有利于患者、综合应用简单方便、安全、无/微创、节省费用X线观察与分析投照技术条件顺序全面而系统地观察区分正常和异常异常：部位、分布、数目、形状、大小、边缘、密度、均匀性、器官功能变化、邻近器官组织改变结合临床和其它影像资料您的诊断是什么结论转移性肺癌何种扫描技术？（平扫or增强）观察方法——窗技术（窗宽、窗位）单帧与系列多帧图像观察

CT分析与诊断

CT观察与分析病变的密度（高、低、等、混杂；与同器官比）位置、大小、形态、数目、边缘增强扫描观察（是否强化、强化形式）邻近器官、组织结合临床资料肝癌三期扫描：“快进快出”动脉期门脉期延迟期USG观察与分析外形边界和边缘回声内部结构特征后壁及后方回声周围回声强度毗邻关系脏器活动情况脏器结构的连续性血流的定性分析血流的定量分析二尖瓣返流频谱MRI观察与分析注意病变信号强度的改变（1）等信号强度（2）低信号强度（3）高信号强度（4）混杂信号强度

肝癌MRI：肝右后叶巨块型肝癌T1WI：低信号T1增强：不均匀强化SPIR-T2WI：高信号MRI观察与分析MRI诊断时注意的看片规律（1）仔细观察各扫描方位，每个序列的每幅图像（2）病变在每个序列中的信号强度和强化方式（3）病变的大小、形态、数目、部位、毗邻关系（4）一些特殊的MR检查如MR水成像、MRA、MRS、fMRI等

小脑星型细胞瘤T1WIT2WIFlairT1+C第二节不同成像方法的优选和综合应用呼吸：X线、CT（纵隔：MRI、CT）心脏及心功能：多层螺旋CT（冠脉、心腔）、MR（心肌）、超声（心腔、心肌）乳腺：超声、钼靶X线摄影、MR骨骼肌肉：X线、CT、MRI肝胆脾胰肾：B超、CT、MRI胃肠道：X线（钡剂造影）、多层螺旋CT中枢神经包括脊柱：MRI、CT第六章

图像存档和传输