医学影像学基础2013.5.9科室讲课

医学影像学基础

杨峻山何谓医学影像学？

医学影像学是在放射诊断学基础上发展起来的，除传统X线检查法外，尚包括CT、MRI、DSA、

ECT、B超和热像图等成像技术在内的影像诊断

学和介入放射学。1895年德国的物理学家伦琴发现了x线；二十世纪50~60年代超声与核素扫描应用；70年代介入放射学迅速发展；70和80年代相继出现了CT、MRI、ECT

（包括SPECT和PET）

学习医学影像诊断学应注意以下几点：1、了解不同成像技术的基本成像原理及其图像特点，由影像表现推测其组织性质；

X线与CT的成像基础是靠相邻组织间的密度差别，黑、白灰度所反映的是对X线吸收值的不同；而

MRI的成像基础是靠组织间的MR信号不同，黑、白灰度所映的是代表弛豫时间长短的信号强度。

2、熟悉器官结构正常和异常影像表现，了解异常表现的病理基础；3、了解不同成像技术在不同疾病诊断中的作用与限度，能恰当选择一种或综合应用几种成像手段和检查方法，来进行诊断；4、在进行诊断时，必须密切结合临床资料（病史、体检和实验室检查），才能作出正确诊断，因为影像诊断的确立是根椐影像表现推论出来的，并未直接看到病变，诊断结果有时与病理不符合，这是影像诊断的限度。

第一章X线成像一、X线的产生：

X线是真空管内高速行进的电子流轰击钨靶时产生的。二、什么是X线：

X线是一种放射能，是一种波长很短的电磁波。

三、X线的特性：１.穿透性：

光是电磁波，有穿透性，而X线能穿透普通光线不能穿的物质，在穿透过程中，被穿透的物质所吸收，

X线的波长比可见光的波长要短得多，肉眼不可见，波长越短，穿透力越强。X线穿透性是X线成像的基础。２.荧光作用：

又称荧光效应，荧光物质：钨酸钙、硫化锌镉等。X线投照在荧光物质上将X线转变为可见光。即放射能作用于荧光物质使荧光物质转变为可见光—荧光。

荧光效应是进行透视检查的基础。３.感光效应：

Ｘ线作用于涂有乳剂溴化银的胶片、使之感光—

产生潜影，经显、定影处理后，感光的溴化银中的

Ag+被还原成金属（Ag），在胶片上呈黑色，照片上黑的地方银离子多，白地地方银离子少，使胶片变成具有黑白对比的图像。感光效应是摄影的基础。４．电离作用：

X线穿透任何物质都可以使该物质产生电离（穿透空气和水均可产生电离），进入人体也产生电离作用，使人体产生生物学方面的改变，即生物效应，用于：a.检查防护情况；b.生物效应：是放射防护学和放射治疗学的基础。

四、X线成像原理

1、X线具有一定的穿透力，能穿透人体的组织结构

2、人体组织存在密度和厚度的差别

3、穿过人体组织后剩余X线的差别利用X线的荧光效应和摄影效应而显示成像

自然对比：

利用人体组织和器官本身密度的差异来形成对比清楚的影像者，称为自然对比。人体组织结构密度可分为：

高密度：骨组织、钙化；---白色

中等密度：软骨、肌肉、实质器官、神经、结缔组织和体液等；——灰白色

低密度：脂肪及气体。——黑色人工对比：当人体内缺乏自然对比时，尤其是中等密度的组织或器官，可以用人为的方法引入一定量的在密度上高于或低于它的物质，使之产生对比显示解剖结构称为人工对比，亦称造影检查。人工对比可使用：阳性对比剂：如钡剂、碘剂；阴性对比剂：如空气等；

五、X线成像设备：

X线机包括X线管与支架、变压器、操作台、检查床和影像增强电视系统

X线机六、X线图像特点：

1、X线图像由自黑到白不同灰度的影像组成，属于灰度成像。是以密度来反映人体组织结构的解剖和病理状态。

2、低密度—黑影；中等密度—灰影；高密度—白影。

3、X线图像是重叠图像，有一定程度的失真。七、X线检查技术：

分为普通检查，特殊检查和造影检查三类

1．普通检查：

①、透视：

a、优点：便宜；方便；能动态观察人体器官的运动情况，可转动病人多方位的观察病变形态。

b．缺点：清晰度较平片差，不能显示微细结构；不能留下永久性资料，不便复查。②、摄片：

2．特殊检查：3．造影检查：①直接引入法：通过人体自然存在的通道将造影剂直接引入器官内或穿刺注入，如胃肠道造影、支气管造影、逆行插管造影、子宫输卵管造影等。②间接引入法：吸收性：淋巴管造影等排泄性：ivp、口服及V胆道造影等

八、X线分析与诊断（一）、原则：1．认识正常：分辨正常、正常变异及病理情况2．分析异常：解释影像所反映的病理变化（分析病变的位置和分布、数目、形状、边缘、密度、邻近器官和组织的改变、器官功能的改变）

3．结果临床：需与病史、体征、症状及其它临床检查结果进行对照分析（二）X线诊断结果基本上有三种情况：

肯定性诊断：X线检查可以确诊，如骨折；

否定性诊断：排除法；

可能性诊断：经过X线检查发现某些X线征像，但不能确诊。只能作出多个可能性诊断。

CT是Hounsfield1969年设计成功，1972年公诸于世的。CT不同于X线成像，它是用X线束对人体层面进行扫描，取得信息，经计算机处理而获得的重建图像。所显示的是断面解剖图像，其密度分辨力明显优于X线图像。从而显著扩大了人体的检查范围，提高了病变的检出率和诊断的准确率。CT也大大促进了医学影像学的发展。由于这一贡献，Hounsfield获得了1979年的诺贝尔医学生物奖。

第二章计算机体层成像

扫描装置(X线球管与探测器)--信息输入

计算机系统

----------------信息处理

图像显示与记录系统

--------信息输出

二、CT图像特点：1、CT图像是由一定数目从黑到白不同灰度的像素按矩阵排列所构成的数字化图像。2、CT图像是可以量化的灰度影像。用CT值量化反映组织对X

线吸收能力差别。某物质的ＣＴ值=１０００×——————————

该物质的吸收系数－水的吸收系数水的吸收系数人体各组织的ＣＴ值为－1000～＋1000ＨＵ，共2000个灰阶单位。而人眼的密度分辨率仅为16个灰阶，即密度相差125ＨＵ人眼才能分辨出来。水的ＣＴ值为０-20，软组织为40－60ＨＵ，差别不到125ＨＵ。所以在普通平片上软组织和体液属同等密度，不能区分。而ＣＴ可设置窗宽窗位，控制ＣＴ值的显示范围。4、CT图像是断面影像,并且可以多平面重建和三维重建显示解剖结构。5、CT图像可受部分容积效应、噪声与伪影等因素干扰。三、ＣＴ检查技术：１、普通ＣＴ：①、平扫：不用增强或造影的扫描；②、增强扫描：血管内注入碘剂后，器官与病变内碘的浓度可产生差别而形成密度对比；③、造影扫描：先做人体器官或结构的造影，然后再行扫描。2、高分辨力CT（HRCT）：用1-1.5mm层厚薄层扫描，是指在短时间内，取得良好空间分辨率CT图像的扫描技术。常用于肺间质，内耳及听骨的检查。普通CT平扫高分辨率CT扫描四、CT的临床应用：￭

CT检查具有很高的密度分辨力，而易于检出病灶，特别是能够较早地发现小病灶，因而广泛用于临床。￭

CT检查于中枢神经系统、头颈部、呼吸系统、消化系统(

消化管除外)、泌尿系统和内分泌系统病变的检出和诊断都具有突出的优越性。CT检查的应用仍有限度。在妇产科领域中的应用；对胃肠道管壁小的病灶和黏膜改变的显示不敏感；骨骼系统的病变，一般应用简便、经济的X线检查多可确诊；CT检查虽能发现绝大多数疾病，准确地显示病灶的部位和范围，但对疾病的定性诊断仍然存在一定的限度。第三章数字减影血管造影DSA的概念：利用计算机处理数字化的影像信息，通过减影处理，消除骨骼和软组织影像，从而得到清晰血管影像的一种成像技术。

一、DSA成像原理：

数字荧光成像(DF)是DSA的基础，DF是用高分辨率摄像管对

IITV上的图像扫描，从而将X线图像像素化和数字化。采用减影技术获得DSA图像。目前常用时间减影法将血管不含对比剂的图像同任意一幅含有对比剂的图像构成减影对，从而得到不同期相的DSA图像。

二、DSA机构成：包括X线管、高分辨率摄像管、计算机、图像显示与记录系统等三、DSA的图像特点：1、数字化减影图像，可以显示血管径路图，但缺乏参照标记图像。2、密度分辨率高，DSA图像中没有原来的骨与软组织影，提高了图像对比质量。3、时间分辨率高，能够实时成像，动态观察血流，具有功能图像特点。4、伪影，主要由图像减影时配准不良产生。

普通血管造影

第五章磁共振成像一、MRI概念：利用原子核在强磁场内发生共振所产生的信号经计算机处理重建而生成的图像。早在1946年Block与Purcell就报道了核磁共振现象并应用于波谱学。Lauterbur1973年发表了MR成象技术，使核磁共振不仅用于物理学和化学，也应用于临床医学领域。二、MR成像原理：

（一）、操作步骤：

将患者摆入强的外磁场中—发射无线电波，瞬间即关掉无线电波—接受由患者体内发出的磁共振信号重建图像。

￭纵向弛豫：

又称T1弛豫。90度射频脉冲停止后纵向磁化恢复至平衡的过程。其快慢用时间常数T1来表示，定义为纵向磁化矢量从最小恢复到平衡态63%所需弛豫时间。￭

横向弛豫：

指在射频脉冲停止以后，质子又恢复到原来的各自相位上的过程，这种横向磁化逐渐衰减过程称为T2弛豫。

T2是横向磁化由最大值衰减至37%时所需时间。

脉冲序列是一系列不同强度射频脉冲的组合，它决定着将从组织获得何种信号。两次射频脉冲之间的时间间隔为重复时间(TR)，TR的长短决定着MR图像上能否显示出组织