1、,醫(yī)學影像學 (medical imaging),總論,醫(yī)學影像學范疇,放射診斷學 ： X線檢查 DSA CT MRI 介入放射學： 血管和非血管性 超聲診斷學： B超 超聲心動圖 核醫(yī)學： SPECT（單光子發(fā)射體層成像） PET（正電子發(fā)射體層成像） PET-CT/PET-MR,醫(yī)學影像學,影像診斷學（diagnostic imaging),放射診 斷學（diagnostic radiolog） 介入放射學(interventional radiology),醫(yī)學影像學簡史,1895年德國物理學家Wilhelm Conrad Rontgen發(fā)現(xiàn)了X線 上世紀50年代出現(xiàn)超聲成像 （Ultr

2、asonography）,y閃爍成像（y- scintigraphy）,醫(yī)學影像學簡史,上世紀70-80年代：x線計算機體層成像（x- ray computed tomography CT),磁共振成像 （megnetic resonance imaging，MRI),單光 子發(fā)射體層成像（single photon emission computed tomography，SPECT),正電子發(fā) 射體層成像（positron emission tomography， PET),醫(yī)學影像學簡史,近20年影像進一步發(fā)展：功能成像，分子 影像 介入放射學：始于20世紀40年代，發(fā)展在 60-70年

3、代，1976年國際首次提出“介入放 射學” 圖像存檔與傳輸系統(tǒng)（picture archiving and communication system,PACS),1895年發(fā)現(xiàn)X線,影像發(fā)展,影像發(fā)展,DSA,CT,MRI,學習醫(yī)學影像學的要求,熟悉影像檢查方法、成像基本原理，圖像 特點 熟悉介入放射學的內(nèi)容及適應癥 掌握圖像的觀察，分析和診斷方法 掌握不同成像技術(shù)的診斷價值與限度，,醫(yī)學影像學,影像診斷學（diagnostic imaging),放射診 斷學（診斷放射學）（diagnostic radiolog） 介入放射學(interventional radiology),X-線成像,X

4、-線的產(chǎn)生：球管內(nèi)高速行進的電子流撞 擊鎢靶時產(chǎn)生 裝置：x線管、變壓器和控制器 產(chǎn)生過程： X線管燈絲加熱自由電子（陰極）撞擊陽極X線（1） 低壓變壓器 高壓變壓器,X 線 產(chǎn) 生 的 裝 置,X線的產(chǎn)生,同濟醫(yī)院,控制臺,高壓發(fā)生器,X線的特性,穿透性(penetrativity):攝影、透視 電磁波、波長短（0.031-0.008nm），穿透性強 熒光作用(fluorescence)：透視 激發(fā)熒光物質(zhì)（硫化鋅鎘、鎢酸鈣，波長） 感光作用(photosensitization)：攝影 溴化銀銀離子-還原金屬銀（黑色）,X線的特性,電離作用(ionization)與生物效應 (biolog

5、ical effect)：放療，檢測X線量,X線成像原理,三個基本條件 穿透性 熒光作用 感光作用 人體組織結(jié)構(gòu)的密度、厚度差別 高密度（骨） 中等密度 （軟組織） 低密度（脂肪）,不同密度組織（厚度相同）與X線成像關(guān)系,X線圖像的特點,灰價成像，影像疊加和放大失真,組織密度低、薄-吸收X線少-圖像黑；,高、厚-多-白,X線成像技術(shù),傳統(tǒng)x線成像 數(shù)字x線成像（CR、DR、DSA、） 計算機X線攝影(computed radiography,CR) 數(shù)字X線攝影(digital radiography,DR) 數(shù)字減影血管造影(digital subtraction angiography,D

6、SA),數(shù)字X線成像技術(shù),優(yōu)點： 攝影信息的數(shù)字化，有利于圖像儲存、 傳輸 提高圖像的顯示能力 進行多種后處理 降低輻射劑量,同濟醫(yī)院,DSA血管機,數(shù)字減影血管造影,傳統(tǒng)血管造影,DSA,X線檢查技術(shù),常規(guī)檢查： 透視(fluroscopy) x線攝影(plain film radiography) 特殊檢查 軟X線攝影（soft ray radiography) 體層攝影（tomography） X線減影技術(shù),透視,攝影,特殊檢查：,X,線 檢 查 技 術(shù),28,乳腺攝影,肝曲的充盈缺損 橫結(jié)腸、升結(jié)腸的重疊分離困難 斷層圖像很好地分離了重疊影像， 并且明確顯示腸壁腫塊形態(tài).,體層成像,標

7、準胸片,軟組織,骨組織,能量減影 Dual-Energy Subtraction,X線檢查技術(shù),造影檢查（contrast examination 將高密度或低密度物質(zhì)引入缺乏自然對比 的結(jié)構(gòu)或器官內(nèi)，使之產(chǎn)生對比以顯影的 方法 對比劑： （contrast media） 檢查方法,對比劑,分類： 高密度對比劑：鋇劑和碘劑 低密度對比劑：氣體。 碘劑分為有機碘和無機碘，后者基本不用。水溶 性有機碘對比劑，主要用于血管造影和血管內(nèi)介 入技術(shù)； 水溶性有機碘對比劑分兩型： 離子型，如泛影葡胺（urografin）； 非離子型，相對低滲性、低黏度、低毒性，減 少了毒副反應,檢查方法,造影方法： 直接

8、引入： 口服：食管及胃腸鋇餐檢查； 灌注：鋇劑灌腸、逆行尿路造影及 子宮輸卵管造影 穿刺注入或經(jīng)導管注入器官或組織：如心 血管造影；,造影檢查方法：直接引入,口服法,灌注法,穿刺法,膀胱造影,檢查方法,造影方法： 間接引入： 經(jīng)靜脈注入，對比劑經(jīng)腎排入泌尿道內(nèi)， 而行尿路造影，膽道造影 口服造影：膽囊,排 泄 法,造影檢查方法：間接引入,X線檢查的安全與防護,X線照射人體可以產(chǎn)生一定的生物效應，超 過劑量可導致放射性損傷， 掌握適應癥 孕婦和兒童盡量少用 早期孕婦（3月）禁止,X線檢查的安全與防護,防護三原則 應遵循屏蔽防護、距離防護、和時間防護 的原則。,圖像觀察與分析,按一定順序全面系統(tǒng)的

9、觀察， 結(jié)合臨床重點觀察相關(guān)器官和組織。 對病變的觀察與描述 病變的位置與分布； 病變的數(shù)目 形態(tài)、大小、密度、邊緣 伴隨征象 鄰近器官、組織改變 功能改變,X線計算機體層成像 （x-ray computed tomography CT）,由英國工程師Hounsfield CN發(fā)明設計， 1971年應用臨床，1979獲諾貝爾獎,CT,CT成像基本原理 用X線束對人體檢查部位一定厚度的層面進行 掃描，由探測器接收該層面各個不同方向的人體 組織對X線的衰減值，經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換輸入計算機處 理后得到掃描層面的組織衰減系數(shù)的數(shù)字矩陣， 再將矩陣內(nèi)的數(shù)值通過數(shù)/模轉(zhuǎn)換，用黑白不同的 灰度等級在熒光屏顯示，即

10、CT圖像,CT 工作原理,CT圖像特點,圖像由一定數(shù)目從黑到白不同灰度的像 素按矩陣排列所構(gòu)成。矩陣256256或 512512。像素越小，數(shù)目越多，圖像 越細致，空間分辨力（spatial resolution） 高。CT圖像的空間分辨力不如X線圖像高。,CT診斷技術(shù)的若干概念,像素（Pixel）:組成一幅CT圖像的基本單元； 體素（Voxel) ：一定厚度的層面按矩陣排列的若 干 個小立方體，小立方體即為體素。 矩陣(matrix):表示一個橫成行、縱成列的數(shù)字陣列 空間分辨率（spatial resolution）：又稱高對比 分度辨率,顯示組織幾何形態(tài)的能力；像素越小， 分辨率越高 密

11、度分辨率(density resolution)： 分辨兩種組織 間最小密度差異的能力；,CT診斷技術(shù)的若干概念,CT值： 體素的相對X線衰減度（該體素組織對X 線的吸收系數(shù)） 用定量的數(shù)字表示; 單位為hounsfield unit,HU 水 0Hu，氣 -1000Hu, 骨 +1000Hu， 窗寬(window width):16個灰階所包括的CT值范圍 窗位(window level):又稱窗中心，指窗的中心位置 部分容積效應(partial volume effect)： 偽影(artifact),CT診斷技術(shù)的若干概念,1 高密度 2 等密度,3 低密度 4 混雜密度,CT類型,普通

12、CT 螺旋CT: 單排、多層（排）螺旋CT（320） 雙源CT 能譜CT 電子束CT,螺旋CT檢查,螺旋CT(spiral CT,helical CT),也稱容積CT 優(yōu)點： 掃描速度快 容積掃描、采集 進行高質(zhì)量的重組,Multislice CT,Examination Methods,CT檢查主要優(yōu)勢,密度分辨力高（10-20倍） 對密度進行量化 圖像無重疊 多種后處理技術(shù),CT檢查局限性,掃描圖像為斷面圖像，常需要后處理 存在部分容積效應 較高輻射劑量 存在偽影（硬化、交界面）,CT檢查技術(shù),平掃（plain scan) 對比增強掃描(contrast enhancement scan)

13、 CT能譜檢查,對比增強檢查,普通增強檢查 多期（動態(tài)）增強檢查 CT灌注成像（CT perfusion imaging) CT血管成像（CT angiography,CTA）,不同Phase,多排螺旋CT在顱腦檢查的臨床應用,CBV ml.100g-1,CBF ml.100g-1.min-1,MTT sec,椎 動 脈,頸 動 脈 與 椎 動 脈,頸,與 頭,頸動,部脈,靜、,脈椎,系動,統(tǒng)脈,減影技術(shù)的完美 部血管成,多排CT血管造影的臨床應用,CT檢查技術(shù),特殊掃描 造影CT檢查 薄層掃描(thin slice scan)：5mm 重疊掃描(overlap scan) 靶掃描(targe

14、t scan) 高分辨率CT掃描(high resolution CT scan) 2mm 高空間分辨率算法重建,薄層掃描價值,哪個圖像最清晰？,靶掃描， 5毫米,常規(guī)掃描， 5毫米,圖像后處理技術(shù),二維顯示技術(shù)： 薄層面重組 多平面重組MPR（multi-planar reformation） 曲面重組CPR（curved planar reformation）,MRP,左鎖骨下動脈重度狹窄,圖像后處理技術(shù),三維顯示技術(shù)： 最大強度投影MIP（maximum indensity projection） 最小強度投影minIP（minimum intensity projection） 表面遮

15、蓋顯示 SSD（surface shaded display） 容積再現(xiàn)VR（volume rendering ）,多種方法，充分顯示肺內(nèi)小結(jié)節(jié)的位置、形態(tài)、大小等特征,MPR,MIP Min-IP,SSD,外生骨疣,半椎體,圖像后處理技術(shù),其它后處理技術(shù)： CT仿真內(nèi)鏡CTVE（CT virtual endoscopy ） 結(jié)構(gòu)分離、肺結(jié)節(jié)分析、心功能分析等,CT仿真氣管鏡,CT仿真結(jié)腸鏡,心臟臨床圖像,CT圖像觀察特點,從上至下全面系統(tǒng)的觀察，必要時多平面觀察 不同窗寬、窗位觀察 測量CT值（密度） 平掃與增強相結(jié)合 動態(tài)增強觀察多期改變,磁共振成像 （megnetic resonance

16、 imaging，MRI）,MRI發(fā)展,2003年,Lautebur和Mansfield 同獲Nobel醫(yī)學獎,MRI設備,主磁體、梯度系統(tǒng)、射頻系統(tǒng)、計算機及 數(shù)據(jù)處理，線圈等輔助設備等。 主磁體用于產(chǎn)生強外磁場，常用的有超導 型和永磁型。永磁型磁體磁場強度最高可 達0.5T；醫(yī)用超導MRI設備所用的磁場強度 一般為0.353.0T。,MRI成像原理,人體處在磁場中，組織內(nèi)的氫質(zhì)子受到特定頻 率的射頻脈沖激勵后發(fā)生磁共振，當RF脈沖停止 后，質(zhì)子在弛豫過程中產(chǎn)生MR信號，被接受、經(jīng) 過計算機處理獲得MR圖像,磁場及其作用 磁場的概念：是一個客觀的物質(zhì)場， 對磁性的及可磁化的微粒可產(chǎn)生一個力，

17、 這個力在空間某處的強度，稱為磁感應強度或磁 場強度。用Tesla作單位。,作用：磁化 無外磁場時，自旋磁矩雜亂排列， 磁矩方向不同，互相抵消，磁化強度為 零，磁化矢量為零。 有外磁場時，自旋磁矩沿外加磁場 方向排列磁化。方向與主磁場一致 （低能）或相反（高能）前者稍多,無磁場情況下，質(zhì)子處于雜亂無章的排列狀態(tài)。當把它 們放入一個強外磁場中，就會發(fā)生改變。它們僅在平行 或反平行于外磁場兩個方向上排列。,射頻脈沖激發(fā) Radio Frequence Pulse，RF RF1H：低能高能 磁共振現(xiàn)象：質(zhì)子只能接受與它進動頻率相等 的脈沖 翻轉(zhuǎn)角（Flip Angle）：90、180、 90,核磁弛

18、豫,RF停止，磁化（M）平衡 l 弛豫過程:relaxation process縱向、橫向 l 弛豫時間 Relaxation time，ms,縱向弛豫過程,橫向弛豫過程,正常組織T1、T2差別是磁共振成 像的基礎(chǔ)。T1和T2二者同時存在，只 是所占比重不同。以T1差別為主的叫,T1加權(quán)（T1WI），以T2差別為主的 叫T2加權(quán)（T2WI）。,正常組織自旋,晶體馳豫時間T1,(毫秒),骨骼肌 肝 脾 骨 眼 腦皮質(zhì) 腎 血液 膽管 CSF,90 110 140 170 250 290 190 220 240 260 250 300 300 320 340 370 250 300 300 100

19、0,表2,表1,MRI序列基本原理,自旋回波：（Spin echo ，SE）序列 90180Echo 反轉(zhuǎn)恢復：（Inversion recovery，IR）序列 18090 180 Echo 梯度回波：（Gradient Echo，GRE）序列 90 梯度場變化 Echo,肝豆狀核變性,SE,IR,GRE,重復時間,回波時間,SE 常規(guī)序列： TRRepetition Time TEEcho Time T1WI， T1 Weighted Image T2WI，,T1加權(quán) T2加權(quán),PdWI Proton density質(zhì)子密度加權(quán)像,黑影 = 信號強度降低（長T1和短T2） 白影 = 信號強

20、度增高（短T1和長T2） 人體正常組織在T1WI和T2WI上的灰度,MRI圖像特點,灰階成像 圖像信號高低反映水、脂肪、礦物質(zhì)含量 及狀態(tài)，質(zhì)子的狀態(tài)、流動速度，成像的 序列,流空效應,高軟組織對比（分辨） 多序列、多參數(shù)、多平面成像 功能成像、分子水平診斷 血管成像可不需造影劑 更多特異性造影劑 無骨偽影(后顱凹) 無輻射損傷,MR的優(yōu)點,近臻極致的顱腦成像,腦 梗 死,腦多序列檢查（形態(tài)功能）,NPA,T2,SPIO,增生和轉(zhuǎn)移淋巴 結(jié) T1,MR的缺點：,成像速度相對較慢 鈣化灶不易被顯示 偽影及鬼影 體內(nèi)裝起搏器者禁忌 其它禁忌,膠質(zhì)瘤（CT與MRI對比）,MRI檢查方法,MR平掃：多

21、種序列 對比增強檢查：多種對比劑（釓、鐵）， 特異與非特異對比劑 MRA：對比增強與非對比增強MRA MR水成像 功能磁共振成像（fMRI）：狹義、廣義,小肝癌,MR水成像,功能磁共振成像（fMRI）,血氧水平依賴成像（BOLD） 擴散加權(quán)成像（DWI） 擴散張力成像（DTI） 磁共振波譜分析（MRS） 灌注成像（PWI） 其它,功能磁共振成像(functional magnetic esonance imaging,fMRI) 血氧水平依賴（blood oxygenation level dependent,BOLD) 擴散加權(quán)成像(Diffusion Weighted Imaging- D

22、WI),擴散張量成像(Diffusion Tensor Imaging,DTI) 波普分析（MR Spectroscopy- MRS) 灌注加權(quán)成像(Perfusion Weighted Imaging- PWI),腦功能成像 BOLD,(血氧水平依賴成像),擴散加權(quán)成像 (DWI),女性，58歲，4.5小時急性,T2WI,DC,腦梗死 ADC eA,腦膜瘤,腦膜瘤,常用參數(shù) rCBF: 腦血流 rCBV: 腦血容量 MTT: 平均通過時間,灌注成像 PWI,肥厚心肌病（流出道狹窄）,MRI檢查應注意的問題,對有金屬的部位不能檢查或偽影重 幽閉、恐懼患者不適宜 癲癇持續(xù)狀態(tài)者禁止檢查 3月內(nèi)孕婦禁止檢查,MRI圖像觀察要點,多序列圖像觀察 充分應用MRI