医学影像学《CT总论、MR总论、X线总论、CR、DR总论》精美课件

医学影像学总论医学影像学利用辐射（电离辐射、无线电波、机械波）采集人体的结构和功能信息并形成图像，利用所获取的图像来诊断或指引治疗的临床医学学科医学影像学影像诊断学介入影像学放射诊断学临床核医学超声诊断学X线诊断学CTMRIDSA介导CT介导MRI介导USG介导MedicalimagingDiagnosticimaging

DiagnosticradiologyDiagnosticultrasonograghyInterventionalimagingPETCT（MR）SPECT放射性核素治疗超声聚能治疗肝门区肝癌导致的胆道闭塞第一节Ｘ线的产生与性质一、X线(X-ray)的产生高速行进的电子流被物质阻挡即可产生X线，具体发生在X线管内三个条件：1：自由活动的电子群， 6~12V，灯丝

2：电子群以高速运行， 40~150KV-高压

3：电子群在高速运行时突然受阻-钨靶、钼靶Ｘ线管(X-raytube)构造示意图能量：>99%变为热,<1%变为X线高压发生器阴极灯丝电源X线＋－二、Ｘ线的性质1.Ｘ线的本质:X线是波长很短的电磁波，以光的速度

(3×108m/s)直线前进 *波长范围0.0006nm~50nm *X线诊断用0.031nm~ 0.008nm （40~150KV）

(nm=mμ=10－9m)X线波段2.Ｘ线的特性：穿透性(penetrability)

能穿过可见光不能穿过的物体。管电压高、X线波长短穿透力强。X线穿过时会被衰减。其穿透能力也与所穿过的物质的厚度、密度相关—成像基础detector组织间密度差异荧光屏screen片盒/胶片film检测器detector荧光效应(fluorescenceeffect)

能激发荧光物质发出可见光。X线→荧光物质（钨酸钙）→荧光——透视基础

感光效应(photosensitivity)⑴.可使溴化银感光形成潜影。溴化银（Ag+）→Ag（黑色）。⑵.使影像板（IP、DR板）的感光元件产生电信号，经计算机处理形成图像——摄影基础 以上特性可用于成像电离效应(ionizingeffect)

X线通过物质时可以电离分子，从而破坏分子结构—生物学效应是辐射防护与放射治疗的基础X-ray＋－分子第二节Ｘ线成像原理一、

X线成像的基本条件①X线特性：穿透性、荧光效应、摄影 效应②人体组织的密度、厚度差别致对X线衰减不同③胶片、影像板感光或荧光屏显像使人体的器官和组织形成黑白对比、有层次的荧光显像、照片或电子影像12说明：

1为没有经X线照射的胶片

2为经X线照射的胶片

二、

物体（或人体组织器官）的密度与厚度这两个因素经常综合影响X线成像

1.物质密度

物质比重

X线衰减量

1/照片黑化度

2.物体在X线方向上的厚度

X线衰减量

1/照片黑化度加试管图不同密度物质的实物与实物相对应的X线摄影BaSO4粉笔76%的泛影葡氨16%的泛影葡氨水空气实物X线照片2.物体厚的部分，吸收X线多，透过X线少； 薄的部分则相反，如图示：此片中的金属丝虽细但因其密度高而显示的阴影与纵隔的一样白此为一不合格的胸片!透视荧屏(screen)上的影像X线照片(X-rayphotograph)上的影像荧光屏（激发荧光物）X线（波长短不可见）可见光X线片（溴化银）银＋还原的银原子（黑色）显影定影影像板计算机穿透力不足的胸片补穿透正常的胸片穿透力正常的胸片肺内实变病灶的密度比周围含气肺组织高，因此病灶相对较白而被显示（↑）3.人体组织有密度(density)与厚度的差别:自然存在的差别——自然对比(naturalcontrast)组织比重(水的比重为1)

吸收比密度照片影像密度骨骼1.95.0高白软组织（包括体液）1.01~1.061.01~1.10中灰白脂肪0.920.5低灰黑气体0.00130.001最低黑Ｘ线图像的缺点重叠——因X线透过人体的前后所有 的组织和器官②放大由于点光源的近距离投影歪曲失真如阳光下的人影密度分辨率不高第三节Ｘ线成像设备及检查技术灯丝变压器

高压变压器

X线开关

千伏电压表

X线管

靶

灯丝

X线机主要部件示意图

Kv

mA

交流电源

灯丝调节器

mA电流表

自耦变压器

一、X线发生装置-X线机 三个部分：如图示①X线球管；②变压器；③控制台X线球管变压器操作台二、X线接收装置及检查技术

接收装置： *X线胶片

X线使银盐感光，感光的银盐离子还原为银原子，经显影、定影后留在胶片上，未感光的银盐被定影液溶去，从而形成黑白图像*IP板、DR平板*荧光屏(影像增强器+CCD)

X线检查技术(一)X线摄影平片 （管电压40-100KV）高仟伏摄影 （管电压120KV以上）软X线摄影 （管电压40KV以下）体层摄影放大摄影荧光摄影透视检查(+影像增强器)胸部平片补高千伏胸片软射线摄影图示：右侧乳腺癌左侧乳腺增生RL体层摄影术(tomography)特点∶不观察的层面模糊观察的层面清楚胶片运动方向球管运动方向观察的层面体层摄影显示钙化的淋巴结更清楚肺炎？肺不张？

DR的断层融合技术可一次曝光得到数十层断层图像，可连续显示2.造影检查(contrastexamination)

将某些高密度或低密度的物质引至缺乏天然对比的某些器官的腔内或周围，以改变器官间的对比，达到更好显示的目的。这些物质称为对比剂(contrastmedia)，这种方法称为造影或人工对比

高密度造影剂（Ba剂、碘剂）低密度造影剂（空气、CO2

、O2）造影方法直接引入法、间接引入法高密度造影剂上消化道钡餐检查（口服BaSO4、直接引入法）图示为静脉肾盂造影高密度造影剂静脉肾盂造影(IVP)

静脉注射有机碘水（间接引入法）腹部平片对照补造影片腹膜后气体造影（注射空气、间接引入法）低密度造影剂腹部平片对照（二）X线透视(X-rayfluoroscopy)

了解器官的动态变化（二）X线透视

了解器官的动态变化（二）X线透视

了解器官的动态变化（二）X线透视

了解器官的动态变化（二）X线透视

了解器官的动态变化（二）X线透视

了解器官的动态变化（二）X线透视

了解器官的动态变化（二）X线透视

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了解器官的动态变化（二）X线透视

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了解器官的动态变化（二）X线透视

了解器官的动态变化（二）X线透视

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了解器官的动态变化（二）X线透视

了解器官的动态变化（二）X线透视

了解器官的动态变化（二）X线透视

了解器官的动态变化（二）X线透视

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了解器官的动态变化（二）X线透视

了解器官的动态变化（二）X线透视

了解器官的动态变化（二）X线透视

了解器官的动态变化（二）X线透视

了解器官的动态变化（二）X线透视

了解器官的动态变化（二）X线透视

了解器官的动态变化（二）X线透视

了解器官的动态变化（二）X线透视

了解器官的动态变化（二）X线透视

了解器官的动态变化（二）X线透视

了解器官的动态变化（二）X线透视

了解器官的动态变化（二）X线透视

了解器官的动态变化（二）X线透视

了解器官的动态变化（二）X线透视

了解器官的动态变化（二）X线 透视

了解器官的动态变化计算机体层成像(CT)

什么是CT?CT=Computedtomography电子计算机体层摄影术X球管胶片X线摄影的缺点：重叠、放大、扭曲、组织分辨率低常规X线摄影上世纪７０年代有人试图解决此问题历史回顾1972年Mr.Hounsfield英国EMI公司推出MARK1扫描时间：270s头颅机CT机的基本结构:扫描机架、扫描床、计算机及显示器、存储器和照相机，如图所示高压发生器人模\数转换器对比增强器Computer数\模转换器显示器照像机2

第一代平移/旋转式存储器13特点：慢，5分钟~10分钟扫描一层，只做头颅检查1st2nd3rd4th早期步进CT容积CT双源CT能量CT多排螺旋CT单排螺旋CTCT设备的发展第一节CT的基本知识CT的成像原理51298x2x1x3x4x1+x2=5x2+x4=9x3+x4=12x1+x3=8x1=3;x2=2;x3=5;x4=7

CT成像原理(图示)

CT图像的单位容积(体素）和像素数字矩阵几个有关的CT技术常用术语CT值：单位HU组织的吸收系数与(骨.水.空气)三种组织之间的相对值骨皮质+1000HU水0HU空气-1000HU软组织+20~+50HU脂肪组织-70~-90HU★窗宽(windowwidth,WW)与窗位(windowlevel,WL)因为CT机能分辨2000的CT值，人的肉眼只能分辨黑白的16个灰阶，因此人为引入的概念窗宽是指图像(由黑到白)所包含CT值范围窗位是指图像上所包含CT值范围的中心值CT图像要有适当的窗宽窗位才有利于病变的观察WL50WW100★窗宽=100；窗位=50时图像由黑到白包含有100个CT值100以上全白，0以下全黑，中间为5016个灰阶的每个灰阶含100/16=6.2HU

超过6.2HU的组织肉眼可辨，如肝癌与正常肝组织相差10HU左右窗宽改为1000，或窗位不在肝组织都看不见肝癌肝癌肝组织+50（窗位）骨+1000水0空气-1000脂肪组织-70＋100全白全黑（窗宽）合适的窗宽窗位WW=100；WL=50肝癌骨+1000水0空气-1000＋550全白全黑（窗宽）－450窗宽过大WW=1000；WL=50肝组织+50（窗位）脂肪组织-70肝癌骨+1000水0空气-1000脂肪组织-70＋100全白全黑（窗宽）窗宽过小WW=1；WL=50肝组织+50（窗位）肝癌肝组织+50（窗位）骨+1000水0空气-1000脂肪组织-70＋100全黑（窗宽）窗位不在肝组织只见骨皮质WW=100；WL=1000选择适当的窗宽窗位肺窗腹膜窗骨窗软组织窗胆囊结石、穿孔、周围脓肿组织密度与对比度骨结石肌脓液肝、肾脂肪D0骨结石肌脓液肝、肾脂肪D0+CNoCCT值是绝对的，各种组织结构的密度差别是相对的第二节CT的分类按扫描方式与功能分为:

常规CT 螺旋CT 电子束CT人探测器普通CT螺旋CTX线管电缆电缆探测器探测器滑环电刷X线管螺旋CT扫描方式螺旋CT特点：解除电缆束缚速度快，时间小于等于1秒容积扫描多排螺旋CT探测器４－３２０成像平面多排螺旋CT第三节

CT的检查方法一、平扫(plainscan)二、增强扫描(contrastenhancementscan)(1)常规增强扫描；（2)分期、动态或灌注扫描；（3）延时扫描三、造影CT扫描(1)椎管脊髓造影CT；（2)脑池造影CT；（3）胆系造影CT四、特殊扫描方法（1）放大靶扫描；（2)高分辨扫描室管膜瘤平扫室管膜瘤常规增强扫描

小肝细胞癌平扫小肝细胞癌动脉期小肝细胞癌门脉期动脉期（高）静脉期（等）静脉晚期（低）平扫（低）（动态增强扫描）FNH肝血管瘤(延时扫描)瘤体边缘先出现结节状强化(A)，与血管密度相近，随时间推移，强化逐渐向中心扩展，直至全瘤充填(C)ABC椎管脊髓造影CT肺叶及肺段常规高分辨CT常规螺旋CT扫描高分辨螺旋CT扫描第四节图像后处理技术多平面重组(multiplanarreformation,MPR)三维立体图像容积再现及分割显示包括最大强度投影（maximumintensityprojection,MIP)、表面遮盖、透明化等CTA仿真内镜(virtualendoscopy)腹主动脉假性动脉瘤（MPR）高分辨曲面重组主动脉夹层主动脉夹层支架置入和旁路人造血管术后MIPVRVRCTA（VR）表面三维成像

CAD自动分离、自动浏览、病灶锁定结肠癌至今，ＣＴ完全克服了普通Ｘ线摄影的不足并且能显示后者不能显示和后者不能做的事情

磁共振成像（MRI）

第一节磁共振成像（MRI）的基本原理

ThebasicprincipleofMRI

磁共振成像显示的是物质的化学成分和分子的结构及状态，而不是显示物质的密度磁共振是利用电磁波成像，而不是利用电离辐射（如X线、γ射线）或机械波（超声波）NMR：NuclearMagneticResonance（核磁共振）NMRI：NuclearMagneticResonanceImaging（核磁共振成像）NMRI=MRIMRI：利用原子核在磁场内发生NMR所产生的MR信号经图像重建获得图像的一种成像技术，物理学基础是NMR现象NMR现象：1946年

Bloch（斯坦福大学）

Purcell（哈佛大学）

1952年：诺贝尔物理学奖Bloch（1905~1983）Purcell（1912~）1950‘sNMR已成为研究物质分子结构的一项重要的化学分析技术1960‘s用于生物组织化学分析，检测生物体内H、P、N的NMR信号1970‘sNMR+medicaldiagnosis1976HinshawgotthefirstNMRimageofhumanhand1980’sfirstcommercialNMRequipment NMR→MRI1990’s→usedextensivelyNS质子进入外磁场后的排列状态图1图2进入外磁场前（图1）质子排列杂乱无章，外加外磁场后质子呈有序排列（图2），低能态的质子比高能态的略多原理↔第二节MRI的基本设备

ThebasicequipmentofMRI第二节MRI的基本设备主磁体—据磁场产生的方式分为永久磁体、阻抗磁体和超导磁体三种MR信号产生、探测与编码梯度线圈、射频发射器及MR信号接收器数据处理、图像重建、显示与存储模拟转换器、计算机、磁盘、存储设备数据处理电源操作与显示扫描孔主线圈射频线圈梯度线圈MRI设备示意图1、主磁体（mainmagnet)作用：产生高、稳定、均匀的磁场按磁场产生的方式可分为：

A.永磁体(permanentmagnet) <0.5T,磁场均匀度不够好,制造、 运行成本较低

B.常导电磁体(resistivemagnet) <0.5T,磁场均匀度也不够好, 运行 中耗电并须冷却

C. 超导电磁体(superconductive magnet) 0.35-7.0T,磁场均匀度好,制造 成本 高,运行中消耗液氦线圈(coil)

作用:发送射频无线电波和接收磁共振信号附属设备(affiliatedequipment)

电磁波屏蔽和磁屏蔽

ShieldoffRFandmagneticfield第三节影响信号强度的因素

ThefactorseffectingsignalintensityX线、CT图像的黑白、明暗的对比取决于不同组织的密度；而MR图像的黑白、明暗的差别取决于不同组织的信号强度影响磁共振图像信号强度的因素有：1.质子密度(protondensity)pWIProtondensityweightedimaging流动效应

(flowavoideffect)血流900脉冲激励层面（900）垂直于激励层面的快速流动的血液团不能在SE序列时接受900、1800两个脉冲激励产生回波，因此，流动的血液无信号（流空效应）血流1800脉冲激励层面（1800）3.纵向驰豫时间(longitudinalrelaxationtime,T1)T1WI4.横向驰豫时间(transverserelaxationtime,T2)T2WI脉冲序列(pulsesequence)

(获取MRI图像的程序,proceduretoobtainMRI)SET1WISET2WIIRstirTRTE2TE2TEMR图像①自旋回波脉冲序列（spinechosequence)90090018001800900脉冲－－等待TE/2－－1800脉冲－－等待TE/2－－记录信号，称为自旋回波序列[spinecho(SE)pulsesequence]SE②梯度回波序列（gradientechosequence,GRE）是常用的快速成像序列。空间分辨力和信噪比均较高，可获得准T1WI、准T2WI及准PdWI，主要用于腹部、心血管、与流动液体相关成像及骨关节成像③脂肪抑制(Fatsuppression)抑制由脂肪引起的高信号，以区别其它原因如水肿、肿瘤、出血、黑色素颗粒及对比增强所致的高信号④反转恢复脉冲序列反转恢复脉冲序列(inversionrecovery,IR）是一种特殊的成像序列，其有一个重要的成像参数称反转时间（timeinversion,TI),主要用于脂肪抑制(如STIR序列）和水抑制（如FLAIR序列）头部不同TI的STIR序列图像⑤回波平面成像回波平面成像（echoplanarimaging,EPI）是新开发的快速成像技术，获得一个层面可短至20ms，主要用于功能成像脑部EPI序列弥散加权成像序列图像，图示为新鲜脑梗塞b=50b=500b=1000 ④水成像水成像（hydrography）又称液体成像（liquidimaging）是采用长TE技术，获得重T2WI，突出水的信号，并用脂肪抑制技术，使含水器官清晰显影。具体有：

MR胰胆管造影（MRcholangiopancreatography, MRCP）

MR尿路造影（MRurography,MRU）

MR脊髓造影（MRmyelography,MRM）胆总管远端癌MRCP

MRU 6.磁共振成像的强化(enhancementofMRI)

非特异性细胞外液间隙对比剂

(no-specificextracellurlarspacecontrastagent)

目前常用的都是钆螯合物(chelate)Gd-DTPA

（维影钆胺）

7.磁共振血管成像（MRA） 平扫:时间飞跃（timeofflight,TOF）法和相 位对比（phasecontrast,PC）法 增强MRATOF-MRACEMRA第四节某些正常和病理组织的MR信号

MRsignalsofsomenormaland pathologicaltissues1、体液（bodyfluit)

包括脑脊液、尿液、水肿液和体腔和囊肿内的蛋白质含量低的液体

T1WI 低信号

T2WI 高信号

2、脂肪（fat)

包括含甘油三脂（triglyceride)的脂肪组织、分化好的脂肪组织来源的肿瘤和含脂肪的黄骨髓

T1WI 高信号

T2WI 高信号

3、出血（bleeding,hematoma)

血管破裂血流出形成血肿

出血后血肿内的变化：

1，铁离子Hb++→Hb+++→Hemosiderin

2，铁的分布在完整的红细胞内→红细胞破裂

铁流出，分布不均匀→均匀

3，血肿内的水由于红细胞破裂、血红蛋白流

出血肿内渗压增高，水分增加

急性血肿（＜3d）

T1WI等信号

T2WI低信号

亚急性（3~15d）慢性（＞15d）

T1WI高信号

T2WI高信号亚急性出血,RBC未破裂亚急性出血,RBC基本上已完全破裂脑出血的结局：脑软化灶+亚铁血黄素沉着4、肿瘤（tumor)

大多数肿瘤

T1WI低信号

T2WI高信号

原因：肿瘤的含水量高于其起源组织

少数肿瘤

T1WI高信号

T2WI低信号

原因：肿瘤内含特殊物质，如黑色素瘤 中的黑色素5、心腔、血管腔、动脉瘤腔等

(Thelumenofheart,vesselsandaneuirysm)

由于血流的流空效应，一般表现为无信 号或极低信号，但应用顺磁性对比剂或用 特殊序列也可使流动的血液表现为高信号+C

Blackblood6、骨、韧带、钙化（osseoustissue,ligamentandcalcification)

骨皮质、骨小梁和韧带、肌腱在各序列的图像上均为低信号，但小梁常因部分容积效应而不能很好显示

钙化在多数情况下为低信号，有时可表现为高信号DiscussionMRI的优越性(TheadvantagesofMRI)

不具已知的生物学危害 多种参数成像，软组织分辨率高 可作任意方向的切面检查 不用含碘的对比剂，无碘过敏反应之虑 不用对比剂能直接显示心腔和血管腔 可进行功能成像（灌注、弥散、脑功能定位） 可作无创性的活体化学分析—频谱分析MRI的不足之处(disadvantagesofMRI)

虽然先进的MR设备扫描速度可以很快，但因对一个病人要做多个序列的扫描，所以总检查时间仍较长，日处理病人量不如CT

组织内的钙化不易显示 有金属物体的部位一般不能检查 下列人员不能进入扫描室： 体内外有铁磁性异物者 带有心脏起博器等由微电脑控制的维持生命的 器具者 下列人员不宜接受MR检查： 重危病人、精神病患者、有幽闭恐怖症者 妊娠早期(<3月)MRI不全是病人躺着检查，也有病人站着做检查的。什么病要站着作检查？为什么？第四章影像学诊断的基本思维方法明辨正常，发现异常分析异常结合临床综合诊断明辨正常：1，核对病人信息、评价投照技术

投照位置、层面方向图像质量：投照条件、序列和参数、对比度、分辨率、

窗宽和窗位有无异物、伪影核对病人的姓名、年龄、号码、日期2，认识正常及变异胸腺肥大骨岛发现异常这是第几肋？这是什么影？右第一肋哪去了？怎么还有软组织影？MRI？肺上沟瘤分析病变病变部位分布大小、数目形态边缘

密度、信号邻近器官、组织变化器官功能改变动态变化结合临床骨折还有骨破坏病理骨折？原因？问病史：鼻塞鼻血涕数月最后诊断：鼻咽癌、股骨大粗隆转移致病理性骨折综合诊断今天讲了什么医学影像学入门知识医学影像学的概念X线诊断基础

什么是X线其特性

密度和对能的概念 X线检查的主要方法CT成像原理

CT值、窗宽、窗位 CT检查方法MR基本原理、脉冲序列、T1WI、T2WI影响信号强度的因素主要的正常组织和病理组织的信号特点影像诊断的基本思维明辨正常、发现异常分析病变、结合临床作为一个医生时时记往要保护病人，也要做好自身防护谢谢！总论

第三节X线成像设备及检查技术

二、X线接收装置及检查技术（三）数字X线成像

(digitalradiography,DR)1.计算机X线摄影（computedradiography，CR）2.平板探测器(flatpaneldetectors)数字X线成像3.数字化动态X线成像 数字减影血管造影(digitalsubtractionangiography,DSA)

基本原理

数字成像系统的基本结构和工作原理

组成示意图：读出图像处理CRT显示数据存储PACS系统胶片打印其他终端X线管探测器CRCR成像板（IP）的结构示意保护层荧光（成像）层支持层背衬层标记编码柄

成像板的读出模式IP激光光电倍增管放大器模数转换器计算机系统CR原理

CR系统的优点及其应用价值1