研究生医学影像学总论第二版.ppt

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1、医学影像学 总论,陕西中医学院医学影像教研室 徐会吾,第二章 计算机体层成像,CT发展概况：CT是电子计算机体层摄影(Computed Tomography)的缩写。1969年英国工程师Hounsfield设计成功1972年英国放射学学术会议发表1973年英国放射学杂志报道1979年亨斯菲尔德获诺贝尔生物学奖。,第一代：平移/旋转式（5分/1枚探测器）第二代：平移/旋转式（18秒/30枚探测器，始用于临床）第三代：旋转/旋转式（2秒/300枚探测器）第四代：旋转/固定式（2秒/700枚探测器）1985年滑环式扫描1989年螺旋式扫描（单排，多排）2005年 双源CT（新研制）,CT发展史：,第

2、一代：平移/旋转式（5分/2枚探测器）,第二代：平移/旋转式（18秒/30枚探测器，始用于临床）,第三代：旋转/旋转式（2秒/300枚探测器）,第四代：旋转/固定式（2秒/700枚探测器）,1985年滑环式扫描,滑环式扫描：球管电缆应用电刷与铜环相连供电，不需复位，可做连续旋转扫描，提高了扫描速度。,1989年螺旋式扫描,采用了滑环技术和扫描床连续平移技术，实现了螺旋式扫描。,1998年多排螺旋CT,多排螺旋CT（2、4、8、16、32、64排），使得球管围绕人体旋转一周能同时获得多幅CT断面图像。大大提高了扫描速度，2004年64排螺旋CT，开创了容积数据成像的新时代。,2005年双源CT,

3、双源CT改变了目前常规使用的一个X线球管和一套探测器的CT成像系统，通过两套X线球管系统和两套探测器来采集CT图像。这种简单而创造性的设计，突破了目前常规CT的局限性，大大提高了时间分辨率，目前多用于心脏血管的扫描。,双源CT显示冠脉狭窄及钙化,一、CT成像基本原理与设备,（一）CT成像基本原理,CT是用X线束从各个方向对人体检查部位具有一定厚度的层面进行扫描，由探测器接受透过该层面的X线信号，经模拟/数字转换器转为数字，输入计算机得出该层面组织各个体素的X线吸收系数，并按原有矩阵顺序排列，经数字/模拟转换器转为黑白不等灰度的像素，即构成黑白CT图像，用视频电缆传送到激光相机拍照出来就是CT片

4、。,（一）CT成像基本原理,X线,人体,探测器,光/电转换器,模/数转换器,计算机,数/模转换器,（二）CT设备,CT设备主要有以下三部分：扫描部分 计算机系统 图像显示和存储系统,（二）CT设备,扫描部分X线管探测器扫描架用于对检查部位进行扫描,（二）CT设备,计算机系统模数转换器计算机数模转换器显示器将扫描收集到的信息数据进行贮存运算；,（二）CT设备,图像显示和存储系统 将经计算机处理、重建的图像显示在电视屏上 或用照相机将图像摄于照片上。,1989年，螺旋式CT应用于临床，螺旋CT是X线管围绕检查部位连续旋转扫描，同时检查床沿纵轴连续平移，X线扫描的轨迹呈螺旋状。（单排多排）2005年

5、、双源CT（新研制）,（二）CT设备,二、CT图像特点,CT图像是由一定数目由黑到白不同灰度的像素按矩阵排列所构成。这些像素反映的是相应体素的X线吸收系数。,体素：图像处理时将选定层面分成若干个体积相同的立方体。像素：是数字矩阵中构成图象的基本单元。（P9上图）,二、CT图像特点,二、CT图像特点,矩阵:是图像像素排列的格式，可以是256256，或512512，矩阵越大，像素越小，构成的图像越细致，即空间分辩力越高。矩阵越小，像素越大，构成的图像越粗，即空间分辩力越低。（P9下图）,CT值：指 CT图像中组织密度高低的量的表示。（每个像素所对应的物质X线平均衰减量大小的表示）CT值=（水）水K

6、 K=1000 CT值单位：HU,二、CT图像特点,骨CT值=（2-1）11000=1000HU水CT值=（1-1）11000=0HU空气CT值=（0-1）11000=1000HU,二、CT图像特点,人体组织CT值,骨：1000 HU钙化:100-300 HU新鲜出血:70-90 HU软组织：3050 HU脑灰质:40 HU脑白质:30 HU水：0 HU脂肪:-70-90 HU空气:-1000 HU,三、CT检查技术,1、平扫（plain CT scan）2、对比增强扫描（contrast enhancement，CE）造影扫描（略）,是指不用对比增强或造影的普通扫描。一般都是先行平扫。患者卧

7、于检查床上，摆好位置，选好层面厚度与扫描范围，大都用横断面扫描，层厚用5mm或10mm，如需要可选用薄层胸腹部扫描要屏气。,CT平扫：,对比增强扫描：,是经静脉注入水溶性有机碘对比剂后再行扫描的方法。血管内注入碘对比剂后，器官与病变内碘的浓度可产生差别，形成密度差，可能使病变显影更为清楚。,常用碘造影剂：泛影葡胺、欧乃派克、优维显等。目的：疑有病变而平扫未发现病变 已发现可疑病变平扫难以定性。,对比增强扫描:,增强扫描,平扫,四、CT检查新进展,1、再现技术 再现技术可获得CT的三维立体图象，使被检查器官的影象有立体感，可在不同方位观察。容积再现技术通过透明化处理，使表面与深部结构同时立体显示

8、出来，如支气管树、肋骨、血管成像显示。,CT再现技术骨盆、胸部骨成像,再现技术结肠立体透明成像,四、CT检查新进展,2、CT血管造影：CTA：是静脉内注入对比剂后血管造影CT扫描的图象重组技术，可立体显示血管影像，用于脑血管、肾血管、肺A及肢体血管显示。,四、CT检查新进展,3、仿真内镜显示技术 是CT容积数据与计算机虚拟显示相结合开发出的仿真内镜功能。从管腔器官的一端向另一端逼真显示内腔。有仿真血管镜、仿真支气管镜、仿真喉镜、仿真鼻窦镜、仿真胆管镜、仿真结肠镜等。,CT仿真内镜显示技术,仿真肠镜显示肠息肉,四、CT检查新进展,4、CT灌注成像 是一种功能成像。是经静脉团注碘对比剂后，对感兴趣

9、器官固定层面连续扫描，通过不同时间影像密度的变化，可了解兴趣区血流灌注状态。当前主要用于急性或超急性脑局部缺血的诊断。脑梗死及缺血半暗带的判断及脑瘤新生血管的观察。,CT脑灌注成像,五、CT诊断的临床应用,（一）、CT检查适应症。1、颅脑各种病变（肿瘤、炎症、外伤、血管性病变、先天畸形）2、五官及颈部软组织病变。3、胸部各种病变（纵隔、肺及支气管、胸壁、胸膜）特别对胸片难显示的部位，更具优越性。4、腹部以及盆腔实质脏器及腹膜后病变。5、脊柱及关节软组织病变。如椎间盘、关节囊及周围软组织病变显示较佳。,五、CT诊断的临床应用,(二)、CT检查的优势和限度优势：1、获得清晰横断面图象，无重叠影像。

10、2、图象密度分辨率高，可分辨脑灰、白质结构3、病变定位准确4、诊断准确性高，应用价值高5、无创伤，无痛苦,限度：1、危重病人，不配合的病人不能检查。2、搏动、蠕动的器官，如心、胃肠等检查效果差。3、伪影影响大，如颅底组织、腹腔肠道及气体。4、X射线对人体的影响，如早孕。,五、CT诊断的临床应用(二)、CT检查的优势和限度,复习题1.CT的成像原理2.解释CT值、像素、体素、增强扫描3.CT的临床应用,第三章 磁共振成像 核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR）是一种核物理现象。1946年人们发现了物质的核磁共振现象。1973年应用于临床医学领域。近些年来得到普及

11、，成为医学影像学前沿学科的一个重要组成部分。为了区分核磁共振中的“核”与“放射性核原子”、“核素”。现已将核磁共振（NMR）改称为磁共振成像（MRI）。,第三章 磁共振成像,一、MRI成像基本原理与设备二、MRI图像特点三、MRI检查技术四、MRI检查新进展五、MRI诊断的临床应用,一、磁共振成像基本原理与 设备（一）磁共振成像基本原理 磁共振 成像（magnetic resonance image MRI）是利用原子核在磁场内经共振所产生的射频信号经计算机重建形成图像的一种成像技术。,（一）磁共振成像基本原理,物质,分子,原子,原子核+,电 子-,质子+,中子（不带电荷）,氢原子核（H+）不

12、含中子，只有一个质子。氢原子核作为磁共振成像的靶原子核是因为：1.氢原子在人体内分布最广含量最高。（水含量高）2.氢原子核具有最强的磁矩。(磁化率最高）,（一）磁共振成像基本原理磁共振信号的产生：将人体置于外强磁场中，外加射频脉冲后，质子释放能量并产生射频信号。采集射频信号，通过调节成像参数重复时间TR和回波时间TE，分别以T1、T2和质子密度的参数成像，即可获得T1WI、T2WI或PDWI图像。,TE：回波时间：指90度脉冲与产生回波之间的时间。TR：重复时间：指相邻两个90度脉冲之间的时间。选用不同的TE和TR，就可组成T1WI、T2WI和质子加权像。,（一）磁共振成像基本原理,（一）MR

13、I成像基本原理,MR信号接收器,光/电转换器,模/数转换器,计算机,数/模转换器,（二）MRI 设备,MRI设备：主磁体、梯度系统、射频系统、计算机及数据处理系统、辅助设备。,主磁体是产生磁场的装置 永磁 主磁体 常导 电磁 超导,磁场场强用“T”特斯拉或“G”高斯表示 1T=10000G,MR机磁场场强分为：低场机 0.1T0.4T 中场机 0.5T1.0T 高场机 1.5T2.0T 超高场机 2.0T以上,梯度系统：由梯度放大器及三组梯度 线圈组成射频系统：用来发射射频脉冲和接收MR信号计算机系统：控制着磁共振脉冲激发，信号采集，数据运算和图像显示。其他辅助设备：检查床，液氮及水冷却系统，

14、空调，胶片处理等。,二、MRI图像特点,1、多参数灰阶图像 2、多方位断层图像 3、流空效应,1、多参数灰阶图像,MRI成像也是以不同灰度显示图像，但反映的是MRI信号强度的不同。无论那一种加权像，白影都表述为高信号，黒影都表述为低信号。同一组织的信号在不同加权像上，其信号强度可以不同。,1、多参数灰阶图像加权即“突出重点”，即重点突出某一参数图象特性。T1WI:（T1加权像）这种成像方法重点突出组织T1参数图象特性。短TR(TR500ms)短TE(TE30ms)T1短的组织：MRI信号高（脂肪）T1长的组织：MRI信号低（水）,1、多参数灰阶图像T2WI:（T2加权像）这种成像方法重点突出组

15、织T2参数图象特性。长TR(TR2000ms)长TE(TE90ms)T2长的组织：MRI信号高（水）T2短的组织：MRI信号低（肌肉）,1.5T场强下正常人体组织T1T2值(mu),组织 T1 T2,水 3000 1200 肌肉 500 70 脑灰质 400 100 脑白质 350 90 脂肪 220 90,MRI可获得人体横断面、冠状面及任何方向断面的图像，图像的分辨力高，清晰逼真，有利于病变的三维定位。,2、多方位断层图像,3、流 空 效 应,心血管内的血液由于流动迅速，在MRI采集该层面的信号时，血管内被激发的血液质子已流动离开受检层面，接收不到信号，血管在T1WI、T2WI图像上均呈黑

16、色。这就是流空效应。流空效应使心腔和血管不需造影剂就可显影，是CT所不能比拟的。,三、MRI检查技术,（一）序列技术 MRI可根据需要，选择适当的脉冲序列和扫描参数成像。自旋回波（SE）序列：是目前MRI扫描的基本和常用序列。T1WI显示解剖结构好，T2WI显示病变好。梯度回波和平面回波成像。成像快，图像质量高。,（一）序列技术 反转恢复序列：1、抑脂序列，该序列是通过选择特定的T1值，使脂肪组织在T1WI图像的信号为零。2、抑水序列，应用该序列，可使自由水在T2WI图像的信号为零。,（二）对比增强检查技术 常规用T1WI序列，采用静脉注射顺磁性造影剂，缩短T1驰豫时间，提高病变的检出率和诊断

17、准确率。临床最常用的MRI造影剂为钆二乙三胺五乙酸(Gd-DTPA)。常用剂量：0.1mmo1/Kg,（三）MR水成像技术 磁共振水成像技术（MRhydrography）是利用静态液体长T2的特性，使用重T2加权成像技术，使液体呈高信号显影。临床常用:MR胰胆管成像（MRCP）、MR泌尿系成像（MRU）、MR椎管成像（MRM）、MR内耳成像等。（P21）,MRCP,精确内耳3D重建,左侧半规管（垂直半规管）局部狭窄，膜迷路阻塞,3D Fiesta MIP重建,男，34岁，半年前突发耳聋,正常,（四）MR电影成像技术 磁共振电影成像技术（MRC）是利用MRI快速成像序列对运动脏器实施快速成像，然

18、后将图像连续显示，即产生运动脏器的电影图像。磁共振电影成像技术主要用于评价脏器的运动功能。,四、MRI检查新进展（一）MR血管成像技术（MRA）MR血管成像是使血管显像的MRI技术，一般无需注射造影剂，检查比较简单，属于无创性检查。临床多用于头颈及体部较大血管病变的检查，如动脉瘤、血管畸形和血管阻塞等。,正常颅脑MRA,正常颈部MRA,正常颅脑MRA（TOF）,是以MRI研究活体脑神经细胞活动状态的崭新的检查技术。它主要借助于快速MRI扫描技术，测量人脑在思维、视、听觉或肢体活动时相应脑区脑组织的血氧含量及局部灌注状态等改变，并显示于MRI图像上。,（二）MR功能成像技术（fMRI）,（二）M

19、R功能成像技术（fMRI）,脑MR功能成像技术日前更多仍在研究脑组织的功能部位。临床主要用于脑部手术前计划的制定，如癫痫手术时通过fMRI识别并保护功能区，了解卒中偏瘫病人脑的恢复能力的评估及精神疾病神经活动的研究等。,MRI脑注功能成像,四、MRI检查新进展,（三）扩散加权图像（DWI)扩散加权是根据人体组织之间弥散系数不同而形成图像。在急性脑梗死的早期，脑组织缺血缺氧造成的主要是细胞毒性水肿。细胞外水分子进入细胞内，使水分子弥散下降，MRI 信号为阴性，DWI表现为高信号。目前临床多应用于急性脑梗死的早期诊断，并取得较满意的结果。,T1WI T2WI DWI,四、MRI检查新进展,（四）M

20、R波谱技术（MRS）磁共振波谱学是利用MRI中的化学位 移来测定分子组成空间构型的一 种检测方法。目前常用原子核有：1H，31P等常用来检测体内许多微量代谢物，可根据这些代谢物的多少，分析组织代谢改变，以诊断疾病及判断疗效。常用于脑缺血、颅脑肿瘤及癫痫的诊断及研究。,正常脑1HMRS,1HMRS临床应用,星形细胞瘤1HMRS Cho、Cr及 Lac 轻度升高，NAA显著降低,四、MRI检查新进展,（五）、MRI全身类PET成像 MRI全身类PET成像也叫MRI全身弥散成像。它是将轴位DWI图重建形成全身DWI图像，经黑白反转形成类PET图像。这种方便、无创性检查，对于恶性肿瘤的诊断、评估及随访

21、，提供了可靠的信息。,MRI 检查新进展,MRI全身类PET成像,MRI 检查新进展 脑神经纤维弥散张量成像技术,MRI 检查新进展 运动伪影校正技术,MRI 检查新进展 魔方容积成像技术,五、MRI诊断的临床应用,一：适应证 1 中枢神经系统各种病变（炎症、肿瘤、先天畸形、变性、血管性病变），优于CT。2 五官及颈部软组织病变。3 纵隔及心脏、大血管病变。4 腹内实质器官及腹膜后病变。5 脊柱及四肢骨关节病变。,五、MRI诊断的临床应用,二：禁忌证 1 带有心脏起搏器者。2 危重患者需要抢救者。3 严重心肺功能不全者。4 体内有磁性金属异物者。5 怀孕三个月以内之孕妇。6 幽闭恐惧症者。,复习题1.MRI的成像原理2.掌握水在T1WI和T2WI像上的信 号特点3.MRI的临床应用,