医学系影像总论X+CT.ppt
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医学影像学总论
中国医大四院放射科
许建
一 医学影像学的发展
* 1895年伦琴发现X线----放射诊断学( radiology)
* 20世纪50年代开始，出现超声成像 (ultrasonography，USG/ US)与核素成像
* 70年代，出现X线计算机体层成像(x-ray computed tomography CT )
* 80年代，磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)和发射体层成像(emission computed tomography，ECT) 问世
* 90年代，核素成像与CT成像结合，PETCT
* 100年多一点的时间就形成了包括放射诊断+超声诊断+核医学的影像诊断学(diagnostic imaging)
伟大的物理学家伦琴和他的夫人
伦琴夫人手的X线照片
CT的发明人---Hounsfield
* 英国工程师，1969设计成功，1972公布于世，1979获诺贝尔奖
第一台CT样机(1971)
第一幅图象
CT的发展
二 影像诊断学的内容
* X线诊断：普通检查，特殊检查，造影检查等. 特点：穿透性，立体变为平面，前后重迭的像
* X线计算机断层(X-ray computed tomography, CT)
* 磁共振成像(magnetic resonance image，MRI)
* 超声成像(ultrasonography)包括：A型超声，B型超声，彩色多普勒超声，超声心动图等
* 核医学(nuclear medicine) ECT，SPECT，PET
三 影像诊断学的发展趋势
1 单一 → 综合：影像诊断- 影像、功能、代谢综合诊断
2 模拟成像 → 数字成像：
胶片观察→屏幕观察计算机辅助诊断
实现图像的存档和传输 (picture archvingandcommunication system,PACS)
3 远程诊断学 异地会诊
4 诊断和治疗相结合：介入放射学
介入放射学
* 概念：影像监视下采集标本或对某些疾病进行治疗
>扩大了人体检查范围，提高了诊断水平， 而且可以对某些疾病进行治疗
扩展了本学科的工作内容，使影像诊断学发展为医学影像学(medical imageology) 从三级学科上升到二级学科，成为与内科，外科并列的三大治疗体系之一
四 医学影像学的学习要点(1)
* 不同的成像技术和检查方法都有各自的优势和不足，要学会恰当的选择一种或几种检查方法
例如：外伤性骨折，X线片很容易做出诊断;肺的小结节性病变，胸部X线片不易发现，只有CT 则能查出并诊断为早期肺癌
医学影像学的学习要点(2)
* 影像诊断的主要依据是图像
共同点：X线、 CT或MRI都是以从黑到白不同灰度的影像来显示
不同点:成像原理不同
X线与CT的成像基础是靠组织间的密度差别，而MRI则是靠组织间MR信号的差别成像
医学影像学的学习要点(3)
*掌握图像的观察与分析方法，辨别正常表现与异常表现，了解异常表现的病理基础及其在诊断中的意义
基础理论复习：病理学、解剖学、断层解剖学
医学影像学的学习要点(4)
* 结合临床材料
包括病史、体检和实验室检查结果等
以期作出正确的诊断
一 X线的产生和特性
1 X线的产生：
高速运行的电子流轰击钨(钼)靶，产生X线
★ X线的概念：
是波长极短，肉眼看不见的电磁波
波长范围0.0006-50nm
2 ☆ X线的特性
* 穿透性基本特性，X线成像的基础
* 荧光效应激发荧光物质发出荧光，是透视检查的基础
* 感光效应 使胶片上的银离子还原为金属银，在胶片上为黑色，未感光的溴化银，在定影过程中被清除，胶片为本身的透明白色。
* 电离效应 (生物效应)放射治疗的基础，防护的原因
二 X线成像基本条件
* X线特性：穿透、摄影、荧光
* 人体组织：密度&/or厚度的差别
* 成像介质:
X线胶片-溴化银感光
影像板(IP)/影像增强器(IITV)/平板探测器
物质密度与影像黑白的关系
自然对比人体组织结构自然存在的密度和厚度的差别称为自然对比
根据密度不同，人体组织结构大致分为：
高密度：骨骼、钙化灶
中等密度：软骨、软组织与液体等
低密度：脂肪组织、气体
* 组织密度--影像灰度--影像密度的关系
组织密度↑、显影为白、影像密度↑
组织密度↓、显影为黑、影像密度↓
三X线成像的主要设备
* X线管：X线发生装置
* 变压器：提供电源
* 操作台：控制电压、电流和曝光时间
* 成像系统：胶片打印机;影像增强电视系统
X线机主要部件示意图
四 数字X线成像
将X线摄影装置同电子计算机相结合，使影像的X线信息由模拟信息转换为数字信息，从而得到数字化图像的成像技术
分类：按照储存信息的介质分为CR、DF、平板探测器成像
数字X线成像过程
X线图像的特点 2
X线图像是X线束穿透某一部位的不同密度和厚度组织结构后，各层结构相互叠加在一起的影像。
X线图像的特点 3
锥形投射：影像有放大，形态有失真
五 X线检查技术
(一) 普通检查
* 荧光透视：多采用影像增强电视系统，多角度多体位动态观察
* X线摄影:俗称照相，依靠人体组织的自然对比，获得X线图像,又称平片,对比度好，清晰度高,资料易保存
(二) 特殊检查
* 软X线(钼靶)摄影:检查乳腺，软组织，其它技术难以取代，仍然常用
* 体层摄影
* 放大摄影观察骨结构及血管造影放大观察
* 荧光摄影
(三) 造影检查
* 概念 对于缺乏自然对比的结构或器官，可将高于或低于该结构或器官的物质引入器官内或其周围间隙，使之产生对比以显影，此即造影检查。
* 造影检查引入的物质称为对比剂(contrastmedium)也称造影剂。
造影剂分类：
* 高密度造影剂：
* 钡剂:医用硫酸钡混悬剂，胃肠造影
* 水溶性有机碘剂:
* 离子型:泛影葡胺
* 非离子型:碘苯六醇,毒付反应少
* 低密度造影剂：气体,少用
造影方法
* 直接引入
口服，灌注，穿刺注入
2. 间接引入
生理性，蓄积性 排泄性
图例：直接引入-口服法小肠钡剂造影检查
图例：间接引入-静脉肾盂造影
造影剂的副反应
* 原因：特异质反应 物理化学反应
* 表现：皮疹→休克
* 预防：了解病史,消除紧张情绪,预防性使用抗过敏药
X线检查中的防护
* 防护的意义：减少生物效应，尤其是儿童、妊娠期病人
* 防护方法与措施：
? 屏蔽防护:铅衣 铅围裙
? 距离防护：远离放射源
? 减少重复检查：充分利用影像资料，不需要走一个医院检查一次。
六X线图像的分析要点
1、位置&分布：如肺结核好发于肺尖，肺炎好 发在肺底，急性粟粒性肺结核分布均匀；
慢性粟粒性肺结核分布不均匀；
2 、形态&数目：肺内球形病灶多为肿瘤、片状 病灶多肺炎；单发球形病灶多为肺癌，多发球形病灶则考虑为转移瘤；
3 、边缘：锐利---良性肿瘤、慢性炎症，愈合期，模糊----恶性病变；肺癌的分叶、毛刺等；
4 、密度：如骨质疏松，软化表现为密度减低，肺实变为密度增高；
5、邻近器官、组织的改变：如纵隔、肺门移位，粘膜纠集等；
6、功能变化：溃疡的"激惹征"，胃癌时 局部蠕动消失等；
七 影像诊断的临床应用
* 作为临床医生，如何选择和应用影像诊断各种手段
* 胸部病变：胸部照片(透视)， CT ，* 骨骼病变：X线正侧位平片，CT，MRI
* 胃肠病变：钡剂检查(首选)，CT
第二节 计算机体层摄影
(computed tomography，CT)
* 英国工程师，Hounsfield
* 1969设计成功，1972公布于世，1979获诺贝尔奖
一、CT成像的基本原理
CT成像基本原理
* X线束(几毫米) 对人体照射(扫描)
* X线穿透人体的范围是薄薄的层面
* 计算机将扫描层面转换成立体矩阵
矩阵的最小单位即体素
每个体素对X线的吸收系数即CT值代表物质的密度﹦体素的密度
* 计算机再建立一个平面的矩阵
矩阵的最小单位即像素 每个像素的位置对应相应的体素位置
内部的数据即相应的CT值， 即数字组成的平面矩阵
* 显示系统 将像素以灰度的形式表现出来，即灰阶图像
CT设备进展
* 探测器的进步数量增多，扫描时间越来越短，扫描层面越来越薄
* X线管的进步 螺旋CT，多层螺旋CT，电子束CT
CT图像的特点
* CT图像是由一定数目、不同灰度的像素按矩阵排列构成的灰阶图像
* 密度分辨率高约为X线片10倍
* 矩阵越大，空间分辨率越高图像越清晰
256 x 256 512 x 512 1024 x 1024
* 可以用CT值反应组织的密度
灰阶断面图像
CT值 单位：Hu(H)
骨：+1000
软组织：20 ～ 50
水：0
脂肪组织：-70～-90
空气： -1000
普通CT扫描
* 平扫：不用对比剂扫描
* 对比增强扫描：经静脉注入对比剂后扫描.目的是--增加密度差别，更清晰显示病变，常在平扫后进行
*造影扫描：先对器官/结构造影，然 后再行扫描
平扫图例
对比增强扫描图例
脑转移瘤平扫+增强
三维立体图像
CT图像的解读
* 要系列阅读，多幅图像结合分析,发现病变
* 平扫图像：确定病变的密度---高密度，等密度，低密度，混杂密度；水样密度，软组织密度，脂肪密度，骨样密度等
* 增强扫描图像：确定病变的强化程度--强化/不强化；均匀强化/不均匀强化；低度强化，中度强化，高度强化；血管样强化
* 六分析:1位置&分布2形态&数目3边缘 4密度 5邻近器官、组织的改变6功能变化
CT诊断的临床应用
* CT对肺部微小病变非常敏感,作为首选
* CT对腹部实质脏器显影特别优越，而X线检查却甚为困难。对肝，胰，脾，肾是首选检查(胆囊除外)
* 对颅脑和脊髓,效果好,但比MRI差
* 对管腔性器官,如胃肠道、胆道的显示，效果差,不要作为首选检查
医学影像学总论
中国医大四院放射科
许建
一 医学影像学的发展
* 1895年伦琴发现X线----放射诊断学( radiology)
* 20世纪50年代开始，出现超声成像 (ultrasonography，USG/ US)与核素成像
* 70年代，出现X线计算机体层成像(x-ray computed tomography CT )
* 80年代，磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)和发射体层成像(emission computed tomography，ECT) 问世
* 90年代，核素成像与CT成像结合，PETCT
* 100年多一点的时间就形成了包括放射诊断+超声诊断+核医学的影像诊断学(diagnostic imaging)
伟大的物理学家伦琴和他的夫人
伦琴夫人手的X线照片
CT的发明人---Hounsfield
* 英国工程师，1969设计成功，1972公布于世，1979获诺贝尔奖
第一台CT样机(1971)
第一幅图象
CT的发展
二 影像诊断学的内容
* X线诊断：普通检查，特殊检查，造影检查等. 特点：穿透性，立体变为平面，前后重迭的像
* X线计算机断层(X-ray computed tomography, CT)
* 磁共振成像(magnetic resonance image，MRI)
* 超声成像(ultrasonography)包括：A型超声，B型超声，彩色多普勒超声，超声心动图等
* 核医学(nuclear medicine) ECT，SPECT，PET
三 影像诊断学的发展趋势
1 单一 → 综合：影像诊断- 影像、功能、代谢综合诊断
2 模拟成像 → 数字成像：
胶片观察→屏幕观察计算机辅助诊断
实现图像的存档和传输 (picture archvingandcommunication system,PACS)
3 远程诊断学 异地会诊
4 诊断和治疗相结合：介入放射学
介入放射学
* 概念：影像监视下采集标本或对某些疾病进行治疗
>扩大了人体检查范围，提高了诊断水平， 而且可以对某些疾病进行治疗
扩展了本学科的工作内容，使影像诊断学发展为医学影像学(medical imageology) 从三级学科上升到二级学科，成为与内科，外科并列的三大治疗体系之一
四 医学影像学的学习要点(1)
* 不同的成像技术和检查方法都有各自的优势和不足，要学会恰当的选择一种或几种检查方法
例如：外伤性骨折，X线片很容易做出诊断;肺的小结节性病变，胸部X线片不易发现，只有CT 则能查出并诊断为早期肺癌
医学影像学的学习要点(2)
* 影像诊断的主要依据是图像
共同点：X线、 CT或MRI都是以从黑到白不同灰度的影像来显示
不同点:成像原理不同
X线与CT的成像基础是靠组织间的密度差别，而MRI则是靠组织间MR信号的差别成像
医学影像学的学习要点(3)
*掌握图像的观察与分析方法，辨别正常表现与异常表现，了解异常表现的病理基础及其在诊断中的意义
基础理论复习：病理学、解剖学、断层解剖学
医学影像学的学习要点(4)
* 结合临床材料
包括病史、体检和实验室检查结果等
以期作出正确的诊断
一 X线的产生和特性
1 X线的产生：
高速运行的电子流轰击钨(钼)靶，产生X线
★ X线的概念：
是波长极短，肉眼看不见的电磁波
波长范围0.0006-50nm
2 ☆ X线的特性
* 穿透性基本特性，X线成像的基础
* 荧光效应激发荧光物质发出荧光，是透视检查的基础
* 感光效应 使胶片上的银离子还原为金属银，在胶片上为黑色，未感光的溴化银，在定影过程中被清除，胶片为本身的透明白色。
* 电离效应 (生物效应)放射治疗的基础，防护的原因
二 X线成像基本条件
* X线特性：穿透、摄影、荧光
* 人体组织：密度&/or厚度的差别
* 成像介质:
X线胶片-溴化银感光
影像板(IP)/影像增强器(IITV)/平板探测器
物质密度与影像黑白的关系
自然对比人体组织结构自然存在的密度和厚度的差别称为自然对比
根据密度不同，人体组织结构大致分为：
高密度：骨骼、钙化灶
中等密度：软骨、软组织与液体等
低密度：脂肪组织、气体
* 组织密度--影像灰度--影像密度的关系
组织密度↑、显影为白、影像密度↑
组织密度↓、显影为黑、影像密度↓
三X线成像的主要设备
* X线管：X线发生装置
* 变压器：提供电源
* 操作台：控制电压、电流和曝光时间
* 成像系统：胶片打印机;影像增强电视系统
X线机主要部件示意图
四 数字X线成像
将X线摄影装置同电子计算机相结合，使影像的X线信息由模拟信息转换为数字信息，从而得到数字化图像的成像技术
分类：按照储存信息的介质分为CR、DF、平板探测器成像
数字X线成像过程
X线图像的特点 2
X线图像是X线束穿透某一部位的不同密度和厚度组织结构后，各层结构相互叠加在一起的影像。
X线图像的特点 3
锥形投射：影像有放大，形态有失真
五 X线检查技术
(一) 普通检查
* 荧光透视：多采用影像增强电视系统，多角度多体位动态观察
* X线摄影:俗称照相，依靠人体组织的自然对比，获得X线图像,又称平片,对比度好，清晰度高,资料易保存
(二) 特殊检查
* 软X线(钼靶)摄影:检查乳腺，软组织，其它技术难以取代，仍然常用
* 体层摄影
* 放大摄影观察骨结构及血管造影放大观察
* 荧光摄影
(三) 造影检查
* 概念 对于缺乏自然对比的结构或器官，可将高于或低于该结构或器官的物质引入器官内或其周围间隙，使之产生对比以显影，此即造影检查。
* 造影检查引入的物质称为对比剂(contrastmedium)也称造影剂。
造影剂分类：
* 高密度造影剂：
* 钡剂:医用硫酸钡混悬剂，胃肠造影
* 水溶性有机碘剂:
* 离子型:泛影葡胺
* 非离子型:碘苯六醇,毒付反应少
* 低密度造影剂：气体,少用
造影方法
* 直接引入
口服，灌注，穿刺注入
2. 间接引入
生理性，蓄积性 排泄性
图例：直接引入-口服法小肠钡剂造影检查
图例：间接引入-静脉肾盂造影
造影剂的副反应
* 原因：特异质反应 物理化学反应
* 表现：皮疹→休克
* 预防：了解病史,消除紧张情绪,预防性使用抗过敏药
X线检查中的防护
* 防护的意义：减少生物效应，尤其是儿童、妊娠期病人
* 防护方法与措施：
? 屏蔽防护:铅衣 铅围裙
? 距离防护：远离放射源
? 减少重复检查：充分利用影像资料，不需要走一个医院检查一次。
六X线图像的分析要点
1、位置&分布：如肺结核好发于肺尖，肺炎好 发在肺底，急性粟粒性肺结核分布均匀；
慢性粟粒性肺结核分布不均匀；
2 、形态&数目：肺内球形病灶多为肿瘤、片状 病灶多肺炎；单发球形病灶多为肺癌，多发球形病灶则考虑为转移瘤；
3 、边缘：锐利---良性肿瘤、慢性炎症，愈合期，模糊----恶性病变；肺癌的分叶、毛刺等；
4 、密度：如骨质疏松，软化表现为密度减低，肺实变为密度增高；
5、邻近器官、组织的改变：如纵隔、肺门移位，粘膜纠集等；
6、功能变化：溃疡的"激惹征"，胃癌时 局部蠕动消失等；
七 影像诊断的临床应用
* 作为临床医生，如何选择和应用影像诊断各种手段
* 胸部病变：胸部照片(透视)， CT ，* 骨骼病变：X线正侧位平片，CT，MRI
* 胃肠病变：钡剂检查(首选)，CT
第二节 计算机体层摄影
(computed tomography，CT)
* 英国工程师，Hounsfield
* 1969设计成功，1972公布于世，1979获诺贝尔奖
一、CT成像的基本原理
CT成像基本原理
* X线束(几毫米) 对人体照射(扫描)
* X线穿透人体的范围是薄薄的层面
* 计算机将扫描层面转换成立体矩阵
矩阵的最小单位即体素
每个体素对X线的吸收系数即CT值代表物质的密度﹦体素的密度
* 计算机再建立一个平面的矩阵
矩阵的最小单位即像素 每个像素的位置对应相应的体素位置
内部的数据即相应的CT值， 即数字组成的平面矩阵
* 显示系统 将像素以灰度的形式表现出来，即灰阶图像
CT设备进展
* 探测器的进步数量增多，扫描时间越来越短，扫描层面越来越薄
* X线管的进步 螺旋CT，多层螺旋CT，电子束CT
CT图像的特点
* CT图像是由一定数目、不同灰度的像素按矩阵排列构成的灰阶图像
* 密度分辨率高约为X线片10倍
* 矩阵越大，空间分辨率越高图像越清晰
256 x 256 512 x 512 1024 x 1024
* 可以用CT值反应组织的密度
灰阶断面图像
CT值 单位：Hu(H)
骨：+1000
软组织：20 ～ 50
水：0
脂肪组织：-70～-90
空气： -1000
普通CT扫描
* 平扫：不用对比剂扫描
* 对比增强扫描：经静脉注入对比剂后扫描.目的是--增加密度差别，更清晰显示病变，常在平扫后进行
*造影扫描：先对器官/结构造影，然 后再行扫描
平扫图例
对比增强扫描图例
脑转移瘤平扫+增强
三维立体图像
CT图像的解读
* 要系列阅读，多幅图像结合分析,发现病变
* 平扫图像：确定病变的密度---高密度，等密度，低密度，混杂密度；水样密度，软组织密度，脂肪密度，骨样密度等
* 增强扫描图像：确定病变的强化程度--强化/不强化；均匀强化/不均匀强化；低度强化，中度强化，高度强化；血管样强化
* 六分析:1位置&分布2形态&数目3边缘 4密度 5邻近器官、组织的改变6功能变化
CT诊断的临床应用
* CT对肺部微小病变非常敏感,作为首选
* CT对腹部实质脏器显影特别优越，而X线检查却甚为困难。对肝，胰，脾，肾是首选检查(胆囊除外)
* 对颅脑和脊髓,效果好,但比MRI差
* 对管腔性器官,如胃肠道、胆道的显示，效果差,不要作为首选检查
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