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《医学影像学》讲议
第一章医学影像学总论
generalintroductionofmedicalimageology
要求
1、掌握X线的发现和影像学内容、分析病变的要点;
2、熟悉各种检查方法的临床应用,X线的特性及应用
3、了解X线的发生及成像原理。
4、掌握CT、MRI图像特点及临床应用、MRI与CT比较的优缺点;
5、熟悉CT和MRI的检查技术、看片方法;
6、了解CT和MRI的成像原理、机器结构。
前言
(一)X线的发现
1895.11.8德国物理学家伦琴(WilhelmConradRontgen)发现X线,形成了放射诊断学(diagnosticradiology),奠定了今天医学影像学(medicalimaging)的基础。
(二)MedicalImaging的发展:
1、X线成像(DiagnosticRadiology)1895发现,1896年正式用于临床
2、超声成像(ultrasonography,USG)从A型到B型,20世纪50-70年代
3、核素显像:
r-闪烁成像(γ-scintigraphy),50年代
发射体层成像(emissioncomputedtomography,ECT)
正电子发射体层成像(positronemissioncomputedtomography,PET)
单光子发射体层成像(singlephotonemissioncomputedtomography,SPECT):
20世纪80~90年代:
4、X线计算机体层摄影(X-raycomputedtomography,CT)70~80年代:
5、磁共振成像(magneticresonanceimaging,MRI)70~80年代:
6、数字减影血管造影(digitalsubtractionangiography,DSA)
7、介入性放射学(interventionalradiology,IR):
70年代兴起。
是在影像学的监视下对某些疾病进行诊断或治疗的一种新技术。
8、数字X线成像(digitalradiography,DR),放射学信息系统(radiologyinformationsystem,RIS):
远程放射学(teleradiology)图像存档与传输系统(pictureachivingandcommunicationsystem,PACS)等。
21世纪
影像学最新进展
(1)脑磁(源)图(magneticsourceimaging,MSI):
(2)分子影像学(molecularimaging):
(3)功能成像(functionalimaging):
(三)医学影像学(MedicalImaging)内容
X线成像(包括数字X线成像)、CT、MRI、DSA、USG、ECT、IR等。
第一节X线成像
一、X线的产生和特性
(一)X线的产生
1、设备:
X线管、高压发生器、控制台。
2、X线的产生过程:
阴极6-12V低压-游离电子群聚集-两极高压-电势差-游离电子群高速向阳极行进-撞击钨靶-1%游离电子转为X线,99%转为热能。
图1
(二)X线的特性电磁波,波长0.08-0.31纳米(150-40Kv)
1、穿透性:
X线能穿过被照物体,被照物体对X线有吸收作用,因此受三个因素的影响。
(1)被照物质的密度:
密度越大,吸收X线越多,穿透力越低。
(2)被照物体的厚度:
厚度越大,吸收X线越多,穿透力越低。
(3)X线球管电压:
电压越高,X线波长越短,穿透力越强。
穿透性是X线成像的基础。
2、荧光作用(效应):
波长短,肉眼看不见的X线能使荧光物质(氢化铂钡等)产生波长较长,肉眼可见的荧光。
荧光作用(效应)是X线透视的基础。
3、摄影作用(感光效应):
X线-胶片感光-潜影-显、定影:
感光溴化银中的Ag+被还原为Ag,在片中呈黑色;未感光的Ag+被洗掉,呈白色。
摄影作用(效应)是X线摄片的基础。
4、生物电离作用(电离效应):
X线能使生物电离,对人体有害(杀伤人体细胞)也有利(放疗)。
二、X线的成像原理:
三个条件
(一)X线有穿透性,能穿过被照物体。
(二)人体组织器官有不同的密度和厚度差,使透过人体后的剩余X线量不均匀。
1、不同密度的组织器官对成像的影响:
高、中、低密度
2、不同厚度的组织器官对成像的影响:
(三)显像设备:
荧光屏,胶片等。
三、数字X线成像(digitalradiography,DR)
数字X线成像是将X线成像装置与计算机相结合,使形成影像的X线信息由模拟信息转变为数字信息,然后形成图像的成像技术。
包括计算机X线成像(ComputedRadiography,CR)、数字X线荧光成像(digitalfluorography,DF)及平板探测器数字X线成像(directdigitalradiography,DDR简称DR)。
CR是用影像板(imageplate,IP)取代传统X线摄影的暗盒(暗盒内装有胶片)作为介质,X线曝光后,IP上的影像信息经激光扫描读取、通过计算机处理获得数字化图像。
DF是将透视图像用高分辨摄像管获得数字化图像。
DR是用平板探测器(电子暗盒electroniccassete)取代IP,将模拟信息直接转变为电信号,通过计算机处理形成数字化图像。
数字图像的特点是病人接受X线量少,图像分辨率高,曝光宽容度大,多种后处理功能可调节,数字图像便于存档与传输。
四、X线图像特点
(一)灰阶图像:
密度高——白,密度低——黑;
(二)平面图像,结构重叠:
(三)图像的放大:
五、X线检查技术
(一)普通检查:
1、透视:
2、摄片:
(二)特殊检查:
软X线摄影,用钼靶。
用于软组织特别是乳腺摄影
(三)造影检查
人为引入一种物质到人体器官或间隙使其产生密度差异而后进行的X线检查称为造影检查。
引入的这种物质称对比剂或造影剂。
1、对比剂:
(1)阴性造影剂(低密度造影剂):
气体,如CO2,已少用
(2)阳性造影剂:
(高密度造影剂):
钡剂(硫酸钡)、碘剂(有机和无机)
目前使用的有机碘水溶性对比剂有离子型和非离子型。
A、离子型:
60-76%泛影葡胺;与非离子型造影剂相比,有价格便宜的优势,但渗透压高,不良反应率高;用于静脉尿路造影、CT增强、心血管和子宫输卵管造影等。
B、非离子型:
与离子型造影剂相比,有渗透压低,不良反应率低等优点;常用的有:
欧乃派克、优维显、碘海醇等;用于心血管造影、静脉尿路造影、CT增强和子宫输卵管造影等。
2、造影方式
(1)直接引入法:
A、口服法:
胃肠道。
B、插管法:
胃肠道、支气管、子宫输卵管、胆道、泌尿道。
C、穿刺注入法:
心血管、关节囊等。
(2)间接引入法:
静脉尿路造影;
3、使用有机碘水溶性对比剂检查时需观察有无过敏反应,使用离子型造影剂前,先做碘过敏试验。
第二节数字减影血管造影(DSA)
在血管造影时利用计算机处理数字影像信息,消除无关解剖结构影像,使血管影像清晰的技术。
第三节计算机体层成像ComputedTomography
一、基本概念
CT由英国工程师Hounsfield在1969年发明,1972年公布,Hounsfield因此获1979年诺贝尔医学奖。
二、成像原理:
体素-数字矩阵-像素。
X线-体素-探测器、光电转换、X线吸收系数-模/数转换-数字矩阵、可储存-数/模转换,每个数字转为由黑到白的不同小点(pixel)-按矩阵排列构成图像。
三、CT设备:
(一)扫描机架部分和病床
1、X线管:
高热容量(7.5M),高散热率。
2、准直器:
C、过滤器:
D、探测器:
E、病床:
(二)数据采集系统:
探测器、缓冲器、积分器、放大和A/D转换器;
(三)计算机系统:
主计算机,阵列处理器;并行处理。
(四)操作台和显示器:
(五)照相机,磁盘机:
四、CT的进展
(一)普通CT:
(二)螺旋CT:
1、单螺旋2、多螺旋:
增加探测器的排数,可达256层
(三)双源CT
双球管,多排探测器。
五、CT图像特点
(一)黑白图像:
白--组织密度高,吸收X线多。
黑--组织密度低,吸收X线少
(二)密度分辨率高:
可分辨软组织器官:
腹部、颅内等。
(三)能量化人体组织:
单位为HU(HounsfieldUnit),设水为0,骨+1000,气体为-1000,脂肪为-70,80,软组织为20-50。
(四)常规横断面图像:
也可重建冠状面、矢状面和三维图像。
五、检查技术
(一)定位扫描:
(二)平扫:
无造影剂。
(三)增强扫描:
常规用非离子型碘水:
如欧乃派克、优维显、碘海醇等。
也可用离子型碘水:
如60-76%泛影葡胺。
用量1-2.5ml/kg。
(四)造影扫描:
先做器官造影再扫描。
(五)动态扫描:
(六)CTA:
(七)图像后处理:
3D图像
1、容积再现技术(volumerenderingtechnique,VRT)
2、仿真内镜显示技术(virtualendoscopy,VE)
3、多平面重建技术(multiplanarreformation,MPR)
六、CT的阅片与诊断
(一)图像内容:
一般项目:
病人资料,编号,日期等。
扫描技术:
KV,MA,时间,增强等。
窗技术:
窗位和窗宽,将兴趣区的CT值范围转为视觉可辨的灰阶(16个)。
窗位(windowlevel)又称窗中心,是指CT图像上灰白刻度中心点的CT值。
一般窗位与欲观察组织的CT值接近。
窗宽和窗位在CT机上可任意调节。
(二)部分容积效应(VOLUME)及伪影(骨伪影、移动伪影)
原理:
以图表示
意义:
可漏掉病变或造成假像。
(三)病变密度特点:
平扫:
与该处本身密度比较:
高密度,低密度,等密度,混杂密度
增强:
与平扫时该处的密度对比,密度高于平扫为有强化,与平扫时一致为无强化。
观察病变有无强化及强化程度:
明显强化,中等强化,无强化
有强化者需描述均匀强化不均匀强化周边强化(环状强化)
(四)熟悉人体解剖,特别是横断面。
(五)对病理性质的诊断有限度,结合其它资料。
七、CT的临床应用:
对有器质性病变的有用。
普通CT用途有限,
(一)心血管:
16-64层螺旋CT、UltrafastCT才能做。
(二)胃肠道:
用途有限,病变的腔外范围,与邻近器官的关系和淋巴转移等。
(三)胸部:
A、心血管:
B、双肺:
病灶、支气管、肺门。
C、纵隔:
淋巴结等。
D、胸廓:
(四)腹部:
空腹、提前用药,常规强化。
(五)盆腔:
空腹、提前用药,常规强化。
(六)颅脑:
(七)五官:
耳部、鼻窦、咽部、喉部等。
(八)脊柱:
见关节系统讲
(九)骨关节:
见骨关节系统
第四节磁共振成像MagneticResonanceImaging(MRI)
用磁共振现象所产生的信号而重建图像的成像技术。
一、成像原理
(一)含单数质子的原子核(如体内大量存在的氢原子),有自旋运动,产生磁矩,如小磁体,小磁体自旋轴排列无规则。
(二)外加均匀强磁场,小磁体按两极重新排列。
(三)用特定频率射频脉冲激发,氢原子核吸收能量而共振,产生磁共振。
(四)停止射频脉冲,氢原子核逐步释放吸收的能量,并恢复磁力线排列状态。
T1和T2时间
(五)人体组织和病理组织的T1、T2是相对的,但有差别,造成信号不均匀,这是MRI成像的基础。
(六)收集信息-体素化-数字化-数/模转换-模拟灰度图像。
二、MRI设备:
磁体、梯度线圈、供电部分与射频发生器、MRI信号接收器——负责MRI信号产生、探测与编码;模拟转换器,计算机,磁盘机等——负责数据处理,图像重建、显示与储存。
三、MRI图像特点
(一)灰阶成像:
各种组织转变为模拟灰度的黑白图像,反映的是MRI信号的强度。
T1加权像:
有利于看解剖结构。
T2加权像:
显示病变组织较好。
人体不同组织在T1WI与T2WI上的灰度
T1WIT2WI
脑白质白灰
脑脊液黑白
脂肪白灰白
(二)流空效应:
有血流流动,测不到信号,T1和T2均为黑色。
(三)三维成像:
横断、冠状、矢状、任意层面,MRI。
(四)运动器官成像:
用呼吸和心电门控技术。
四、MRI与CT比较的优缺点:
*MRI优点:
(一)软组织分辨率非常高:
脑灰白质分界。
(二)能早期发现病灶:
能在解剖及功能上无异之前。
(三)成像维面多:
横断、矢状面、冠状面、3D等。
(四)对人体无辐射损害。
(五)具有流空效应:
心血管不用造影剂就可显影。
(六)成像参数多:
CT仅组织密度;MRI有T1、T2、流空效应、质子数、化学位移等5到个成像参数。
MRI缺点:
(一)价格贵;
(二)检查时间长:
外伤、脑出血急诊病人应做CT检查;(三)有一定的禁忌症。
五、MRI的分析与诊断:
看信号,其余与CT相似。
六、临床应用:
(1)CNS:
(2)心脏、大血管:
(3)纵隔:
(4)腹部与盆腔:
(5)骨关节:
(6)脊柱:
第五节图像存档和传输系统与信息放射学
(一)图像存档和传输系统
(picturearchivingandcommunicationsystem,PACS)
1、PACS的基本原理与结构
PACS是以计算机为中心,由数字化图像信息的获取、网络传输、图像信息存挡和处理等组成。
并可与放射信息系统(radiologyinformationsystem,RIS)和医院信息系统(hospitalinformationsystem,HIS)连接。
2、PACS的临床应用
看图方便,无胶片图像存储,可在线(光盘柜、塔)或离线光盘存储,远程会诊,我院影像科的PACS自2002年投入临床应用
第六节影像诊断原则与步骤
(一)影像诊断的限度:
病变的时间、密度、大小、功能性等。
(二)图像观察与分析:
1、检查片子质量:
2、顺序、全面地阅片。
3、区别正常与异常。
分析病变要点:
①病变部位②病变数目和分布③病变形状④病变大小⑤病变边缘⑥病变密度及信号改变⑦强化特点⑧病变器官本身的功能变化病变及邻近器官组织的改变等。
第二章呼吸系统影像学
respiratoryapparatusimaging
第一节检查方法
(一)X线检查
摄影正位(后前位前后位)侧位(左侧位右侧位)
透视
(二)CT检查方法
1.体位,呼吸:
仰卧位,两臂置于头部,平静呼吸下屏气扫描,扫描前进行屏气训练。
如采用螺旋扫描,要求屏气15~25秒。
2.扫描范围,层厚及层距的选择,常规扫描肺尖至膈顶10mm层厚与间隔,也可根据胸片或定位扫描图像适当缩小扫描范围,肺门区可用5~8mm层厚与间隔以显示肺门淋巴结。
3.窗宽与窗位windowwidthwindowlevel
至少用两种窗宽、窗位,有时需用三种
(1)观察纵隔及胸壁软组织窗宽(W)300--500HU窗位(L)0-50HU。
(2)观察肺W1000--2000Hu,L-500~800HU
(3)观察骨骼W1000--2000Hu,L200--400HU。
4.造影剂增强constrastenhancement
胸部有良好天然对比,一般不需作增强扫描,但在下列情况需作增强扫描:
(1)病人消瘦,纵隔内缺少脂肪对比;
(2)有血管畸形或血管性病变;(3)为了鉴别纵隔淋巴结结核与恶性肿瘤;(4)为明确纵隔和肺部肿瘤对血管是否侵犯以及受侵之程度;(5)为了观察病变的增强特点,以对某些疾病进行鉴别.造影增强方法以一次静脉注射造影剂60%_76%泛影葡胺80~100ml。
螺旋CT扫描一般经肘静脉注射,最好高压注射,速度为2~3ml/秒。
延迟时间40~60秒,普通CT可采用助推器经足侧静脉注射,边推边扫描。
5.高分辨CT(HRCT)扫描highresolutioncomputerizedtomography
HRCT用于观察肺弥漫性病变,支气管扩张,小结节或其他局限性病变,一般作为常规CT检查的补充手段。
采用层厚1~2mm,高KV及高mA,骨算法重建。
(三)B超检查(四)磁共振检查(五)肺穿刺活检
第二节呼吸系统正常影像学表现
一、正常X线表现
胸片是胸腔内外各种组织和器官的复合投影。
应熟悉胸部正侧位上各种影像的正常及变异表现。
(一)胸廓thorax
软组织softtissue:
胸锁乳突肌及锁骨上皮肤皱褶胸大肌及腋前皱褶女性乳房及乳头
骨骼skel:
肋骨肋软骨钙化肋骨正常变异(颈肋肋骨联合叉状肋)肩胛骨
锁骨(锁骨菱形窝)胸骨胸椎
(二)胸膜pleura1、肺尖胸膜反褶
2、叶间胸膜:
正位显示水平裂;侧位显示水平裂及斜裂
(三)膈肌disphragmaticmuscle
膈肌形态位置肋膈角、锐利心膈角,钝或锐前膈肋角浅、钝后肋膈角深、锐利
膈肌变异(局限性膈膨出波浪膈膈膨升)
(四)肺
1,肺野lungfield九分区法
2,肺门及肺纹理
肺门主要结构为肺血管,左肺门高于右肺门1-2cm,上下部血管交界部为肺门点即肺门中点。
右肺门:
右上肺静脉分支肺门角右下肺动脉干中间支气管
左肺门:
左肺动脉弓左下肺动脉
肺纹理:
主要为肺血管,从肺门发出呈树支状分布,越分越细,到肺外带几乎不能辨认,下肺纹理较上肺纹理多,右下肺纹理较左下肺纹理多。
3,肺叶lobesoflung、肺段segment
肺叶属解剖学范畴,在胸片上不能显示各叶的界线,但结合正侧位根据叶间胸膜的位置可推断各叶的大体位置,借以确定病变的所在。
右肺分上、中、下三叶,左肺分上下两叶。
各叶之间有叶间胸膜(叶间裂)相隔。
右肺有斜裂及水平裂,正位胸片可显示水平裂,自肺门角向外延伸;侧位上可显示水平裂及斜裂,斜裂位于距前肋膈角2~3cm处斜行向后上方延伸,止于第四胸椎上下,水平裂自斜裂中点向前延伸。
水平裂上方为上叶,下方为中叶,斜裂前下方为中叶,前上方为上叶,斜裂后下方为下叶。
左肺只有斜裂,位置略高于右侧斜裂。
斜裂前上方为上叶,后下方为下叶。
肺段常呈圆锥形,尖端指向肺门。
在胸片上不能显示其界线。
在病理情况下,单独肺段受累,可见肺段的轮廓。
右上叶:
尖段、后段、前段
右中叶:
外侧段、内侧段
右下叶:
背段、内基底段、前基底段、外基底段、后基底段。
左上叶:
尖后段、前段、上舌段、下舌段
左下叶:
背段、内前基底段、外基底段、后基底段。
4,肺实质lungparenchyma与肺间质
肺组织由肺实质与肺间质组成。
肺实质为肺部具有气体交换功能的含气间隙及结构,包括肺泡与肺泡壁alveolarwall。
肺间质包括支气管和血管周围、肺泡间隔及脏层胸膜下由结缔组织所组成的支架和间隙.
5,气管airtube、支气管bronchus
气管支气管在胸片上观察不满意,如观察气道需作高千伏摄影或CT检查。
6,纵隔mediastinum
位于胸骨之后,胸椎之前,界于两肺之间。
纵隔内除气管主支气管含气可形成对比外,其余结构均为软组织不形成对比,只能观察其与肺部邻近的轮廓。
正常情况下,心脏居中线右侧占1/3,左侧占2/3。
心脏大血管与肺的交界面连续。
小儿未退化之胸腺可致纵隔向一侧或两侧增宽形成三角形致密影或帆形影,不要当成病变。
纵隔分区,(胸部侧位上分)六分区法
前纵隔心脏大血管前方
中纵隔气管心脏大血管占据的位置
后纵隔食道后方
从胸骨柄体交界处至第四胸椎下缘作一水平线将纵隔分为上、下纵隔。
二、正常胸部CT表现
纵隔窗
可观察胸壁、骨胳及纵隔结构
(一)纵隔主要血管结构
1、胸廓入口六个血管层
颈内静脉与锁骨下静脉汇合成头臂静脉。
两侧颈总动脉和锁骨下动脉。
2、胸骨柄层面五个血管层
三个动脉血管和两个静脉血管无名动脉、左颈总动脉、左锁骨下动脉、右头臂静脉和左头臂静脉。
3、主动脉弓层面两个血管断面
两个血管层:
上腔静脉、主动脉弓
以上三个代表层面为上纵隔,以下为中纵隔代表层面
4、主肺动脉窗层面三(四)个血管层断面:
上腔静脉、升主动脉、降主动脉(奇静脉)。
气管在此层面分叉(气管隆突)
5、左肺动脉层面:
上腔静脉、升主动脉、左肺动脉、降主动脉、两侧主支气管。
上腔静脉后方较小的血管为右肺动脉上叶支,左肺动脉前外侧血管断面为左肺静脉。
6、右肺动脉层面:
主肺动脉、右肺动脉和左肺动脉下缘构成“人”字形,主肺动脉和右肺动脉包绕升主动脉及上腔静脉的后面。
“人”字后方右侧为中间支气管,左侧为左主支气管。
7、左心房层面:
左心房、右心房、右心室、下肺静脉、升主动脉、两下肺动脉、食道、奇静脉
(二)纵隔间隙
1、胸骨后间隙:
前方为胸骨,后方与血管前间隙延续。
其内主要为脂肪和结缔组织。
2、血管前间隙:
前方与胸骨后间隙延续,两侧为肺组织、后方为上腔静脉、升主动脉、主动脉弓及其分支、肺动脉等。
其内除脂肪外还有头臂静脉、胸腺及淋巴结。
3、主肺动脉窗aorticpulmonicwindow:
于主动脉弓与肺动脉之间,其内侧气管、外侧为左肺,内有脂肪、动脉导管、喉返神经、淋巴结。
4、气管前间隙:
前为纵隔大血管,上至胸腔入口、下至气管隆突。
其内为脂肪、淋巴结。
在下界平面有时可见心包上隐窝,呈椭圆形,不要误认为肿大淋巴结
5、隆突下间隙:
上为气管隆突,两侧分别为左右主支气管,前为右肺动脉和左上肺静脉,后为胸椎椎体,下为左心房,其内有食管和奇静脉、淋巴结。
6、膈脚后间隙:
由两侧膈脚、降主动脉和胸椎围成的间隙,降主动脉的右侧有胸导管和奇静脉,左侧有半奇静脉。
(三)胸壁chestwall
1、胸壁软组织:
前外侧有胸大肌、胸小肌、乳房。
后胸壁肌肉有背阔肌、斜方肌、大小菱形肌、肩胛提肌等。
2、胸廓骨胳:
可分辨骨皮质和骨松质。
前面为胸骨,后面为胸椎,CT上可分辨椎体、椎板、椎弓、椎管、横突、棘突、小关节、黄韧带。
肋骨两侧对称呈弧形排列,第一肋软骨钙化可突向肺野内,不要误为肺内病变。
肩胛骨、锁骨
肺窗
观察肺野、气道、肺血管、叶间裂等
一、气管支气管、血管
1、气管层面:
呈圆形或椭圆形,居中,其右后壁仅有一纤维膜、结缔组织、胸膜与肺相隔,其厚度一般不超过4mm。
2、气管隆突层面:
即支气管分叉,右主支气管外侧是奇静脉弓。
两肺可见上叶尖(后)段支气管断面,其支气管断面内侧为动脉外侧为静脉
3、右上叶支气管层面
右上叶支气管从主支气管侧面发出呈水平行走1-2mm分为前段支气管和后段支气管。
两段支气管夹角内的血管断面为右上肺静脉后支,伴随支气管内侧的血管为右上肺动脉分支上叶支气管后壁与肺邻接,较薄。
该层面上显示左主支气管、左上叶尖后段支气管。
4、左上叶支气管层面
左上叶支气管呈管状向外稍向前,有时可显示前段支气管,其前内侧血管主要为左上肺静脉,其后方为左下肺动脉,右侧显示中间支气管,中间支气管后壁较薄。
右下肺动脉先于中间支气管前方,然后转向中间支气管外侧。
5、右中叶支气管层面
6、下肺静脉层面(基底支气管水平)
二、叶间裂与肺叶、肺段
叶
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- 临床总论呼吸讲议 Microsoft Word 文档 临床 总论 呼吸