医学影像检查技术学概述

医学影像检查技术学绪论医学影像检查技术学是介绍应用临床医学影像设备，对患者进行各种检查技术操作，并获得影像诊断资料的一门课程。是医学影像诊断学的基础，两者是互相联系、互相依存、不可分割的整体，它担负着影像科的首诊(首先接诊)任务。随着高、精、尖影像设备的进一步开发、完善，影像检查技术更显得尤为重要。1895年11月8日德国物理学家威.康.伦琴在做真空阴极管放电试验时，发现了x线。1896年1月23日正式命名这种射线命名为X射线。不久，x线被用于人体检查，进行疾病诊断，形成了放射学及学科。此后70余年，检查技术由平片向体层、高千伏、放大摄影和造影检查发展，逐成体系。1969年，Hounsfield发明了计算机体层摄影（computedtomography，CT），从此x线检查技术进入了数字化时代；1980年数字减影血管造影（digitalsubtractionangiography，DSA）的出现实现了血管造影的数字化；计算机x线摄影（computedradiography，CR）的出现，实现了x线摄影的数字化影像；此后，出现数字x线摄影（digitalradiography，DR）。同期，磁共振成像（magneticresonance，MRI）、超声成像（US）、单光子发射计算机体层成像（SPECT)、正电子发射体层成像（PET）。5第一节x线检查技术第一章总论X线的产生高速运行的自由电子突然受阻（钨靶）X线电磁波波长短能量大球管灯丝产生0.2%99.8%热能X线是一种电磁波，波长很短(0.0006~50nm)，成像的波长范围0.008-0.031nm(40-150kv）；与x线检查相关的四个特性穿透性荧光效应感光效应电离效应成像基础透视基础摄片基础放射防护、治疗基础穿透能力荧光物质→可见光光化作用（胶片感光）被吸收→正负离子X线的穿透性穿透力与波长有关：波长越短穿透性越强，波长由X线管两极间的电势差决定，常以千伏值（KV）来代表X线的穿透性（X线的质）（千伏值越高x线越硬，穿透力越强。）穿透程度与物质密度和厚度有关：密度越大吸收X线越多，穿透过的X线越少；厚度越大吸收X线越多，穿透过的X线越少。X线荧光作用荧光物质：磷、氧化铂钡、钨酸钙、硫化锌镉等透视荧光屏—硫化锌镉摄影增感纸—钨酸钙“x线多则荧光亮（白）”X线的感光效应X线具有光化作用，使胶片感光AgBrAg+﹢Br﹣(形成潜影)显影剂：使感光的Ag+还原，黑色颗粒定影剂：使未感光的AgBr溶解、冲洗后呈片基色“x线多则胶片黑”x线成像基本原理X线影像形成的三个条件X线具有一定穿透性被穿透组织须有密度、厚度的差异经过载体（胶片、荧屏等）显像穿透性荧光效应感光效应管电流、管电压、曝光时间x线图的特点X线穿过人体后，由于人体不同组织器官的密度、厚度、吸收能力不同而形成不均匀吸收，剩余射线到达探测器后就产生不均匀的感光，经模拟或数字转换成可以观察的图像。灰阶图像；用密度高低描述影像的黑与白：高、中等、低密度；某一部位的不同密度和厚度组织结构的投影总和，是叠加影像；影像有一定程度的放大和失真，模糊。人体物质密度与影像密度组织比重物质密度吸收X线比例透视下照片骨骼1.90最大5.0黑白软组织1.04中等1.05灰黑灰白脂肪0.92较小0.5灰白灰黑气体0.001最小0.001白黑人工对比对缺乏自然对比部位，将密度高于或低于该结构或器官的物质引入器官内或周围，人工地造成密度差异而显示影像，即造影检查，引入的物质叫对比剂。扩大X线检查范围涉及到全身各系统优点操作简单；检查速度快；经济。二、主要用途1、骨关节疾病的诊断：骨折、炎症、结核、肿瘤；2、胸部疾病诊断：肺炎、肺脓肿、肺结核、肺、纵膈、乳腺肿瘤等；心脏大血管；3、胃肠道疾病诊断：胃肠道穿孔、肠梗阻；息肉、肿瘤、炎症、结核等；4、泌尿系统：结核、钙化、结石；肿瘤、炎症、结石、先天性畸形；5、其他：子宫输卵管狭窄、闭塞等三、主要内容1、普通x线检查透视、普通x线摄影、软x线摄影2、数字x线成像检查CR、DR3、造影检查透视利用x线的穿透性和荧光作用，将被检者置于荧光屏（或影像增强器）与x线管之间，x线穿过人体之后在荧光屏（或影像增强器）上形成可见影像并进行视读的检查方法。透视（荧光屏）摄片穿透性、荧光作用穿透性、感光作用和荧光作用不能显示轻微病变；不宜观察厚度与密度较大的部位空间分辨力高，影像清晰，密度差异小及厚部位均显示清晰没有永久记录以供复查对比。留有永久记录可，作为复查对比转动病人，从不同方位观察；观察器官活动观察范围受限，不能观察器官活动，每次只显示一个体位设备简单、费用低。费用相对较高接受辐射时间相对较长瞬时曝光立即有结果结果相对较慢透视和摄片特点对比普通x线摄影（plainfilmradiogrphy）被检者置于x线管和屏片组合之间，x线穿透人体后在胶片上形成潜影，再经显、定影过程获得清晰胶片影像的检查方法。透视（荧光屏）摄片穿透性、荧光作用穿透性、感光作用和荧光作用不能显示轻微病变；不宜观察厚度与密度较大的部位空间分辨力高，影像清晰，密度差异小及厚部位均显示清晰没有永久记录以供复查对比。留有永久记录可，作为复查对比转动病人，从不同方位观察；观察器官活动观察范围受限，不能观察器官活动，每次只显示一个体位设备简单、费用低。费用相对较高接受辐射时间相对较长瞬时曝光立即有结果结果相对较慢透视和摄片特点对比软x线摄影40kv以下的x线摄影；钼靶；低电压：20-40kv；用于乳腺等软组织检查；（1）计算机x线成像computerradiography，CR;（2）数字x线荧光成像digitalfluorography，DF;（3）平板探测器（flatpaneldetectors）数字x线成像，DDR2、数字x线成像（digitalradiography，DR）CR–稀土元素制成的晶体板（IP板）吸收照射到板上的X线的光信号，通过激光扫描读出板上的潜影后，通过光电转换变为电信号，再经A/D转换器转换为数字信号。–数字影像可由激光打印机输出，亦可由监视器直接读出。–优点：数字化图像的优点；–不足：空间分辨力不如屏-片组合。28功能缺点：时间分辨率差，不能满足动态器官和结构的显示；空间分辨率差，与常规X线屏—片系统比较。29DDR–X线照射到薄膜晶体管屏（平板探测器，FPD）后，直接将X线的光信号转换为电信号，再经A/D转换器转换为数字信号。–优点：–①影像清晰度高：空间分辨率高，动态范围大，可观察对比度低于1%，直径大于2mm的物体；–②噪声少；–③速度快；–④FPD量子检出率高；–⑤图像后处理功能改善细节；–⑥可根据观察者视觉特性来处理影像。–⑦X线剂量低，在病人身上测量到的表面X线剂量只有常规摄影的1/10；–缺点：空间分辨力不如屏-片组合。临床应用数字成像的优点：图像后处理功能；摄照条件宽容度大；x线剂量小；图像可储存，可入PACS（图像存档和传输系统）；细小结构和病灶显示优于普通x线片。数字化影像3、造影检查（人工对比）对缺乏自然对比部位，将密度高于或低于该结构或器官的物质引入器官内或周围，人工地造成密度差异而显示影像，即造影检查，引入的物质叫对比剂。目的：使人体内缺乏自然对比的器官和组织在引入对比剂后形成影像，以显示人体内的组织器官的形态及功能。造影剂（对比剂）（contrastmedium）种类临床应用低密度对比剂（阴性）空气、氧气、二氧化碳用于蛛网膜下腔、关节腔、腹腔、腹膜后及纵隔等造影高密度对比剂（阳性）钡剂（医用BaSO4）消化道造影碘剂（有机：离子型、非离子型；无机）支气管、心血管、胆道、静脉肾盂造影等四、限度①二维影像，组织结构互相重叠，易漏诊；②密度分辨力有限，密度分辨力小的组织和器官、病变不容易分辨；③对比剂不良反应，有绝对禁忌证；④辐射损伤，剂量过大、检查过频、时间过长的项目受限。计算机体层摄影(computertomography)是Hounsfield于1969年设计成的，1972年问世。1979年获得了诺贝尔医学生物奖。由最初的普通头颅CT发展到现在的多层螺旋CT和双源CT(DSCT)。第二节CT检查技术一、特点1、原理：扫描数据的采集和转换：X线束对人体某部位一定厚度的层面进行扫描，由探测器收集透过该层面的X线信息，转变为可见光，由光电转换器转变为电信号，再经模拟/数字转换器转换为数字信息，输入计算机处理；计算机的处理和图像重建：由得到的数据计算出每个体素的X线衰减系数，排列成矩阵，重建图像；图像的显示及存储：再经数字/模拟转换器，每个数字转换为黑白灰阶的小方块称为象素（pixel），按矩阵排列成CT图像，所以CT图像是重建的图像。体素像素数字矩阵扫描部分；计算机系统；图像显示和存储系统。1、断面（横），没有重叠，可重建（MPR，3D立体图像），伪彩显示更生动，多角度观察，解剖结构显示清晰，病变定位更准确。二、CT图像特点3D－CT4950MPRCTVE2、CT图象由一定数目的像素按矩阵排列构成。像素越小，数目越多，构成图象越细致，即空间分辨率越高。灰阶图像，黑白代表密度大小；CT图像的密度分辨力很高，能分辨普通x线无法分辨的密度差异较小的组织结构，并能对密度定量，提高病变检出率和疾病的定性诊断，空间分辨力不如X线成像；与MRI相较的优点①速度快，适合危重患者；②显示骨骼和钙化较清晰；③显示冠状动脉及病变，CTA优于MRA；④某些MRI禁忌者（心脏起搏器或体内有铁磁性物质）；⑤实惠。三、主要内容CT检查体位：横断层面扫描(即轴位)；冠状层面扫描(颅面部)。CT检查过程：待病人摆位毕先扫定位图以确定扫描范围，然后按设定好的扫描程序开始扫描。CT检查技术：普通扫描(plainscan)特殊扫描(如薄层，用于中耳、胸部等)；增强扫描(contrastscan)；造影CT(A或V)CT容积扫描(螺旋或电影CT)三维重建(3-dimentionalreconstructions；3DR)。临床应用及限度(一)颅脑（应用普遍，首选检查方法）1、适应症：颅内肿瘤、脑出血、脑梗塞、颅脑外伤(血肿、气脑等)、颅内感染、脑寄生虫病、脑先天性畸形、脑萎缩、脑积水及脱髓鞘病等。2、优点：CT已完全代替常规X线颅脑检查—如气脑造影(脑池)，脑室造影等；螺旋CT的脑血管三维重建可获得比较精细和清晰的血管三维图像。3、缺点：对于脑血管畸形的诊断，CT不如DSA；对于颅底及后颅窝病变的诊断，CT不如MRI。(二)头面颈部CT：1、适应症：眼眶和眼球良恶性肿瘤、眼肌病变、乳突及内耳病变、耳的先天性发育异常、鼻窦和鼻腔的炎症及肿瘤(尤其鼻咽癌)、喉部肿瘤、甲状腺肿瘤、颈部肿块等。2、优点：有较好的定位、定量、定性能力，已成为常规检查方法。58(三)胸部CT：1、适应症：用于诊断气道、肺、纵隔、胸膜、胸壁、膈肌、心脏、心包和主动脉疾病等。2、优点：对于支气管肺癌的早期诊断、显示肺癌的内部结构、观察肺门和纵隔有无淋巴结转移、淋巴结结核、纵隔肿瘤的准确定位、显示肺间质和实质性病变—较普通X线有显著的优越性；对于观察心包疾患、显示主动脉瘤、主动脉夹层的真假腔、显示冠状动脉和心瓣膜的钙化、大血管壁的钙化—有较大的优势；电子束CT可较好地显示心肌、心腔及冠状动脉的病变。59(四)腹部和盆腔CT：1、适应症：用于诊断肝、胆、脾、胰腺、肾、肾上腺、膀胱、前列腺、子宫及附件、腹腔及腹膜后病变。2、优点：对于明确占位性病变的部位、大小及与邻近组织结构的关系、淋巴结有无转移等—具有重要作用；对于炎症性和外伤性病变—能较好地显示；对于胃肠道病变－CT可较好地显示肿瘤向胃肠腔外侵犯的情况，以及向邻近和远处转移的情况，但显示胃肠道腔内病变应以胃肠道钡剂检查为首选。61(五)脊柱和骨关节CT：1、适应症：用于诊断退行性病变（椎管狭窄、椎间盘病变）、脊柱外伤、脊柱肿瘤、骨关节病变等。2、优点