(医学)医学影像技术学

医学影像技术学孙存杰医学影像技术学2内容课堂讲授实验课小计第一章绪论336第二章照片冲洗技术336第三章X线摄影技术12921第四章CT扫描技术639第五章磁共振检查技术639第六章DSA技术639第七章CR、DR、影像辅助设备及PACS606第八章SPECT显像技术303第九章放射治疗技术303合计4824723推荐参考书医学影像检查技术学人民卫生出版社于兹喜2003.11第1版医学影像技术全科纲要与考题解湖北科学技术出版社燕树林2000.01第1版X线摄影学人民卫生出版社袁聿德2002.07第2版4第一章绪论内容提要●医学影像学与影像技术学●医学影像学检查方法概述●X线成像系统一、X线的物理学基础二、医用诊断X线装置三、X线成像理论5第一节医学影像学与影像技术学一、医学影像学的发展德国物理学家伦琴（Wilhelmconradroentgen）1895年11月8日发现X线，拉开了医学影像学发展的序幕。目前，医学影像学已经形成了比较完善的体系，包括常规X线成像、X线CT成像、DSA成像、MR成像、超声成像、核素成像及热成像等。6开始时：骨骼的透视和摄片对比剂(造影剂):提高组织间的对比影像增强器--X线透视X线CT、PET/CTDSACR、DR使得X线摄影进入了数字化时代X线成像系统的发展目标：专一化和智能化760年代出现的超声成像技术是真正无创、无损的影像学检查手段，它反映人体组织不同密度的界面对于超声波的反射特征。MR成像是利用核磁共振原理实现影像重建的，它也是一种对人体无创、无损的成像方式，能够反映出分子水平的人体生理、生化特性。核素成像反映了人体组织的生理生化的变化特征。PETCT…放射治疗是将影像学和肿瘤学结合，应用于肿瘤治疗。8二、医学影像技术学的任务影像设备的操作、应用、技术开发及影像的质量管理与控制（QA、QC）三、医学影像技术人员的层次结构初级职称：技术员(技士)、技师中级职称：主管技师高级职称：副主任技师、主任技师9第二节医学影像学检查方法概述一、常规X线检查1．X线透视（X线TV透视取代了荧光屏透视）优点：①可转动体位进行动态观察②操作简单、费用低缺点：①X线辐射时间较长②适用范围较小③图像质量相对较差④不能保存图像资料102．常规X线摄影（X线平片）优点：①成像质量较好②X线辐射剂量较少③便于复查和会诊。缺点：①缺乏动态信息②费用比透视稍高。3．特殊X线摄影软X线、高千伏、CR、DR、体层、放大、荧光、记波、干板、异物定位等。4．造影检查通过在人体中引入对比剂（造影剂），产生对比差异，使一些组织或器官显影，消化、泌尿、循环系统的造影检查…11二、CT扫描检查1．平扫：2．增强扫描：3．定位穿刺活检：4．CT血管造影（CTA，CTAngiography）：对靶血管内对比剂高峰期进行容积扫描，获得血管影像。5．三维表面重建及多平面重建：6．模拟内窥镜检查：7．心脏成像：利用心电门控技术，分析心脏容量、射血分数、室壁运动参数，对冠状动脉钙化进行定量分析。8．制订放疗计划：9．定量分析：可以测量人体内某一部位的骨矿含量。12131415三、MR成像检查人体各部位轴位、矢状位、冠状位的自旋回波序列的T2和T1加权对比成像；有时需要行对比增强扫描，用顺磁性离子型对比剂进行静脉注射后，行该部位三轴方位的T1加权成像；MR中还有血管成像、水成像、脂肪抑制、水抑制、频谱分析、灌注成像、弥散成像、化学位移成像等多种检查方法。四、DSA检查引入对比剂，通过数字减影显示血管影像1．静脉法DSA(IVDSA)：经静脉途径置入导管或套管针注射对比剂进行DSA检查的方法称为静脉法DSA。2．动脉法(IADSA)：对比剂直接注入受检动脉或邻近受检动脉处，对比剂稀释轻微，在血管中的浓度高，明显改善了小血管的显示程度。五、SPECT成像检查借助于注入体内的放射性核素所发射的γ光子构成断层影像。另外,影像学的检查方法还有超声、热成像检查等。16第三节X线成像系统一、X线的物理学基础（一）X线的发现1895年，伦琴用克鲁克斯管研究高真空下放电现象时…X射线简称“X线”，又称“伦琴射线”。伦琴荣获了1901年首届诺贝尔物理学奖。17（二）X线的本质一种电磁波，具有一定的波长和频率，具有波粒二重性，X线成像利用了它与物质相互作用时发生能量转换，突出了微粒性。X线的波长极短、能量极大，它的波长介于紫外线和γ射线之间，为0.0006～50nm，X线诊断常用的波长为0.008～0.031nm。18（三）X线的特性1．物理特性（1）穿透作用：穿透能力与X线光子的能量成正比，波长短的X线光子能量大、穿透能力强，另外还与被照物体的密度有关。（2）荧光作用：当X线照射某些荧光物质(如钨酸钙等)时能激发产生荧光，荧光屏、影像增强器、增感屏等都利用了这一特性。（3）电离作用：物体受X线照射时，使核外电子脱离原子轨道，即～。自动曝光控制系统的电离室、X线放射治疗等利用了该特性。（4）热作用（5）干涉、衍射、反射、折射作用192．化学特性（1）感光作用：是X线摄影的基础（2）着色作用：使某些物质(如铂氰化钡)的结晶体脱水而改变颜色。3．生物效应生物细胞经一定剂量X线的照射会受到抑制、损伤、坏死，生物效应既有利又有弊…在X线诊断和治疗中主要利用了X线的穿透、荧光、电离、感光、生物等特性。20（四）X线的产生及能量转换1．X线产生的三个条件:高速电子流和靶物质相互作用的结果①电子源②高速电子流③靶物质2．能量转换诊断用X线的产生效率只有0.4％～1.3％。21（五）X线与物质的相互作用1．五种相互作用形式:（不变散射、康普顿效应、光电效应、电子对效应、光蜕变）（1）不变散射低能量的X线光子(10keV以下)与物质作用时发生不变散射，约占百分之几。22（2）康普顿效应入射光子与原子的外层轨道电子(或自由电子)相互作用时，光子的能量部分交给轨道电子，光子的频率改变后发生偏转以新的方向散射出去即散射光子，获得足够能量的轨道电子形成反跳电子，这个过程称为康普顿效应，又称康普顿-吴有训效应或康普顿散射。在康普顿效应中，散射光子保留了大部分的能量，这些散射光子就是散射线，它使胶片产生灰雾而降低X线照片的质量。23（3）光电效应入射光子与原子的内层电子作用时，将全部能量交给电子，获得能量的电子摆脱原子核的束缚而成为自由电子(光电子)，而X光子本身整个被原子吸收的过程称为光电效应。光电效应的利与弊：产生高质量照片－不产生散射线，照片灰雾↓，增加了射线对比度。辐射损伤↑－入射光子的能量全被人体吸收24（4）电子对效应当入射光子的能量≥1.02MeV时，在核力场的作用下X线光子变为一个正电子和一个负电子，即为电子对效应。（5）光蜕变能量在10MeV以上的X线光子发生光蜕变。252．诊断用X线中各种作用发生的概率康普顿效应约占25％光电效应约占70％不变散射约占5％教材P5有误！26（六）X线的质与量、X线强度1．X线的质X线穿透物体的能力，即光子能量的大小称为X线的质，又称硬度，光子的能量越大穿透能力越强，越不容易被物体吸收。X线的质是通过管电压(千伏值)的大小来反映的，管电压越高，质越硬。2．X线的量垂直于X线束的单位面积上，单位时间内通过的光子数称为X线的量，在X线诊断中，X线的量是由毫安秒(mAs)来表示。273．X线的强度单位时间内垂直于X线束的单位面积上通过的光子数和能量的总和叫做X线的强度。主要由kV、mA和时间决定。4．影响X线强度的主要因素（1）管电压(kV)：X线强度与kV的平方成正比。（2）毫安秒(mAs)：X线强度与mAs成正比。（3）靶物质：靶的原子序数越高，产生X线的效率越高，X线的强度就越大。（4）距离：X线的强度与距离的平方成反比。28二、医用诊断X线装置（一）医用X线装置的发展和分类1．X线装置的发展：第一张X片，伦琴夫人的手－用40～50kV，1mA，30～60分钟。1929年，旋转阳极X线管（Philips）1952年，影像增强器70年代，中频X线机1972年X线CT80年代初DSA近年来，CR、DR技术逐渐成熟、普及，为PACS的应用提供了基础。2．X线装置的分类：（1）按用途分为诊断用、治疗用X线装置。（2）按输出量分为大、中、小X线装置。（3）按使用范围分为综合、专用X线装置。（4）按结构分为常规放射X线机、DSA机、CT机等。29（二）X线机的基本操作1．使用原则（1）掌握X线机的基本结构，了解其性能、容量、特点（2）遵守操作规程，保证操作者、患者和机器的安全。（3）操作机器要认真、细致，调节参数时要轻且准确。（4）使用中发现异常，及时汇报，做好记录。（5）工作完毕应及时将按键复位，切断电源。302．操作程序（1）闭合外电源总开关。（2）接通机器电源，调整电源电压至标准值。（3）选择台次，交换到所用X线管，技术选择开关调到需要档次。（4）选择曝光的千伏、毫安秒。（5）摆好摄影体位，调整好X线管位置、胶片距、中心线方向、照射野等。（6）按下曝光手闸曝光。313．X线机使用注意事项（1）不了解机器的性能和操作方法，严禁拨动任何旋钮、开关。（2）严禁在所选参数过载时曝光。（3）曝光过程中严禁调动各调节器（个别机型除外）。（4）透视、摄影时的时间间隔。（5）注意观察，有异常现象，立即断电。（6）定期对机器进行保养。32三、X线成像理论（一）X线的吸收与衰减物质吸收了X线后，X线强度的减弱，即衰减在诊断用X线的能量范围内，X线与物质的相互作用形式主要有光电效应和康普顿散射。331．物质对X线的吸收(1)吸收与原子序数的关系：①康普顿散射与吸收物质的原子序数无关，骨与软组织发生康普顿效应的概率大体相等，而且随着X线能量的提高，概率有所下降。②不管X线能量的多少，骨的光电效应发生的概率总是软组织的7倍左右，且随着X线能量的增加，光电效应发生的概率急剧下降，透过射线增多。34低能量时多数X线都产生光电效应较高能量时以康普顿散射为主35(2)吸收与密度的关系：吸收与组织密度成正比钡的原子序数56，碘剂的原子序数53，它们与X线作用发生光电效应的概率是软组织的约367倍。软组织的密度是空气密度的773倍。362．物质吸收X线的衰减规律（1）X线的强度与距离的平方成反比。（2）单能射线（相同能量的光子组成的射线）的衰减：只有光子个数的减少，而没有光子能量的变化。Iq＝I0e－μx（3）连续射线（不同能量的光子组成的射线）的衰减：实际应用的X线就是连续X线，连续射线在通过物质时，剩余射线的质和量都有所变化。373．影响X线衰减的因素(1)X线的能量：X线能量↑，光电效应发生的概率↓，衰减量↓，透过量↑。(2)吸收物质的密度：密度越大，衰减↑而透过量↓。(3)吸收物质的原子序数：原子序数越大，衰减↑而透过量↓。(4)吸收物质的每克物质的电子数：电子数越大，衰减↑而透过量↓。384．X线的滤过诊断用X线是一束连续能量的混合射线，低能成分被人体组织吸收，增加了皮肤的照射量，因此要增加滤过装置。39（二）X线成像原理X线之所以能成像，一方面是基于X线本身的特性，如穿透性、荧光特性、感光特性，另一方面是因为人体有着密度和厚度的差异，当X线照射人体时，被吸收、衰减的程度不同，透过人体的剩余射线就在胶片或荧光屏上显示黑白对比不同的影像。40人体组织密度分三类：◆高密度组织◆中等密度组织◆低密度组织X线照射人体的某个部位时，由于密度、厚度的差异，X线吸收、衰减各异，剩余射线使胶片感光，经过显影、定影处理后得到一张用于诊断的X线照片，高密度的组织在照片上较白，低密度的组织较黑，而在荧光屏上看到的影像正好与之相反，高密度的组织在荧光屏上显示较黑，低密度的组织较白，所以称荧光屏上的影像为正像，X线照片上的影像为反像或负像。41（三）散射线及其消除1．散射线的产生康普顿效应产生散射光子和反跳电子，这些散射光子就是散射线。散射光子保留了X线光子的大部分能量42作用于X线胶片或荧光屏的剩余射线由两部分组成，一部分是减弱的原发射线，另一部分是散射线。432．影响散射线的因素散射线占有