1、X线2、CT2、MRI2)一、目的和要求,掌握X线、CT、MRI、DSA成像的基本原理,基本概 念熟悉各种检查方法的临床应用了解信息放射学(如数字X线成像DR和图像存档与传 输系统PACS的一般概念),二、重点和难点,重点:X线成像基本原理 X线基本特性X线检查方法的选择和临床应用 CT、MRI、DSA基本概念MRI图像特点难点:X线、CT、MRI成像原理,医学影像学的定义,医学影像学(medical imageology)是以医学影像为基础,集X线(X-ray)、计算机体层摄影(computedtomography,CT)、核磁共振成像(magneticresonance imaging,M
2、RI)、数字减影(DSA)、核医学、超声学(ultrasonography,US)、放射治疗学及介入治疗学(interventional radiology)等多学科有机结合 的综合诊疗学科(体系),Headline,SOMATOMSensation 648 sec for 134 mm64 x 0.6mmResolution 0.33 mmRotation 0.33 sec120 kV750 mAs(eff.),SOMATOMSensation 64with z-Sharp8 sec for 118 mm64 x 0.6 mmResolution 0.33 mmRotation 0.33 s
3、ec120 kV700 mAs(eff.),LAO,LAO Cran,Lat,RAO,冠脉树,磁共振弥量扩张成像可用于脑白质内神经纤维传导束的精细成像,视觉传导路,解剖标本图,第一章:总论第一节:不同影像技术的特点与临床应用,、线图像的特点与临床应用(本次课重点)、超声图像的特点与临床应用、图像的特点与临床应用、图像的特点与临床应用第二节:医学影像诊断原则和步骤,(一)X 线的发现1895 年 11 月 8 日,德国物理学家伦琴(Wilhelm Conrad Rontgen)在进行阴极管实验时偶尔发现了具有很 高能量,肉眼看不见,但能穿透不同物质,能使荧光 物质发光的射线。因为当时对这种射线的
4、性质还不了 解,因此称之为X 射线。为纪念发现者,后来也称为 伦琴射线,简称X 线(X ray)。,第一节一、线图像的特点,伦琴X 线的发现者,医学影像学的奠基人,世界第一张 X 线片,(伦琴夫人手部照片),青年伦琴,医学影像学概况,1895年1896年,德国伦琴(Roentgen)发现X线X线始用于临床医学,1901年获首届诺贝尔物理学奖,X线学,Roentgenology专业化,,19001930年radiologist,放射学,X线学与放射学的区别点:,影像增强器的应用特殊造影检查的应用摄影方法的改良:大型X线机、断层摄影等放射治疗,放射学,1970年后CT、MRI、DSA、PECT、实
5、时超声相继问世,初步形成医学影像学 69年英国Hounsfeild发明CT,72年公诸于世,79年获诺 贝尔医学奖,医学影像学,1946年Bloch发现核磁共振现象 1952年获诺贝尔物理学奖 1973年美国Lautebur发明MRI 2003年获诺贝尔医学(生理学)奖,医学影像学,1975年PECT问世,核医学长足发展,医学影像学,医学影像学,1977年美国Nudelman获得首张DSA图像数字减影血管造影(digital subtraction angiography,DSA),70年代初实时超声,医学影像学,(二)X 射线的产生,高速行进的电子流被物质阻挡即可发生能 量转换并可产生 X
6、线。X 线是在真空管内高速行进,成束的电子流撞击钨(或钼)靶时而 产生的。因此,X 线发生装置,主要包括 X 线管,变压器和操作台。,X 线发生程序,接通电源,降压变压器,X 线管灯丝 加热,X 线管两极提供 高压电,自由电子 受强力吸引 形成电子束,电子束撞击 阳极钨靶 原子结构,X 线,热能99%,产生自由电子 云集在阴极附近,X 线产生原理,(三)X 线的特性,X 线是一种波长很短的电磁波,波长范围为 0.0006-50 nm。目前 X 线诊断常用的 X 线波 长范围为 0.008-0.031 nm 的(相当于 40 150 KV 时)。在电磁辐射谱中,位居射线与紫外线 之间,比可见光的
7、波长要短得多,肉眼看不见。,重 点 内 容,1、穿透作用2、荧光作用3、摄影作用4、电离作用5、生物作用,与 X 线成像相关的特性:,重 点 内 容,穿透作用,uX 线波长短,具有很强的穿透力,在穿透程中受到一 定程度的吸收即衰减uX 线的穿透力与 X 线管电压密切相关,电压愈高,所 产生的 X 线的波长愈短,穿透力也愈强uX 线的穿透力还与被照体的密度和厚度相关,重 点 内 容,荧光作用,u X 线能激发荧光物质(如硫化锌镉及钨酸钙等),使 之产生肉眼可见的荧光,即 X 线作用于荧光物质,使 波长短的 X 线转换成波长长的荧光,这种转换叫做荧 光效应u 荧光作用是进行透视检查的基础,重 点
8、内 容,摄影作用,u涂有溴化银的胶片,经 X 线照射后,可以感光,产生 潜影,经显影、定影处理,感光的溴化银中的银离子(Ag+)被还原成金属银(Ag),沉淀于胶片的胶 膜内(片基),此金属银的微粒,在胶片上呈黑色;而未感光的溴化银,在定影及冲洗过程中,从 X 线胶 片上被洗掉,因而显出胶片片基的透明本色u根据金属银沉淀的多少,便产生了黑和白的影像u摄影效应是 X 线图像获取与保存的基础,重 点 内 容,4、电离作用,X线穿过机体被吸收时,将产生电离作用,使组成物质的分子分解成正负离子,测量被照组织的电离程度可计算X 线的照射量,通常以此作为放射计量学的基础,重 点 内 容,5、生物作用,uX线
9、穿透机体被吸收时,可使组织细胞产生抑制、损害甚 至坏死,称为X线的生物效应uX线对机体的损害程度与所吸收X线的剂量的大小有关uX线的生物效应是放射治疗和放射防护的基础 1.治疗作用(合理利用:如恶性肿瘤放射治疗)2.损伤正常组织(注意防护),(四)X 线机的基本结构,1.X 线球管2.X 线机架(主体部分)3.X 线机控制台,新型X 线机在摄影技术参数的选择,摄影位 置的校正方面,都更加计算机化,数字化,自动化。长期以来,除通用型X 线机以外,又开发 了适用于心血管,胃肠道,泌尿系统,乳腺及介 入放射,儿科,手术室等专用的X 线机,X 线球管,X线机架,X 线机与控制台,X 线数字图象处理系统
10、(医生工作站),(五)X 线成像基本原理X 线影像的形成三个基本条件:1、X 线应具有一定的穿透力,这样才能穿透被照射的组 织结构;2、被穿透的结构必须存在着密度和厚度的差异;(自 然对比、人工对比);3、显像设备:例如X 线片,荧光屏或电视屏幕。,重 点 内 容,X 线图象的形成,X 线,人体组织结构的密度可归纳为三类:,u高密度结构:如骨组织牙齿和钙化灶等u中等密度结构:如软骨、肌肉、神经、实质器官、结缔组织以及体内液体等u低密度结构:如脂肪组织以及存在于呼吸道、胃肠 道、鼻窦和乳突内的气体等,X 线图像特点,u影像重叠:X 线图像是 X 线束穿透路径上各层投影相 互叠加在一起的影像,能使
11、体内某些组织结构的投影 因累积增益而得到很好的显示,也可使体内另一些组 织结构的投影因减弱抵消而较难或不能显示u图形失真:由于 X 线束是从 X 线管向人体作锥形投射,因此,将使 X 线影像有一定程度放大并产生伴影使 X 线影像的清晰度减低,二、线诊断的临床应用,X 线临床检查技术,1.普通检查:荧光透视和摄影2.特殊检查:体层摄影,软 X 线摄影(钼靶),放大摄影、荧光摄影、记波摄影,点内容,1、荧光透视(遥控透视),X线荧光透视的特点,u简单、方便、经济、一般不用复杂准备 点内容u能动态观察人体器官活动与功能改变u一般无永久记录、医生的经验和责任心对检查结果影 响较大(可用录象弥补)注意:
12、荧光透视图像的黑白与X线照片相反,2X线 摄 影,特点:u成像清晰,对比度及清晰度均较好u简便实用,特别实用于密度、厚度差别较大的组织或 器官u平面重叠成像,立体感差,常需作互相垂直的两个方 位摄影,例如正位及侧位u对功能方面的观察,不及透视方便和直接;费用比透 视稍高,2、X线摄影,3、体层摄影(断层照片),体层摄影则可通过特殊的装置和操作获得某一选 定层面上组织结构的影像,而不属于选定层面的结构则在投影过程中被模糊掉,体层摄影常用以明确平片 难于显示、重迭较多和处于较深部位的病变。多用于 了解病变内部结构有无破坏、空洞或钙化,边缘是否 锐利以及观察选定层面的结构与病变,解内容,平面体层摄影
13、,全景体层摄影,平面体层,颌骨全景摄影,心脏记波摄影,软 X 线摄影(钼靶照相),采用能发射软 X 线的钼 管球,用以检查软组织,特 是乳腺的检查。,钼靶照片机,造影检查,人体组织结构中,有相当一部分,只依靠它们本身 的密度与厚度差异不能在普通检查中显示,必需将高于或低于该组织结构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。引入的物质称为造 影剂(对比剂)。造影检查的应用,显著扩大了 X 线 检查的范围。,造影剂,高密度造影剂低密度造影剂,1 高密度造影剂,高密度造影剂为原子序数高、比重大的物质。X线检查常用的高密度造影剂有医用硫酸钡和各类含碘 制剂。,钡剂,钡剂为医用硫
14、酸钡粉末,加水和胶配成根据检查 部位及目的,按粉末微粒大小、均匀性以及用水和胶的量配成不同类型的钡混悬液,通常以重量/体积比来 表示浓度。硫酸钡混悬液主要用于食管及胃肠造影,并可采用钡、气双重对比检查,以提高诊断质量。,碘制剂,离子型造影剂:这类高渗性离子型造影剂,可引起血 管内液体增多和血管扩张,肺静脉压升高,血管内皮 损伤及神经毒性较大等缺点,使用中可出现毒副反应非离子型造影剂:具有相对低渗性,低粘度,低毒性 等优点,大大降低了毒副反应,适用于血管,神经系统 及造影增强 CT 扫描,费用较高,水溶性碘造影剂有以下类型:离子型,以泛影葡胺(urografin)为代表;非离子型以碘苯六醇(io
15、hexol),碘普罗胺(iopromide),碘必乐(iopamidol)为代表;非离子型二聚体,以碘曲仑(iotrolan)为代表无机碘制剂当中,碘化物的碘苯酯(pantopaque),可注入椎管内作脊骨造影,但近来已用非离子型二聚 体碘水剂,造影剂,2 低密度造影剂,为原子序数低、比重小的物质目前应用于临床的有二氧化碳、氧气、空气等。在人体内二氧化碳 吸收最快,空气吸收最慢。空气与氧气均不能直接 注入血管内,以免发生气栓。可用于蛛网膜下腔、关节囊、腹腔、胸腔及软组织间隙的造影。,高密度造影剂,低密度造影剂,造影方式,1.直接引入法:口服法:食管及胃肠钡餐检查;灌注法:钡剂灌肠,支气管造影,逆行胆管造影,逆行泌尿道造影,瘘管、脓腔造影及子宫输卵管造影 等;穿刺注入法:可直接或经导管注入器官或组织内,如心血管造影,关节造影和脊髓造影等。,2.间接引入法:造影剂先被引入某一特定组织或器官内,后经吸收并聚集于欲造影的某一器官内,从而使之显 影。吸收性造影:如淋巴管造影。排泄性造影:如静脉胆道造影、静脉肾盂造影、口 服法胆囊造影等。前二者是经静脉注入造影剂后,造 影剂聚集于肝、肾,再排泄入胆管或泌尿道内。后者 是口服造影剂后,造影剂经肠道吸收进入血循环,再 到肝胆并排入胆囊内,即在蓄积过程中摄影。,常用造影检查,放射检查中的防护,X 线检查及其它放射性检查的临床应用很
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