医学影像成像技术与临床应用

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计算机X线成像（ CR ）
定义：以IP板代替X线胶片作为介质，经过 拍摄、读取、显示等过程，获得数字化图像。 优点：数字图像，黑白可调，存储方便。 应用：广泛应用于全身各部位X线摄影，基 本上可以取代普通X线摄影。

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二、CT图像的特点
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（一）灰阶图像
高密度－－白色 等密度－－灰色 低密度－－黑色
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（二）断面图像
由一定数目不同灰度的象素按矩阵排列构成。 象素越小，数目越多，图像越细致。 图像的不同灰度，反映组织对X线的吸收程 度。如密度高的组织为白影，密度低的组织 为黑影。 软组织结构对比良好。
螺旋CT的优势

无间隙扫描。 一次屏息完成扫描。 减少部分容积效应。 叠加影像可任意方式重建。

为3D重建提供高质量的数据。
201logy
电子束CT
电子束CT（EBCT）。 由一个大型扫描电子枪和一组1732个 固定探测器阵列和计算机系统组成。 特点：应用电子束技术； 扫描时间缩短（数毫秒）； 动态分辨率较高； 主要用于心血管系统。
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3000 60 Spleen脾 40 Bone 骨 Water 水 Kidneys肾
Blood血
Liver肝脏 Tumor瘤
Heart心脏
Intestine 肠
Pancreas 胰腺
Adrenal Gland 肾上腺
Bladder膀胱
0
-100

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二、X线图像的特点
灰阶图像：高密度－－白色 等密度－－灰色 低密度－－黑色 重叠图像：不同密度和厚度组织投影 的总和。 图像有放大和失真现象：锥形线束。

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三、X线检查技术
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多层螺旋CT特点
单排CT 探测器阵列 数据采集通 道
X线束 图像重建法 成像片数 智能扫描
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多排CT 4，8，16，64 四通道
宽度＝层厚×四 优化采样扫描 滤过内插法 多幅 根据密度、厚度自 动调整扫描条件
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一排 一组
宽度＝层厚 反投影法 解析法 一幅 无

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Hounsfield unit
+1000
灰阶显示
White
Window width W －窗宽
Window Level L-窗位
0
Black
-1000
CT 窗口技术
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普通检查
荧光透视---检查中实时得到X线图像，用 于胸部、腹部检查，主要观察器官和脏器 的动态功能变化，费用低，操作方便，但 清晰度差，不能客观记录。 X线摄影---利用片盒记录潜在影像，经过 显影、定影等一系列处理后，得到X线图 像；IP板可直接经计算机处理得到图像。

胃肠造影。
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碘剂
有机碘制剂：
用途：血管，胆道，胆囊，泌尿造影及CT增强。 类型：离子型：副作用大，过敏反应多，价格低 。 非离子型：低渗，低粘度，低毒性，高费用。
无机碘制剂：用于气管，输尿管，膀胱造影等。
如碘化油、碘化钠等。
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Mamma 乳腺 -200 Fat脂肪 -900 -1000 Air 空气 Lung肺
相关组织的CT值(HU)
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（五）多重窗口显示
窗口技术：运用合适的窗宽窗位，来显示图 像的技术。 窗宽(Window width, WW):指显示图像的CT 值的范围。主要影响图像的对比度。 窗位(Window level, WL):指窗宽上下限内 CT值的中心位臵，也叫窗中心。主要影响图 象的亮度。
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（四） CT值定量
CT图像不仅显示组织密度的高低，而且用CT 值说明密度，起到定量的作用。 在图像黑白影不能明确区分组织或病变差别 时，测量CT值，起到鉴别作用。 对有些特殊组织或病变，CT值起到定性作用。 如脂肪（－70至－90）；出血（65－95）
X线 发生 X线衰减
重建 & 后处理
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CT工作原理及过程
数据采集：从X线的产生到信息数据的获得。 数据处理：对数字数据进行重建前的一系列处理， 得到能表示扫描部位密度和厚度的重建数据。 数据重建：处理过的原始数据经过各种复杂运算 而得到矩阵数列，准备用来显示图像的过程。 显示图像：把重建处理后的数字矩阵经过A/D转 换形成模拟信号，以黑白不等的灰阶表示，再运 用适合的窗宽和窗位，使图像清晰显示出来。
数字化图像优点



图像质量得到提高 可以调节窗宽、窗位 投照条件宽容范围增大 患者接受X线量减少 图像信息可拍成照片或光盘储存 可输入PACS系统
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数字减影血管造影（DSA）
定义：在血管内注入造影剂的基础上， 通过计算机处理数字影像信息，消除 骨骼和软组织影像，使血管清晰显影 的成像技术。 分为IADSA和IVDSA两种方法。 应用：适用于心、脑、大血管的检查。

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CT设备组成
扫描部分
X线管 X线发生器 探测器 机架和床
主计算机（控制扫描运行） 阵列处理器（承担图像重建） 显示器、存储器和激光相机
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计算机系统 显示存储系统
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CT机发展变革
第一次：旋转扫描－螺旋扫描（1989年） 第二次：单排螺旋－多排螺旋（1998年） 第三次：多排螺旋－容积 C T（2004年） 第四次：单源螺旋－双源螺旋（2005年）
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28Imaging technology
CT的特点



能显示断面图像 图像密度分辨率高 可做定量分析 成像速度快 CT引导下穿刺
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一 、CT成像基本原理与设备
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CT如何工作？
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碘剂
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X线的防护
屏蔽防护：铅衣、铅屏风、铅门。 距离防护：增加放射源与人体间距离。 时间防护：选择最短曝光时间，尽量避 免重复检查。

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24Imaging technology
四、X线图像的解读
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第一节
X线成像
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3
伦琴及第一张X线照片
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一、X线成像基本原理与设备
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X线的产生

X线管阴极灯丝加热，产生自由电子。 X线管两极间加高电压，产生电势差。 电子以高速运动由阴极冲向阳极。 电子轰击阳极靶面发生能量转换（1%为X线）。

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43Imaging technology
CT值(Hounsfield值)
定义：把空气与致密骨之间的X线衰减系数 划为2000个单位，被检体的吸收系数与水的吸 收系数作比值，得出CT值。
CT值＝(μx－ μ水) / μ水×k
水的μ值为1，CT值为0HU; 空气μ值（0.0013）近似于0，CT值为–1000HU; 骨皮质μ值（1.9）近似于2，CT值为＋1000HU。

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18Imaging technology
特殊检查



软线摄影（钼靶）：用于乳腺摄影。 放大摄影：用于观察微细病变。 体层摄影：用于肺部病变的显示。 荧光摄影：用于集体体检。 记波摄影：用于观察脏器的运动。
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造影检查

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螺旋CT技术
在扫描过程中，X线管连续围绕受检者旋 转，同时病床匀速前后移动，这样X射线束在受 检者身上勾画出一条螺旋样轨迹，称为螺旋CT。 特点：容积扫描 连续出线 连续进床 连续投照 连续数据获取
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医学影像成像技术 与临床应用
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医学影像技术发展史



1895年伦琴发现X射线，形成X线诊断学， 奠定医学影像学的基础，现发展为CR、DR。 20世纪50年代出现超声成像。 20世纪60年代出现核素显像，后来发展为 ECT、SPECT、PET。 20世纪70年代出现CT和介入放射学。 20世纪80年代出现MRI。
定义：用对比剂引入体内，产生人工对比，借 以形成图像的方法。 方法：直接引入－－口服、灌注、穿刺注入 简接引入－－静脉注射后行尿路造影。 对比剂分类：高密度对比剂（钡剂、碘剂） 低密度对比剂（气体）

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钡剂

硫酸钡粉末 加水和胶。 用于食道、
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第二节 计算机体层成像
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CT的历史
计算机体层摄影( Computed Tomography ) 简称X线CT或CT.
1967年至1970年英国工程师Hounsfield研制成功世 界上第一台CT扫描机。 1971年9月首台CT机正式投入临床。 1972年取得了世界上第一张CT照片。 Hounsfield获得1979年度诺贝尔生理和医学奖。
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X线的特性
穿透性：是X线成像的基础。 荧光效应：是X线透视的基础。 感光效应：是X线摄影的基础。 电离效应：是X线治疗的基础。

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X线图像形成的基本原理


X线具有一定的穿透力
数字X线成像（DR）
定义：是将X线装臵同计算机相结合，使形成 影像的X线信息由模拟信号转换为数字信号， 而得到数字化图像的成像技术。 优点：成像速度快，图像质量高，照射剂量 低，全程图像存储。 应用：用于数字胃肠造影和全身各部位拍片。

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组织结构存在密度和厚度的差别 剩余的X线经过显像过程形成X线图像
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密度差别
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厚度差别
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10Imaging technology
X线设备


X线管 高压发生器 操作台 检查床 影像增强系统（IITV）

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（三）三维立体重建

CT图像为连续的横断面图像。 可重建出冠状面和矢状面图像。 螺旋CT可以做任意平面的三维重建。 利用软件做出不同效果特殊重建，直观显示 病变: 多层面重建（MPR）,表面遮盖法（SSD） 仿真内窥镜（VE），容积投影（VR）




首先看摄影条件和体位是否合格 按一定的顺序全面观察图像 识别正常的解剖结构 确定异常的X线表现 综合分析得出结论
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五、X线的临床应用


X线是所有影像检查中最常用、最基本的方法。 胃肠道系统主要靠X线检查。 骨骼系统X线检查首选。 胸部透视用作常规检查。 除以上应用，其他系统因作用有限，已经被CT、 MR等取代。