医学影像学概论PPT
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价格昂贵
DR图像
X线摄影技术
透视检查 普通X线摄影（平片） 造影检查
造影检查
适用于缺乏自然对位的部位和脏器，如 腹部脏器，消化道等，引入对比剂 （Contrast Medium），也称造影剂
对比剂（Contrast Medium）
高密度对比剂
原子序数高，比重大的物质。常用有钡 剂、碘剂
第一台：
英国电子工程师亨斯费尔德 1972年4月
一、二、三、四、五代CT设备
螺旋CT（Spiral CT）
多层螺旋CT（Multislice Spiral CT）
螺旋CT
CT检查技术
平扫（plain scan） 增强扫描（Contrast Enhancement） 动态扫描（Dynamic Scan） 高分辨CT（High Resolution CT，HRCT） CT新技术
如医用硫酸钡 有机碘剂 无机碘剂
低密度对比剂
原子序数低，比重小的物质，如空气、氧 气等，应用小
消化道造影
医用硫酸钡
血管造影
离子型碘剂（无机碘剂）：泛影葡胺 20世纪50年代研制 高渗透压、疏水、副反应大，安全性较 低
非离子型碘剂（有机碘剂）： 碘普胺--优维显 碘海醇--欧乃派克 碘帕醇--碘必乐 碘克沙醇--威视派克
X线图像的特点（一）
人体组织密度：人体组织中单位体积物 质的质量
X线图像密度：X线片上影像的灰阶
X线图像的黑白与人体组织的密度相关
组织密度越高，影像越白 组织密度越低，影像越黑
组织密度越高，影像越白
组织密度越低，影像越黑
X线图像的特点（二）
X线为复合影像
X线图像系标准X 线束穿过人体不同密 度、
应尽量控制次数及部位，避免伤害生殖器官。
对早孕妇女 避免放射线照射骨盆部：
早期怀孕第一个月内，胎儿对X线特别敏感，易造成 流产或畸胎 男患者：在不影响检查的情况下，宜用铅橡皮保护阴 囊，防止睾丸受到照射。
儿童：应尽量避免一切不必要的照射。新生儿期的胸
部X射线检查应严格控制，并应制定儿童X射线检查的 适应症。尽量避免非临床诊断范围的X射线照射。减小 照射野，对非投照部位要采取屏蔽防护。
介入放射学 interventional radiology
影像诊断学
放射诊断学
Diagnostic Radiology
计算机体层成像 Computed Tomography，CT
磁共振成像
Magnetic Resonance Imaging，MRI
超声诊断学
Ultrasonography，US
缺点 空间分辨率（spatial resolution）低于常规X线摄影。
CT血管成像的质量低于DSA CT检查在肌肉、韧带、脊髓、神经系统方面也明显不如 MRI检查 以形态学诊断为主，功能性检查尚处于发展阶段，不能提 供生化方面的资料 CT对于体内小于1cm的病灶，常常容易漏诊 数倍-数十倍于普通X光摄影的照射剂量
放射防护的必要性
牛津大学和英国癌症研究中心的科学家 在对15个国家的统计数据进行分析后发 现：英国每年诊断出的癌症病例中有 0.6%是由X射线检查所致。
在X射线和CT检查更为普遍的日本，每 年新增癌症病例中有3.2%是由X光及CT 检查造成的。
特殊人群的防护
对性成熟及发育期的妇女作腹部照射：
英国 15岁的罗素.雷诺兹 1896年
我国自制医用X光管
复旦大学 周同庆 1953年
2009年11月 X光机在英国伦敦科技博物馆
被选为改变世界的十大发明之首
X光机
X光的发生-----X-光管
真空X射线管
玻璃罩保护的旋转阳极X 光管
X光管结构示意图
阴极：螺旋形状的炽热的钨灯丝，发射电子电流 真空玻璃管：X线管只有在高度真空情况下才能正常工作。一般管真空度 1.33kPa-0.67kPa以上，高的在1.33kPa·0.93kPa 阳极靶：吸收阴极电子，通过这些高速电子的撞击，产生X射线
γ闪烁成像
γ-Scintigraphy
正电子发射体层成像 Position Emission Tomography，PET
发射体层成像
Emission Tomography
单光子发射体层成像 Single Photon Emission Computed
Tomography ，SPECT
20世纪80年代 低渗透压、亲水、副反应 少，安全性高
血管造影
肾动脉造影
空气造影
气 钡 双 相 造 影
造影方式
直接引入：口服 灌注 穿刺注入 间接引入：注入静脉，通过循环达到靶
器官，如泌尿系造景（IVP），胆道造影
造影的副作用及处理
检查前准备：询问过敏史，皮试 造影反应：恶心、呕吐、睫膜充血、荨
医学影像学
第一讲 概论（一）
医学影像技术的发展
常规X线 US CT MRI 数字化影像
CR DR PACS
60年代 上世纪60年代 70年代 80年代
90年代
X线的发现
医学影像学 Medical Imageology
影像诊断学 Diagnostic imageology
CT机及CT检查
几个重要的概念
体素（voxel）：CT形成的图像为横断面的图像，CT
每一次扫描时对一个厚度为0.5-10cm的人体横断层进行扫 描，图像处理时将选定层面分成若干个体积相同的立方 体，称之为体素，是一个三维概念
数字矩阵：扫描所得数据经计算而获得每个体素的X线
衰减系数（attenuation）或称吸收系数，再排列成矩阵， 即构成数字矩阵。
影像诊断学的重点内容
掌握不同检查方法的成像原理及成像特点 掌握不同疾病检查所需要的影像检查方法 熟悉各种成像技术价值和限度 掌握疾病的基本影像特征 本课程的主要内容为X线放射诊断学及CT诊断
学，超声、MRI及介入放射学为了解内容。
放射诊断学原理
X光机的历史
第一台医用X光机
5、工作人员须佩戴放射计量仪并定期体检
X线片的分析与诊断
按照一定顺序全面而系统地进行观察 区分正常、异常，鉴别伪影
对异常X线的表现进行分析： 病变的位置、分布，病变数目、形状、
密度、边缘、邻近组织、器官改变、脏 器功能
X线诊断结论
肯定诊断 如 气胸、骨折 否定诊断 如双肺未见确切渗出、实变 可能性诊断
像素（pixel）：数字矩阵中的每个数字经数字／模拟
转换器转为由黑到白不等灰度的小方块，称之为像素。 是一个二维概念。
CT图像:由一定数目像素按原有矩阵顺序排列构成的灰
阶图。
CT的图像特点
空间分辨力 密度分辨力 成像 成像方式
可 佳 断面成像+多平面重建 无创
CT的发展
平扫
增强 动脉期
增强 门脉期
动态 扫描
高分辨CT
CT后处理技术
多平面重建技术 （MPR）
表面重建技术（SSD）
SSD-表面重建技术
MIP（最大密度投影）
MIP（二）
血管重建技术
血管重建-冠状动脉
CT成像的优缺点
优点：横断面图像层厚准确、图像清晰、密度分辨
率高、无层面以外结构的干扰 多平面重建 动态扫描
感光效应 使胶片上的溴化银感光产生潜影，经显、定
影后，胶片变为黑白相间的图像
生物效应 使机体内组织、细胞产生变化，损伤人体，
作为肿瘤放射治疗
X线成像的基本原理
X线成像的三大条件
X线具有一定的穿透力 被穿透的组织和器官必须存在密度的厚度的差
异 必须有成像物质（X线胶片、荧光屏）
工作人员防护原则
1、时间防护：一切人员应尽可能减少在 有X 射线场内停留时间。
2、距离防护：一切人员尽量远离X线源。3、 屏蔽防护：隔室操作。医生使用铅橡皮手套、 围裙、眼镜、铅防护椅、铅脖套、铅帽等。
4、在X线诊断及治疗过程中，X线管窗口或缩 光器上要放置滤过板以吸收X线，而且要尽量 缩小照射视野，防止散射面积过大。
如：肺内片状软组织密度影，性质？ 肿瘤？炎性结节？其它？（最常见，意味 着诊断医师没有把握，需要做进一步的检查或 观查）
医学影像学
第二讲 概论（一）
计算机体层成像
Computed Tomography，CT
CT成像基本原理
HounsfieldG．N．1969年设计成功， 1972年问世
用X线束对人体层面进行扫描，取得 信息，经计算机处理而获得的重建图 像，是数字成像而不是模拟成像。
厚度、组织结构投影
A
总合，将三维立体结
构投影成二维图像， 因而X线图像与人体 组织结构相比，产生
形态失真、放大及相 互重叠
B
X线影像的观察方法
荧光屏---透视 胶片------普用X光摄片 IP板-------CR 探测器----DR
最古老的透视
1896年巴黎报纸评论：任何一个疯狂的教授都可以使用X线看穿女士的外衣
CR 的组成结构：由影像板（IP）与信息读出装置组成。
IP imaging plate
X
人
光
体
板
电 脑
CR系统
IP板
CR图像
DR系统 （Digital Radiography）
DR是一种X线图像信息直接数字转换技 术，其核心技术是数字化平板探测器 （FPD）。
成像环节少，成像速度快，图像层次丰 富，影像边缘清晰锐利，组织的细微结 构显示特别出色。
从辐射诱癌和其他因素导致死亡概率来看： 吸烟 每万人死亡概率为12， 肾脏和肝脏CT检查 每万人死亡概率为12， 泌尿X射线摄影 每万人死亡概率为2， 腰椎X射线摄影 每万人死亡概率为0.2， 胸部X射线摄影 每万人死亡概率为0.02。
防护方法
1.X线机及机房的设计：须考虑到防护措施 2.安排检查：患者应避免短期内反复多次检查及不必 要的复查。尽量减少透视，提提倡高千伏HKV摄影。 3.检查中：患者与X线球管须保持一事实上的距离，一 般不少于35cm。（患者距X线球管愈近，接受放射量 愈大。） 4.球管窗口下须加一定厚度的铝片，减少穿刺力弱的 长波X线，因为这些X线被患者完全吸收，而对荧光屏 或胶片都无作用。
透视（fluroscopy）
观察载体---荧光屏 适用部位：机体天然对比较好的部位或
能给源自文库对比剂的部位，如胸部、颈椎等 作用：观察器官动态，例如心脏大血管、
消化道蠕动等。 优点：简便易行，经济，结果快 缺点：不能显示细微病变，密度较大的
部位显示不清楚，无永久记录，不能前 后比较，病人所受辐照量较大
透视的图像特点
与X胶片图像相反，透视的图像 组织密度越高，图像越黑 组织密度越低，图像越白
透视的图像
照相 --X线摄影
（Radiography）
X线摄影
胶片片盒
胶片及读片灯箱
X线摄影（Radiology）
观察载体：胶片 步骤：胶片曝光--显影--定影--水洗--晾干（或烤干） 原理：X线可使胶片溴化银感光，产生潜影，经显影、
麻疹等，严重者可产生过敏性休克甚至 死亡 禁忌症：严重心、肾疾患，过敏体质 处理：密切观察，积极抢救
X线检查方法的选择原则
必须了解各种检查方法的原理 首选准确、无创、并发症少、经济 尽量避免重复检查 严格掌握适应症、禁忌症
放射防护
放射防护的必要性
X线通过人体被吸收，也产生电离作用，并引起体液和 细胞内一系列生物化学作用，使组织细胞的机能形态 受到不同程度的影响，这种作用称为生物效应。
X光的成像原理
X光的物理特性
X光是一种电磁波
波长范围 约0.001～100nm
医用X光波长范围 约0.008～0.031nm
相当于40~150kV
能量 光子能量比可见光的光子能量大几万
至几十万倍
X光的特性
穿透性
X光管管电压越高，产生的X光波长就越 短，穿透力就越强。
荧光效应 激发荧光物质发出荧光
定影处理，感光部份溴化银还原为金属银，沉淀在胶 片上，显示为黑色。未感光的溴化银脱离胶片，显示 为白色
适用：X线摄影对比度及清晰度均佳，适用于全身各
部位检查。目前主要用于胸部及骨骼检查
CR系统
Computed Radiography
CR 是一种X线图像信息间接转化技术（需模/数转换）， 它将影像信息首先记录在影像板上（模拟潜影信息）， 再通过读出装置转换为输出信息（数字图像信息）， 成像环节相对较多，成像速度慢，图像质量稍为逊色， 但是具有便携性，价格相对便宜
DR图像
X线摄影技术
透视检查 普通X线摄影（平片） 造影检查
造影检查
适用于缺乏自然对位的部位和脏器，如 腹部脏器，消化道等，引入对比剂 （Contrast Medium），也称造影剂
对比剂（Contrast Medium）
高密度对比剂
原子序数高，比重大的物质。常用有钡 剂、碘剂
第一台：
英国电子工程师亨斯费尔德 1972年4月
一、二、三、四、五代CT设备
螺旋CT（Spiral CT）
多层螺旋CT（Multislice Spiral CT）
螺旋CT
CT检查技术
平扫（plain scan） 增强扫描（Contrast Enhancement） 动态扫描（Dynamic Scan） 高分辨CT（High Resolution CT，HRCT） CT新技术
如医用硫酸钡 有机碘剂 无机碘剂
低密度对比剂
原子序数低，比重小的物质，如空气、氧 气等，应用小
消化道造影
医用硫酸钡
血管造影
离子型碘剂（无机碘剂）：泛影葡胺 20世纪50年代研制 高渗透压、疏水、副反应大，安全性较 低
非离子型碘剂（有机碘剂）： 碘普胺--优维显 碘海醇--欧乃派克 碘帕醇--碘必乐 碘克沙醇--威视派克
X线图像的特点（一）
人体组织密度：人体组织中单位体积物 质的质量
X线图像密度：X线片上影像的灰阶
X线图像的黑白与人体组织的密度相关
组织密度越高，影像越白 组织密度越低，影像越黑
组织密度越高，影像越白
组织密度越低，影像越黑
X线图像的特点（二）
X线为复合影像
X线图像系标准X 线束穿过人体不同密 度、
应尽量控制次数及部位，避免伤害生殖器官。
对早孕妇女 避免放射线照射骨盆部：
早期怀孕第一个月内，胎儿对X线特别敏感，易造成 流产或畸胎 男患者：在不影响检查的情况下，宜用铅橡皮保护阴 囊，防止睾丸受到照射。
儿童：应尽量避免一切不必要的照射。新生儿期的胸
部X射线检查应严格控制，并应制定儿童X射线检查的 适应症。尽量避免非临床诊断范围的X射线照射。减小 照射野，对非投照部位要采取屏蔽防护。
介入放射学 interventional radiology
影像诊断学
放射诊断学
Diagnostic Radiology
计算机体层成像 Computed Tomography，CT
磁共振成像
Magnetic Resonance Imaging，MRI
超声诊断学
Ultrasonography，US
缺点 空间分辨率（spatial resolution）低于常规X线摄影。
CT血管成像的质量低于DSA CT检查在肌肉、韧带、脊髓、神经系统方面也明显不如 MRI检查 以形态学诊断为主，功能性检查尚处于发展阶段，不能提 供生化方面的资料 CT对于体内小于1cm的病灶，常常容易漏诊 数倍-数十倍于普通X光摄影的照射剂量
放射防护的必要性
牛津大学和英国癌症研究中心的科学家 在对15个国家的统计数据进行分析后发 现：英国每年诊断出的癌症病例中有 0.6%是由X射线检查所致。
在X射线和CT检查更为普遍的日本，每 年新增癌症病例中有3.2%是由X光及CT 检查造成的。
特殊人群的防护
对性成熟及发育期的妇女作腹部照射：
英国 15岁的罗素.雷诺兹 1896年
我国自制医用X光管
复旦大学 周同庆 1953年
2009年11月 X光机在英国伦敦科技博物馆
被选为改变世界的十大发明之首
X光机
X光的发生-----X-光管
真空X射线管
玻璃罩保护的旋转阳极X 光管
X光管结构示意图
阴极：螺旋形状的炽热的钨灯丝，发射电子电流 真空玻璃管：X线管只有在高度真空情况下才能正常工作。一般管真空度 1.33kPa-0.67kPa以上，高的在1.33kPa·0.93kPa 阳极靶：吸收阴极电子，通过这些高速电子的撞击，产生X射线
γ闪烁成像
γ-Scintigraphy
正电子发射体层成像 Position Emission Tomography，PET
发射体层成像
Emission Tomography
单光子发射体层成像 Single Photon Emission Computed
Tomography ，SPECT
20世纪80年代 低渗透压、亲水、副反应 少，安全性高
血管造影
肾动脉造影
空气造影
气 钡 双 相 造 影
造影方式
直接引入：口服 灌注 穿刺注入 间接引入：注入静脉，通过循环达到靶
器官，如泌尿系造景（IVP），胆道造影
造影的副作用及处理
检查前准备：询问过敏史，皮试 造影反应：恶心、呕吐、睫膜充血、荨
医学影像学
第一讲 概论（一）
医学影像技术的发展
常规X线 US CT MRI 数字化影像
CR DR PACS
60年代 上世纪60年代 70年代 80年代
90年代
X线的发现
医学影像学 Medical Imageology
影像诊断学 Diagnostic imageology
CT机及CT检查
几个重要的概念
体素（voxel）：CT形成的图像为横断面的图像，CT
每一次扫描时对一个厚度为0.5-10cm的人体横断层进行扫 描，图像处理时将选定层面分成若干个体积相同的立方 体，称之为体素，是一个三维概念
数字矩阵：扫描所得数据经计算而获得每个体素的X线
衰减系数（attenuation）或称吸收系数，再排列成矩阵， 即构成数字矩阵。
影像诊断学的重点内容
掌握不同检查方法的成像原理及成像特点 掌握不同疾病检查所需要的影像检查方法 熟悉各种成像技术价值和限度 掌握疾病的基本影像特征 本课程的主要内容为X线放射诊断学及CT诊断
学，超声、MRI及介入放射学为了解内容。
放射诊断学原理
X光机的历史
第一台医用X光机
5、工作人员须佩戴放射计量仪并定期体检
X线片的分析与诊断
按照一定顺序全面而系统地进行观察 区分正常、异常，鉴别伪影
对异常X线的表现进行分析： 病变的位置、分布，病变数目、形状、
密度、边缘、邻近组织、器官改变、脏 器功能
X线诊断结论
肯定诊断 如 气胸、骨折 否定诊断 如双肺未见确切渗出、实变 可能性诊断
像素（pixel）：数字矩阵中的每个数字经数字／模拟
转换器转为由黑到白不等灰度的小方块，称之为像素。 是一个二维概念。
CT图像:由一定数目像素按原有矩阵顺序排列构成的灰
阶图。
CT的图像特点
空间分辨力 密度分辨力 成像 成像方式
可 佳 断面成像+多平面重建 无创
CT的发展
平扫
增强 动脉期
增强 门脉期
动态 扫描
高分辨CT
CT后处理技术
多平面重建技术 （MPR）
表面重建技术（SSD）
SSD-表面重建技术
MIP（最大密度投影）
MIP（二）
血管重建技术
血管重建-冠状动脉
CT成像的优缺点
优点：横断面图像层厚准确、图像清晰、密度分辨
率高、无层面以外结构的干扰 多平面重建 动态扫描
感光效应 使胶片上的溴化银感光产生潜影，经显、定
影后，胶片变为黑白相间的图像
生物效应 使机体内组织、细胞产生变化，损伤人体，
作为肿瘤放射治疗
X线成像的基本原理
X线成像的三大条件
X线具有一定的穿透力 被穿透的组织和器官必须存在密度的厚度的差
异 必须有成像物质（X线胶片、荧光屏）
工作人员防护原则
1、时间防护：一切人员应尽可能减少在 有X 射线场内停留时间。
2、距离防护：一切人员尽量远离X线源。3、 屏蔽防护：隔室操作。医生使用铅橡皮手套、 围裙、眼镜、铅防护椅、铅脖套、铅帽等。
4、在X线诊断及治疗过程中，X线管窗口或缩 光器上要放置滤过板以吸收X线，而且要尽量 缩小照射视野，防止散射面积过大。
如：肺内片状软组织密度影，性质？ 肿瘤？炎性结节？其它？（最常见，意味 着诊断医师没有把握，需要做进一步的检查或 观查）
医学影像学
第二讲 概论（一）
计算机体层成像
Computed Tomography，CT
CT成像基本原理
HounsfieldG．N．1969年设计成功， 1972年问世
用X线束对人体层面进行扫描，取得 信息，经计算机处理而获得的重建图 像，是数字成像而不是模拟成像。
厚度、组织结构投影
A
总合，将三维立体结
构投影成二维图像， 因而X线图像与人体 组织结构相比，产生
形态失真、放大及相 互重叠
B
X线影像的观察方法
荧光屏---透视 胶片------普用X光摄片 IP板-------CR 探测器----DR
最古老的透视
1896年巴黎报纸评论：任何一个疯狂的教授都可以使用X线看穿女士的外衣
CR 的组成结构：由影像板（IP）与信息读出装置组成。
IP imaging plate
X
人
光
体
板
电 脑
CR系统
IP板
CR图像
DR系统 （Digital Radiography）
DR是一种X线图像信息直接数字转换技 术，其核心技术是数字化平板探测器 （FPD）。
成像环节少，成像速度快，图像层次丰 富，影像边缘清晰锐利，组织的细微结 构显示特别出色。
从辐射诱癌和其他因素导致死亡概率来看： 吸烟 每万人死亡概率为12， 肾脏和肝脏CT检查 每万人死亡概率为12， 泌尿X射线摄影 每万人死亡概率为2， 腰椎X射线摄影 每万人死亡概率为0.2， 胸部X射线摄影 每万人死亡概率为0.02。
防护方法
1.X线机及机房的设计：须考虑到防护措施 2.安排检查：患者应避免短期内反复多次检查及不必 要的复查。尽量减少透视，提提倡高千伏HKV摄影。 3.检查中：患者与X线球管须保持一事实上的距离，一 般不少于35cm。（患者距X线球管愈近，接受放射量 愈大。） 4.球管窗口下须加一定厚度的铝片，减少穿刺力弱的 长波X线，因为这些X线被患者完全吸收，而对荧光屏 或胶片都无作用。
透视（fluroscopy）
观察载体---荧光屏 适用部位：机体天然对比较好的部位或
能给源自文库对比剂的部位，如胸部、颈椎等 作用：观察器官动态，例如心脏大血管、
消化道蠕动等。 优点：简便易行，经济，结果快 缺点：不能显示细微病变，密度较大的
部位显示不清楚，无永久记录，不能前 后比较，病人所受辐照量较大
透视的图像特点
与X胶片图像相反，透视的图像 组织密度越高，图像越黑 组织密度越低，图像越白
透视的图像
照相 --X线摄影
（Radiography）
X线摄影
胶片片盒
胶片及读片灯箱
X线摄影（Radiology）
观察载体：胶片 步骤：胶片曝光--显影--定影--水洗--晾干（或烤干） 原理：X线可使胶片溴化银感光，产生潜影，经显影、
麻疹等，严重者可产生过敏性休克甚至 死亡 禁忌症：严重心、肾疾患，过敏体质 处理：密切观察，积极抢救
X线检查方法的选择原则
必须了解各种检查方法的原理 首选准确、无创、并发症少、经济 尽量避免重复检查 严格掌握适应症、禁忌症
放射防护
放射防护的必要性
X线通过人体被吸收，也产生电离作用，并引起体液和 细胞内一系列生物化学作用，使组织细胞的机能形态 受到不同程度的影响，这种作用称为生物效应。
X光的成像原理
X光的物理特性
X光是一种电磁波
波长范围 约0.001～100nm
医用X光波长范围 约0.008～0.031nm
相当于40~150kV
能量 光子能量比可见光的光子能量大几万
至几十万倍
X光的特性
穿透性
X光管管电压越高，产生的X光波长就越 短，穿透力就越强。
荧光效应 激发荧光物质发出荧光
定影处理，感光部份溴化银还原为金属银，沉淀在胶 片上，显示为黑色。未感光的溴化银脱离胶片，显示 为白色
适用：X线摄影对比度及清晰度均佳，适用于全身各
部位检查。目前主要用于胸部及骨骼检查
CR系统
Computed Radiography
CR 是一种X线图像信息间接转化技术（需模/数转换）， 它将影像信息首先记录在影像板上（模拟潜影信息）， 再通过读出装置转换为输出信息（数字图像信息）， 成像环节相对较多，成像速度慢，图像质量稍为逊色， 但是具有便携性，价格相对便宜