医学影像学中常用的基本概念

医学影像学中用大量“概念”在日常工作中频频使用，一些概念的定义、内涵较为熟悉，但用相当多的概念使用者只有含糊的理解，特别是随着科学的发展，很多概念的内涵不断更新，一些新的内涵被引用、一些被扬弃、一些被优化、一些被限定。面对这些动态变化的概念，医学影像医生和技师若不能及时地掌握其精确地定义和内涵，则必然会影响对新知识的理解和应用。

以下是医学影像专业中常用的基本概念，另有大量概念本书中已在相应章节有具体的理解，则本节不再重复。

1.密度（density）密度有双重含义，即物质密度和影像密度。物质密度系指单位体积内的物质质量，由物质的组成成分和空间排布情况决定。

影像密度则指照片上模拟影像的黑化程度，即对光的吸收程度。又称照片的光学密度或黑化度，简称密度。

各种成像技术所获得照片的影响密度的内涵不同，并且与物质密度间的关系亦不同，然而具有一个共同特征，即均以由黑到白的不同灰度组成的模拟影像反映其所模拟物体的某方面特性。

在X线为能源的成像技术中（包括传统X线摄影、X线电影或录像、CT、CR或DR等），影像密度反映受检体的物质密度和（或）厚度的差别，是由物质对X线的衰减特性决定的。物质密度高，X 线吸收的多，胶片中还原的银离子则少，呈白影；反之，物质密度低，影像呈黑影。

2.天然对比（natural contrast）该概念起源于传统放射学。指X线照片上，人体组织的模拟影像固有的、肉眼可分辨的光学密度差别。模拟影像的天然对比主要与成像组织的密度和厚度两个参数有关。X 线照片上的天然对比有四个主要层次，即骨骼、软组织和水、脂肪和空气，他们的密度依次降低。密度高者在影像上呈透明状（白色）、密度低者则呈不透明状（黑色），透视时则相反。实际X线照片上各部分组织天然对比的色调由密度与相应组织厚度的乘积所决定。

随医学影像学的发展，CT、CR、DR等X线成像设备的密度分辨力大大提高，人体组织在相应影像上显示的天然对比层次也大为增加。

非X线成像技术，如US、MRI、ECT、PET等的照片或模拟影像上，形成固有的对比的基础各异，且与X线成像的物理学基础不同，当作不同的解释。

3.人工对比（artificial contrast）向机体内引入某些人工对比物质（对比剂）后所突出的特定组织或器官与周围结构在影像上的光学密度差别。常规放射学领域内，利用人工对比施行检查的方法称造影检查。提高组织或器官光学密度差别的材料即对比剂。

CT、MRI检查中也可应用对比剂增加欲查结构的人工对比，但是通常不是只用于突出特定器官或结构的人工对比，还用于检测不同结构时间依赖性人工对比变化的特征，称增强检查。

4.影像对比度（image contrast gradient）包括两层含义，其一是指照片显示的模拟影像上相邻两点间的光学密度的差别，即照片对比度；其二是侠义的影像对比度，系指去处光学对比因素，仅反映物体成分的对比度。在传统放射学领域相当于X线对比度。

5.轴位（axial position）X线摄影体位之一。成像方向与被检查器官或结构的长（纵）轴一致的投照位置，如头颅X线检查中的颏顶位投照，腕部X线检查的腕管位投照等。

CT、MRI等层面成像方式中有时也使用“轴位”一词，但内涵不同，可见“横断面”。

6．横断面（traverse section或axial section）影像学检查中层面成像的标准层面之一。层面检查方式中，与躯体长轴垂直的层面为横断面。CT、MR检查中横断面为基本的常规扫描层面。

有材料称为“轴位层面”，该词源于axial tomography 一词，愿意为沿长轴的分层（扫描）成像，并非是长轴方向的成像层面，故在汉语中，“横断”层面更能准确地表达其内涵，故宜以“横断面”代替“轴位层面”。

7．冠状面（coronal section）影像学检查中层面成像的标准层面之一。层面检查方式中，与躯体冠状面平行的层面为冠状面。超声、常规体层摄影和MRI均可作冠状面采集，受设备固有因素的限制，CT仅可作少数部位，如头部的直接冠状面扫描，但高级CT设备可作冠状面重组，得到冠状面影像。

8．矢状面（sagittal section）影像学检查中层面成像的标准层面之一。层面检查方式中，与躯体矢状面平行的层面为矢状面。超声、常规体层摄影和MRI均可作矢状面采集，受设备固有因素的限制，CT不可能作直接矢状层面成像，但高级CT设备可作矢状面重组，得到矢状面影像。

9．灰阶显示（gray scale display）超声诊断仪用声信号的幅度调制光点亮度，以一定的灰度来显示诊断信息的方式。其断面像以灰阶显示，能反映出富有层次的人体组织的影像，有助于识别病变结构。人眼区别灰阶能力与提供灰阶方式有关，在电视荧屏上，能区别规则排列的12～16级灰阶，不规则排列者大约只能区别一半。B型超声把回波幅度数字化时，取灰阶数为32或64级，远大于人眼能识别的级别，并可满足图像后处理时作灰阶变换的要求。

B型超声检查中强调“灰阶显示”是当时用于区分“A”型超声的“波幅显示”方式，实际上，CT、MRI、DSA、CR、DR、SPECT

和PET等影像也都是以灰阶方式显示模拟影像，但应用中通常不强调。

10．伪彩色处理（false color processing）数字成像方式中改良的影像显示方式之一。通常情况下，人的视觉只能分辨出十几级灰度，但是却能分辨出几百种颜色的色彩和强度。把图像中的各像素点的灰度转换为不同色彩的过程称为色彩编码，可把原始的灰阶影像转换成（伪）彩色影像。经过伪彩色处理后的影像能够表现出更多的细节，使影像更加鲜明，对比更加清晰。

11．模拟影像（analog image）影像学检查中，任何由密度、灰阶、辉度、信号强度等变量的差别而显示的可识别的影像均称为模拟影像。常规X线摄影中，X线透射投照的部位，受到穿行轨迹上组织结构的不同程度的衰减后透射到X线胶片上，使胶片上的感光成分发生与局部接受的射线强度一致的光化学反应，经过显、定影处理后呈现不同的灰度或胶片密度。这些不同的灰度组合即为可识别的相应组织的“影像”。事实上，胶片上不同区域的灰度是相应区域接受的射线强度的模拟，或者从另一个角度讲，是相应区域对应的射线穿行轨迹上组织结构对射线衰减程度的模拟。同样的道理可以解释CT 影像的密度亦为局部组织结构对射线衰减程度的模拟；灰阶超声影像的辉度为声束透射的组织结构回声质地的模拟；MR影像的信号强度为组织结构内的氢原子于外磁场中被射频信号激励后弛豫时间的模拟。

数字成像方式中，尽管所有像素反映的信息均已被数字化，但由数字矩阵表示的信息缺乏“空间”的形态学印象，故均经数字－模拟转换，以密度、灰度、辉度、信号强度等变量重建为模拟影像。

12．数字影像（digital image）侠义的概念系指以数字化影像为显示、存储手段的X线摄影影像，如CR、DR影像；广义的概念则包括以数字化影像为显示、存储手段的各种医学诊断成像技术的影像，如CT、MRI、DSA等。

在医学影像设备中，由摄影管和各种传感器、接收器，即载体，收集到的是时域连续的模拟信号。在数字影像设备中，时域连续的模拟信号经模拟－数字转换器变为数字信号；经数据处理构成数字影像（即数字矩阵）；再经数字－模拟转换器变为模拟信号，在图像监视器或照片上显示。

20世纪70年代X线CT的出现，奠定了数字放射学的基础，随后陆续出现的MRI、ECT、DSA、CR、DR、US等均为数字化成像技术，共同构成数字放射学。数字放射学的发展与普及，则为图像存档与传输系统（PACS）的发展提供了前提。

13．像素（pixel）构成图像的基本单位，即图像可被分解成的最