16-肿瘤影像学
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的一种能有效观察和追踪脑白质纤维束的非侵入性检查方法
MR存在的问题
1. MR存在的伪影 2. MR存在的禁忌症 3. MR检查费时 4. MR肺部检查瓶颈
B超检查
机器性能不断提高 超声对比剂的应用
操作者依赖性大 图像显示局限
PET检查
机器性能不断提高，示踪剂的进步 PET-CT、PET-MR
multi-slice spiral
单层螺旋 single spiral
扫描速度越快
单排 双排 8排
16 排
32 排
64 排
128排 320排
1、速度越快，对冠状动脉扫描、灌注检查 越有利
2、64排以上可做1mm、0.65mm或0.5mm 的薄层
可做冠脉检查
平扫肺窗
平扫纵膈窗
增强纵膈窗
影像学检查方法-CT
磁共振血管成像（Magnetic Resonance Angiography，MRA）
特殊MR扫描
磁共振胰胆道成像（Magnetic Resonance Cholangiopancreatography, MRCP）是利用重T2加权脉冲序列来显 示具有非常长T2弛豫时间组织结构的技术
特殊MR扫描
n 医学影像学
n 诊断
n普通 nCT
nX-ray
nMRI
n 介入 n 放射学
n 核素
n X线
n X线
n原子核
n X线
n同位素
n 超声
n 回声
n治疗
X ray Modality DSA
CT scanner
The different medical imaging modality
ECT
MR Scanner
CT 值 窗宽、窗位 伪影与噪声 空间分辨率与组织分辨率 部分容积效应与周围间隙现象
CT值：是由人体不同器官、组织吸收X线后的衰减系数转换 而成，代 表组织吸收X线后的改变 CT no.=(µ-µw)/µw×100 CT值标为Hu，范围－1000至＋3000，不同组织具有不同的CT值
窗宽、窗位 不同组织的CT值在一定范围内变化，选择一定的范围内进行观察， 该范围就是窗宽；而该范围的中心就是窗位
瞬间关掉 无线电波
计算机
线圈接
重建图像
收信号
中山大学肿瘤防治中心 SUN YAT-SEN UNIVERSITY CANCER CENTER
MR信号特点
SE 序列：
T1-W 脂肪信号强，优于显示解剖结构 T2-W 液体信号最强，长于发现病变 DWI 弥散加权图像，代表水分子扩散高低
• 计算机在影像诊断中的发展趋势 1. 计算机辅助诊断 2. 纹理分析 3. 人工智能+深度学习（大数据、机器人医生沃森）
纹理分析指通过一定的图像处理技术提取出纹理特 征参数，从而获得纹理的定量或定性描述的处理过 程。纹理分析方法按其性质而言，可分为4大类：统 计分析方法、结构分析方法、信号处理方法和模型 方法
1. 人体进入主磁场后被磁化了，产生纵向宏观磁化 矢量
2. 不同组织由于氢含量不同，产生的宏观磁化矢量 也不同
3. 射频线圈发生射频脉冲，使纵向磁化矢量转化成 横向磁化矢量，关闭射频脉冲，能量释放，使信 号得到采集，产生磁共振图像
MRI成像过程
受检者 摆入外磁场
线圈发射 无线电波
医生诊断
1. 物质分离与物质组成分析
I. 提高小病灶和多发病灶的检出率 II. 有利于微小病灶的鉴别诊断 III. 有助于转移瘤的鉴别
2. 去除移植物金属伪影，有利于复发肿瘤的显示
Material decomposition
70 keV with Uric Acid Overlay
MD Calcium
MD Uric Acid
GRE 序列：flip angle，扫描速度快， 信号强度类似SE
IR序列：脂肪、水分离
磁共振对比剂发展趋势
更加特异
更强的弛豫效果
组织特异性 细胞特异性 分子特异性
血池对比剂 肝细胞特异性对比剂
结合高浓度、高弛豫率
唯一的高浓度、高弛豫率对比剂
T2WI
T1WI
DWI
动脉期
静脉期
延迟期
特殊MR扫描
Images Courtesy of Dr. Amy Hara, Mayo Clinic, Scottsdale, AZ
螺旋CT存在的问题
1. 组织特异性诊断 2. 弥漫小病灶诊断 3. 对空腔脏器诊断 4. 鉴别肿瘤复发与残留 5. CT扫描辐射剂量
磁共振（MRI）
1. 磁共振现象微观领域中的核子都有自旋的特性， 核子的自旋产生小磁矩，类似于小磁棒
2. 应用最广泛的三维成像技术包括：
1. 表面遮盖显示（shaded surface display，SSD ） 2. 最大密度投影（maximum intensity projection，
MIP ）
CTA（CT Angiograpy）
螺旋CT血管造影（CT angiography, CTA）是经周围静 脉高速注入碘对比剂，在靶血管对比剂充盈的高峰期， 用螺旋CT对其进行快速容积数据采集，再经后处理技术 获得三维血管影像
2. 人体含有占比重70%以上的水，这些水中的氢质 子是磁共振信号的主要来源
3. 平时人体内氢质子处于无规律自旋状态，无数原 子核杂乱无章进动，磁矩与角动量相互抵消，整 个人体不显磁性
磁共振（MRI）
1. 硬件：主磁体（0.5T、1.5T、3T、7T）+梯度磁 场（线圈）
2. 脉冲线圈
磁共振（MRI）
多层螺旋CT（MDCT）目前是胰腺癌的首选影像学检查方 法（评估胰周血管及淋巴结受侵）
MDCT扫描时相 动脉早期：15~25s（动脉血管高峰） 动脉晚期：40~50s（胰腺强化高峰） 门静脉期：65~70s（肝脏强化高峰） 延 迟 期 ：120s左右
动脉期/胰腺期
门静脉期
延迟期
CT多平面重组（Multiplanar Reformations，MPR）
1. 磁共振波谱（MR Spectroscopy， MRS ）是一种无创伤性研究活 体器官组织代谢、生化变化及化合物定量分析的方法。1HMRS能 检测脂肪、氨基酸、酮体和乳酸等生物重要代谢物质，31PMRS 用于能量代谢的检查，并可测定组织的pH值
2. 磁共振灌注成像 观察组织器官的微循环情况 3. 磁共振弥散张量成像 ( diffusion tensor imaging,DTI) 是当前惟一
CT值标度
CT density scale
CT值：说明某一组织密度高低 的程度，反应了器官或组织对X 线的吸收程度，以Hu（ Hounsfield Unit）表示
定义对空气和水的衰减的CT值 Hounsfield 标度中 空气为-1000 水为0 致密骨为1000
bone
Soft tissue water
肺支气管树重建
CT Urography
Bladder tumor
Colon carcinoma and intestinal obstruction
Mass in the ascending colon
CT灌注成像（CT perfusion）
1. （CT perfusion）经静脉团注对比剂后，在对比剂 开始通过受检组织的过程中，对该组织固定层面 进行快速扫描（1-3秒扫一次），获得系列动态增 强CT图像
fat air
多排CT 扫描方案
常规 CT 平扫 CT增 强 扫 描 高分辨CT扫描 血管成像扫描 动态增强扫描 延迟增强扫描 低剂量CT扫描
为什么要增强扫描?
CT增强扫描有助于： 1. 发现小病灶 2. 观察病灶的血液供应 3. 检出平扫时的等密度病灶 4. 鉴别良恶性病灶 (such as metastasis & cyst) 5. 确定肿瘤范围
The blood supply of cerebral tumor
CT Angiography in abdomen
The superior mesenteric vein is involved by the pancreatic cancer
CAD show the small nodule in the left lung
Ultrasound
透视 照片 胃肠钡餐 特殊造影
X-Ray
CT(Computed Tomography)
即电子计算机断层扫描，它是利用精确准直的X 线束，与灵敏度极高的探测器一同围绕人体的某一 部位作一个接一个的断面扫描，具有扫描时间快， 图像清晰等特点
The Basic Parameter of CT Scan
CTA的优点有：
1. 一次增强扫描获得感兴趣区的容积扫描数据，无需额外曝 光就能从多个角度重建，立体显示血管病变的位置、形态 以及动脉瘤腔和瘤内血栓情况
2. 便于临床医生术前了解肿瘤与周围血管间的关系，利于更 好地制定手术计划
3. 少创伤、检查时间短、病人无痛苦
The change of Cerebral aneurysm pre- and post-operation
需要和临床医生沟通的问题
1. 影像检查存在同病异症，异病同症的情况，存在
假阳性和假阴性，这是影像检查的局限性
2. 请正确理解报告内容，不同的诊断术语代表影像
医生对诊断的把握度
考虑XXX可能性大 90%以上
考虑XXX可能
60~70%
可疑XXX；未能除外XXX 需要临床进一步检查 来帮助诊断或者排除诊断
The CT perfusion of Bronchioloalveolar cell carcinoam
CT能谱成像
作为CT的一项新技术，能够生成40~140keV的101个单能 量图像；能够进行物质分离生成新的基础物质密度图像，如水、 碘、钙，并测量其相对浓度及展示不同物质CT值能量曲线图
CT 能谱成像在肿瘤方面的作用
2. CT灌注成像间接了解含对比剂的血液充盈毛细血 管床的速度，亦即组织的血流灌注率
3. CT灌注成像反映的是生理功能的改变，是一种功 能成像
CT perfusion在肿瘤方面的作用
1. 区分不同的组织成份，比如对于中央型肺癌合并 组织性肺炎，可区分肿瘤组织与炎性组织，有利 于肿瘤边界的勾画
2. 鉴别治疗后纤维肉芽组织与肿瘤复发
价格昂贵 辐射
肿瘤影像的图像处理与图像融合
3D-CT 与 3D-MR 能准确测量肿瘤、组织容积 解剖学为基础的影像手段 (CT/MRI)、与放射活性
影像手段的整合 (PET/SPECT) 、提高肿瘤空间定位， 提高肿瘤放疗计划和外科治疗水平 CT图像与超声融合，超声实时图像，结合CT图像， 有利于病灶准确定位
CT多平面重组（Multiplanar Reformations，MPR）对病人身 体的某一部分行容积扫描数据采集之后，从已获取的数据中提 取出所需部分组合成三维空间中的某个平面的图像。
螺旋CT 3D成像
1. 螺旋CT扫描获得的容积数据除可得到高质 量的横断面图像，对某些或全部扫描层面 重组与重建
Digital Subtraction Angiography (DSA)
Diag nost
ic
Ima ging
2008年
Dual Energy CT)
Medical Imaging Diagnosis
Pathological diagnosis
Molecular diagnosis
学科构成 (成像原理）
中山大学肿瘤防治中心 SUN YAT-SEN UNIVERSITY CANCER CENTER
步入大数据时代 数据－信息－知识－行动
影像科
步入大数据时代
大数据？
“脏数据”
步入大数据时代
从数据孤岛到协同医疗
肿瘤影像学简介 — 影像学在Байду номын сангаас瘤诊治中的作用简介
影像科 张嵘
加乐显®1.0
发展历程
1895年 1950’
X ray Utrosound
Diagnostic Radiology
1950’ 1972年 1973年 1977年
Radioisotope Scanning (RIS)
Computed Tomography (CT) Magnetic Resonance Imaging (MRI)
对比剂
非离子碘对比剂 1. 包含多种浓度，300、320、350、370 2. 碘过敏 3. 甲状腺功能亢进患者 4. 肾损害
单层 Single slice
CT扫描模式 – 单层 / 螺旋扫描
MSCT的优势: 扫描速度快 扫描范围宽 图像细腻清晰
显示解剖细节 发现细微病灶 显示血管病变 组织微多循层环螺信旋息
MR存在的问题
1. MR存在的伪影 2. MR存在的禁忌症 3. MR检查费时 4. MR肺部检查瓶颈
B超检查
机器性能不断提高 超声对比剂的应用
操作者依赖性大 图像显示局限
PET检查
机器性能不断提高，示踪剂的进步 PET-CT、PET-MR
multi-slice spiral
单层螺旋 single spiral
扫描速度越快
单排 双排 8排
16 排
32 排
64 排
128排 320排
1、速度越快，对冠状动脉扫描、灌注检查 越有利
2、64排以上可做1mm、0.65mm或0.5mm 的薄层
可做冠脉检查
平扫肺窗
平扫纵膈窗
增强纵膈窗
影像学检查方法-CT
磁共振血管成像（Magnetic Resonance Angiography，MRA）
特殊MR扫描
磁共振胰胆道成像（Magnetic Resonance Cholangiopancreatography, MRCP）是利用重T2加权脉冲序列来显 示具有非常长T2弛豫时间组织结构的技术
特殊MR扫描
n 医学影像学
n 诊断
n普通 nCT
nX-ray
nMRI
n 介入 n 放射学
n 核素
n X线
n X线
n原子核
n X线
n同位素
n 超声
n 回声
n治疗
X ray Modality DSA
CT scanner
The different medical imaging modality
ECT
MR Scanner
CT 值 窗宽、窗位 伪影与噪声 空间分辨率与组织分辨率 部分容积效应与周围间隙现象
CT值：是由人体不同器官、组织吸收X线后的衰减系数转换 而成，代 表组织吸收X线后的改变 CT no.=(µ-µw)/µw×100 CT值标为Hu，范围－1000至＋3000，不同组织具有不同的CT值
窗宽、窗位 不同组织的CT值在一定范围内变化，选择一定的范围内进行观察， 该范围就是窗宽；而该范围的中心就是窗位
瞬间关掉 无线电波
计算机
线圈接
重建图像
收信号
中山大学肿瘤防治中心 SUN YAT-SEN UNIVERSITY CANCER CENTER
MR信号特点
SE 序列：
T1-W 脂肪信号强，优于显示解剖结构 T2-W 液体信号最强，长于发现病变 DWI 弥散加权图像，代表水分子扩散高低
• 计算机在影像诊断中的发展趋势 1. 计算机辅助诊断 2. 纹理分析 3. 人工智能+深度学习（大数据、机器人医生沃森）
纹理分析指通过一定的图像处理技术提取出纹理特 征参数，从而获得纹理的定量或定性描述的处理过 程。纹理分析方法按其性质而言，可分为4大类：统 计分析方法、结构分析方法、信号处理方法和模型 方法
1. 人体进入主磁场后被磁化了，产生纵向宏观磁化 矢量
2. 不同组织由于氢含量不同，产生的宏观磁化矢量 也不同
3. 射频线圈发生射频脉冲，使纵向磁化矢量转化成 横向磁化矢量，关闭射频脉冲，能量释放，使信 号得到采集，产生磁共振图像
MRI成像过程
受检者 摆入外磁场
线圈发射 无线电波
医生诊断
1. 物质分离与物质组成分析
I. 提高小病灶和多发病灶的检出率 II. 有利于微小病灶的鉴别诊断 III. 有助于转移瘤的鉴别
2. 去除移植物金属伪影，有利于复发肿瘤的显示
Material decomposition
70 keV with Uric Acid Overlay
MD Calcium
MD Uric Acid
GRE 序列：flip angle，扫描速度快， 信号强度类似SE
IR序列：脂肪、水分离
磁共振对比剂发展趋势
更加特异
更强的弛豫效果
组织特异性 细胞特异性 分子特异性
血池对比剂 肝细胞特异性对比剂
结合高浓度、高弛豫率
唯一的高浓度、高弛豫率对比剂
T2WI
T1WI
DWI
动脉期
静脉期
延迟期
特殊MR扫描
Images Courtesy of Dr. Amy Hara, Mayo Clinic, Scottsdale, AZ
螺旋CT存在的问题
1. 组织特异性诊断 2. 弥漫小病灶诊断 3. 对空腔脏器诊断 4. 鉴别肿瘤复发与残留 5. CT扫描辐射剂量
磁共振（MRI）
1. 磁共振现象微观领域中的核子都有自旋的特性， 核子的自旋产生小磁矩，类似于小磁棒
2. 应用最广泛的三维成像技术包括：
1. 表面遮盖显示（shaded surface display，SSD ） 2. 最大密度投影（maximum intensity projection，
MIP ）
CTA（CT Angiograpy）
螺旋CT血管造影（CT angiography, CTA）是经周围静 脉高速注入碘对比剂，在靶血管对比剂充盈的高峰期， 用螺旋CT对其进行快速容积数据采集，再经后处理技术 获得三维血管影像
2. 人体含有占比重70%以上的水，这些水中的氢质 子是磁共振信号的主要来源
3. 平时人体内氢质子处于无规律自旋状态，无数原 子核杂乱无章进动，磁矩与角动量相互抵消，整 个人体不显磁性
磁共振（MRI）
1. 硬件：主磁体（0.5T、1.5T、3T、7T）+梯度磁 场（线圈）
2. 脉冲线圈
磁共振（MRI）
多层螺旋CT（MDCT）目前是胰腺癌的首选影像学检查方 法（评估胰周血管及淋巴结受侵）
MDCT扫描时相 动脉早期：15~25s（动脉血管高峰） 动脉晚期：40~50s（胰腺强化高峰） 门静脉期：65~70s（肝脏强化高峰） 延 迟 期 ：120s左右
动脉期/胰腺期
门静脉期
延迟期
CT多平面重组（Multiplanar Reformations，MPR）
1. 磁共振波谱（MR Spectroscopy， MRS ）是一种无创伤性研究活 体器官组织代谢、生化变化及化合物定量分析的方法。1HMRS能 检测脂肪、氨基酸、酮体和乳酸等生物重要代谢物质，31PMRS 用于能量代谢的检查，并可测定组织的pH值
2. 磁共振灌注成像 观察组织器官的微循环情况 3. 磁共振弥散张量成像 ( diffusion tensor imaging,DTI) 是当前惟一
CT值标度
CT density scale
CT值：说明某一组织密度高低 的程度，反应了器官或组织对X 线的吸收程度，以Hu（ Hounsfield Unit）表示
定义对空气和水的衰减的CT值 Hounsfield 标度中 空气为-1000 水为0 致密骨为1000
bone
Soft tissue water
肺支气管树重建
CT Urography
Bladder tumor
Colon carcinoma and intestinal obstruction
Mass in the ascending colon
CT灌注成像（CT perfusion）
1. （CT perfusion）经静脉团注对比剂后，在对比剂 开始通过受检组织的过程中，对该组织固定层面 进行快速扫描（1-3秒扫一次），获得系列动态增 强CT图像
fat air
多排CT 扫描方案
常规 CT 平扫 CT增 强 扫 描 高分辨CT扫描 血管成像扫描 动态增强扫描 延迟增强扫描 低剂量CT扫描
为什么要增强扫描?
CT增强扫描有助于： 1. 发现小病灶 2. 观察病灶的血液供应 3. 检出平扫时的等密度病灶 4. 鉴别良恶性病灶 (such as metastasis & cyst) 5. 确定肿瘤范围
The blood supply of cerebral tumor
CT Angiography in abdomen
The superior mesenteric vein is involved by the pancreatic cancer
CAD show the small nodule in the left lung
Ultrasound
透视 照片 胃肠钡餐 特殊造影
X-Ray
CT(Computed Tomography)
即电子计算机断层扫描，它是利用精确准直的X 线束，与灵敏度极高的探测器一同围绕人体的某一 部位作一个接一个的断面扫描，具有扫描时间快， 图像清晰等特点
The Basic Parameter of CT Scan
CTA的优点有：
1. 一次增强扫描获得感兴趣区的容积扫描数据，无需额外曝 光就能从多个角度重建，立体显示血管病变的位置、形态 以及动脉瘤腔和瘤内血栓情况
2. 便于临床医生术前了解肿瘤与周围血管间的关系，利于更 好地制定手术计划
3. 少创伤、检查时间短、病人无痛苦
The change of Cerebral aneurysm pre- and post-operation
需要和临床医生沟通的问题
1. 影像检查存在同病异症，异病同症的情况，存在
假阳性和假阴性，这是影像检查的局限性
2. 请正确理解报告内容，不同的诊断术语代表影像
医生对诊断的把握度
考虑XXX可能性大 90%以上
考虑XXX可能
60~70%
可疑XXX；未能除外XXX 需要临床进一步检查 来帮助诊断或者排除诊断
The CT perfusion of Bronchioloalveolar cell carcinoam
CT能谱成像
作为CT的一项新技术，能够生成40~140keV的101个单能 量图像；能够进行物质分离生成新的基础物质密度图像，如水、 碘、钙，并测量其相对浓度及展示不同物质CT值能量曲线图
CT 能谱成像在肿瘤方面的作用
2. CT灌注成像间接了解含对比剂的血液充盈毛细血 管床的速度，亦即组织的血流灌注率
3. CT灌注成像反映的是生理功能的改变，是一种功 能成像
CT perfusion在肿瘤方面的作用
1. 区分不同的组织成份，比如对于中央型肺癌合并 组织性肺炎，可区分肿瘤组织与炎性组织，有利 于肿瘤边界的勾画
2. 鉴别治疗后纤维肉芽组织与肿瘤复发
价格昂贵 辐射
肿瘤影像的图像处理与图像融合
3D-CT 与 3D-MR 能准确测量肿瘤、组织容积 解剖学为基础的影像手段 (CT/MRI)、与放射活性
影像手段的整合 (PET/SPECT) 、提高肿瘤空间定位， 提高肿瘤放疗计划和外科治疗水平 CT图像与超声融合，超声实时图像，结合CT图像， 有利于病灶准确定位
CT多平面重组（Multiplanar Reformations，MPR）对病人身 体的某一部分行容积扫描数据采集之后，从已获取的数据中提 取出所需部分组合成三维空间中的某个平面的图像。
螺旋CT 3D成像
1. 螺旋CT扫描获得的容积数据除可得到高质 量的横断面图像，对某些或全部扫描层面 重组与重建
Digital Subtraction Angiography (DSA)
Diag nost
ic
Ima ging
2008年
Dual Energy CT)
Medical Imaging Diagnosis
Pathological diagnosis
Molecular diagnosis
学科构成 (成像原理）
中山大学肿瘤防治中心 SUN YAT-SEN UNIVERSITY CANCER CENTER
步入大数据时代 数据－信息－知识－行动
影像科
步入大数据时代
大数据？
“脏数据”
步入大数据时代
从数据孤岛到协同医疗
肿瘤影像学简介 — 影像学在Байду номын сангаас瘤诊治中的作用简介
影像科 张嵘
加乐显®1.0
发展历程
1895年 1950’
X ray Utrosound
Diagnostic Radiology
1950’ 1972年 1973年 1977年
Radioisotope Scanning (RIS)
Computed Tomography (CT) Magnetic Resonance Imaging (MRI)
对比剂
非离子碘对比剂 1. 包含多种浓度，300、320、350、370 2. 碘过敏 3. 甲状腺功能亢进患者 4. 肾损害
单层 Single slice
CT扫描模式 – 单层 / 螺旋扫描
MSCT的优势: 扫描速度快 扫描范围宽 图像细腻清晰
显示解剖细节 发现细微病灶 显示血管病变 组织微多循层环螺信旋息