医学影像检查技术学.ppt
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1、1 1医学影像检查技术学医学影像检查技术学2 2前言前言 影像诊断学科是由影像诊断学和影像检查技术学两大部分所组成,它们是互相联系、互相依存、不可分割的整体。影像检查技术学是影像诊断学的基础。它担负着影像科的首诊(首先接诊)任务。随着高、精、尖影像设备的进一步开发、完善,影像检查技术更显得尤为重要。3 34 45 5第一章第一章 总论总论第一节第一节X X线检查技术的应用线检查技术的应用 X X线检查技术可分为普通检查、特殊检查和造影检查三大类。线检查技术可分为普通检查、特殊检查和造影检查三大类。一、普通检查一、普通检查(Routine examinationRoutine examinati
2、on)(一)透视一)透视(FluoroscopyFluoroscopy)1 1、简便、经济、快速、多角度转动观察、动态;简便、经济、快速、多角度转动观察、动态;2 2、影像空间分辨率差(暗室);、影像空间分辨率差(暗室);3 3、增强管空间分辨率、增强管空间分辨率(明室),管(明室),管KVKV、管、管MAMA、剂量剂量,但设,但设 备较贵;备较贵;4 4、影像细节显示欠清(与摄片比),不利于防护,无永久记录。、影像细节显示欠清(与摄片比),不利于防护,无永久记录。(二)普通(二)普通X X线摄影(线摄影(Plain film radiographyPlain film radiography
3、)1 1、照片空间分辨率较高,不受体厚或密度影响,照片空间分辨率较高,不受体厚或密度影响,X X线量较透视线量较透视,有,有 永久记录;永久记录;2 2、静态、费时。、静态、费时。6 6l l(三)(三)、特殊检查、特殊检查(Special Special examinationexamination)l l1 1、体层摄影(、体层摄影(TomographyTomography)l l (1)(1)分纵断体层及横断体层(已淘汰)分纵断体层及横断体层(已淘汰);(2)(2)纵断体层纵断体层 概念:使与人体纵轴相平行的某概念:使与人体纵轴相平行的某一层组织显示清楚,而其上下组织模一层组织显示清楚,
4、而其上下组织模糊;糊;方法:被检体不动,方法:被检体不动,X X线管、增线管、增感屏、胶片作同步反向匀速运动;感屏、胶片作同步反向匀速运动;轨迹:直线、圆弧、圆、椭圆、轨迹:直线、圆弧、圆、椭圆、内圆摆线等;内圆摆线等;运用原则:从侧位片上定冠状面运用原则:从侧位片上定冠状面体层的深度、层距、层面厚度;从正体层的深度、层距、层面厚度;从正位片上定矢状面体层的深度、层距、位片上定矢状面体层的深度、层距、层面厚度。层面厚度。7 78 82 2、高千伏摄影、高千伏摄影 (High kilovolt photographyHigh kilovolt photography)(1)120(1)120KV
5、KV,散射线散射线 ,采用采用1212:1:1滤线滤线 栅和栅和r r值值 的的X X线胶片,线胶片,mAsmAs量量,辐射线量,辐射线量。(2)(2)常用于胸部、心脏、胸常用于胸部、心脏、胸 部肿块的检查。部肿块的检查。9 9l ll l3 3、软、软X X线摄影线摄影(Soft X-ray photographySoft X-ray photography)l l(1)40(1)40KVKV,钼靶。钼靶。l l(2)(2)常用于乳腺、阴茎、咽喉侧位的检查。常用于乳腺、阴茎、咽喉侧位的检查。1010 4 4、放大摄影(、放大摄影(Magnify Magnify photography)pho
6、tography)(1)(1)能够显示器官的细微结构,此能够显示器官的细微结构,此方法常用于骨小梁、关节间隙。方法常用于骨小梁、关节间隙。(2)(2)放大率:放大率:放大率放大率MagnifyingMagnifyingPowerPower焦片距焦物距Focus-film DistanceFocus-substance Distance1111二、数字二、数字X X线成像检查线成像检查计算机计算机X X线摄影(线摄影(Computed radiographyComputed radiography;CRCR)数字数字X X线成像数字线成像数字X X线摄影(线摄影(Digital radiogra
7、phyDigital radiography;DRDR)数字减影血管造影(数字减影血管造影(Digital subtractionDigital subtraction angiographyangiography;DSADSA)(一)(一)CRCRCRCR是一种是一种X X线平片数字化的比较成熟的技术。线平片数字化的比较成熟的技术。1 1、工作原理:、工作原理:X X线管照射人体线管照射人体 X X线成像信息的成像板线成像信息的成像板(Imaging plateImaging plate;IPIP)信息读出处理信息读出处理 数字式平片影像。数字式平片影像。2 2、功能优点:、功能优点:CRC
8、R系统使常规系统使常规X X线摄影的模拟信息直接转换为线摄影的模拟信息直接转换为数字信息;数字信息;CRCR系统能提高图像的分辨、显示功能,突破常规系统能提高图像的分辨、显示功能,突破常规X X线线摄影技术的固有局限性;摄影技术的固有局限性;CRCR系统采用计算机技术,实施各种图像系统采用计算机技术,实施各种图像后处理(后处理(Post-processingPost-processing)功能,增加显示信息的层次;功能,增加显示信息的层次;CRCR系统系统能降低能降低X X线摄影的辐射剂量,减少辐射损伤;线摄影的辐射剂量,减少辐射损伤;CRCR系统获得的数字化系统获得的数字化信息可传输给图像存
9、档与传输系统(信息可传输给图像存档与传输系统(Picture archiving andPicture archiving and communication systemcommunication system;PACSPACS)实施远程医学(实施远程医学(Tele-medicineTele-medicine).).12123 3、功能缺点:、功能缺点:时间分辨率差,不能满足动态器官和结构的显示;时间分辨率差,不能满足动态器官和结构的显示;空间分辨率差,与常规空间分辨率差,与常规X X线屏线屏片系统比较。片系统比较。13131414l l(二)(二)DRDR概念:概念:DRDR是在是在X X
10、线电视系统的基础上利用计算机数字化处理,使线电视系统的基础上利用计算机数字化处理,使模拟视频信号经过采样,模模拟视频信号经过采样,模/数转换后直接进入计算机中进行存储、数转换后直接进入计算机中进行存储、分析和保存的技术。分析和保存的技术。1 1、工作原理、工作原理:(系统控制器、(系统控制器、高压高压X X线发生器线发生器触发)触发)X X线管线管 准直器准直器(定位定位)人体人体 影影像增强管像增强管(光学光学系统系统)摄像摄像机机 模拟视频模拟视频信号采集、模信号采集、模/数转换数转换(Analog Analog to digitto digit;A/DA/D)计算机中计算机中(存存储、分
11、析、保存储、分析、保存)。15152 2、功能特点:、功能特点:DRDR空间分辨率高空间分辨率高,动态范围大,可观察对比度低于动态范围大,可观察对比度低于1%1%,直径大,直径大于于2 2mmmm的物体;的物体;DRDR的的X X线剂量低,在病人身上测量到的表面线剂量低,在病人身上测量到的表面X X线剂量只有常规线剂量只有常规摄影的摄影的1/101/10;X X线信息数字化后可用计算机进行处理;线信息数字化后可用计算机进行处理;DRDR系统通过改善影像的细节降低图像噪声、灰阶、对比度调系统通过改善影像的细节降低图像噪声、灰阶、对比度调整、影像放大、数字减影等,显示出在未经处理的影像中所看不到整
12、、影像放大、数字减影等,显示出在未经处理的影像中所看不到的特征信息;的特征信息;DRDR系统量子检出效率(系统量子检出效率(Detective quantum efficiencyDetective quantum efficiency;DQEDQE)可达可达60%60%以上。以上。DRDR系统借助人工智能等技术对影像作定量分析和特征提取,计系统借助人工智能等技术对影像作定量分析和特征提取,计算机辅助诊断。算机辅助诊断。1616 3 3、DRDR摄影方式包括:摄影方式包括:硒鼓方式;硒鼓方式;直接数字直接数字X X线摄影(线摄影(Direct digital radiographyDirect
13、 digital radiography;DDRDDR););电荷耦合器件(电荷耦合器件(Charge coupled deviceCharge coupled device;CCDCCD)摄影机阵列摄影机阵列方式等各种方式。方式等各种方式。4 4、DRDR图像优点:图像优点:较高分辨率;较高分辨率;图像锐利度好,细节显示清楚;图像锐利度好,细节显示清楚;X X线剂量小,曝光宽容度大;线剂量小,曝光宽容度大;可根据临床需要进行图像后处理;可根据临床需要进行图像后处理;实现放射科无胶片化,科室之间、医院之间网络化,便于教学实现放射科无胶片化,科室之间、医院之间网络化,便于教学与会诊。与会诊。17
14、171818l l(三)(三)DSADSADSADSA是影像增强技术、是影像增强技术、电视技术和计算机技术与电视技术和计算机技术与常规的常规的X X线血管造影相结线血管造影相结合的一种新的医学检查方合的一种新的医学检查方法。法。1 1、工作原理:、工作原理:X X线照线照射人体射人体 经影像增强器经影像增强器转变成荧光图像转变成荧光图像 将图将图像处理成电子信号像处理成电子信号 输输入电子计算机入电子计算机 模模/数数转换、放大转换、放大 数字化图数字化图像像 造影剂未达欲检部位造影剂未达欲检部位前摄取的影像称为蒙片前摄取的影像称为蒙片(maskmask),造影剂到达欲检造影剂到达欲检部位时所
15、摄取的影像称为部位时所摄取的影像称为被减影图像被减影图像 mask mask与被与被减影片数据相减减影片数据相减 血管血管影像数据影像数据 数数/模转换模转换 数字减影图像数字减影图像(只有血只有血管的图像管的图像)。1919 2 2、减影方式:、减影方式:光学减影法(传统):蒙片光学减影法(传统):蒙片 注入造影剂后照片注入造影剂后照片 相重叠相重叠 曝光曝光 负片负片 正片正片(已淘汰已淘汰)时间减影法时间减影法(现代现代):上面所描述过程。:上面所描述过程。能量减影法能量减影法(现代现代):技术不成熟,未能全面开展。:技术不成熟,未能全面开展。3 3、DSADSA优点:优点:图像消除了骨
16、骼和软组织结构;图像消除了骨骼和软组织结构;采集快速,随意重放;采集快速,随意重放;同一部位可重现减影或不减影影像;同一部位可重现减影或不减影影像;可存盘(可存盘(savesave)或通过同步录像或多幅照相机或刻录机将影像或通过同步录像或多幅照相机或刻录机将影像 永久保留;永久保留;可实时将透视像放大可实时将透视像放大1-41-4倍,也可根据诊断需要将存盘影像重倍,也可根据诊断需要将存盘影像重 新调出(新调出(loadload);能动态观察血管在造影各期中的表现;能动态观察血管在造影各期中的表现;2020应用数字减影应用数字减影技术,可将造影剂稀技术,可将造影剂稀释减量;释减量;数字减影有描数
17、字减影有描绘血管图(绘血管图(Road Road mapmap)4 4、DSADSA缺点:缺点:碘过敏患者禁碘过敏患者禁止此项检查;止此项检查;受检者的呼吸受检者的呼吸动作、肢体活动、肠动作、肢体活动、肠道蠕动、心脏搏动、道蠕动、心脏搏动、肌肉收缩等均影响效肌肉收缩等均影响效果;果;空间分辨率不空间分辨率不如传统如传统X X线技术高。线技术高。2121三、造影检查三、造影检查(Contrast media examinationContrast media examination)1 1、普通普通X X线检查线检查 人体自身组织天然对比(如胸片)人体自身组织天然对比(如胸片)形成形成 影像。影
18、像。2 2、造影检查、造影检查 将对比剂引入器官内或周围将对比剂引入器官内或周围 人为形成密度人为形成密度 差差 形成影像。造影检查明显扩大了形成影像。造影检查明显扩大了X X线检查范围。线检查范围。3 3、对比剂分、对比剂分易被易被X X线穿透线穿透和和不易被不易被X X线穿透线穿透两大类。两大类。阴性造影剂阳性造影剂阴性造影剂阳性造影剂 氧气、二氧化碳钡剂、碘剂氧气、二氧化碳钡剂、碘剂4 4、对比剂引入人体内方法有直接引入(逆行造影、经皮肝穿、对比剂引入人体内方法有直接引入(逆行造影、经皮肝穿 等)和生理积聚(如等)和生理积聚(如IVPIVP、胆道静脉造影等),使用对比剂胆道静脉造影等),
19、使用对比剂 应注意药物反应。应注意药物反应。222223232424第二节第二节CTCT检查技术的应用检查技术的应用(X-ray Computed TomographyX-ray Computed Tomography;X-CTX-CT)X X线电子计算机断层摄影术线电子计算机断层摄影术X X线电子计算机由英国线电子计算机由英国EMIEMI公司的工程师于公司的工程师于19691969年设计成功,年设计成功,19721972年公诸于世。它是一种对穿透射线所经过的物质断面进行扫描,年公诸于世。它是一种对穿透射线所经过的物质断面进行扫描,通过计算机技术而显示此层面结构的装置。其本质仍是一种通过计算机
20、技术而显示此层面结构的装置。其本质仍是一种X X线断层线断层图像。其图像逼真、清晰、密度分辨率高,解剖关系明确,对病变图像。其图像逼真、清晰、密度分辨率高,解剖关系明确,对病变的定位和定性诊断较普通的定位和定性诊断较普通X X线有明显提高,已成为临床常用的影像检线有明显提高,已成为临床常用的影像检查方法。查方法。CTCT自上世纪自上世纪7070年代初开始应用临床以来,经过多次升级换代,年代初开始应用临床以来,经过多次升级换代,其结构和性能不断完善和提高,由最初的普通头颅其结构和性能不断完善和提高,由最初的普通头颅CTCT机发展到现在机发展到现在的高档滑环式螺旋的高档滑环式螺旋CTCT(Spir
21、al CTSpiral CT;Helical CTHelical CT)和电子束和电子束CTCT(ElectronElectron beam CTbeam CT;EBCTEBCT)。)。2525一、基本原理(一、基本原理(Basic theoryBasic theory)CTCT是用是用X X线束对人体某部位按一定厚度的层面扫描,由探测器线束对人体某部位按一定厚度的层面扫描,由探测器(detectordetector)接受透过该层面的接受透过该层面的X X线,并把它转换成电流,再经模线,并把它转换成电流,再经模/数数转换器(转换器(A/D A/D convertorconvertor)转变为数
22、字信号,输入计算机处理。图像的形转变为数字信号,输入计算机处理。图像的形成有如对选定层面分成若干个体积相同的小方体(即体素)扫描,其成有如对选定层面分成若干个体积相同的小方体(即体素)扫描,其所得信息经计算机处理而获得每个体素的所得信息经计算机处理而获得每个体素的X X线衰减系数或吸收系数,线衰减系数或吸收系数,尔后进行处理,再排成矩阵,即数字矩阵(尔后进行处理,再排成矩阵,即数字矩阵(Digital MatrixDigital Matrix),),经数经数/模模转换器(转换器(D/AD/Aconvertorconvertor)把数字矩阵中每个数字转换成由黑到白不把数字矩阵中每个数字转换成由黑
23、到白不等灰度的小方块,即像素(等灰度的小方块,即像素(pixelpixel),),并按矩阵排列,然后显示在监视并按矩阵排列,然后显示在监视器上,即构成器上,即构成CTCT图像。图像。二、结构(二、结构(ConstitutionConstitution)1 1、X X线系统线系统X X线管;线管;高压发生器;高压发生器;X X线控制器。线控制器。X XCTCT 2 2、数据检测系统数据检测系统探测器;探测器;检测回路;检测回路;模模/数转换器。数转换器。SystemSystem 3 3、数据处理系统数据处理系统电子计算机;电子计算机;图像显示器;图像显示器;多幅照多幅照像机;像机;磁盘;磁盘;磁
24、带;磁带;宽行打印机。宽行打印机。4 4、操作控制系统、操作控制系统 操作台;操作台;键盘;键盘;鼠标;鼠标;触摸屏。触摸屏。5 5、扫描机架、扫描机架 机架;机架;诊断床。诊断床。2626三、分代(三、分代(ClassifyClassify)第一代:由笔形第一代:由笔形X X线束加单个探测器组成的扫描结构对人体进行平移线束加单个探测器组成的扫描结构对人体进行平移加旋转的扫描运动,扫描速度缓慢,一般扫描一层需要加旋转的扫描运动,扫描速度缓慢,一般扫描一层需要2-32-3分分钟,仅适用于头颅。钟,仅适用于头颅。第二代:由扇形第二代:由扇形X X线束代替第一代笔形线束代替第一代笔形X X线束,探测
25、器增加到几十个,线束,探测器增加到几十个,扫描时间减至扫描时间减至10-9010-90秒,可用于头颅和体部。秒,可用于头颅和体部。第三代:把第一代、第二代的平移旋转式扫描改成了单纯的旋转加旋第三代:把第一代、第二代的平移旋转式扫描改成了单纯的旋转加旋转式,探测器增加达几百个,扫描时间缩短到转式,探测器增加达几百个,扫描时间缩短到2-102-10秒,矩阵秒,矩阵像素也扩大到像素也扩大到512512 512512,适用于全身各部位检查。,适用于全身各部位检查。第四代:探测器数目增加到一千个以上,并固定在扫描架四周,仅球第四代:探测器数目增加到一千个以上,并固定在扫描架四周,仅球管绕患者旋转(即旋转
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