醫(yī)學(xué)影像學(xué)CTY醫(yī)學(xué)影像學(xué)CTY1醫(yī)學(xué)醫(yī)學(xué)影像成像原理影像成像原理1.X1.X線成像原理線成像原理2.X-CT2.X-CT成像原理成像原理3.MRI3.MRI成像原理成像原理4.4.超聲波超聲波成像原理成像原理5.5.核醫(yī)學(xué)核醫(yī)學(xué)設(shè)備成像基本原理設(shè)備成像基本原理醫(yī)學(xué)影像成像原理1.X線成像原理2醫(yī)學(xué)影像學(xué)的定義醫(yī)學(xué)影像學(xué)的定義 醫(yī)學(xué)醫(yī)學(xué)影像學(xué)是以醫(yī)學(xué)影像為基礎(chǔ)，集影像學(xué)是以醫(yī)學(xué)影像為基礎(chǔ)，集X線、計(jì)算機(jī)體層攝影（線、計(jì)算機(jī)體層攝影（CT）、磁共振成像）、磁共振成像（MRI）、數(shù)字減影（）、數(shù)字減影（DSA）正電子發(fā)射體）正電子發(fā)射體層（層（PET）、核醫(yī)學(xué)、超聲學(xué)（）、核醫(yī)學(xué)、超聲學(xué)（US）、放）、放射治療及介入治療學(xué)等多學(xué)科有機(jī)結(jié)合的綜射治療及介入治療學(xué)等多學(xué)科有機(jī)結(jié)合的綜合診療學(xué)科。合診療學(xué)科。醫(yī)學(xué)影像學(xué)的定義 醫(yī)學(xué)影像學(xué)是以醫(yī)學(xué)影像為3X X線成像線成像 德國(guó)物理學(xué)家倫琴在暗室偶然發(fā)現(xiàn)了一種看不見(jiàn)的射線，能穿透普通光線所不能穿透的紙板和木板等，并能作用于熒光屏產(chǎn)生熒光，倫琴把這種射線稱(chēng)為X線。X線的發(fā)現(xiàn)，對(duì)近代科學(xué)理論和應(yīng)用技術(shù)，特別是對(duì)醫(yī)學(xué)科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的不斷創(chuàng)新和技術(shù)突破產(chǎn)生了十分重大的影響，開(kāi)創(chuàng)了X線檢查疾病的新紀(jì)元。X線成像 德國(guó)物理學(xué)家倫琴在暗室偶然發(fā)現(xiàn)了一種看4X線的產(chǎn)生線的產(chǎn)生 X線是由高速運(yùn)動(dòng)的電子撞擊物質(zhì)突然受阻時(shí)產(chǎn)生的。X線的產(chǎn)生，必須具備3個(gè)條件：自由活動(dòng)的電子群；電子群在高壓電場(chǎng)和真空條件下高速運(yùn)行；電子群在高速運(yùn)行時(shí)突然受阻（靶面）。X線的產(chǎn)生 5X線的特性線的特性l穿透性l熒光作用l感光作用l電離作用l生物效應(yīng)X線的特性穿透性X線的特性線的特性l穿透性穿透性 X X線對(duì)人體各種組織結(jié)構(gòu)穿透力的差別是線對(duì)人體各種組織結(jié)構(gòu)穿透力的差別是X X線成像的基礎(chǔ)。線成像的基礎(chǔ)。X X線線具有很強(qiáng)的穿透力，能穿透一般可見(jiàn)光不能穿透的各種不同密度具有很強(qiáng)的穿透力，能穿透一般可見(jiàn)光不能穿透的各種不同密度的物質(zhì)。的物質(zhì)。X X線對(duì)人體各種組織穿透力的差別是線對(duì)人體各種組織穿透力的差別是X X線成像的基礎(chǔ)。線成像的基礎(chǔ)。l熒光作用熒光作用 X線能激發(fā)熒光物質(zhì)，產(chǎn)生肉眼可見(jiàn)的熒光，即線能激發(fā)熒光物質(zhì)，產(chǎn)生肉眼可見(jiàn)的熒光，即X線作用于熒線作用于熒光物質(zhì)，使波長(zhǎng)短的光物質(zhì)，使波長(zhǎng)短的X線轉(zhuǎn)換成波長(zhǎng)較長(zhǎng)的熒光，這種轉(zhuǎn)換叫做熒線轉(zhuǎn)換成波長(zhǎng)較長(zhǎng)的熒光，這種轉(zhuǎn)換叫做熒光效應(yīng)。此特性是進(jìn)行光效應(yīng)。此特性是進(jìn)行X線透視檢查的基礎(chǔ)。線透視檢查的基礎(chǔ)。l感光作用感光作用 感光作用是感光作用是X線攝影的基礎(chǔ)。涂有溴化銀的膠片經(jīng)線攝影的基礎(chǔ)。涂有溴化銀的膠片經(jīng)X線照射后線照射后感光，產(chǎn)生潛影，經(jīng)顯定影處理，感光的溴化銀離子（感光，產(chǎn)生潛影，經(jīng)顯定影處理，感光的溴化銀離子（Ag+），），被還原成金屬銀（被還原成金屬銀（Ag），并沉淀于膠片的膠膜內(nèi)，在膠片上呈黑），并沉淀于膠片的膠膜內(nèi)，在膠片上呈黑色。而未感光的溴化銀在定影及沖洗過(guò)程中，從色。而未感光的溴化銀在定影及沖洗過(guò)程中，從X線膠片上被洗掉，線膠片上被洗掉，顯出膠片片基的透明本色。顯出膠片片基的透明本色。X線的特性穿透性7X線的特性線的特性l電離作用電離作用 X X線通過(guò)任何物質(zhì)被吸收時(shí)，都將產(chǎn)生電離作用，使組成物質(zhì)線通過(guò)任何物質(zhì)被吸收時(shí)，都將產(chǎn)生電離作用，使組成物質(zhì)的分子分解成為正負(fù)離子。因?yàn)榭諝獾碾婋x程度，即其所產(chǎn)生的的分子分解成為正負(fù)離子。因?yàn)榭諝獾碾婋x程度，即其所產(chǎn)生的正負(fù)離子量同空氣所吸收的正負(fù)離子量同空氣所吸收的X X線量成正比，因此，測(cè)量電離的程度線量成正比，因此，測(cè)量電離的程度可計(jì)算可計(jì)算X X線的照射量，此為放射劑量學(xué)的基礎(chǔ)。線的照射量，此為放射劑量學(xué)的基礎(chǔ)。l生物效應(yīng)生物效應(yīng) X X線穿透機(jī)體被吸收時(shí)，與體內(nèi)物質(zhì)產(chǎn)生相互作用，使機(jī)體和線穿透機(jī)體被吸收時(shí)，與體內(nèi)物質(zhì)產(chǎn)生相互作用，使機(jī)體和細(xì)胞結(jié)構(gòu)產(chǎn)生生理和生物學(xué)的改變，主要是細(xì)胞組織產(chǎn)生抑制、細(xì)胞結(jié)構(gòu)產(chǎn)生生理和生物學(xué)的改變，主要是細(xì)胞組織產(chǎn)生抑制、損害甚至壞死，稱(chēng)為損害甚至壞死，稱(chēng)為X X線的生物效應(yīng)。線的生物效應(yīng)。X X線對(duì)機(jī)體的損害程度與吸線對(duì)機(jī)體的損害程度與吸收收X X線量的大小有關(guān)。線量的大小有關(guān)。X X線的生物效應(yīng)是放射治療學(xué)的基礎(chǔ)，同時(shí)線的生物效應(yīng)是放射治療學(xué)的基礎(chǔ)，同時(shí)也指導(dǎo)也指導(dǎo)X X線檢查和治療的防護(hù)措施。線檢查和治療的防護(hù)措施。X線的特性電離作用8X線影像的形成必須具備線影像的形成必須具備3個(gè)基本條件個(gè)基本條件 X線要具備一定的穿透力；線要具備一定的穿透力；被穿透的組織結(jié)構(gòu)必須存在密度和被穿透的組織結(jié)構(gòu)必須存在密度和厚度的差異，從而導(dǎo)致穿透物質(zhì)后剩余厚度的差異，從而導(dǎo)致穿透物質(zhì)后剩余X線量的差別；線量的差別；有差別的剩余有差別的剩余X線量，仍為不可見(jiàn)線量，仍為不可見(jiàn)的，必須經(jīng)過(guò)載體顯像（如的，必須經(jīng)過(guò)載體顯像（如X線片、熒屏線片、熒屏等）的過(guò)程才獲得有黑白對(duì)比、層次差異等）的過(guò)程才獲得有黑白對(duì)比、層次差異的的X線影像線影像。X線影像的形成必須具備3個(gè)基本條件 X線要具9X線機(jī)的基本結(jié)構(gòu)線機(jī)的基本結(jié)構(gòu) lX線管（X-Ray Tube）目前常用的X線管是熱陰極真空管。陰極是鎢制燈絲，陽(yáng)極為鎢靶，用以阻擋快速運(yùn)行的電子群。l變壓器l控制器 主要用以調(diào)節(jié)通過(guò)X線管兩極的電壓和通過(guò)陰極燈絲的電流，分別控制X線的質(zhì)和量?？刂破鲀?nèi)裝有許多電鈕、電表、電阻和自耦變壓器，還裝有調(diào)節(jié)曝光時(shí)間的計(jì)時(shí)器。X線機(jī)的基本結(jié)構(gòu) X線管（X-Ray Tube）目前常用的X10X線球管線球管X線球管11X線成像原理線成像原理 不同不同的人體組織結(jié)構(gòu)，根據(jù)其密度的高低及其對(duì)的人體組織結(jié)構(gòu)，根據(jù)其密度的高低及其對(duì)X線吸收的線吸收的不同可分不同可分3類(lèi)：類(lèi)：骨骼或鈣化，它的比重高、密度大，吸收骨骼或鈣化，它的比重高、密度大，吸收X線量多。線量多。X線線片上骨骼部位感光最少顯示白色，稱(chēng)為高密度影像；片上骨骼部位感光最少顯示白色，稱(chēng)為高密度影像；軟組織包括皮膚、肌肉、結(jié)締組織，內(nèi)臟及液體等，彼軟組織包括皮膚、肌肉、結(jié)締組織，內(nèi)臟及液體等，彼此之間密度差別不大，此之間密度差別不大，X線片上顯示灰白色，稱(chēng)為中等密度影像。線片上顯示灰白色，稱(chēng)為中等密度影像。脂肪及氣體，脂肪組織較一般軟組織密度低，在良好的脂肪及氣體，脂肪組織較一般軟組織密度低，在良好的X線片上顯示灰黑色；氣體的密度最低，吸收線片上顯示灰黑色；氣體的密度最低，吸收X線最少，在線最少，在X線片線片上呈深黑色，稱(chēng)為低密度影像。上呈深黑色，稱(chēng)為低密度影像。X線成像原理 不同的人體組織結(jié)構(gòu)，根據(jù)其密度的高低及其對(duì)X線12傳統(tǒng)傳統(tǒng)X線檢查技術(shù)線檢查技術(shù)1、常規(guī)檢查：透視透視和攝影攝影2、特殊檢查：體層攝影體層攝影、軟軟X線攝影線攝影（鉬靶）放大攝影放大攝影、熒光攝影熒光攝影、記波攝影記波攝影傳統(tǒng)X線檢查技術(shù)1、常規(guī)檢查：透視和攝影13 透視（透視（fluoroscopy）透視（fluoroscopy）14X線攝影（線攝影（radiography）l高千伏攝影（High kV Radiography）高千伏攝影是用高于120kV（常用120150kV）的管電壓進(jìn)行攝影。需用高電壓小焦點(diǎn)X線管、特殊的濾線器和計(jì)時(shí)裝置。由于X線穿透力強(qiáng)，能穿過(guò)被照射的所有組織，可在致密影像中顯示出被隱蔽的病變。X線攝影（radiography）高千伏攝影（High kV15 X線攝影（線攝影（radiography）1、成像清晰，對(duì)比度及清晰度均較好、成像清晰，對(duì)比度及清晰度均較好 2、簡(jiǎn)便實(shí)用：特別實(shí)用于密度、厚度差別、簡(jiǎn)便實(shí)用：特別實(shí)用于密度、厚度差別較大的組織或器官。較大的組織或器官。3、平面重疊成像立體感差，常需作互相垂、平面重疊成像立體感差，常需作互相垂直的兩個(gè)方位攝影，例如正位及側(cè)位；直的兩個(gè)方位攝影，例如正位及側(cè)位；4、對(duì)功能方面的觀察，不及透視方便和直、對(duì)功能方面的觀察，不及透視方便和直接；費(fèi)用比透視稍高。接；費(fèi)用比透視稍高。X線攝影（radiography）1、成像清晰，對(duì)比度及16 X線攝影線攝影 X線攝影17 正常胸部后前位及側(cè)位正常胸部后前位及側(cè)位 正常胸部后前位及側(cè)位18軟軟X線攝影線攝影l(fā)采用能發(fā)射軟采用能發(fā)射軟X線線的鉬靶管球，用以的鉬靶管球，用以檢查軟組織，特別檢查軟組織，特別是乳腺的檢查。是乳腺的檢查。軟X線攝影采用能發(fā)射軟X線的鉬靶管球，用以檢查軟組織，特別是19造影檢查造影檢查 人體組織結(jié)構(gòu)中，有相當(dāng)一部分，只依靠它們本身的人體組織結(jié)構(gòu)中，有相當(dāng)一部分，只依靠它們本身的密度與厚度差異不能在普通檢查中顯示。此時(shí)，可以將高密度與厚度差異不能在普通檢查中顯示。此時(shí)，可以將高于或低于該組織結(jié)構(gòu)的物質(zhì)引入器官內(nèi)或其周?chē)g隙，使于或低于該組織結(jié)構(gòu)的物質(zhì)引入器官內(nèi)或其周?chē)g隙，使之產(chǎn)生對(duì)比以顯影，此即造影檢查。引入的物質(zhì)稱(chēng)為造影之產(chǎn)生對(duì)比以顯影，此即造影檢查。引入的物質(zhì)稱(chēng)為造影劑（劑（contrast mediacontrast media）。造影檢查的應(yīng)用，顯著擴(kuò)大了）。造影檢查的應(yīng)用，顯著擴(kuò)大了X X線檢查的范圍線檢查的范圍造影檢查 人體組織結(jié)構(gòu)中，有相當(dāng)一部分，只依靠它們本身的20計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)X X線成像技術(shù)線成像技術(shù) 計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)X X線成像（線成像（computed radiographycomputed radiography，CRCR）將將X X線影像信息記錄在成像板，構(gòu)成潛影。不以線影像信息記錄在成像板，構(gòu)成潛影。不以X X線線膠片為記錄和顯示信息的載體，而是使用可記錄并膠片為記錄和顯示信息的載體，而是使用可記錄并可由激光讀出可由激光讀出X X線影像信息的成像板（線影像信息的成像板（imaging imaging plateplate，IPIP）作為載體，經(jīng)）作為載體，經(jīng)X X線曝光及信息讀出處理，線曝光及信息讀出處理，形成數(shù)字式平片影像。形成數(shù)字式平片影像。計(jì)算機(jī)X線成像技術(shù) 計(jì)算機(jī)X線成像（computed rad21 CRCR的成像原理與設(shè)備的成像原理與設(shè)備 影像的數(shù)字化信號(hào)經(jīng)圖像處理系統(tǒng)處理，可以在一定影像的數(shù)字化信號(hào)經(jīng)圖像處理系統(tǒng)處理，可以在一定范圍內(nèi)任意改變圖像的特性。這是范圍內(nèi)任意改變圖像的特性。這是CR優(yōu)于優(yōu)于X線照片之處，線照片之處，X線照片上的影像特性是不能改變的。圖像處理主要功能線照片上的影像特性是不能改變的。圖像處理主要功能有：灰階處理、窗位處理、數(shù)字處理和有：灰階處理、窗位處理、數(shù)字處理和X線吸收率減影處線吸收率減影處理等。理等。CR可降低可降低X線攝影的輻射劑量，有利于實(shí)現(xiàn)線攝影的輻射劑量，有利于實(shí)現(xiàn)X線攝線攝影信息的數(shù)字化儲(chǔ)存、再現(xiàn)及傳輸。影信息的數(shù)字化儲(chǔ)存、再現(xiàn)及傳輸。CR的成像原理與設(shè)備 影像的數(shù)字化信號(hào)經(jīng)圖像處理系統(tǒng)22CR系統(tǒng)的主要臨床應(yīng)用系統(tǒng)的主要臨床應(yīng)用 CR可以根據(jù)X線吸收率的不同，對(duì)所得的影像信息進(jìn)行再處理，對(duì)解剖結(jié)構(gòu)的顯示優(yōu)于傳統(tǒng)的X線平片。（1）CR在頭頸及骨關(guān)節(jié)系統(tǒng)的應(yīng)用：CR為數(shù)字化影像，可以進(jìn)一步進(jìn)行骨鹽含量的定量分析。對(duì)關(guān)節(jié)部位，CR除可以觀察骨質(zhì)改變，還可以經(jīng)過(guò)再處理而檢查關(guān)節(jié)軟骨、關(guān)節(jié)周?chē)浗M織的改變。CR系統(tǒng)可利用空間頻率增強(qiáng)處理，清楚顯示聽(tīng)小骨、前庭、半規(guī)管等結(jié)構(gòu)，并能準(zhǔn)確判斷鼻竇前壁有無(wú)骨破壞。（2）CR系統(tǒng)在胸部平片的應(yīng)用：胸部平片是最常用的X線檢查，CR胸片在總體上優(yōu)于傳統(tǒng)X線片，特別是易于觀察與縱隔和膈肌重疊的部分。CR對(duì)肺部結(jié)節(jié)性病變的檢出率及顯示縱隔結(jié)構(gòu)，如血管、氣管等，也優(yōu)于傳統(tǒng)X線片。在間質(zhì)性病變和肺泡病變的顯示上，CR片的顯示則不如傳統(tǒng)X線片。CR系統(tǒng)的主要臨床應(yīng)用 CR可以根據(jù)X線23CR系統(tǒng)的主要臨床應(yīng)用系統(tǒng)的主要臨床應(yīng)用 （3）CR系統(tǒng)在胃腸道和泌尿系檢查中的應(yīng)用：CR影像的密度分辨力明顯高于傳統(tǒng)X線照片，在顯示腸管積氣、氣腹和結(jié)石等病變方面優(yōu)于傳統(tǒng)X線影像。胃腸道雙對(duì)比造影檢查中，CR系統(tǒng)顯示胃小區(qū)、微小病變、粘膜皺襞及結(jié)腸無(wú)名溝等結(jié)構(gòu)明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的X線造影影像。CR可以壓縮泌尿系顯影結(jié)構(gòu)中的高密度影像且可運(yùn)用調(diào)諧處理和空間頻率處理功能改善軟組織結(jié)構(gòu)顯示的密度層次及銳度，大大改善軟組織的分辨力，尤其是在腎體層攝影時(shí)。增加結(jié)石與微小鈣化的顯示能力。CR系統(tǒng)的主要臨床應(yīng)用 （3）CR系統(tǒng)在胃腸道和泌尿24數(shù)字?jǐn)?shù)字X X線成像技術(shù)線成像技術(shù) 數(shù)字X線攝影DR(Digital Radiography)直接將X線通過(guò)電子暗盒轉(zhuǎn)換為數(shù)字化圖像。DR的優(yōu)點(diǎn)：（1）DR圖像具有較高分辨率，圖像銳利度好，顯示細(xì)節(jié)清楚。（2）DR具有很寬的曝光寬容度，動(dòng)態(tài)范圍廣，允許攝影中出現(xiàn)技術(shù)誤差，在一些曝光條件難以掌握的部位，也能獲得很好的圖像信息。（3）與 CR相同，DR也可以根據(jù)臨床需要進(jìn)行各種圖像后處理。（4）較傳統(tǒng)X線攝影，可減少曝光時(shí)間和攝片數(shù)量，大大降低曝光劑量。數(shù)字X線成像技術(shù) 數(shù)字X線攝影DR(Digital 25DR設(shè)備設(shè)備DR設(shè)備26 數(shù)字?jǐn)?shù)字X X線成像技術(shù)線成像技術(shù) CR和DR系統(tǒng)盡管仍有不足和缺點(diǎn)，如CR的時(shí)間分辨率較差，不能滿(mǎn)足動(dòng)態(tài)器官和結(jié)構(gòu)的顯示，DR系統(tǒng)許多方面尚不完善，且全部要更新設(shè)備。但數(shù)字化X線攝影作為一種新的X線成像技術(shù)已日漸廣泛應(yīng)用于臨床影像診斷領(lǐng)域。隨著其技術(shù)的不斷完善，必將對(duì)影像診斷水平的提高發(fā)揮更大作用，數(shù)字化影像必將使21世紀(jì)的X線診斷發(fā)生重大變化。數(shù)字X線成像技術(shù) CR和DR系統(tǒng)盡管仍有不足和缺點(diǎn)27數(shù)字減影血管造影數(shù)字減影血管造影 DSA DSA(digital substraction angiography,)基本設(shè)備包括X線發(fā)生器、影像增強(qiáng)器、電視透視、高分辨力攝像管、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、電子計(jì)算機(jī)和圖像儲(chǔ)存器等。其基本過(guò)程為：X線發(fā)生器產(chǎn)生的X線穿過(guò)人體，產(chǎn)生不同程度的衰減后，形成X線圖像，X線圖像經(jīng)影像增強(qiáng)器轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)的視頻圖像，然后由電子攝像機(jī)將可見(jiàn)的視頻圖像轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮有盘?hào)，再將電子信號(hào)送至模數(shù)轉(zhuǎn)換器，變成數(shù)字信號(hào)，最后將數(shù)字信號(hào)送入電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。處理后的所有圖像均可以數(shù)據(jù)形式存貯并隨時(shí)顯示出來(lái)。數(shù)字減影血管造影 DSA DSA(digital s28介入手術(shù)介入手術(shù)29DSA成像方式成像方式l靜脈注射數(shù)字減影血管造影（IVDSA）凡是經(jīng)靜脈途徑置入導(dǎo)管或套管針注射對(duì)比劑行DSA檢查者，皆稱(chēng)之為IVDSA。如將導(dǎo)管頭端或套管針置放于外圍淺靜脈（外周法）、或?qū)?dǎo)管頭置放于上腔靜脈或右心房（中心法）注射對(duì)比劑行DSA并顯示動(dòng)脈者，稱(chēng)之為非選擇性IVDSA。如將導(dǎo)管頭置放于或鄰近于受檢靜脈或心腔注射對(duì)比劑者，則稱(chēng)為選擇性IVDSA。DSA成像方式靜脈注射數(shù)字減影血管造影（IVDSA）30DSA成像方式成像方式l動(dòng)脈法數(shù)字減影血管造影（IADSA）DSA顯示血管的能力與血管內(nèi)碘濃度的高低密切相關(guān)。IADSA時(shí)，對(duì)比劑直接注入靶動(dòng)脈或接近靶動(dòng)脈處，稀釋少，用較低濃度較少量的對(duì)比劑，其靶動(dòng)脈內(nèi)的碘濃度仍比用較大劑量、較高濃度注射的IVDSA高，可較清晰顯示細(xì)小血管。DSA成像方式動(dòng)脈法數(shù)字減影血管造影（IADSA）31DSA成像方式成像方式l動(dòng)脈法數(shù)字減影血管造影（動(dòng)脈法數(shù)字減影血管造影（IADSA）分非選擇性和選擇性?xún)煞N。一般多采用經(jīng)股動(dòng)分非選擇性和選擇性?xún)煞N。一般多采用經(jīng)股動(dòng)脈穿刺途徑，少部分經(jīng)肱動(dòng)脈穿刺。脈穿刺途徑，少部分經(jīng)肱動(dòng)脈穿刺。穿刺插管后，將導(dǎo)管頭端置于靶動(dòng)脈之主動(dòng)脈穿刺插管后，將導(dǎo)管頭端置于靶動(dòng)脈之主動(dòng)脈近端注射對(duì)比劑作順行性顯影者，稱(chēng)之為非選擇性近端注射對(duì)比劑作順行性顯影者，稱(chēng)之為非選擇性IADSA。如將導(dǎo)管頭端進(jìn)一步深入到靶動(dòng)脈的主。如將導(dǎo)管頭端進(jìn)一步深入到靶動(dòng)脈的主干或主干的分支，則稱(chēng)之為選擇性或超選擇性干或主干的分支，則稱(chēng)之為選擇性或超選擇性IADSA。目前，應(yīng)用選擇性或超選擇性插管，對(duì)。目前，應(yīng)用選擇性或超選擇性插管，對(duì)于小血管或病變部位，于小血管或病變部位，IADSA已能很好顯示已能很好顯示。DSA成像方式動(dòng)脈法數(shù)字減影血管造影（IADSA）32血管穿刺針血管穿刺針血管穿刺針?lè)派浣槿牖靖拍?33 X線平片線平片DSA照片照片 X線平片DSA照片34CTCT的成像基本原理的成像基本原理X線人體探測(cè)器光/電轉(zhuǎn)換器模/數(shù)轉(zhuǎn)換器計(jì)算機(jī)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器CT的成像基本原理X線人體探測(cè)器光/電模/數(shù)計(jì)數(shù)/模35 CT設(shè)備設(shè)備 CT設(shè)備主要有以下三部分：設(shè)備主要有以下三部分：掃描部分由掃描部分由X X線管、探測(cè)器和掃描架組成；線管、探測(cè)器和掃描架組成；計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，將掃描收集到的信息數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，將掃描收集到的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行貯存運(yùn)算；進(jìn)行貯存運(yùn)算；圖像顯示和存儲(chǔ)系統(tǒng)，將經(jīng)計(jì)算機(jī)處理、圖像顯示和存儲(chǔ)系統(tǒng)，將經(jīng)計(jì)算機(jī)處理、重建的圖像顯示在電視屏上或用多幅照相重建的圖像顯示在電視屏上或用多幅照相機(jī)或激光照相機(jī)將圖像攝下。機(jī)或激光照相機(jī)將圖像攝下。CT設(shè)備 CT設(shè)備主要有以下三部分：36CTCT設(shè)備設(shè)備 CT設(shè)備 37CT基本概念基本概念l體素（Voxel）和像素（Pixel）CT圖像實(shí)際上是人體某一部位有一定厚度（如1mm，10mm等）的體層圖像。我們將成像的體層分成按矩陣排列的若干個(gè)小的基本單元。而以一個(gè)CT值綜合代表每個(gè)小單元內(nèi)的物質(zhì)密度，這些小單元稱(chēng)之為體素。同樣，一幅CT圖像是由很多按矩陣排列的小單元組成，這些組成圖像的基本單元被稱(chēng)之為像素。體素是一個(gè)三維的概念，像素是一個(gè)二維的概念。像素實(shí)際上是體素在成像時(shí)的表現(xiàn)。像素越小，越能分辨圖像的細(xì)節(jié)，即圖像的分辨率越高。CT基本概念體素（Voxel）和像素（Pixel）38CT基本概基本概念l矩陣（矩陣（Matrix）矩陣是一個(gè)數(shù)學(xué)概念，它表示一個(gè)橫成行、矩陣是一個(gè)數(shù)學(xué)概念，它表示一個(gè)橫成行、縱成列的數(shù)字陣列，將受檢層面分割為無(wú)數(shù)縱成列的數(shù)字陣列，將受檢層面分割為無(wú)數(shù)小立方體，這些小立方體就是體素。當(dāng)圖像小立方體，這些小立方體就是體素。當(dāng)圖像面積為一固定值時(shí)，像素尺寸越小，組成面積為一固定值時(shí)，像素尺寸越小，組成CT圖像矩陣越大，圖像清晰度越高。反之亦圖像矩陣越大，圖像清晰度越高。反之亦然。目前多數(shù)然。目前多數(shù)CT圖像的矩陣為圖像的矩陣為512X512。CT基本概念矩陣（Matrix）39CT基本概念基本概念l空間分辨率（空間分辨率（Spatial Resolution）又稱(chēng)高對(duì)比度分辨率，在保證一定的密度差前提又稱(chēng)高對(duì)比度分辨率，在保證一定的密度差前提下，顯示待分辨組織幾何形態(tài)的能力。常用每厘米下，顯示待分辨組織幾何形態(tài)的能力。常用每厘米內(nèi)的線對(duì)數(shù)或者用可辨別最小物體的直徑（內(nèi)的線對(duì)數(shù)或者用可辨別最小物體的直徑（mm）來(lái)表示。來(lái)表示。CT圖像的空間分辨率不如圖像的空間分辨率不如X線圖像高。線圖像高。l密度分辨率（密度分辨率（Density Resolution）又稱(chēng)對(duì)比分辨率，是指在低對(duì)比情況下分辨組織又稱(chēng)對(duì)比分辨率，是指在低對(duì)比情況下分辨組織密度細(xì)小差別的能力。密度細(xì)小差別的能力。CT的密度分辨力較普通的密度分辨力較普通X線線高高10 20倍。倍。CT基本概念空間分辨率（Spatial Resolution40CT基本概念基本概念lCT值值 X X線穿過(guò)人體的過(guò)程中，計(jì)算出每個(gè)單位容積的線穿過(guò)人體的過(guò)程中，計(jì)算出每個(gè)單位容積的X X線吸收系數(shù)（亦稱(chēng)衰減系數(shù)線吸收系數(shù)（亦稱(chēng)衰減系數(shù)值）。將值）。將值換算成值換算成CTCT值，以作為表達(dá)組織密度的統(tǒng)一單位。其單位名值，以作為表達(dá)組織密度的統(tǒng)一單位。其單位名稱(chēng)為稱(chēng)為HuHu（Hounsfield UnitHounsfield Unit）。）。人體組織的人體組織的CTCT值界限可分為值界限可分為20002000個(gè)分度，上界個(gè)分度，上界為骨的為骨的CTCT值（值（1000Hu1000Hu），下界為空氣的），下界為空氣的CTCT值（值（-1000Hu1000Hu）。這樣分度包括了由最高密度（骨皮質(zhì)）。這樣分度包括了由最高密度（骨皮質(zhì)）到最低密度（器官的含氣部分）的到最低密度（器官的含氣部分）的CTCT值值 。CT基本概念CT值41CT基本概念基本概念l窗寬與窗位窗寬與窗位 窗寬（窗寬（window width）是指熒屏圖像上）是指熒屏圖像上所包括所包括16個(gè)灰階的個(gè)灰階的CT值范圍。為了提高組值范圍。為了提高組織結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的顯示，使織結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的顯示，使CT值差別小的兩種組值差別小的兩種組織能夠分辨，則要采用不同的窗寬來(lái)觀察熒織能夠分辨，則要采用不同的窗寬來(lái)觀察熒屏上的圖像。屏上的圖像。窗位（窗位（window level）又稱(chēng)窗中心）又稱(chēng)窗中心（window center），是指觀察某一組織結(jié)），是指觀察某一組織結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)時(shí)，以該組織構(gòu)細(xì)節(jié)時(shí)，以該組織CT值為中心觀察。值為中心觀察。CT基本概念窗寬與窗位42窗寬與窗位窗寬與窗位 在熒屏圖像上，加大窗寬，圖像層次在熒屏圖像上，加大窗寬，圖像層次增多，組織對(duì)比減少，細(xì)節(jié)顯示差；窗寬增多，組織對(duì)比減少，細(xì)節(jié)顯示差；窗寬調(diào)至最低，則沒(méi)有層次，只有黑白圖像。調(diào)至最低，則沒(méi)有層次，只有黑白圖像。提高窗位，屏幕上所顯示的圖像變黑，降提高窗位，屏幕上所顯示的圖像變黑，降低窗位則圖像變白。因此，在實(shí)際工作中，低窗位則圖像變白。因此，在實(shí)際工作中，窗口技術(shù)對(duì)顯示病變是很重要的。窗口技術(shù)對(duì)顯示病變是很重要的。窗寬與窗位 在熒屏圖像上，加大窗寬，圖像層次增43窗寬與窗位窗寬與窗位 肺窗肺窗 W(800)L(-700)縱隔窗縱隔窗 W(500)L(0)窗寬與窗位 肺窗 W(800)L(-744窗寬與窗位窗寬與窗位縱隔窗W(500)L(0)骨窗 W(2000)L(500)窗寬與窗位縱隔窗W(500)L(0)骨窗 W(20045CT基本概念基本概念l偽影（偽影（Artifact）偽影是指在被掃描物體中并不存在而圖像偽影是指在被掃描物體中并不存在而圖像中卻顯示出來(lái)的各種不同類(lèi)型的影像。一類(lèi)中卻顯示出來(lái)的各種不同類(lèi)型的影像。一類(lèi)與病人有關(guān)，一類(lèi)與與病人有關(guān)，一類(lèi)與CT機(jī)性能有關(guān)。偽影影機(jī)性能有關(guān)。偽影影響圖像質(zhì)量，在診斷時(shí)應(yīng)予注意。響圖像質(zhì)量，在診斷時(shí)應(yīng)予注意。CT基本概念偽影（Artifact）46CT基本概念基本概念l部分容積效應(yīng)（部分容積效應(yīng)（Partial Volume Effect）在同一掃描層面內(nèi)含有兩種以上不同在同一掃描層面內(nèi)含有兩種以上不同密度的物質(zhì)時(shí)，其所測(cè)密度的物質(zhì)時(shí)，其所測(cè)CT值是它們的平值是它們的平均值，因而不能如實(shí)反映其中任何一種物均值，因而不能如實(shí)反映其中任何一種物質(zhì)的質(zhì)的CT值，這種現(xiàn)象為部分容積效應(yīng)。值，這種現(xiàn)象為部分容積效應(yīng)。CT基本概念部分容積效應(yīng)（Partial Volume Ef47CTCT圖像特點(diǎn)圖像特點(diǎn) CTCT圖圖像像是是由由一一定定數(shù)數(shù)目目由由黑黑到到白白不不同同灰灰度度的的像像素素按按矩矩陣陣排排列列所所構(gòu)構(gòu)成成。這這些些像像素素反反映映的的是是相相應(yīng)應(yīng)體體素素的的X X線線吸吸收收系系數(shù)數(shù)。不不同同CTCT裝裝置置所所得得圖圖像像的的像像素素大大小小及及數(shù)數(shù)目目不不同同。大大小小可可以以是是1.01.0mm1.01.0mm，0.5 0.5 0.5mm0.5mm不不等等；數(shù)數(shù)目目可可以以是是256256256256，即即6553665536個(gè)個(gè)，或或512512512512，即即262144262144個(gè)個(gè)不不等等。顯顯然然，象象素素越越小小，數(shù)數(shù)目目越越多多，構(gòu)構(gòu)成成的的圖圖像像越越細(xì)細(xì)致致，即即空空間間分分辨辨率率（spatial spatial resolutionresolution）高高。CTCT圖圖像像的的空間分辨率不如空間分辨率不如X X線圖像高。線圖像高。CT圖像特點(diǎn) CT圖像是由一定數(shù)目由黑到白不同灰度48 CTCT檢查技術(shù)檢查技術(shù) 1 1、CTCT檢查分平掃（檢查分平掃（plain CT scanplain CT scan）指血管內(nèi)不注指血管內(nèi)不注射對(duì)比劑的掃描。射對(duì)比劑的掃描。2 2、增強(qiáng)掃描（、增強(qiáng)掃描（contrast enhancementcontrast enhancement，CECE）指血管內(nèi)注射對(duì)比劑后的掃描。目的是提高病變組指血管內(nèi)注射對(duì)比劑后的掃描。目的是提高病變組織同正常組織的密度差，以顯示平掃上未被顯示或織同正常組織的密度差，以顯示平掃上未被顯示或顯示不清的病變，通過(guò)病變有無(wú)強(qiáng)化或強(qiáng)化類(lèi)型，顯示不清的病變，通過(guò)病變有無(wú)強(qiáng)化或強(qiáng)化類(lèi)型，對(duì)病變作定性診斷。對(duì)病變作定性診斷。3 3、造影掃描、造影掃描(contrast scan)(contrast scan)造影掃描是在對(duì)某一造影掃描是在對(duì)某一器官或結(jié)構(gòu)進(jìn)行造影再行掃描的方法，它可更好地器官或結(jié)構(gòu)進(jìn)行造影再行掃描的方法，它可更好地顯示結(jié)構(gòu)和發(fā)現(xiàn)病變。如脊髓造影顯示結(jié)構(gòu)和發(fā)現(xiàn)病變。如脊髓造影CT、膽囊造影、膽囊造影CT等。等。CT檢查技術(shù) 1、CT檢查分平掃（plai49CT特殊掃描特殊掃描l薄層掃描薄層掃描 為了觀察某些病變的細(xì)節(jié)和避為了觀察某些病變的細(xì)節(jié)和避免部分容積效應(yīng)而選用。層厚用免部分容積效應(yīng)而選用。層厚用15mm不等。不等。l重疊掃描重疊掃描 掃描床移動(dòng)的距離小于層厚，掃描床移動(dòng)的距離小于層厚，如層厚如層厚10mm，床移動(dòng)，床移動(dòng)8mm，使掃描層，使掃描層面部分重疊，避免部分容積效應(yīng)或遺漏小面部分重疊，避免部分容積效應(yīng)或遺漏小的病灶。但重疊越多，接受的病灶。但重疊越多，接受X線照射量也線照射量也增多。增多。CT特殊掃描薄層掃描 為了觀察某些病變的細(xì)節(jié)和避免部分容積50CT特殊掃描特殊掃描l靶區(qū)靶區(qū)CT掃描掃描（Target CT Scanning)也也稱(chēng)目標(biāo)稱(chēng)目標(biāo)CT掃描（掃描（object CT scanning)、放大放大CT掃描掃描(magnify CT scanning)，是，是對(duì)感興趣區(qū)作局部對(duì)感興趣區(qū)作局部CT掃描，常用小的掃描，常用小的FOV、薄層（、薄層（15mm）?？擅黠@提高空）?？擅黠@提高空間分辨率，臨床上主要用于小器管或小病間分辨率，臨床上主要用于小器管或小病灶的掃描，如肺小結(jié)節(jié)、垂體及腎上腺等。灶的掃描，如肺小結(jié)節(jié)、垂體及腎上腺等。CT特殊掃描靶區(qū)CT掃描（Target CT Scanni51CT特殊掃描特殊掃描l高分辨率高分辨率CT掃描（掃描（High Resolution CT，HRCT)采用薄層中、高采用薄層中、高/極高分辨率重建（或骨極高分辨率重建（或骨算法重建）及特殊的過(guò)濾處理，可得到組織算法重建）及特殊的過(guò)濾處理，可得到組織的細(xì)微結(jié)構(gòu)圖像，稱(chēng)為高分辨率的細(xì)微結(jié)構(gòu)圖像，稱(chēng)為高分辨率CT（HRCT），臨床主要用于肺部彌漫性間），臨床主要用于肺部彌漫性間質(zhì)性病變以及結(jié)節(jié)病變等的檢查，骨算法重質(zhì)性病變以及結(jié)節(jié)病變等的檢查，骨算法重建主要用于顳骨建主要用于顳骨CT掃描，以顯示內(nèi)耳、中耳掃描，以顯示內(nèi)耳、中耳聽(tīng)小骨等細(xì)微骨結(jié)構(gòu)。聽(tīng)小骨等細(xì)微骨結(jié)構(gòu)。CT特殊掃描高分辨率CT掃描（High Resolution52 CTCT分析與診斷分析與診斷 在觀察分析時(shí)，應(yīng)先了解掃描的在觀察分析時(shí)，應(yīng)先了解掃描的技術(shù)條件，是平掃還是增強(qiáng)掃描，技術(shù)條件，是平掃還是增強(qiáng)掃描，再對(duì)每幀再對(duì)每幀CT圖像進(jìn)行觀察。圖像進(jìn)行觀察。CT分析與診斷 在觀察分析時(shí)，應(yīng)先 CT診斷的臨床應(yīng)用診斷的臨床應(yīng)用 CT診斷由于它的特殊診斷價(jià)值，已廣泛診斷由于它的特殊診斷價(jià)值，已廣泛應(yīng)用于臨床。但應(yīng)用于臨床。但CT設(shè)備比較昂貴，檢查設(shè)備比較昂貴，檢查費(fèi)用偏高，某些部位的檢查，診斷價(jià)值，費(fèi)用偏高，某些部位的檢查，診斷價(jià)值，尤其是定性診斷，還有一定限度，所以不尤其是定性診斷，還有一定限度，所以不宜將宜將CT檢查視為常規(guī)診斷手段，應(yīng)在了檢查視為常規(guī)診斷手段，應(yīng)在了解其優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，合理的選擇應(yīng)用。解其優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，合理的選擇應(yīng)用。CT診斷的臨床應(yīng)用 CT診斷由于它的特殊診斷價(jià)54 螺旋螺旋CT（spiral CT）螺旋螺旋CT掃描時(shí)，檢查床沿縱軸方向連掃描時(shí)，檢查床沿縱軸方向連續(xù)移動(dòng)，同時(shí)續(xù)移動(dòng)，同時(shí)X線球管連續(xù)旋轉(zhuǎn)式曝光，線球管連續(xù)旋轉(zhuǎn)式曝光，采集的掃描數(shù)據(jù)分布在連續(xù)的螺旋型空間采集的掃描數(shù)據(jù)分布在連續(xù)的螺旋型空間內(nèi)，又稱(chēng)容積內(nèi)，又稱(chēng)容積CT。特點(diǎn)：特點(diǎn)：1.掃描速度快；掃描速度快；2.容積數(shù)據(jù)避免小病變的遺漏；容積數(shù)據(jù)避免小病變的遺漏；3.可進(jìn)行高質(zhì)量的后處理工作?？蛇M(jìn)行高質(zhì)量的后處理工作。螺旋CT（spiral CT）55螺旋螺旋CT的新近展的新近展l多層螺旋多層螺旋CT（multislice spiral CT，MSCT）探測(cè)器排數(shù)由單排發(fā)展到探測(cè)器排數(shù)由單排發(fā)展到320排。掃描排。掃描速度每層不到速度每層不到0.4描，描，z軸分辨率軸分辨率0.4mm以以下，掃描范圍下，掃描范圍180cm/10s。螺旋CT的新近展多層螺旋CT（multislice spir56多層螺旋多層螺旋CT的優(yōu)點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)l掃描范圍更長(zhǎng)。掃描范圍更長(zhǎng)。l掃描時(shí)間更短，最快掃描速度達(dá)掃描時(shí)間更短，最快掃描速度達(dá)0.3s/周。周。lZ軸分辨率高，最小層厚為軸分辨率高，最小層厚為0.4mm。l時(shí)間分辨率高，可用于心臟等動(dòng)態(tài)器官成時(shí)間分辨率高，可用于心臟等動(dòng)態(tài)器官成像。像。多層螺旋CT的優(yōu)點(diǎn)掃描范圍更長(zhǎng)。57CTACTA58CT仿真內(nèi)鏡成像（仿真內(nèi)鏡成像（CTVE）CT仿真內(nèi)鏡成像（CTVE）59冠狀動(dòng)脈冠狀動(dòng)脈CTA冠狀動(dòng)脈CTA60下肢動(dòng)脈下肢動(dòng)脈CTA下肢動(dòng)脈CTA61肋骨三維立體重建肋骨三維立體重建肋骨三維立體重建62泌尿系統(tǒng)三維立體重建泌尿系統(tǒng)三維立體重建泌尿系統(tǒng)三維立體重建63 磁共振成像磁共振成像核磁共振（核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR）是一種核物理）是一種核物理現(xiàn)象?，F(xiàn)象。磁共振成像（磁共振成像（magnetic resonance image MRI）是利用原子核在磁場(chǎng)）是利用原子核在磁場(chǎng)內(nèi)共振所產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)計(jì)算機(jī)重建形內(nèi)共振所產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)計(jì)算機(jī)重建形成圖像的一種成像技術(shù)。成圖像的一種成像技術(shù)。磁共振成像核磁共振（nuclear mag64 MRI 設(shè)設(shè) 備備 MRI的的成成像像系系統(tǒng)統(tǒng)包包括括MR信信號(hào)號(hào)產(chǎn)產(chǎn)生生和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)采采集集與與處處理理及及圖圖像像顯顯示示兩兩部部分分。MR信信號(hào)號(hào)的的產(chǎn)產(chǎn)生生是是來(lái)來(lái)自自大大孔孔徑徑，具具有有三三維維空空間間編編碼碼的的MR波波譜譜儀儀，而而數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)處處理理及及圖圖像像顯顯示示部部分分，則與則與CT掃描裝置相似。掃描裝置相似。MRI設(shè)設(shè)備備包包括括主主磁磁體體、梯梯度度線線圈圈、脈脈沖沖線線圈圈、計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)系系統(tǒng)統(tǒng)及及其其他他輔輔助助設(shè)設(shè)備備等等五五部部分分構(gòu)構(gòu)成。成。MRI 設(shè) 備 MRI的成像65 MRI成像類(lèi)成像類(lèi)型型 主磁體是主磁體是MRI最基本構(gòu)件，是產(chǎn)生最基本構(gòu)件，是產(chǎn)生磁場(chǎng)的裝置，有磁場(chǎng)的裝置，有常導(dǎo)型常導(dǎo)型、超導(dǎo)型超導(dǎo)型和和永永磁型磁型三種，直接關(guān)系到磁場(chǎng)強(qiáng)度、均三種，直接關(guān)系到磁場(chǎng)強(qiáng)度、均勻度和穩(wěn)定性，并影響勻度和穩(wěn)定性，并影響MRI的圖像質(zhì)的圖像質(zhì)量。量。主磁場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)采用特斯拉（主磁場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)采用特斯拉（Tesla，T）表示。）表示。1T=10000G。高斯。高斯（Gauss，G）MRI成像類(lèi)型 主磁體是MR66Signa Excite 0.2TSigna Excite 0.2T67 MRIMRI成像的基本原理成像的基本原理MR信號(hào)接收器光/電轉(zhuǎn)換器模/數(shù)轉(zhuǎn)換器計(jì)算機(jī)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器 MRI成像的基本原理MR信號(hào)光/電模/數(shù)計(jì)數(shù)/模68 磁共振現(xiàn)象與磁共振現(xiàn)象與MRI 含單數(shù)質(zhì)子的原子核，例如人體內(nèi)廣泛存在含單數(shù)質(zhì)子的原子核，例如人體內(nèi)廣泛存在的氫原子核，其質(zhì)子有自旋運(yùn)動(dòng)，帶正電，產(chǎn)的氫原子核，其質(zhì)子有自旋運(yùn)動(dòng)，帶正電，產(chǎn)生磁矩，有如一個(gè)小磁體。小磁體自旋軸的排生磁矩，有如一個(gè)小磁體。小磁體自旋軸的排列無(wú)一定規(guī)律。但如在均勻的強(qiáng)磁場(chǎng)中，則小列無(wú)一定規(guī)律。但如在均勻的強(qiáng)磁場(chǎng)中，則小磁體的自旋軸將按磁場(chǎng)磁力線的方向重新排列。磁體的自旋軸將按磁場(chǎng)磁力線的方向重新排列。在這種狀態(tài)下，用特定頻率的射頻脈沖在這種狀態(tài)下，用特定頻率的射頻脈沖（radiofrequency，RF）進(jìn)行激發(fā)，作為小磁）進(jìn)行激發(fā)，作為小磁體的氫原子核吸收一定量的能而共振，即發(fā)生體的氫原子核吸收一定量的能而共振，即發(fā)生了磁共振現(xiàn)象。了磁共振現(xiàn)象。磁共振現(xiàn)象與MRI 含單數(shù)質(zhì)69MRI原理原理l1.氫原子核磁矩平時(shí)狀態(tài)氫原子核磁矩平時(shí)狀態(tài)雜亂無(wú)章雜亂無(wú)章 氫原子核具有自旋特性，在平時(shí)狀態(tài)，氫原子核具有自旋特性，在平時(shí)狀態(tài)，磁矩取向是任意的和無(wú)規(guī)律的，因而磁矩磁矩取向是任意的和無(wú)規(guī)律的，因而磁矩相互抵消，宏觀磁矩相互抵消，宏觀磁矩M=0。MRI原理1.氫原子核磁矩平時(shí)狀態(tài)雜亂無(wú)章70MRI原理原理l2.氫原子置于主磁場(chǎng)的狀態(tài)氫原子置于主磁場(chǎng)的狀態(tài)磁矩按磁力線方向磁矩按磁力線方向排列排列 如果將氫原子置于均勻強(qiáng)度的磁場(chǎng)中，磁矩取如果將氫原子置于均勻強(qiáng)度的磁場(chǎng)中，磁矩取向不再是任意和無(wú)規(guī)律的，而是按磁場(chǎng)的磁力線方向不再是任意和無(wú)規(guī)律的，而是按磁場(chǎng)的磁力線方向取向。其中大部分原子核的磁矩順磁場(chǎng)排列，它向取向。其中大部分原子核的磁矩順磁場(chǎng)排列，它們位能低，呈穩(wěn)定態(tài)，較少一部分逆磁場(chǎng)排列，位們位能低，呈穩(wěn)定態(tài)，較少一部分逆磁場(chǎng)排列，位能高。由于順磁場(chǎng)排列的原子核多于逆磁場(chǎng)排列的，能高。由于順磁場(chǎng)排列的原子核多于逆磁場(chǎng)排列的，這樣就產(chǎn)生了一個(gè)平行于外磁場(chǎng)的磁矩這樣就產(chǎn)生了一個(gè)平行于外磁場(chǎng)的磁矩M。全部磁。全部磁矩重新定向所產(chǎn)生的磁化矢量稱(chēng)之為宏觀磁化矢量，矩重新定向所產(chǎn)生的磁化矢量稱(chēng)之為宏觀磁化矢量，換言之，宏觀磁化矢量是表示單位體積中全部原子換言之，宏觀磁化矢量是表示單位體積中全部原子核的磁矩。磁場(chǎng)和磁化矢量用三維坐標(biāo)來(lái)描述，其核的磁矩。磁場(chǎng)和磁化矢量用三維坐標(biāo)來(lái)描述，其中中Z軸平行磁力線，而軸平行磁力線，而X軸和軸和Y軸與軸與Z軸垂直，同時(shí)軸垂直，同時(shí)X軸和軸和Y軸相互垂直。處于主磁場(chǎng)的質(zhì)子除了自旋軸相互垂直。處于主磁場(chǎng)的質(zhì)子除了自旋運(yùn)動(dòng)外，還圍繞主磁場(chǎng)軸旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)稱(chēng)為進(jìn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)外，還圍繞主磁場(chǎng)軸旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)稱(chēng)為進(jìn)動(dòng)。MRI原理2.氫原子置于主磁場(chǎng)的狀態(tài)磁矩按磁力線方向排列71MRI原理原理l3.施加射頻脈沖（施加射頻脈沖（radiofrequency，RF）原子核獲得能量原子核獲得能量 射頻脈沖與質(zhì)子的進(jìn)動(dòng)頻率相同，射頻射頻脈沖與質(zhì)子的進(jìn)動(dòng)頻率相同，射頻脈沖的能量將傳遞給處于低能級(jí)的質(zhì)子，脈沖的能量將傳遞給處于低能級(jí)的質(zhì)子，處于低能級(jí)的質(zhì)子躍遷到高能級(jí)。如處于低能級(jí)的質(zhì)子躍遷到高能級(jí)。如9090脈沖使宏觀磁化矢量偏轉(zhuǎn)脈沖使宏觀磁化矢量偏轉(zhuǎn)9090，即完全偏，即完全偏轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)到X X、Y Y平面。平面。MRI原理3.施加射頻脈沖（radiofrequency，R72MRI原理原理l4.射頻脈沖停止后射頻脈沖停止后產(chǎn)生產(chǎn)生MR信號(hào)信號(hào) 當(dāng)射頻脈沖停止作用后，磁化矢量不當(dāng)射頻脈沖停止作用后，磁化矢量不立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)，而是逐漸向平衡態(tài)恢復(fù)，立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)，而是逐漸向平衡態(tài)恢復(fù)，最后回到平衡位置。橫向磁化矢量最后回到平衡位置。橫向磁化矢量Mxy很很快衰減到零，并且呈指數(shù)規(guī)律衰減，將此快衰減到零，并且呈指數(shù)規(guī)律衰減，將此稱(chēng)橫向弛豫，而縱向磁化分量將緩慢增長(zhǎng)稱(chēng)橫向弛豫，而縱向磁化分量將緩慢增長(zhǎng)到最初值，亦呈指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng)，將此稱(chēng)縱到最初值，亦呈指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng)，將此稱(chēng)縱向弛豫。這是一個(gè)釋放能量和產(chǎn)生向弛豫。這是一個(gè)釋放能量和產(chǎn)生MR信信號(hào)的過(guò)程。號(hào)的過(guò)程。MRI原理4.射頻脈沖停止后產(chǎn)生MR信號(hào)73核磁弛豫核磁弛豫 當(dāng)射頻脈沖停止作用后，宏觀磁化矢當(dāng)射頻脈沖停止作用后，宏觀磁化矢量并不立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)，而是逐漸向平衡態(tài)量并不立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)，而是逐漸向平衡態(tài)恢復(fù)，最后回到平衡位置。我們把這一過(guò)恢復(fù)，最后回到平衡位置。我們把這一過(guò)程稱(chēng)弛豫過(guò)程（程稱(chēng)弛豫過(guò)程（relaxation），所用的時(shí)），所用的時(shí)間稱(chēng)弛豫時(shí)間（間稱(chēng)弛豫時(shí)間（relaxation time）。射頻）。射頻脈沖停止后，橫向磁化矢量脈沖停止后，橫向磁化矢量Mxy很快衰減很快衰減到零，稱(chēng)為橫向弛豫（到零，稱(chēng)為橫向弛豫（transverse relaxation）；縱向磁化矢量）；縱向磁化矢量Mz將緩慢增將緩慢增長(zhǎng)到最初值，稱(chēng)為縱向弛豫。長(zhǎng)到最初值，稱(chēng)為縱向弛豫。核磁弛豫 當(dāng)射頻脈沖停止作用后，宏觀磁化矢量74 T1T1 縱向弛豫時(shí)間（縱向弛豫時(shí)間（longitudinal relaxation time）。）。90射頻脈沖停止以射頻脈沖停止以后，磁化矢量后，磁化矢量Mz逐漸增大到最初值，它是呈逐漸增大到最初值，它是呈指數(shù)規(guī)律緩慢增長(zhǎng)，由于是在指數(shù)規(guī)律緩慢增長(zhǎng)，由于是在Z軸上恢復(fù)，軸上恢復(fù)，故將其稱(chēng)為縱向弛豫。弛豫過(guò)程表現(xiàn)為一種故將其稱(chēng)為縱向弛豫。弛豫過(guò)程表現(xiàn)為一種指數(shù)曲線，其快慢用時(shí)間常數(shù)來(lái)表示指數(shù)曲線，其快慢用時(shí)間常數(shù)來(lái)表示T1時(shí)間時(shí)間規(guī)定為規(guī)定為Mz達(dá)到其最終平衡狀態(tài)達(dá)到其最終平衡狀態(tài)63%的時(shí)間。的時(shí)間。T1 縱向弛豫時(shí)間（75 T2T2橫向弛豫時(shí)間（橫向弛豫時(shí)間（transverse relaxation transverse relaxation timetime）。）。90射頻脈沖停止以后，磁化矢量射頻脈沖停止以后，磁化矢量Mxy很快衰減到零，而且呈指數(shù)規(guī)律衰減，將很快衰減到零，而且呈指數(shù)規(guī)律衰減，將其稱(chēng)為橫向弛豫。其稱(chēng)為橫向弛豫。T2值是指磁化矢量值是指磁化矢量Mxy衰減到原來(lái)值的衰減到原來(lái)值的37%的時(shí)間。的時(shí)間。T2橫向弛豫時(shí)間（transverse re76 人體不同器官的正常組織與病理組人體不同器官的正常組織與病理組織的織的T T1 1是相對(duì)固定的，而且它們之間有一是相對(duì)固定的，而且它們之間有一定的差別，定的差別，T T2 2也是如此。這種組織間弛豫也是如此。這種組織間弛豫時(shí)間上的差別，是時(shí)間上的差別，是MRIMRI的成像基礎(chǔ)。有如的成像基礎(chǔ)。有如CTCT時(shí)，組織間吸收系數(shù)（時(shí)，組織間吸收系數(shù)（CTCT值）差別是值）差別是CTCT成像基礎(chǔ)的道理。但成像基礎(chǔ)的道理。但MRIMRI不像不像CTCT只有一只有一個(gè)參數(shù)，即吸收系數(shù)，而是有個(gè)參數(shù)，即吸收系數(shù)，而是有T T1 1、T T2 2和和質(zhì)子密度（質(zhì)子密度（P P）等幾個(gè)參數(shù)，其中）等幾個(gè)參數(shù)，其中T T1 1與與 T T2 2尤為重要。因此，獲得選定層面中各種尤為重要。因此，獲得選定層面中各種組織的組織的T T1 1（或（或 T T2 2）值，就可獲得該層面）值，就可獲得該層面中包括各種組織影像的圖像。中包括各種組織影像的圖像。人體不同器官的正常組織與病理組織的T1是相對(duì)固定77自旋回波（自旋回波（Spin Echo，SE）序列）序列l(wèi)在在90脈沖之后，發(fā)射脈沖之后，發(fā)射180脈沖這種形式構(gòu)成的脈沖這種形式構(gòu)成的序列稱(chēng)為自旋回波序列。其過(guò)程為先發(fā)射一個(gè)序列稱(chēng)為自旋回波序列。其過(guò)程為先發(fā)射一個(gè)90脈沖，間隔數(shù)毫秒至數(shù)十毫秒，再發(fā)射一個(gè)脈沖，間隔數(shù)毫秒至數(shù)十毫秒，再發(fā)射一個(gè)180脈沖，脈沖，180脈沖后脈沖后10100ms，測(cè)量回波，測(cè)量回波信號(hào)強(qiáng)度。信號(hào)強(qiáng)度。SE序列有兩個(gè)時(shí)間參數(shù)：序列有兩個(gè)時(shí)間參數(shù)：TR與與TE。TR是指兩個(gè)是指兩個(gè)90脈沖之間的時(shí)間，稱(chēng)為重復(fù)脈沖之間的時(shí)間，稱(chēng)為重復(fù)時(shí)間（時(shí)間（repetition time，TR）；）；TE是指是指90脈脈沖至測(cè)量回波的時(shí)間，稱(chēng)為回波時(shí)間（沖至測(cè)量回波的時(shí)間，稱(chēng)為回波時(shí)間（echo time，TE）。）。自旋回波（Spin Echo，SE）序列在90脈沖之后，發(fā)78MRI圖像特點(diǎn)圖像特點(diǎn) 1、多參數(shù)成像、多參數(shù)成像 2、流空效應(yīng)、流空效應(yīng) 3、多方位成像、多方位成像 4、質(zhì)子馳豫增強(qiáng)效應(yīng)和對(duì)比增、質(zhì)子馳豫增強(qiáng)效應(yīng)和對(duì)比增強(qiáng)強(qiáng)MRI圖像特點(diǎn) 1、多參數(shù)成像79 多參數(shù)成像多參數(shù)成像 成成像像參參數(shù)數(shù)主主要要包包括括T1、T2和和質(zhì)質(zhì)子子密密度度等等，可可分分別別獲獲得得同同一一解解剖剖部部位位或或?qū)訉用婷娴牡腡1WI、T2WI和和PDWI等多種圖像等多種圖像。值值得得注注意意的的是是，MRIMRI的的影影像像雖雖然然也也以以不不同同灰灰度度顯顯示示，但但反反映映的的是是MRMR信信號(hào)號(hào)強(qiáng)強(qiáng)度度的的不不同同或或弛弛豫豫時(shí)時(shí)間間T T1 1與與T T2 2的的長(zhǎng)長(zhǎng)短短，而而不不象象CTCT圖圖像，灰度反映的是組織密度。像，灰度反映的是組織密度。多參數(shù)成像 成像參數(shù)主要包括T1、T2和質(zhì)子密80 MRIMRI的圖像如主要反映組織間的圖像如主要反映組織間T T1 1 特征參數(shù)時(shí)，為特征參數(shù)時(shí)，為T(mén) T1 1 加權(quán)像（加權(quán)像（T T1 1 weighted imageweighted image，T T1 1WIWI），它反映的），它反映的是組織間是組織間T T1 1的差別。如主要反映組織的差別。如主要反映組織間間T T2 2 特征參數(shù)時(shí)，則為特征參數(shù)時(shí)，則為T(mén) T2 2 加權(quán)像加權(quán)像（T T2 2 weighted image weighted image，T T2 2WIWI）。）。多參數(shù)成像多參數(shù)成像 MRI的圖像如主要反映組織間T1 特征參數(shù)時(shí)，為T(mén)81多參數(shù)成像多參數(shù)成像FRFSE T2WISE T1WI多參數(shù)成像FRFSE T2WISE T1WI82 流流 空空 效效 應(yīng)應(yīng) 心心血血管管內(nèi)內(nèi)的的血血液液由由于于流流動(dòng)動(dòng)迅迅速速，使使發(fā)發(fā)射射MRMR信信號(hào)號(hào)的的氫氫原原子子核核離離開(kāi)開(kāi)接接收收范范圍圍之之外外，所所以以測(cè)測(cè)不不到到MRMR信信號(hào)號(hào)，在在T T1 1WI WI 或或T T2 2WIWI中中均均呈呈黑黑影影，這這就就是是流流空空效效應(yīng)應(yīng)（flowing flowing Void Void effecteffect）。這這一一效效應(yīng)應(yīng)使使心心腔腔和和血血管管顯顯影影，是是CTCT所不能比擬的。所不能比擬的。流 空 效 應(yīng) 心血管內(nèi)的血液由于流動(dòng)迅83流空效應(yīng)流空效應(yīng)流空效應(yīng)84 多方位成像多方位成像 MRIMRI可獲得人體橫斷面、冠狀面可獲得人體橫斷面、冠狀面及任何方向斷面的圖像，有利于病變及任何方向斷面的圖像，有利于病變的三維定位。一般的三維定位。一般CTCT則難于作到直接則難于作到直接三維顯示，需采用重建的方法才能獲三維顯示，需采用重建的方法才能獲得冠狀面或矢狀面圖像以及三維重建得冠狀面或矢狀面圖像以及三維重建立體像。立體像。多方位成像 MRI可獲得人體橫斷面、冠狀面85 橫軸位橫軸位矢狀位矢狀位 橫軸位矢狀位86 質(zhì)質(zhì) 子子 馳馳 豫豫 增增 強(qiáng)強(qiáng) 效效 應(yīng)應(yīng) 和和 對(duì)對(duì) 比比 增增 強(qiáng)強(qiáng) 一一些些順順磁磁性性和和超超順順磁磁性性物物質(zhì)質(zhì)使使局局部部產(chǎn)產(chǎn)生生磁磁場(chǎng)場(chǎng)，可可縮縮短短周周?chē)鷩|(zhì)質(zhì)子子馳馳豫豫時(shí)時(shí)間間，此此現(xiàn)現(xiàn)象象成成為為質(zhì)質(zhì)子子馳馳豫豫增增強(qiáng)強(qiáng)效效應(yīng)應(yīng)。這這一一效效應(yīng)應(yīng)是是MRI行對(duì)比劑增強(qiáng)檢查的基礎(chǔ)。行對(duì)比劑增強(qiáng)檢查的基礎(chǔ)。質(zhì)子馳豫增強(qiáng)效應(yīng)和對(duì)比增強(qiáng) 一些順磁性和超順磁性87 MRI檢查技術(shù)檢查技術(shù) MRI的掃描技術(shù)有別于CT掃描。不僅要橫斷面圖像，還常要矢狀面或（和）冠狀面圖像。還需獲得T1WI 和T2WI。因此，需選擇適當(dāng)?shù)拿}沖序列和掃描參數(shù)。常用多層面、多回波的自旋回波（spin echo，SE）技術(shù)。掃描時(shí)間參數(shù)有回波時(shí)間（echo time，TE）和脈沖重復(fù)間隔時(shí)間（repetition time，TR）。使用短短TRTR和短和短TETE可得可得T T1 1WIWI，而用長(zhǎng)長(zhǎng)TRTR和長(zhǎng)和長(zhǎng)TETE可得可得T T2 2WIWI。時(shí)間以毫秒計(jì)。依TE的長(zhǎng)短，T2WI又右分為重、中、輕三種。MRI檢查技術(shù) MRI的掃描技術(shù)有別于CT掃描88 病變?cè)诓煌∽冊(cè)诓煌琓 T2 2WIWI中信號(hào)強(qiáng)度的變化，中信號(hào)強(qiáng)度的變化，可以幫助判斷病變的性質(zhì)。例如，肝血可以幫助判斷病變的性質(zhì)。例如，肝血管瘤管瘤T T1 1WIWI呈低信號(hào)，在輕、中、重度呈低信號(hào)，在輕、中、重度T T2 2WIWI上則呈高信號(hào)，且隨著加重程度，信號(hào)上則呈高信號(hào)，且隨著加重程度，信號(hào)強(qiáng)度有遞增表現(xiàn)，即在重強(qiáng)度有遞增表現(xiàn)，即在重T T2 2WIWI上其信號(hào)特上其信號(hào)特強(qiáng)。肝細(xì)胞癌則不同，強(qiáng)。肝細(xì)胞癌則不同，T T1 1WIWI呈稍低信號(hào)，呈稍低信號(hào)，在輕、中度在輕、中度T T2 2WI WI 呈稍高信號(hào)，而重度呈稍高信號(hào)，而重度T T2 2WIWI上又略低于中度上又略低于中度T T2 2WIWI的信號(hào)強(qiáng)度。再的信號(hào)強(qiáng)度。再結(jié)合其他臨床影像學(xué)表現(xiàn)，不難將二者結(jié)合其他臨床影像學(xué)表現(xiàn)，不難將二者區(qū)分。區(qū)分。病變?cè)诓煌琓2WI中信號(hào)強(qiáng)度的變化，可以幫助判斷病89MRI的優(yōu)點(diǎn)l無(wú)無(wú)X線電離輻射，對(duì)人體安全無(wú)創(chuàng)。線電離輻射，對(duì)人體安全無(wú)創(chuàng)。l圖像對(duì)腦及軟組織分辨率極佳，解剖結(jié)構(gòu)圖像對(duì)腦及軟組織分辨率極佳，解剖結(jié)構(gòu)和病變形態(tài)顯示清楚。和病變形態(tài)顯示清楚。l多方位成像，便于顯示體內(nèi)解剖結(jié)構(gòu)和病多方位成像，便于顯示體內(nèi)解剖結(jié)構(gòu)和病變的空間位置和相互關(guān)系。變的空間位置和相互關(guān)系。l多參數(shù)成像。多參數(shù)成像。l除可顯示形態(tài)變化外，還能進(jìn)行功能成像除可顯示形態(tài)變化外，還能進(jìn)行功能成像和生化代謝分析。和生化代謝分析。MRI的優(yōu)點(diǎn)無(wú)X線電離輻射，對(duì)人體安全無(wú)創(chuàng)。90MRI的限度的限度l對(duì)帶有心臟起搏器或體內(nèi)有鐵磁性物質(zhì)的患對(duì)帶有心臟起搏器或體內(nèi)有鐵磁性物質(zhì)的患者不能進(jìn)行掃描。者不能進(jìn)行掃描。l需監(jiān)護(hù)設(shè)備的危重病人不能進(jìn)行檢查。需監(jiān)護(hù)設(shè)備的危重病人不能進(jìn)行檢查。l對(duì)鈣化的顯示遠(yuǎn)不如對(duì)鈣化的顯示遠(yuǎn)不如CT，難以對(duì)以病理性鈣，難以對(duì)以病理性鈣化為特征的病變作診斷?；癁樘卣鞯牟∽冏髟\斷。l常規(guī)掃描時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)胸腹檢查受限。常規(guī)掃描時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)胸腹檢查受限。l對(duì)質(zhì)子密度低的結(jié)構(gòu)如肺和骨皮質(zhì)顯示不佳。對(duì)質(zhì)子密度低的結(jié)構(gòu)如肺和骨皮質(zhì)顯示不佳。l設(shè)備昂貴，普及有一定困難。設(shè)備昂貴，普及有一定困難。MRI的限度對(duì)帶有心臟起搏器或體內(nèi)有鐵磁性物質(zhì)的患者不能進(jìn)行91X X線造影劑線造影劑高密度造影劑低密度造影劑X線造影劑高密度造影劑92 高密度造影劑高密度造影劑 高密度造影劑為原子序數(shù)高密度造影劑為原子序數(shù)高、比重大的物質(zhì)。常用的有高、比重大的物質(zhì)。常用的有鋇劑和碘劑。鋇劑和碘劑。高密度造影劑 高密度造影劑為原子序數(shù)高、比重大93鋇劑鋇劑 鋇劑為醫(yī)用硫酸鋇粉末，加水和膠配鋇劑為醫(yī)用硫酸鋇粉末，加水和膠配成。根據(jù)檢查部位及目的，按粉末微粒大成。根據(jù)檢查部位及目的，按粉末微粒大小、均勻性以及用水和膠的量配成不同類(lèi)小、均勻性以及用水和膠的量配成不同類(lèi)型的鋇混懸液，通常以重量型的鋇混懸液，通常以重量/體積比來(lái)表體積比來(lái)表示濃度。硫酸鋇混懸液主要用于食管及胃示濃度。硫酸鋇混懸液主要用于食管及胃腸造影，并可采用鋇、氣雙重對(duì)比檢查，腸造影，并可采用鋇、氣雙重對(duì)比檢查，以提高診斷質(zhì)量。以提高診斷質(zhì)量。鋇劑 鋇劑為醫(yī)用硫酸鋇粉末，加水和膠配成。根94鋇餐造影鋇餐造影鋇餐造影95 碘制劑碘制劑1、離子型造影劑。這類(lèi)高滲性離子型造影劑，可、離子型造影劑。這類(lèi)高滲性離子型造影劑，可引起血管內(nèi)液體增多和血管擴(kuò)張，肺靜脈壓升引起血管內(nèi)液體增多和血管擴(kuò)張，肺靜脈壓升高，血管內(nèi)皮損傷及神經(jīng)毒性較大等缺點(diǎn)，使高，血管內(nèi)皮損傷及神經(jīng)毒性較大等缺點(diǎn)，使用中可出現(xiàn)毒副反應(yīng)。用中可出現(xiàn)毒副反應(yīng)。2、非離子型造影劑，它具有相對(duì)低滲性、低粘度、非離子型造影劑，它具有相對(duì)低滲性、低粘度、低毒性等優(yōu)點(diǎn)，大大降低了毒副反應(yīng)，適用于低毒性等優(yōu)點(diǎn)，大大降低了毒副反應(yīng)，適用于血管、神經(jīng)系統(tǒng)及造影增強(qiáng)血管、神經(jīng)系統(tǒng)及造影增強(qiáng)CT掃描，費(fèi)用較高。掃描，費(fèi)用較高。碘制劑1、離子型造影劑。這類(lèi)高滲性96水水溶溶性性碘碘造造影影劑劑有有以以下下類(lèi)類(lèi)型型：離離子子型型，以以泛泛影影葡葡胺胺（urografinurografin）為為代代表表；非非離離子子型型以以碘碘苯苯六六醇醇（iohexoliohexol）、碘碘普普羅羅胺胺（iopromideiopromide）、碘碘必必樂(lè)樂(lè)（iopamidoliopamidol）為為代代表表；非非離離子子型型二二聚聚體，以碘曲侖（體，以碘曲侖（iotrolaniotrolan）為代表。）為代表。無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 碘碘 制制 劑劑 當(dāng)當(dāng) 中中，碘碘 化化 物物 的的 碘碘 苯苯 酯酯（pantopaquepantopaque），可可注注入入椎椎管管內(nèi)內(nèi)作作脊脊骨骨造造影影，但但近近來(lái)來(lái)已已用用非非離離子子型型二二聚聚體體碘碘水水劑。劑。水溶性碘造影劑有以下類(lèi)型：離子型，以泛影葡胺（urogra97 造影劑造影劑 造影劑98腹腔動(dòng)脈造影腹腔動(dòng)脈造影