医学影像学MEDICALIMAGING总论山东大学课程中心课件.ppt
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1、山东大学医学影像学研究所山东大学医学影像学研究所山东大学第二医院山东大学第二医院 法良国法良国lDefinition:以医学影像设备为工具,以医学影像为以医学影像设备为工具,以医学影像为依据,对疾病进行分析诊断和治疗的医依据,对疾病进行分析诊断和治疗的医学科学。学科学。影像诊断学:影像诊断学:常规常规X X线、线、CTCT、超声、超声、MRIMRI、DSADSA、核医学核医学 介入放射学:介入放射学:介入诊断学介入诊断学+介入治疗学介入治疗学 血管内介入、血管外介入血管内介入、血管外介入 常规常规X X线、线、CTCT、超声、超声、MRIMRI、DSADSA 放射治疗学:放射治疗学:X X线线
2、 伽玛射线伽玛射线 1 1、从小到大从小到大 从单一的从单一的X X线作为工具的放射诊断学线作为工具的放射诊断学 (RADIOLOGYRADIOLOGY),到应用多种工具(),到应用多种工具(X X线、线、CTCT、超声、超声、MRIMRI、核医学)的医学影像学、核医学)的医学影像学 (MEDICAL IMAGINGMEDICAL IMAGING)2 2、由弱到强由弱到强 由简单分析由简单分析X X线照片的辅助科室,到集诊断和治疗线照片的辅助科室,到集诊断和治疗于一身,下设若干分支的于一身,下设若干分支的临床一级学科临床一级学科l1895 111895 11月月8 8日伦琴在实验室发现日伦琴在
3、实验室发现X X线线l18951895年年1212月月2222日,伦琴用这种新日,伦琴用这种新的射线为他的夫人照了一张手的的射线为他的夫人照了一张手的照片,照射照片,照射1515分钟,分钟,X X线开始用于线开始用于人体疾病诊断,形成人体疾病诊断,形成X X线诊断学线诊断学l 19011901年获诺贝尔奖(第一个物理年获诺贝尔奖(第一个物理学奖)学奖)l1895 1895 X X线机器线机器l二十世纪二十世纪50506060年代年代 超声、核素显像超声、核素显像 (超声成像、(超声成像、闪烁成像)闪烁成像)l70708080年代年代 CTCT、MRIMRI、ECT ECT (SPECTSPEC
4、T、PETPET)形成现代影像诊断学形成现代影像诊断学一、成像方式:一、成像方式:从从模拟成像(模拟成像(X X线照片、透视、模拟超声)线照片、透视、模拟超声)到到数字成像数字成像(CTCT开始,开始,MRIMRI、CRCR、DRDR、DSADSA、数字透视、数字超声)、数字透视、数字超声)二、存储介质:二、存储介质:从从胶片存储胶片存储到到PACS PACS (picture archiving communication system)(picture archiving communication system)影像归档和通信系统影像归档和通信系统 一、一、形态成像、功能成像、代谢成像形
5、态成像、功能成像、代谢成像二、各种对比剂的应用(X线、CT、超声、MRI、核医学对比剂)三、从单纯分析图像 到导引下穿刺活检、治疗一、放射治疗l从单方向的射线治疗(从单方向的射线治疗(X X线、伽马射线等)线、伽马射线等)l到立体放疗和调强放疗到立体放疗和调强放疗 (X X刀,伽玛刀,质子刀)刀,伽玛刀,质子刀)二、介入治疗 1 1、从无到有、从无到有 (二十世纪七十年代开始)(二十世纪七十年代开始)2 2、从血管内到几乎所有组织器官、从血管内到几乎所有组织器官 、目前已成为与内科、外科治疗并行的、目前已成为与内科、外科治疗并行的 三大治疗体系之一三大治疗体系之一1 1、在、在CTCT及及MR
6、IMRI中的应用中的应用2 2、对常规的模拟成像检查进行数字化处理、对常规的模拟成像检查进行数字化处理 如如X X线照相和透视、超声、血管造影。线照相和透视、超声、血管造影。3 3、创造了信息放射学(、创造了信息放射学(PACSPACS、RISRIS、HISHIS)lX线是一种波长很短的电磁波,是一种光子,肉眼看不见,但能穿透不同的物质,能使荧光物质发光的射线。X X线是真空管内高速行进的电子流轰击线是真空管内高速行进的电子流轰击金属靶面时产生的金属靶面时产生的1 1、在阴极灯丝附近产生自由电子群在阴极灯丝附近产生自由电子群2 2、瞬间高压和真空条件产生高速运行电子、瞬间高压和真空条件产生高速
7、运行电子流流3 3、电子流轰击靶面产生能量转换、电子流轰击靶面产生能量转换 其中不足其中不足1%1%转换为转换为 X X 线线 99%99%以上转换为热能以上转换为热能 波长:波长:0.00060.000650nm 50nm 电磁波,不可见光电磁波,不可见光 穿透性穿透性 荧光效应荧光效应 感光效应感光效应 电离效应电离效应l穿透性:穿透性:X X线波长短,能够穿透可见光线波长短,能够穿透可见光不能穿透的物质。不能穿透的物质。l穿透过程中被物质不同程度吸收穿透过程中被物质不同程度吸收衰减衰减当X线穿过物质时,会发生三种情况:1、穿透2、被吸收3、发生散射l影响因素影响因素1 1、球管电压、球管
8、电压 管电压越高,管电压越高,X X线波长越短,穿线波长越短,穿透力越强透力越强2 2、被穿透物体的密度和厚度、被穿透物体的密度和厚度 密度越高、厚度越大,衰减程度越密度越高、厚度越大,衰减程度越大,反之越小。大,反之越小。X线对人体各种组织结构穿透力线对人体各种组织结构穿透力的差别是的差别是X线成像的基础线成像的基础X X线可激发荧光物质,能够使波长较短的线可激发荧光物质,能够使波长较短的X X线转换成波长较长的可见荧光线转换成波长较长的可见荧光(原理:当高能量光子射入某些物质时,物质原理:当高能量光子射入某些物质时,物质中原子核周围的电子吸收能量,从基态跃迁中原子核周围的电子吸收能量,从基
9、态跃迁至高能级;由于电子处在高能级不稳定,就至高能级;由于电子处在高能级不稳定,就会从高能级跃迁至低能级,从而释放出能量会从高能级跃迁至低能级,从而释放出能量发出荧光,此为荧光效应。发出荧光,此为荧光效应。)荧光效应是荧光效应是X X线透视检查的基础线透视检查的基础l涂有溴化银的胶片经涂有溴化银的胶片经X X线照射后感光而产生潜线照射后感光而产生潜影。(溴化银感光后分解为影。(溴化银感光后分解为AgAg+离子)离子)l经过显、定影过程经过显、定影过程l感光的银离子还原成金属银沉积在胶片上呈黑感光的银离子还原成金属银沉积在胶片上呈黑色,沉积程度(黑色程度)取决于感光程度。色,沉积程度(黑色程度)
10、取决于感光程度。l未感光的溴化银在定影及冲洗的过程中,从未感光的溴化银在定影及冲洗的过程中,从X X线胶片上被洗掉,显出胶片片基的透明本色。线胶片上被洗掉,显出胶片片基的透明本色。l金属银的沉积程度不同,产生不同灰度的影像。金属银的沉积程度不同,产生不同灰度的影像。l感光效应是感光效应是X X线摄影的基础线摄影的基础X X线通过任何物质产生电离效应,线通过任何物质产生电离效应,作用于非生物物质:作用于非生物物质:将物质分子电离为正负离子。将物质分子电离为正负离子。作用于生物称生物效应:作用于生物称生物效应:生物组织被破坏,蛋白质变性。生物组织被破坏,蛋白质变性。作用于病变组织,起治疗作用,作用
11、于病变组织,起治疗作用,是放射治疗的基础是放射治疗的基础作用于正常组织,起破坏作用,即放射损伤,作用于正常组织,起破坏作用,即放射损伤,是放射防护的原因是放射防护的原因X X线成像的基本条件:线成像的基本条件:1 1、X X线的穿透力线的穿透力 2 2、被穿透组织有密度和厚度的差别、被穿透组织有密度和厚度的差别 从而导致穿透物质后剩余的从而导致穿透物质后剩余的X X线量线量 的差别的差别 3 3、必须经过载体显像的过程(荧光或感、必须经过载体显像的过程(荧光或感光)光)当组织厚度相同密度不同时 透视透视 摄片摄片l高密度高密度 暗 亮/白l中等密度中等密度 灰 灰白l低密度低密度 亮 暗/灰黑
12、fluoroscopyX-ray film 即使密度较低即使密度较低的组织,当组织的组织,当组织厚度增加到一定厚度增加到一定程度时,在程度时,在X X线线照片上也会表现照片上也会表现为亮度增加,类为亮度增加,类似高密度的组织。似高密度的组织。正常正常KV高高KVX X线球管、片架(检查床)、高压发生器、操作台线球管、片架(检查床)、高压发生器、操作台1 1、灰阶图像灰阶图像2 2、主要反映组织、主要反映组织结构结构密度的高低密度的高低3 3、X X线图像是线图像是X X线线束穿透人体某一束穿透人体某一部位的不同密度部位的不同密度和厚度组织结构和厚度组织结构后的投影总和,后的投影总和,图像上图像
13、上组织重叠,组织重叠,高密度掩盖低密高密度掩盖低密度。度。4 4、放大和伴影放大和伴影 X X线束是从线束是从X X线管向人体作线管向人体作锥形投射锥形投射的,因此,的,因此,X X线影像有一定程度的放线影像有一定程度的放大和使被照体原来的形状失真,并大和使被照体原来的形状失真,并产生伴影。伴影使产生伴影。伴影使X X线影像的清晰度线影像的清晰度减低。减低。放大与伴影1 1、普通检查:荧光透视、普通检查:荧光透视、X X线摄影线摄影2 2、特殊检查:体层摄影、软、特殊检查:体层摄影、软X X线摄影线摄影 放大摄影、高千伏摄影放大摄影、高千伏摄影3 3、造影检查、造影检查发展:发展:荧光板透视荧
14、光板透视 增强影像板增强影像板 电视系统电视系统 数字透视数字透视优点:优点:简便易行,可观察器官的形态变化或简便易行,可观察器官的形态变化或 动态活动,可多方位观察。动态活动,可多方位观察。缺点:缺点:影像质量低于影像质量低于X X线摄影线摄影 被检查者受线量大被检查者受线量大 无法记录(数字透视已可记录)无法记录(数字透视已可记录)胸部透视、腹部透视、胃肠道透视、子宫输卵管胸部透视、腹部透视、胃肠道透视、子宫输卵管造影、泌尿系统造影造影、泌尿系统造影普通普通X X线摄影:是临床上最常用最基本的线摄影:是临床上最常用最基本的检查手段,所得的检查手段,所得的X X线照片称为平片。线照片称为平片
15、。优点:应用范围广优点:应用范围广 空间分辨力高空间分辨力高 可保存,便于复查对比和会诊可保存,便于复查对比和会诊 患者接受的患者接受的X X线量也较透视少线量也较透视少缺点:无法多方位观察,无法动态观察缺点:无法多方位观察,无法动态观察发展:发展:体层摄影由于图像质量较低,已基体层摄影由于图像质量较低,已基 本被本被CTCT等断层图像替代。数字摄影等断层图像替代。数字摄影 已经基本替代放大摄影。已经基本替代放大摄影。钼靶照相(软线摄影):采用长波长的软钼靶照相(软线摄影):采用长波长的软X X线检线检查方法查方法 主要用于乳腺检查,已经有数字钼靶乳腺摄影主要用于乳腺检查,已经有数字钼靶乳腺摄
16、影和计算机辅助诊断系统。和计算机辅助诊断系统。计算器辅助诊断系统计算器辅助诊断系统 钼靶乳腺摄影和钼靶乳腺摄影和计算机辅助诊断系统计算机辅助诊断系统 将对比剂引入人体器官内或周围间隙,产生人工将对比剂引入人体器官内或周围间隙,产生人工对比,借此成像。用于缺乏自然对比的组织或器对比,借此成像。用于缺乏自然对比的组织或器官检查官检查1 1、对比剂、对比剂 能够帮助提高图像中正常组织间、正常组织与能够帮助提高图像中正常组织间、正常组织与病理组织间、不同病理组织间对比度的物质。病理组织间、不同病理组织间对比度的物质。2 2、X X线对比剂分类:线对比剂分类:(1 1)、高密度对比剂:钡、碘)、高密度对
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