1、影像诊断学基础(目的要求) 掌握 X线成像、计算机体层成像(CT) 、磁共振成像(MRI)以及数字减影血管造影(DSA)的临床应用; 掌握骨和关节、肺部的正常 X线表现及基本病变的 X线表现。 熟悉 X线的特性、X 线成像的基本原理、X 线检查方法及用途; 熟悉心脏大血管、消化道、泌尿道、中枢神经系统与头颈部的 X线检查方法。 了解心脏大血管、消化道、泌尿道、中枢神经系统与头颈部的基本 X线表现及常见病变的 X线表现。 了解 CT、MRI、DSA 的基本原理、图像特点、检查技术。了解介入放射学的应用范围。一、X 线的产生X线是德国物理学家伦琴于 1895年 11月 3日发现的,故科学界又称之伦
2、琴射线。X线是在真空管内高速行进的电子流撞击钨(或钼)靶产生的一种波长很短的电磁波。X线装置主要包括 X线管、变压器和控制器。产生条件:1、自由活动的电子群2、电子群以高速运行3、电子群在高速运动时突然受阻二、X 线特性X 线波长范围:0.000650nm诊断用波长范围:0.0080.031临床应用 X线的特性有:1、穿透性:与 X线管管电压有关,管电压越高,产生 X线波长越短,穿透能力越强,这是 X线应用于临床的基础。2、荧光效应:X 线可激发荧光物质,产生肉眼可见的荧光,这是X线透视的基础。3、感光效应:X 线可使胶片感光,形成潜影,经过显影、定影处理后产生影像,这是 X线摄影的基础。4、
3、电离效应:X 线使人体电离的程度与吸收的 X线量成正比例,这是 X线防护和放射治疗的基础。三、X 线成像原理X线广泛应用于医学主要是利用上述 X线的特性及人体组织器官的密度差异,从而在荧光屏或胶片上显影,直接反应出人体正常解剖形态和生理功能,以及病理形态和病理生理的变化。成像的三个条件:1、X 线具有一定的穿透力;2、被穿透的组织结构必须存在密度和厚度差异;3、胶片或荧光屏才能显示具有黑白对比和层次差异的 X线。四、X 线图像的特点1、密度:物质密度:单位体积中原子的数目,取决于组成物质的原子种类。影像密度:X 线照片上的黑与白,与物质密度是一致的,但还受厚度的影像。2、自然对比 在人体有些部
4、位例如胸部存在明显的差异,这种自然存在的差异称自然对比。人体组织按照密度高低依次可分为骨骼、软组织、脂肪组织和含气组织等四类。3、人工对比 在人体有些部位组织器官与周围结构密度大致相同,缺乏自然对比,当发生病变时也难以显示。为了扩大 X线检查范围,人为地造成他们之间的密度差异,而形成对比清楚的影像,这种方法称人工对比或造影检查。五、检查方法1. 普通检查 包括透视和摄影。2. 特殊检查 包括体层摄影、放大摄影、记波摄影、软 X线钼靶摄影、高千伏摄影等。3. 造影检查I. 造影剂 可分两类:(1) 阳性造影剂:不易为 X线透过的造影剂(如钡剂和碘剂等),高密度。(2) 阴性造影剂:易为 X线透过
5、的造影剂(如空气等),低密度。II.造影检查前准备CT 检查基本原理一、基本原理CT 是 Computed Tomography,即计算机体层摄影术的英文缩写。1969 年英国的一位工程师 Godfrey Newold Hounsfield 所发明,并与 1972 年公众于世并应用于临床。X 线穿过人体组织时, X 线的强度会有不同程度的衰减,衰减的程度与通过组织的密度成反比,即密度越高(如骨质) ,衰减程度越高;密度越低( 如脂肪、气体),衰减程度越低。利用这个原理,将检查层面的人体组织分成许多部分(体素),由计算机进行数学运算,计算出反映各个体素密度差异的 X 线衰减系数,在监视器或胶片上
6、用不同灰度显示出来,即通常所见的 CT图像。二、CT 设备1、普通 CT:a 扫描部分:X 线管球、探测器、扫描架、扫描床b 计算机系统c 图像显示和储存系统2、螺旋 CT(SpiralCT/HelicalCT):滑环技术3、电子束 CT(electron beam CT,EBCT):超速 CT、电子枪三、图像特点1、CT 是数字化图像,是重建的断层图像;2、CT 的密度分辨率高于常规 X 线影像3、CT 的空间分辨率低于常规 X 线影像四、检查技术1、普通检查:常称为平扫或非增强扫描。指未行静脉内注射造影剂的扫描。腹部及盆腔普通扫描通常在扫描前口服一定量的对比剂充盈胃肠道,以增加胃肠等空腔脏
7、器与周围组织结构的对比度。2、造影剂增强扫描:就是在扫描前由静脉内注入碘造影剂。注入方法可为滴注,也可为推注或两者合用。增强扫描主要用于:发现平扫未显示的病变;鉴别水肿与病变组织;进一步明确病变的大小以及与周边组织的关系,为治疗方案的拟定提供信息;为疑难病例提供进一步鉴别诊断的信息。3、薄层扫描:是指层厚为 5mm以下的扫描,用于观察病变的细节。磁共振检查基本原理一、基本原理人体内的氢原子核在主磁场的作用下以一定的频率自旋,在受到发射线圈发射的射频脉冲的作用下,将引起共振,即磁共振。当射频停止作用后,原子核逐渐恢复到受作用前的状态,该过程称为驰豫。驰豫包括两种,分别称为 T1驰豫和 T2驰豫,
8、两者所需的时间分别称为 T1驰豫时间和 T2驰豫时间。在驰豫过程中,伴随原子核状态的变化,在其周围产生相应的信号变化。接收线圈接收该信号的变化,并传递给计算机,经过相应的处理,形成 MRI图像。二、MRI 设备1、主磁体2、梯度线圈3、射频发生器与 MR 信号接受器三、检查技术扫描序列: 根据发射线圈发射的射频脉冲和接收线圈接收的信号不同,可将磁共振的扫描方法分成不同的扫描序列。磁共振成像主要依赖于四个因素:即质子密度、T1、T2、流空效应,应用不同的磁共振扫描序列可以得到反应这些因素不同侧重点的图像。现今最基本、最常用的脉冲序列为自旋回波序列(SE),其它还包括梯度回波序列、反转恢复序列等。
9、1、旋回波序列 首先发射一个 90度的射频脉冲,间隔数至数十毫秒,在发射 1个 180度的射频脉冲,再过数十毫秒后,测量回波信号。2、度回波序列 GRE3、面回波成像 EPI4、它检查方法脂肪抑制 血管造影 水成像 弥散成像 灌注成像四、常用术语1、旋回波序列 首先发射一个 90度的射频脉冲,间隔数至数十毫秒,在发射 1个 180度的射频脉冲,再过数十毫秒后,测量回波信号。2、(重复时间)及 TE(回波时间) 2个 90度脉冲之间的时间为重复时间(TR),90 度脉冲至测量回波的时间称为回波时间(TE)。3、质子密度 N(H)加权像 参数选择:长 TR(1500ms2500ms)短 TE(15
10、ms30ms)。此时的回波信号幅度与主要质子密度有关,因而这种图像称为质子密度加权像。4、T2 加权像 参数选择:长 TR(1500ms2500ms)长TE(90ms120ms)。此时的回波信号幅度与主要生物组织的 T2值有关,因而这种图像称为 T2加权像。5、T1 加权像 参数选择:短 TR(500ms左右)短TE(15ms30ms)。此时的回波信号幅度与主要生物组织的 T1值有关,因而这种图像称为 T1加权像。五、MRI 检查和诊断的优缺点1、MRI 检查和诊断的优点1)、多参数成像与高对比度:CT 只有一个成像参数,即 X线吸收系数。MRI 至少有 4个成像参数,即 T1、T2、质子密度
11、和流速。另外还与脉冲序列及其参数有关。MRI 成像可充分利用上述参数,软组织对比度明显高于 CT。2)、分子生物学和组织学诊断的提高:MRI 的 T1和 T2加权像图像可在一定程度上反映被检查部分的分子生物学和组织学特征,在影像诊断向分子生物学和组织学方向的发展上迈进了一大步。一般来说,T1 加权像对正常解剖结构显示较好,T2 加权像对病变的显示较为敏感。3)、无骨伪影:对于 CT检查中易受骨质伪影影响的检查部位,如后颅凹部位的图像质量和对病变的诊断显著优于CT。4)、任意方位断层:MRI 可行横轴位、矢状位、冠状位或斜位断层,有利于病变显示和立体定向。5)、检查安全无损伤:MRI 检查没有
12、X线辐射,使用的射频脉冲对人体没有损害。6)、心脏、大血管形态和功能诊断的提高:利用门控技术和 MRI的流空效应,可用于多种心血管疾病的诊断。利用“流入增强”效应等,可以不用造影剂行 MRI血管造影。2、MRI 检查和诊断的缺点:1)、定性诊断困难:总体而言,MRI 在发现病变稍较 CT敏感,但是在疾病的定性诊断上仍很困难。使用 MRI增强扫描在一定程度和一定范围内有助于疾病的定性诊断。2)、成像速度慢:MRI 成像速度明显低于 CT检查。虽然近年来开发出来一些快速扫描序列,扫描速度仍然低于 CT检查。3)、运动伪影:由于 MRI检查的时间较长,病人的自主或者不自主运动将引起运动伪影,降低图像
13、质量,甚至影响检查的完成。4)、钙化灶:钙化灶在发现病变和定性诊断上都有很大的作用。CT 检查能够很好的显示钙化灶。MRI 检查对钙化灶不敏感,表现为低信号。5)、禁忌症:对安装有心脏起搏器,怀疑有眼球内金属异物,动脉瘤用银夹结扎术后均应严禁 MRI检查。第二章 呼吸系统一、概述胸部 X线检查可以显示病变部位、形状及大小,诊断效果好,方法简单,因而应用广,成为胸部疾病诊断、早期发现、随访观察及普查等不可缺少的检查方法。胸部疾病的 CT检查及对肺内病变在影像监视下穿刺已用于临床,CT对发现小的肺肿瘤和肺癌所致的肺门、纵隔淋巴结转移价值较大,对纵隔肿瘤的诊断也有重要作用。MRI对纵隔肿瘤的定位和定
14、性诊断价值较大。特别是 MRI的流空效应,使心血管成像有助于了解纵隔肿瘤与心血管的关系。二、X 线检查方法1、普通检查(1)、透视:简单、经济、应用广泛;缺点是射线量较高,不易发现细微病变,无永久性记录。(2)、摄影后前位,常规体位,应包括全部肺野、胸廓、肋膈角和下颈部;好的胸片应清晰显示两侧肺纹理的细微结构,T1-4 椎体可见,下部胸椎隐约可见。侧位,患侧靠片,可帮助确定病变在肺或纵隔的位置,并能从侧面观察病变的形态。前后位,取仰卧位,适于不能站立的患者。前弓位,用于显示肺尖部及与锁骨、肋骨重叠的病变;对中叶不张可更好显示。仰卧水平方向后前位,用于观察胸内液体及气体在变换体位时的表现,并可根
15、据液面长度确定空洞或空腔的范围。2、特殊检查(1) 体层摄影,对疾病的鉴别诊断有价值;可用于:确定有无空洞,并显示洞壁及引流支气管的情况。较准确地显示肺内肿块、空洞等病变的形态、结构、部位及毗邻关系。显示肺部病变与支气管的关系以及支气管本身有无狭窄、扩张、受压、中断及缺损。显示肺门增大的淋巴结、纵隔内病变及其与大血管的关系。(2) 造影检查,主要是支气管造影,可直接观察支气管病变,诊断效果好,但有一定痛苦,应掌握适应证及禁忌证。适应证:(1) 、临床拟诊支气管扩张,需明确诊断及了解病变范围以便行手术治疗;(2) 、平片怀疑肺癌;(3) 、慢性肺化脓症及慢性肺结核,需明确有无合并支气管扩张;(4
16、) 、了解不张肺叶支气管腔的情况,以确定肺不张的原因。禁忌证:(1) 、全身情况差,年龄大,心、肺、肝功能不良;(2) 、肺或支气管急性感染及浸润性肺结核;(3) 、710 日内发生大咯血;(4) 、甲状腺功能亢进或对碘过敏,可用硫酸钡胶浆。造影剂:(1) 、40碘化油,较常用;(2) 、5060硫酸钡胶浆,显影清晰,无过敏反应,价廉,咯出快。注意事项:(1) 、向患者说明,取得患者的合作;(2) 、造影前 4小时及造影后 2小时禁食;(3) 、术前一日作碘及麻醉剂过敏试验;(4) 、痰量多者,术前应行体位引流。方法要点:(1) 、导管端应置于气管隆突上 12cm 处;(2) 、导管进入气管,
17、应缓慢注入麻醉剂;(3) 、应充盈至 56 级支气管;(4) 、造影结束后,应尽量排出造影剂。三、正常 X 线表现(1)胸廓 (1)、软组织胸锁乳突肌及锁骨上皮肤皱褶;胸大肌,两侧肺野中外带的扇形致密影,下缘锐利,与腋前皮肤皱褶相连;女性乳房及乳头。(2)、骨骼肋骨:起于胸椎两侧,向前下走行,前端游离;约 25岁后第一肋软骨开始钙化,接着从下向上依次钙化,钙化形状不规则;先天变异,颈肋、叉状肋、肋骨联合。锁骨:后前位片两侧胸锁关节至中线距离应相等,否则为投照位置不正。胸骨:胸骨柄可突出于纵隔影之外。胸椎:横突影可突出于纵隔影之外。肩胛骨 2纵隔侧位片的九分区法(对纵隔肿瘤的定性及定位诊断有价值
18、);婴幼儿的胸腺增大(船帆征、僧帽征);纵隔移动、增宽。3膈圆顶状,第 910 后肋水平或第 6前肋水平,随呼吸移动;局限性膈膨升、波浪膈;膈膨升、膈麻痹(矛盾运动)。4胸膜 切线位,叶间裂。5气管、支气管 (表 272,P353)。6肺肺野 影像学术语,人为地分为内、中、外带及上、中、下野。肺门影 是肺动、静脉,支气管及淋巴组织的总和投影,以前两者的大分支为主要部分;位于两中肺野内带第 24 前肋间,左侧高于右侧;右侧由上肺静脉、上肺动脉及右下肺动脉干构成,左侧由左肺动脉及上肺静脉的分支构成;观察时应注意其大小、密度、搏动及有无肿块;纹理 由肺动、静脉及淋巴管组成,自肺门向肺野呈树枝状分布,
19、观察时应注意其多少、粗细、分布及有无扭曲变形等。肺叶 解剖学术语;肺段 病理情况下,才能显示其轮廓;肺小叶 呼吸小叶是肺部病理改变的基本单位,直径约 6mm;肺实质与间质 前者由肺泡及肺泡壁组成,后者是支气管和血管周围、肺泡间隔及脏层胸膜下由结缔组织所组成的支架和间隙。四、基本病变的 X 线表现(一) 、肺部病变1、渗出与实变(1)主要见于急性炎症反应;(2)范围大小不一(大叶性或小叶性肺炎);(3)X线表现为片絮状影,密度中等而均匀,边界不清楚。2、增殖(1) 见于慢性炎症;(2) X线表现为结节状致密影,边界清楚,病灶无明显融合趋势。3、纤维化(1) 局限性,索条状或块状影,密度高,边界清楚;(2) 弥漫性,紊乱的条状、网状或蜂窝状影,自肺门延伸至肺野外带。4、钙化 X线表现为高密度影,边缘锐利,可为斑点状、块状或球形。