导图社区 影像诊断学总论
- 2.0k
- 247
- 61
- 举报
影像诊断学总论
医学生的福利来啦！我对医学影像第一章的知识点进行了详细的总结，下图包括了 X线成像 、X线计算机体层成像、超声成像 、磁共振成像、分子影像学与核医学、不同成像技术的比较与临床应用 等方面的知识，十分的详细全面，快收藏学起来吧！
编辑于2020-03-10 10:33:43
- 相似推荐
- 大纲
影像诊断学总论
第一节 X线成像
课本内容
基本原理
成像原因
基本特性
穿透性
可吸收性
荧光效应
感光效应
人体组织结构固有的密度和厚度差异
物质的密度越高对X线吸收越多
高密度组织
骨或钙化等
密度较高，在X线片上呈白色影像
中等密度组织
软骨、肌肉、神经、实质器官、结缔组织及体液
密度中等，在X线片上呈灰白色影像
低密度组织
脂肪及含气组织
密度较低，在X线片上呈灰黑或深黑色影像
穿透生物体组织的量与其厚度有关
厚度越大，透过的X线就越少
当X线穿过人体不同密度和不同厚度的组织时，会发生被这些组织不同程度吸收的现象，因此形成不同黑白对比的X线影像
组织结构发生病变，其固有密度和厚度随之改变，达到一定程度即可使X线影像上的黑白灰度对比发生变化，这就是应用X线检查进行疾病诊断的疾病原理
设备与成像性能
传统X线设备与X线成像性能
胶片作为载体，对透过人体的X线信息进行采集、显示和储存
优点
图像空间分辨力高
单幅图像能够整体显示较大范围的组织结构
X线辐射剂量相对较低
检查费用较为低廉
缺点
摄片条件要求严格
图像密度分辨力较低
组织结构与器官影像重叠，对诊断影像较大
图像灰度无法调节
X线胶片利用和管理不便
设备
通用型X线机、胃肠X线机、心血管造影X线机、床旁X线机、乳腺X线机和牙科X线机
数字化X线设备与X线成像性能
计算机X线成像（CR）
可与传统X线设备进行组合
以影像板（IP）代替胶片作为透过人体X线信息的载体
不足
成像速度慢
不能进行透视检查
X线检测效率有待提高
数字X线成像（DR）
不可与原有X线设备兼容
DR用平板探测器（FPD）作为载体
相对CR的优点
成像时间大大缩短
可用于X线透视检查
食道和胃肠道的造影
具有更多后处理功能
多体层容积成像
一次检测就可获得投照部位任意深度、厚度的多层面体层图像
图像自动拼接技术
一次检测可获取大范围无缝拼接DR图像，如全脊柱
设备
DR通用机型、DR胃肠机、DR乳腺机、DR床旁机
二者共同点
摄片时，均需将透过人体的X线信息进行像素化和数字化，再经计算机系统进行各种处理，最后转换为模拟X线图像
优点
摄片条件宽容度大，可最大限度降低X线辐射剂量
提高图像质量，可使不同密度的组织结构同时达到清晰显示的效果
具有测量、边缘锐化、减影等多种图像处理功能
图像的数字化信息既可经转换打印成照片或在监视频上视读，也可储存在光盘、硬盘中，还可通过PACS进行传输
数字减影血管造影设备与X线成像性能
DSA设备是计算机技术与传统X线血管造影设备相结合的产物
应用数字减影方法有效避免血管影与邻近骨和软组织影像重叠
可清晰显示血管
是一种安装在介入手术室（导管室），专门用于心血管造影和介入诊疗的特殊数字化X线设备
图像采集
初期应用X线影像增强器-高分辨力摄像管
目前多使用FPD
数字减影法
常用时间减影法
应用DSA可清晰显示直径200μm以上血管
DS检查是诊断心血管和某些肿瘤性疾病的金标准
也是血管介入治疗不可缺少的成像手段
设备
机架呈“C”形，故称之为“C臂”
安装方式
悬吊式
落地式
移动式或安装在复合手术室内
检查方法
自然对比
X线检查时，基于人体组织结构固有的密度和厚度差异所形成的灰度对比
平片
依靠自然对比所获得的X线摄像图像
人工对比
对于缺乏自然对比的组织或器官，可人为引入密度高于或低于该组织或器官的物质，使之产生灰度对比
对比剂
人工对比引入的物质，原称造影剂
X线造影检查
通过人工对比方法进行的X线检查
普通检查
X线摄影
常简称拍片
广泛用于检查人体各个部位
需行两个或以上方位摄片
正位和侧位
正位和侧位及斜位
目的
更好地发现病变，显示病变的特征和空间位置
荧光透视
目前多采用
FPD和影像增强电视系统
主要用于
胃肠道钡剂造影检查
介入治疗
骨折复位
特殊检查
软X线摄影
应用钼靶或铑靶X线管的摄影技术
专门用于乳腺X线检查
X线减影技术
应用CR或DR的减影功能，可获取单纯软组织或骨组织图像
可提高对疾病的诊断能力
目前日常工作中很少应用
体层容积成像
应用DR技术，获取任意深度、厚度的多层面图像，提供更为丰富的诊断信息
目前
多在乳腺检查中应用
其他部位基本被CT等更先进的检查方法替代
X线造影检查
X线对比剂类型及应用
医用硫酸钡
仅用于食道和胃肠道造影检查
水溶性有机碘对比剂
离子型
非离子型
用于
血管造影、尿路造影、子宫输卵管造影、窦道和瘘管及T型管造影
注意！
可能引起不良反应，甚至有时更严重
X线对比剂引入途径
直接引入法
口服
上消化道钡餐检查
灌注
钡剂灌肠
逆行尿路造影
子宫输卵管造影
穿刺
血管造影
经皮经肝胆管造影
间接引入法
经静脉注入行排泄性尿路造影
X线检查的安全性
X线照射具有生物效应，超过允许剂量的照射可导致放射性损伤，故应重视防护
要严格掌握X线检查的适应证，避免不必要的照射，尤其是孕妇和小儿，早孕者当属禁忌
遵循辐射防护的三项基本原则
屏蔽防护
用高密度物质，如含铅的防护服等遮挡敏感部位和器官
距离防护
利用X线量和距离的平方成反比的原理减少散射和辐射
时间防护
每次检查的照射次数不宜过多，并尽量避免重复检查
X线图像特点
主要特点
X线图像是黑白灰度图像
在被照物体厚度相同的条件下，图像上的黑白灰度反映的是组织结构的密度差异，诊断描述时分别称之为低密度、中等密度和高密度
“低”、“中等”、“高”代表影像的黑白程度
“密度”指组织结构单位体积的质量
二者意义不同但具有一致性关系
含气肺组织的质量低，呈低密度影
当病变造成影像密度改变时，诊断描述时称之为密度增高或密度减低
X线图像是组织结构影像的叠加图像
图像为X线束穿透某一部位不同密度和厚度的组织结构后的投影总和，是这些组织结构影像的叠加
此叠加可使某些位置的病变较难或不能显示
例如
胸部正、侧位平片，即为胸壁软组织、胸廓骨组织、肺组织及心脏大血管等结构影像的叠加。
位于心后或椎旁的肺组织病变，就有可能由于正位上心影或大血管影及侧位上胸椎影像的重叠而显示不清
解决办法
数字化X线成像时，应用减影技术和多层面容积成像技术，可在一定程度上减少影像叠加的影像，提高病变的检出率
X线造影图像与上述类似，不同的是组织器官内含有高密度的对比剂
课堂笔记：X线检查原理及图像特点
X线的发现
Wilhelm Conrad
1895年11月8日
真空阴极管的研究
性质：X-ray
X线的发生
X线是由高速运行的自由电子群，撞击在一定物质上被突然阻止而产生的
产生条件
①游离的电子群
②电子群高速运动
③高速运行的电子群突然受阻
X线发生装置称为X线机
基本结构都是一样的
X线管（产生X射线）
X线的产生
X线球管
控制器
调节X线管两极间的电压（Kv）
旋转阳极
变压器
作用
给灯丝提供电源→使灯丝可产生大量的自由电子
高压发生器
电子发生高速运动
球管灯丝电源
12V
高电压
40～150kV
控制器
调节X线管两极间的电压（kV），控制X线的质
调节通过灯丝的电流（mA），控制X线的量
调节限时装置，控制X线的照射时间的长短
X线的物理特性
波长很短的电磁波
波长范围：0.0006～50nm
X线诊断用波长：0.008～0.031nm
X线的特性
①穿透性
能穿透一般不可见光不能穿透的物质
②荧光效应
激发荧光物质产生可见光
③感光效应/摄影效应
使胶片感光
④电离效应
对物质产生电离效应
生物学效应
对生物体内的分子产生电离效应
成像基本原理
X线的穿透力
Kv
越高，X线穿透力越强
mA
越大，通过灯丝的电流越大，产生的自由电子越多，X线的量越大
S
曝光时间，也可影响图像的质量
人体组织的密度
骨骼，软组织，脂肪，气体
自然对比&人工对比
人体组织的厚度
与密度原理一样
厚度越大，吸收的X线量越多，打到胶片上的越少，得到的是高密度的白色的
人体组织的密度越小，打到胶片上的X线越多，得到黑色的
解释：
心脏大血管在组织学上属于软组织
而从胸片上看到的心脏大血管往往呈现白色的高密度的影像
因为其厚度足够大，所有吸收的X线量多
显像设备
荧光屏、胶片、监视器
质量、等级
图像特点
重叠投影
分析X线图像时要把此因素考虑进去
锥形投射与清晰度
只有在锥形投射的中心位置（即X线与人体组织垂直的这一部分）得到的图像是最真实的
锥形的周边部分会造成投影失真
因此必须把感兴趣区放到投照的中心区才能得到更好的图像
投影失真
检查技术
普通检查
透视
优点
简便易行，立即得出结果
同时观察器官的形态和动态
心脏
肺
胃肠道
可转动病人进行多轴观察
缺点
图像不够清晰
因此透视往往用于大范围的筛查
无客观资料
不利于后期会诊和复查
遥控透视
平片
概念
利用人体的自然对比，不加对比剂
优点
影响清晰、细致，能显示复杂和细致的结构
可保存，便于会诊和复查
缺点（即透视的优点）
不能用于动态器官的观察
固定体位，不能任意角度投照
特殊检查
造影检查
诊断方法
一、影像分析法
阅读申请单，了解检查目的
一般记录是否规范，位置条件是否恰当
系统全面观察照片
区分正常、正常变异与异常
对病变的系统观察
二、病变分析
病变的位置与分布
不同病变有不同的好发部位
肺结核
两肺间
锁骨上下区
下腋肺端
骨肉瘤
四肢长骨的干骺端
数目
单个
原发病灶（肺癌）
一般情况
肺内多个占位性病变
肺内转移病灶（肺转移瘤）
大小
判断良、恶性
胃良性溃疡，溃疡性胃癌
性状
良性病变，形态规则
恶性病变，生长不均匀，性状不规则
边缘
恶性病变，边缘模糊
良性病变，边缘清楚
密度
高密度
低密度
等密度
邻近器官、组织的变化
良性对周围组织器官影响不大，长大会造成压迫移位
恶性肿瘤又可能造成周围组织的浸润和破坏
器官功能的变化
胃壁蠕动波
病变动态变化
复查对比，定期随访
三、综合分析判断
性别
年龄
体型
职业和接触史
生长和居住地区
病史和症状
体征
化验检查
X线诊断结果
肯定性诊断
否定性诊断
可能性诊断
临床应用
相当广泛
胸片
血管DSA
胫腓骨
练习题
【单选题】X线透视法的优点,下述错误的是
A可直接观察器官的活动功能
B可任意旋转病人的体位,从不同角度上进行观察
C可观察身体组织的细微变化
D操作简单,立即可得结果
E费用低廉
【单选题】X线检查方法的选取用原则,下述错误的是
A从病人的实际情况出发
B以临床检查要求为依据
C考虑检查部位的特点
D采用先简后繁的原则
E各类检查方法联合应用
第二节 X线计算机体层成像
课本内容
CT由Hounsfield于1969年设计成功
显示人体某个断层的组织密度分布图，图像清晰、密度分辨率高、无断层以外组织结构干扰
CT成像基本原理
用X线束对人体检查部位一定厚度的层面进行扫描
部分光子被吸收，X线强度因而衰减
遵守指数衰减规律
未被吸收的光子穿透人体后，被探测器接收
由探测器接收透各个不同方向的人体组织的X线
检测器接收信号的强弱
取决于人体截面内组织的密度
高密度组织吸收X线较多，检测得到的信号弱
骨
吸收X线少，测得的信号强
脂肪
含气的脏器
反映人体组织的不同μ值
不同组织对X线吸收不同的性质用组织的吸收系数μ表示
即CT利用X线穿透人体后的衰减特性作为诊断病变的依据
经模/数转换输入计算机
通过计算机处理后得到扫描断层的组织衰减系数的数字矩阵
再将矩阵内的数值通过数/模转换
用黑白不同的灰度等级在荧光屏上显示出来
即构成CT图像
根据检查部位的组织成分和密度差异，CT图像重建要使用合适的数学演算方式
标准演算法
软组织演算法
骨演算法
图像演算方式选择不会降低图像的分辨率
CT设备与CT成像性能
历史进程
第一阶段
从CT发明到螺旋CT出现的非螺旋CT阶段
意义
改变了医用X射线的诊断方式
第二阶段
从螺旋CT投入临床使用到目前为止的多层螺旋CT时代
意义
在第一阶段基础上发展和丰富了断层X线诊断的手段
单层螺旋CT
设备结构
利用滑环技术
去除CT球管与机架相连的电缆，球管探测器系统可连续旋转
提高了CT扫描和检查的速度
螺旋扫描
螺旋CT扫描时检查床连续单向运动，球管焦点围绕患者旋转的轨迹类似一个螺旋管形
特点
采集的数据是连续的，可在扫描区间的任意位置重建图像
通过采用不同的重建增量，可确定相邻被重建图像的间隔或层面重叠的程度
重建增量与被重建图像的质量有关，即不同程度的重叠重建，可使三维等后处理图像的质量改善
多层螺旋CT
特点
与单层螺旋CT相比，旋转一周扫描覆盖的范围比单层螺旋扫描有所增加，每旋转一周的扫描时间也缩短至0.5秒，纵行分辨率有所提高。但4层螺旋CT扫描尚未真正达到各向同性。
双源CT
能谱CT
检查方法
注意事项
扫描过程中，患者要制动，对儿童或不合作的患者可用镇静剂甚至麻醉药物
胸、腹部CT检查扫描前应训练患者联系屏气，避免因呼吸运动产生伪影
腹盆部CT扫描时，患者需口服对比剂
显示小病灶及细微结构
薄层扫描
扫描厚度≤5mm
重叠扫描
扫描时设置层距小于层厚，使相邻的扫描层面有部分重叠
靶扫描
对感兴趣区进行局部放大扫描
高分辨率扫描，HRCT
采用薄层扫描、高空间分辨率算法重建及特殊的过滤处理
多层螺旋CT优点
扫描速度快
大多数检查可在患者一次屏气时间内完成，有效减少呼吸运动伪影
方便危重患者及婴幼儿的检查
可一次性注射对比剂后完成器官的多期扫描，有利于病灶的检出和定性
容积数据可避免小病灶的遗漏
可进行高质量的任意层面的后处理
多平面重建，MPR
最大强度投影，MIP
表面遮盖显示，SSD
容积显示技术，VRT
CT血管造影，CTA
CT灌注成像，CTPI
CT仿真内镜成像，CTVE
平扫
普通扫描或非增强扫描
指不用对比剂增强或造影的扫描
方位多采用横断层面，检查颅脑及头面部病变有时可加用冠状层面扫描
增强扫描
指血管内注射对比剂后再进行扫描的方法
目的
提高病变组织用正常组织的密度差，以显示平扫上未被显示或显示不清的病变
通过病变有无强化及强化类型，有助于病变的定性
注射对比剂后扫描的方法不同
常规增强扫描
动态CT增强扫描
指注射对比剂后对某一选定层面或区域、在一定时间范围内进行连续多期扫描
主要用于
了解组织、器官或病变的血液供应状况
延迟增强扫描
双期或多期增强扫描
CT造影
概念
指对某一器官或结构进行造影再行扫描的方法，能更好地显示结构和发现病变
CT血管造影，CTA
静脉团注的方式注入含碘对比剂80~100ml
当对比剂流经靶区血管时，利用多层螺旋CT进行快速连续扫描，再行多平面及三维CT重组获得血管成像
优点
快速、无创，可多平面、多方位、多角度显示动脉系统、静脉系统，观察血管管腔、管壁及病变与血管的关系
操作简单、易行，一定程度上可取代有创的血管造影
诊断效果类似DSA，可作为筛查动脉狭窄与闭塞、动脉瘤、血管畸形等血管病变的首选方法
CT脊髓造影及CT关节造影
CT脊髓造影
指在椎管脊髓蛛网膜下腔内注射非离子型水溶性碘对比剂5~10ml后，让患者翻动体位，使对比剂混匀后，再行CT扫描，以显示椎管内病变
CT关节造影
指在关节内注入气体（如空气、CO2）或不透X线的对比剂后，进行CT扫描，可更清晰观察关节的解剖结构，如关节骨端、关节软骨、关节内结构及关节囊
这些检查技术多已被MRI检查所取代
安全性
有助于早期检出病变，但检查本身也存在一定的风险
无创，整个检查过程非常快速，通常在数分钟内扫描完毕
部分需静脉注射碘对比剂的受检者，一般无不适，少数有温暖或发热（“皮肤潮红”）的感觉，也可能出现短暂的口内“金属味”，一般持续1分钟左右
注射的碘对比剂通常24小时内可从体内完全排出，对人体不构成伤害
CT设备的X线输出量严格控制，在曝光前将显示X线输出量必须确认后才能扫描
图像特点
①CT图像是数字化模拟灰度图像
是经数字转换的重建模拟图像，是由一定数目从黑到白不同灰度的像素按固有矩阵排列而成
像素的灰度反映的是相应体素的X线吸收系数
CT图像时用灰度反映器官和组织对X线吸收程度（如同X线图像）
含气的肺组织吸收X线少，在CT图像上呈黑色影像，即低密度影像
肌肉或脏器等软组织，吸收中等剂量的X线，呈灰色影像，即中等密度影像
骨组织含钙量高，吸收X线多，呈白色影像，即高密度影像
②CT图像具有较高的密度分辨力
较常规X线图像高，相当于常规X线图像的10~20倍
人体不同的软组织对X线的吸收差异小，但在CT图像上亦可形成对比
是CT图像的优点
CT图像能清楚显示由软组织构成的器官，并可在良好图像背景上确切显示出病变影像
检查器官
脑、纵隔、肝、胰、脾、肾及盆腔等器官
此种病灶的检出能力是常规X线图像难以达到的
组成CT图像的基本单位是像素
CT装置不同，所选择的显示技术不同，像素的大小和矩阵数目亦就不同
像素大小
1.0mm×1.0mm
0.5mm×0.5mm
矩阵数目
256×256
512×512
1024×1024
像素越小，矩阵数目越多，构成的图像越细致，空间分辨力越高
总体而言，CT图像组成的基本单位即像素仍显较大，故空间分辨力不及常规X线图像
CT图像的高密度分辨力所产生的诊断价值远超过空间分辨力不足带来的负面影响
CT增强检查是用人工的方法且通常采用静脉注射高密度对比剂来增加病变与周围组织结构的密度对比，以利于病变的检出和诊断
③CT图像的密度能够进行量化评估
能从形态学上以不同的灰度来显示组织器官和病变的密度高低
可应用X线吸收系数的数值来量化评估密度高低的程度
CT密度的量化标准
CT值
单位：亨氏单位，HU
X线吸收系数与CT值的换算关系
水的吸收系数为1，CT值定为0HU
密度内密度最高的骨皮质吸收系数为2，CT值定为+1000HU
人体内密度最低的气体吸收系数为0，CT值定为－1000HU
CT值范围：－1000～＋1000HU的2000个分度之间
不是绝对的数值
与人体内在因素有关
呼吸
血流
与外界因素有关
X线管电压
CT装置
室内温度
应经常校正，否则将导致误诊
人体软组织的CT值范围小，且与水的CT值近似，但由于CT具有较高的密度分辨力，仍可将密度差别小的软组织及其病变分辨出来
脑皮质、髓质与脑梗死灶
根据CT值范围，选用不同的窗技术
为使CT图像上欲观察的组织结构和病变达到最佳显示
窗位
提高窗位，荧光屏上所显示的图像变黑
降低窗位，图像变白
窗宽
增大窗宽，图像上的层次增多，组织间对比度下降
缩小窗宽，层次减少，对比度增加
④CT图像为断层图像
常规是横轴位断层图像
是含有一定层面厚度的组织结构的重建图像
当一个扫描层面厚度内只含有一种组织时，所测量的CT值代表该组织的密度
部分容积效应或部分容积现象
概念
在一个扫描层面的厚度方向内同时含有两种或以上密度不同且走行与层面平行的组织时，其所显示的密度并非代表任何一种组织，所测得的CT值为它们的平均值
可影响微小病变的显示和诊断
解决办法
采用更薄的准直、更小的重建层厚和特殊算法进行图像重建
如，高分辨力检查(HRCT)
优点
克服了普通X线检查各组织结构影像重叠的缺点
使各个器官组织结构得以清楚显示
明显提高了病灶的检出率
缺点
断层图像不利于器官结构和病灶的整体显示
需连续观察多帧图像，经人脑思维整合或运用图像后处理重组技术，才能形成完整的概念
CT扫描的层厚可小于1mm
CT图像后处理技术
在亚毫米薄层扫描的基础上，利用计算机软件对CT轴位断面图像信息进行图像重组，获得冠状位、矢状位二维图像及三维立体的CT图像等
课堂笔记：CT检查原理及图像特点
CT
用X线束对人体层面进行扫描→取得信息→经过计算机处理获得的重建图像
显示断面解剖图像
是一定厚度的重叠影像
分析图像时注意考虑此因素
密度分辨力高
CT成像原理
X线束对一定厚度层面扫描
探测器接收透过的X线
转变为可见光
光电转换为电信号
A/D转换为数字
计算机处理后排成数字矩阵
数字转换为灰度
再排列成黑白图像
CT设备
扫描机架
X线管
准直器
过滤器
探测器
其数量决定图像的质量
数据采集系统
旋转机械
计算机系统
操作台和图像显示
照相机
磁盘机
螺旋CT
特点
其扫描方式和一般扫描方式的最大不同就是：层间距不同
缩短扫描时间及减少漏诊
图像特点
像素
每一个像素对应人体的一个体素
灰度表示
CT值
HU
层面图像
高密度，白色
中等密度，灰色
较X线图像比，有较好的密度分辨力，但空间分辨率相对较低
检查技术
平扫
不用任何对比剂，单纯依赖人体的自然对比来成像
在自然对比效果好的位置更好应用
造影增强扫描
从肱静脉引入对比剂，经血液循环到达动脉，从动脉流出到达全身，到达器官
肝脏内部肿瘤
肝癌
快进快出
肝海绵状血管瘤
早出晚归
鉴别诊断
造影扫描
对比剂打入想显影的器官
膝关节，打入膝关节腔
分析与诊断
了解扫描技术条件
系统观察图像
区别正常与异常
病变密度
位置、大小、形状、数目、边缘、CT值
判断良恶性
判断成分
造影增强有无强化
判断性质
邻近器官的改变
结合临床，综合分析
性别
年龄
体型
症状
体征
实验室检查
结论
肯定性
否定性
可能性
提出两到三种可能性来提供参考
临床应用
中枢神经系统
颅骨
脑内组织
头颈部
胸部
心脏大血管
腹部与盆腔
第三节 超声成像
概述
超声是指物体（声源）振动频率在20000赫兹以上，所产生的超过人耳听觉范围的声波
超声成像是利用超声波的物理特性和人体组织声学参数进行的成像技术，并以此进行疾病诊断。
基本原理
物理现象
诊断所用声源振动频率
一般为1～10MHz
常用2.5～5.0MHz
人体组织对入射超声波产生的物理现象
指向性
超声检查对人体器官结构进行探测的基础
超声波频率高，波长短，在介质内呈直线传播，有良好的指向性
反射
超声波入射到比自身波长大的界面时，入射声波的较大部分能量被该界面阻挡而返回
散射
小界面对入射超声产生散射现象
入射的部分能量向各个空间方向分散辐射
散射回声来自脏器内部的细小结构
折射
由于人体各组织脏器中的声速不同，声束在经过这些组织间的大界面时，产生声束前进方向的改变
折射可使测量及超声导向两个方面产生误差
绕射
衍射
声束在界面边缘经过，可向界面边缘靠近且绕行，产生声轴的弧形转向
相干
两束声波在同一空间传播时的叠加现象
两束声波在频率、相位及振幅上存在差别，叠加后可产生另一新波形
衰减
超声波在介质中传播时，因小界面散播，大界面反射，声束的扩散及对超声能量的吸收等，声能逐渐减少
不同组织对超声能量吸收程度不同
主要与蛋白质和水含量有关
实质组织（骨质与钙质＞肝脾）＞脂肪组织＞液体
通过液体时几乎无衰减
通过骨质或钙质时，明显衰减
致其后方回声减弱，乃至消失而形成声影
多普勒效应
当一定频率的超声波由声源发射并在介质中传播，如遇到与声源做相对运动的界面，则其反射的超声波频率随界面运动的情况而发生改变
界面朝向探头运动→频率增高
背离探头运动→频率减低
界面运动速度愈快→频移数值愈大
界面运动速度愈慢→频移数值愈小
应用
检测组织或血流的运动
方向和速度
判断血流是层流或湍流
超声成像基本原理
当入射声波在人体组织中传播，经过不同器官、不同组织，包括正常与病变组织的多层界面时，每一界面由于两侧介质的声阻抗不同而发生不同程度的反射和 （或）散射
反射或散射形成的回声及超声在传播中所经过不同组织的衰减信息，经接收、放大和信息处理而在荧屏上以图像或波形显示，形成声像图
超声成像的类型和显示方式
A型超声
振幅调制型，属于一维波形图
成像技术和显示方式
以超声的传播和反射时间为横坐标，以反射波幅为纵坐标，以波的形式显示回声图
界面两侧介质的声阻抗差越大→回声的波幅越大
当声阻抗差为零时→无回声段
目前临床应用较少
B型超声
二维超声
成像技术
采用多声束对选定切面进行检查，并以每条声束的所有回声依各自的回声时间（代表深度）和强弱，重新组成检查切面的二维图像
显示方式
纵坐标代表回声时间，即回声深度
回声的强弱用不同辉度的光点来表示，属于辉度调制型显示
人体组织器官分四种声学类型
二维声像图上，据组织内部声阻抗及声阻抗差的大小
无反射型
二维超声
液性暗区
图像表现
无回声
组织器官
尿、胆汁、囊液、血液等液体物质
少反射型
二维超声
低亮度
图像表现
低回声
组织器官
心、肝、胰、脾等实质器官
多反射型
二维超声
高亮度
图像表现
高回声
组织器官
血管壁、心瓣膜、脏器包膜、组织纤维化
全反射型
二维超声
极高亮度
图像表现
强回声，后方有声影
组织器官
骨骼、钙斑、结石、含气肺、含气肠
M型超声
类似二维超声成像方式，属于辉度调制型显示
采用单声束检查，获取活动器官某一部位回声，并在横坐标方向上加入一对慢扫描波，使回声光点沿水平方向移动
可在某一段时间内获得采样部位不同深度组织回声随时间变化曲线
距离-时间曲线
纵坐标代表回声深度（距离）
横坐标代表时间
D型超声
多普勒超声
作用
可无创观察人体血流及组织运动的速度、方向
分类
频谱多普勒超声
根据多普勒效应，提取超声声束在传播途径中各个活动界面所产生的频移即差频回声
图像以频谱方式显示
纵坐标表示差频的数值（以速度表示）
横坐标代表时间
朝向探头侧的差频信号位于基线上方，背向探头着于基线下方
分类
脉冲多普勒
常用
采用单个换能器，利用发射与反射的间隙接收频移信号
特点
具有距离选通功能
可定位分析
不能准确测量高速血流
连续多普勒
常用
采用两组换能器，分别发射超声波和接收其反射波
特点
可用于高速血流的定量分析
无距离选通功能
高脉冲重复频率多普勒
彩色多普勒血液成像（CDFI）
利用多普勒效应，提取二维切面内所有差频回声，以彩色方式显示，并叠加在相匹配的二维声像图上
以红、蓝、绿表示血流多普勒差频回声
朝向探头的血流以红色表示，背向探头以蓝色显示，湍流方向复杂、多变，呈五彩镶嵌或绿色
血流快速者，色彩鲜亮；慢者暗淡
特点
能反映血流速度、加速度和方向变化
但信息受探测角度的影响较大
检测低速血流的能力受限
改进
彩色多普勒能量图，CDE
提取和显示多普勒信号的能量信号强度
成像参数为血流中与散射相对应的能量信号
主要取决于取样中红细胞相对数量的多少
特点
能显示低速血流而不受探测角度因素的影响
不存在彩色混叠现象
组织多普勒成像，TDI
以多普勒原理为基础
利用血流滤波器滤去低幅高频（血流）信息
仅检测心室壁反射回来的低频高振幅频移信号，从而显示心肌组织的运动情况
设备与成像性能
超声设备
组成
换能器（探头）
功能
超声波发生
回声接收
种类
电子扫描探头
主要
线阵型
凸阵型
相控阵型
依频率
单频型
变频型
宽频型
高频型
各有不同使用范围
主机和信息处理系统
负责设备运转
包括
声波
发射
接收
信息
采集
处理
显示和记录系统
用于显示图像和资料保存
组成
显示屏（荧屏）
打印机
照相机
录像装置
超声诊断仪
常规B型超声诊断仪
主要用于
二维灰阶超声检查
其他作用
兼有M型和频谱多普勒超声功能
彩色多普勒超声诊断仪
作用
进行CDFI检查
二维灰阶超声检查
M型和频谱多普勒超声检查
先进机型
配有多种新技术软件
可进行多种新技术检查
静态和动态三维成像
超声造影
声学定量
超声弹性成像
成像性能
超声成像主要优势
①
超声波属于机械波，无放射性损伤，检查的安全性高
②
超声检查能实时动态显示器官运动功能和血流动力学状况及其异常改变
可实时进行身体各部位任意方位的断面成像
可同时获取功能和形态学方面的信息
有利于病变的检出和诊断
③
超声检查便捷，易于操作，可及时获取检查结果
检查费用相对低廉，可在短期内对病变进行反复多次检查
④
设备较为轻便
能对危急症患者进行床边检查
可用于术中检查
超声检查的局限性
①骨骼和肺、胃肠道内气体对入射超声波是全反射影响了成像效果，限制了这些部位超声检查的应用范围
①显示的是局部断面图像，一幅声像图像上难以显示较大脏器和病变的整体的空间位置和构型
三维超声技术科部分解决此问题
结果的准确性除了与设备性能有关，很大程度上依赖于操作医师的技术水平和经验
检查方法
二维超声检查
B型超声检查
目前应用最为广泛的超声检查方法
优点
实时动态清晰显示
脏器形态、解剖层次及毗邻关系
血管及其他管状结构的分布
应用检查
腹盆腔脏器
浅表器官
心脏
大血管和四肢血管
肌肉关节系统
M型超声检查
应用
检查心脏和大血管
通过评估距离-时间曲线→检测
房室和主动脉径线
左右室壁和室间隔厚度
瓣膜运动幅度和速度
左右室收缩功能
D型超声检查
频谱型多普勒超声检查
获取组织和器官结构及病变的血流信息
血流方向
速度
性质
压力阶差
可对心脏、血管和脏器病变的血流进行定性和定量分析
彩色多普勒血流成像，CDFI
直观显示心脏、血管和脏器的血流状况
通过色彩改变可敏感地发现异常血流
不能进行精确的定量分析
彩色多普勒能量图，CDE
显示信号的动态范围广
能有效显示低速血流
对末梢血流、肿瘤滋养血管和某些心肌运动进行定性和定量分析
组织多普勒成像，TDI
通过特殊方法提取心肌运动所产生的多普勒频移信号进行分析、处理和成像
可对心肌运动进行定性和定量分析
超声成像的新技术
超声造影
原理
人为 向血液内注入血液声阻抗值截然不同的介质（微气泡），致血液的散射增强，呈云雾状回声
声学定量，AQ
可实时自动检测血液与组织界面
主要用于心功能评估
可获得彩色室壁动态分析图
不同时相心内膜运动不同色彩的编码图
用于检测室壁运动异常
斑点追踪超声心动图
利用分析软件，自动追踪感兴趣区内斑点在整个心动周期的位置
用于定量评估心肌各节段的收缩与舒张功能
三维超声
分类
静态三维超声
动态三维超声
原理
利用二维图像数据经软件处理重建的三维图像
能 立体显示脏器空间位置关系、心内缺损大、
超声弹性成像
利用弹性力学、生物力学原理，结合超声成像技术，通过数据处理
反映体内组织的弹性模量等力学属性的差异
应用于
腹部、浅表器官等多个领域疾病的诊断和鉴别诊断
超声检查安全性
安全性较高
超声波属机械波
可产生机械效应、热效应和空化效应
对胎儿和眼球等敏感组织使用不当可造成损伤
机械指数，MI
超声在驰张期负压峰值与换能器中心频率的平方根之比值
热指数，TI
超声实际照射到某声学界面所产生的温升与使界面温升1℃的比值
胎儿超声检查
MI＜0.3
TI＜0.4
眼球检查
MI＜0.1
TI＜0.2
图像特点
二维声图像的主要特点
①是超声实时成像中所记录的身体各部位任意方位的二维切面图
②图像由黑至白不同灰度的光点组成，代表组织结构回声的弱与强
③图像的显示范围受限，一幅图像不能整体显示较大的脏器和病变
④声学造影检查改变了图像上的组织结构回声
M型声图像的主要特点
①图像是以多条距离-时间曲线表示运动器官（心脏、大血管）的多层界面回声
②图像记录了运动器官（心脏、大血管）在一段时间的运动幅度和速度
D型声图像的主要特点
频谱多普勒声像图的主要特点
①图像是以频谱方式显示，高峰即差频数值和在基线上方或下方位置反映的是血流速度和方向
②图像上实时记录了某一段时间内的血流信息
CDFI声图像的主要特点
①图像上不同颜色的彩色信号代表血流方向，色彩的亮度反映血流速度
②为实时成像中所记录某一时相的血流动力学信息
声像图的特点常作为识别的主要依据
①识别二维声像图
是由不同灰度光点组成的二维切面图像
图像上通常标有扫描部位和方向
②识别M型图像
图像上显示多条呈水平走向的曲线即距离-时间曲线
纵坐标有距离单位标识，横坐标有慢扫描速度单位标识
③识别频谱多普勒声像图
图像是以不同波峰组成的频谱方式显示
纵坐标有差频（血流速度）单位标识，横坐标有记录速度标识
④识别CDFI声像图
具有识别二维声像图要点
在二维声像图上叠加有反映血流动力学信息的彩色信号
第四节 磁共振成像
课本内容
MRI
利用强外磁场内人体中的氢原子核即氢质子（¹H），在特点射频（RF）脉冲作用下产生磁共振现象，所进行的一种医学成像技术
一、MRI成像的基本原理
人体¹H在强外磁场内产生磁矢量和¹H进动
二、MRI设备与MRI成像性能
MRI设备
主要指标
磁场强度即场强
单位：特斯拉，T
目前主流机型
高场强1.5T和3.0T超导型MR机
低场强0.2～0.35T永磁型MR机
成像性能
MRI成像主要优势
多参数成像
多序列成像
多方位成像
软组织分辨力高
直接进行水成像
直接进行血管成像
显示组织磁敏感性差异
显示水分子扩散运动
显示组织血流灌注状态
脑功能定位
显示和量化脑区间功能连接
MRI成像的局限性
通常不能整体显示器官结构和病变
多序列、多幅图像不利于快速观察
受部分容积效应影像
检查时间相对较长
易发生不同类型伪影
识别钙化有限度
三、MRI检查方法
根据检查的目的进行选用
平扫检查
普通平扫检查
常规
横断层T₁WI检查
横断层T₂WI检查
无特殊要求，通常先行普通平扫检查
必要时辅以其他体方位检查
应用
肝囊肿
胆囊石
子宫肌瘤
即可明确诊断
特殊平扫检查
脂肪抑制T₁WI和T₂WI
梯度回波同、反相位T₁WI
水抑制T₂WI
磁敏感加权成像（SWI）
对比增强检查
简称：MRI增强检查
经静脉注入顺磁性或超磁性对比剂后，再进行T₁WI或T₂WI检查
采用的对比剂
二乙烯三胺五乙酸钆，Gd-DTPA
普遍
顺磁性对比剂
主要作用：缩短T₁值，使T₁WI图像上组织与信号强度发生不同程度增高，称之为强化，从而改变其间的信号对比
有利于病变的检出和诊断
其他对比剂
超顺磁性氧化铁，SPIO
钆塞酸二钠
分类
据对比剂类型、注入后扫描延迟时间和扫描次数
普通增强检查
单期扫描
常用于颅脑疾病诊断
多期增强检查
多期扫描
能观察病变强化程度随时间所发生的动态变化
有利于定性诊断
主要用于腹部、盆部疾病诊断
超顺磁性对比剂增强检查，SPIO
应用很少
主要用于肝脏肿瘤的诊断与鉴别诊断
肝细胞特异性对比剂增强检查
主要用于肝脏肿瘤的诊断与鉴别诊断
对小肝癌的检出有较高价值
MRA检查
主要用于诊断血管疾病
两种
普通MRA检查
增强MRA
MRA水成像检查
¹H-MRS检查
fMRI检查
DWI和DTI检查
PWI检查
BOLD-fMRI检查
四、MRI检查的安全性
五、图像特点
主要特点
①图像上的黑白灰度被称为信号强度，反映的使组织结构的弛豫时间
②通常位多序列、多幅断层图像，组织结构影像无重叠
③图像上组织结构的信号强度与成像序列和技术相关
④图像上组织对比与窗的设置有关
⑤增强检查可以改变图像上组织结构的信号强度
⑥MRA和MR水成像可三维立体显示血管及含水管道
⑦¹H-MRS和fMRI图像可提供代谢及功能信息
特殊平扫图像特点
脂肪抑制T₁WI和T₂WI图像
具有普通平扫T₁WI和T₂WI的信号特点
唯脂肪组织呈低信号
同、反相位T₁WI图像
水抑制T₂WI图像
增强T₁WI图像特点
MRA图像特点
MR水成像图像特点
¹H-MRS图像特点
fMRI图像特点
DWI和DTI图像
扩散梯度敏感因子b为零的图像
高b值图像
表观扩散系数（ADC）图像
PWI图像
脑功能定位图像
课堂笔记：MR检查原理及图像特点
MRI
Magnetic Resonance Image
利用原子核在磁场内共振所产生的信号经重建成像的技术
1946
Block Purcell
用于波谱学
1973
Lauterbur
发表MR成像技术，用于临床
磁共振现象
含单数质子的原子核（H），其质子有自旋运动。带正电，产生磁矩，如一个小磁体
与MRI的关系
小磁体自旋轴的排列无一对规律
如在均匀的强磁场中，则小磁体的自旋轴将按磁场磁力线的方向重新排列
逆磁力线方向
能力更大
顺磁力线方向
此时，用特定的射频脉冲进行激发，作为小磁体的氢原子核吸收一定量的能而共振，即发生磁共振现象
弛豫过程
停止发生射频脉冲，则被激发的氢原子核把所吸收的能逐步释放出来，其相位和能级都恢复到激发前的状态
弛豫时间
恢复到原来平衡状态所需的时间
分类
T₁
纵向弛豫时间
自旋-晶格弛豫时间，反映自旋核把吸收的能传给周围晶格所需的时间，即90射频脉冲质子由纵向磁化转到横向磁化之后再恢复到纵向磁化激发前状态所需时间
T₂
横向弛豫时间
自旋-自旋弛豫时间，反映横向磁化衰减、丧失的过程，即是横向磁化所维持的时间
MRI的成像基础
人体不同组织器官的正常组织与病理组织的T₁是相对固定的，且它们之间有一定的差别，T₂亦是。
这种组织间弛豫时间上的差别，是MRI的成像基础
MRI有T₁、T₂和自旋核质子密度（P）等几个参数，获得选定层面中各种组织的T₁、T₂和P值，就可获得该层面中包括各组织影像的图像
图像重建的方法如同CT
先把检查层面分成一定数量的体素
用接收器收集信息
输入计算机
算出每一体素的T₁或T₂值
进行空间编码后
将T值转换为模拟灰度
重建图像
MRI设备
开放式扫描架
特点
整个扫描架是开放视野
适用于不配合的儿童及幽闭恐惧症成年人
显示器
操作系统
基本装置
磁体
常导
超导（现常用）
永磁
梯度线圈
供电部分
射频发射器及MR信号接收器
模拟转换器
计算机
磁盘与磁带机
图像特点
灰阶成像
不同灰度反映信号强度不同
白色高信号和黑色低信号反映的是弛豫时间的不同，和CT和X线代表的密度或厚度不同的意义完全不一样
T₁加权像
反映T₁持续时间的不同
T₂加权像
T₂值的不同，可得到不同程度的灰度
Proton加权像
反映质子密度的不同
图像分析时，最起码有两种图像加权来对比分析，常用T₁、T₂对比
流空效应
发生在快速流动的液体
常指体内动脉呈现流空信号
原因
质子被激发与
用于
磁共振的血管成像
三维成像
横断位、冠状位、矢状位
运动器官成像
在一个心动周期内连续扫描
检查技术
脉冲序列和扫描参数
TE
TR
时间以毫秒为单位
spin echo 序列
T₁WI短TR/短TE
T₂WI长TR/长TE
Proton长TR/短TE
呼吸门控
心脏门控
用于动态器官的观察
预饱和技术
脂肪抑制技术
水抑制技术
MRA
MR血管成像，无创
造影增强
与CT造影原理相同
cine MRI
分析与诊断
了解设备与扫描技术
观察图像
在良好的解剖背景上显示病变
病变的位置、大小、、形状、边缘轮廓
病变信号的改变与均匀性
病变与血管的关系
临床应用
神经系统
纵隔
心脏大血管
腹部与盆腔
骨髓
磁共振最大的临床优势是对软组织的显示
禁忌
体内有进食
磁性物质
化妆
新技术
DWI
fMRI
第五节 分子影像学与核医学
第六节 对比剂
第七节 不同成像技术的比较与临床应用
课本内容
一、不同成像技术和检查方法的比较
不同成像技术
易行性
检查时间
安全性
费用
对于不同系统和解剖部位病变的检出和诊断能力
造成不同成像技术适用范围和诊断能力差异的主要原因
与各种成像技术的成像原理即成像性能密切相关
取决于不同系统和解剖部位组织结构的差异
中枢神经
X线检查
密度分辨力低
组织结构影像重叠干扰
基本不再使用
超声检查
由于颅骨对超声波的全反射，应用受限
CT
密度分辨力
MRI
软组织分辨力
目前中枢神经系统广泛应用的检查技术
乳腺
X线检查
几乎无邻近结构影像的重叠影响
能清楚显示腺体结构异常
能敏感地发现乳腺癌表现特征之一
微小钙化
是目前乳腺疾病首选和主要检查技术
超声检查
确切发现乳腺结构异常
能反映病变的血流和弹性状况
乳腺疾病的重要检查技术
CT
仅用于检查乳腺癌的转移灶
MRI
主要用于乳腺疾病的鉴别诊断
同一成像技术
包括不同的检查方法
操作技术、适用范围和诊断能力均差别很大
急性脑血管病
属于中枢神经系统疾病
选用
CT
MRI
超急性期脑梗死时
CT灌注检查
MRI的DWI检查
肝常见的肿瘤性病变
肝脏海绵状血管瘤
肝细胞癌
肝转移瘤
CT平扫可表现为相似的局灶性低密度病变
诊断方法
多起增强CT检查，根据病变的强化特征，做出明确诊断
不同检查方法各具其适用范围和应用价值，当对某一系统和解剖部位确定所用成像技术后，还要根据临床拟诊情况和（或）常规影像检查表现进一步选用适宜的检查方法，以反映病变的特征
二、不同成像技术和检查方法的临床应用
X线检查的临床应用
普通X线摄影适用于检查
①具有良好自然对比的器官和部位所发生的病变
胸部
骨关节
乳腺疾病
②能够与周围结构产生明显密度对比的病变
胆系和泌尿系统阳性结石
游离气腹和肠梗阻
X线造影方法主要用于检查
消化道
泌尿系统
心血管系统
CT检查的临床应用
密度分辨力高
易于发现病变
临床上应用广泛
适用范围几乎涵盖了人体各个系统和解剖部位
中枢神经系统
头颈部
胸部
心血管系统
腹盆部
骨骼肌肉系统
超声检查的临床应用
易行、无辐射且为实时动态成像
适用范围广
①眼眶、颈部、乳腺、腹盆部和肌肉软组织等疾病检查
②心脏和四肢血管疾病检查，且为主要影像检查技术
③病变穿刺活检、抽吸引流等，并为主要定位方法
④术中寻找小病灶和明确毗邻关系
MRI检查的临床应用
软组织分辨力高
易于发现病变并显示特征
能进行¹H-MRS和多种功能成像检查
临床上主要用于检查
①
中枢神经系统、头颈部、乳腺、纵隔、心脏大血管、腹盆部、肌肉软组织即骨髓等疾病
对X线、CT和超声检查发现而未能诊断的病变进行诊断与鉴别诊断
乳腺肿块
肝脏肿块
肾上腺病变
②
检出X线、CT和超声检查难以或不能发现的病变
脑内微小转移瘤
骨挫伤
关节软骨退变
韧带损伤
功能MRI常用于疾病早期诊断与鉴别诊断
应用DWI
检出超急性期脑梗死
鉴别脑转移瘤与脑脓肿
应用¹H-MRS
诊断前列腺癌
鉴别前列腺癌与良性前列腺增生
课堂笔记：造影检查原理及图像特点
造影检查
概念
将高于或低于人体组织结构的物质引入器官内或其周围间隙，使之产生对比以显影
一般用于人体组织缺乏自然对比的部位
造影剂/对比剂
引入的物质
分类
高密度造影剂
钡剂
碘剂
低密度造影剂
二氧化碳
氧气
空气
造影方式
直接引入法
概念
将造影剂直接引进需要检查的器官
分类
口服法
胃肠道钡餐造影
灌注法
钡剂灌肠
支气管造影
子宫输卵管造影
穿刺注入法
血管造影
股动脉或其它血管
椎管造影
关节造影
间接引入法
概念
将造影剂先引入某一特定的器官或组织，然后该组织或器官的循环或代谢使另一器官显影
吸收性
淋巴造影
排泄性
静脉肾盂造影
从静脉注入对比剂→引入血管→经静脉回心→通过动脉循环→到达全身
口服胆道造影
脑血管DSA
对比剂打入颈内动脉→入颅
大脑前动脉
大脑中动脉
继续分支，供应各个脑叶
可以观察血管的走行、血管管径的大小及分支的多少→判断血管的病变
DSA是血管病变进行治疗之前的一个新标准的诊断方式
造影前准备
各种造影检查都有相应的检查前准备和注意事项
严格执行，认真准备以保证检查效果和患者的安全
备好抢救药品和器械
碘剂造影注意事项
了解有无禁忌证
严重心、肾疾病
过敏体质
解释，争取患者合作
过敏试验
静脉注射法
皮内注射法
舌下试验法
作好抢救准备
造影反应的处理
严重反应，应立即终止造影
进行抗休克、抗过敏和对症治疗
第八节 图像的观察和分析与影像诊断原则