X线检查技术概论.ppt
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1、泰山医学院放射学院 于兹喜 教授,医学影像检查技术学,第一章 概论,重点内容: 掌握与各种检查技术相关的概念 掌握检查技术的基本成像方法 熟悉优点及临床应用 了解存在的应用限度,定义:什么是医学影像检查技术学? 医学影像检查技术学是研究在临床上获得医学影像方法的科学。,课程的演变,1985年泰山医学院在国内首先创立专科教育,课程为X线摄影学。学制三年。 1994年在国内创立以放射技术为培养目标的本科专业,课程为X线摄影学。学制是五年。 2000年课程更名为医学影像检查技术学。,医学影像检查技术的发展简介,X线的发现,时间: 1895年11月8日 地点: 威茨堡大学的实验室 发现者:伦琴 Wil
2、helm Conrad Rontgen,实验大楼,克鲁克斯管,22 December 1895,23 January 1896 the hand of Albert von Kolliker 解剖学教授克利克尔一只手的照片 (1896,1,23),伦琴出生的房子,伦琴纪念馆,经一个多世纪的发展,医学影像从模拟成像发展为数字成像,医学检查手段也发生了革命性的飞跃。特别是1973年Hounsfield研制的计算机X线体层扫描(computed tomography;CT)装置的问世,使医学影像检查技术产生了重大发展。,随着现代工业技术、电子计算机技术不断向医学领域的渗透,医学成像设备不断更新换代,
3、新的检查技术不断出现,数字成像时代已经到来,并在世界范围内逐渐扩散。数字成像将成为未来成像手段的主流。,医学影像检查技术学所研究的内容: X线检查技术 CT检查技术 磁共振成像(magnetic resonance imaging;MRI) 检查技术 超声检查技术 教材中还编写了:X线照片冲洗技术 放射诊断影像质量管理,一、X线检查技术 普通X线检查 造影检查 数字X线检查,( 一) 普通X线检查 1.透视 透视(fluoroscopy)是利用X线的荧光作用,将被检病人位在荧光屏(或影像增强器)和X线管之间,X线穿过人体之后在荧光屏上形成影像。,透视可分为: 1.荧光屏透视 2.影像增强透视,
4、优点 及缺点: 透视具有经济、省时、动态观察等优点,是其他X线检查技术所不能取代的,但也有影像细节显示不够清晰,不利于防护和不能留下永久记录等缺点。,2.普通X线摄影 普通X线摄影(plain film radiography)将人体放在X线管和屏-片组合(screen-film combination)之间,X线穿过人体之后在胶片上形成潜影,胶片再经冲洗得到照片影像。所得到的照片称平片(plain film)。这种检查是最常用的X线检查方法。,病人,Screen film combination,胶片冲洗机,照片,X线管,优点: 照片影像空间分辨力较高,图像清晰;对于厚度较大的部位以及厚度和
5、密度差异较小的部位病变容易显示;照片作为永久记录,可长期保存,利于复查对比观察和会诊;病人接受的X线剂量较少,利于X线防护。,缺点: 照片是一个二维图像,在前后方向上组织结构互相重叠;照片仅是瞬间影像,不能实时动态观察器官的功能情况。密度分辨力差。,透视和普通X线摄影的优缺点具有互补性,可根据具体情况选其一种或配合使用,如透视发现病灶时加摄平片,平片影像有疑问时再作透视。,3.乳腺摄影 乳腺摄影(mammography)是利用钼靶X线机所产生的软X线对乳腺的平片检查技术。管电压在40kV以下,所产生的X线因其能量低、穿透力弱,故称“软X线”。,钼靶在20kV40kV的管电压下易产生单色性强的标
6、识X线,有效原子序数小、密度差小、X线的线吸收系数差别不大的组织结构,软X线可使组织之间的对比度加大,利于观察乳腺腺体、脂肪及病灶等结构。,4.体层摄影 体层摄影(tomography)是指在X线曝光过程中人体保持不动,X线管和胶片作反向同步运动,摄取人体内某一层面组织影像的检查技术。,病人,5.放大摄影 放大摄影(magnification radiography)是指利用X线几何投影的原理直接将X线影像放大的摄影技术。,放大率,几何学模糊度 =0.2mm 焦点= 0.3 mm,a+b,a,b,F,M=a+b/a =1+b/a,放大率:magnifying rate,Object,Image
7、,F,H,a,b,H/F=b/a H=Fb/a = F(M-1) M= H/F+1,半影:penumbra Unsharpness area,Object,Image,(二)造影检查 造影检查(contrast examination)是指人工地将对比剂引入人体内,摄片或透视以显示组织器官的形态及功能的检查技术。引入人体内产生影像的化学物质称对比剂(contrast media)。,普通平片影像的产生依赖于人体各组织器官的密度或厚度不同,对X线的吸收程度的各异,即存在自然对比。人体内很多器官和组织缺乏自然对比,如血管、肾盂输尿管、胃肠等,平片很难显示,造影后这些组织器官就和邻近结构产生对比形成
8、影像,造影检查扩大了X线诊断范围,提供平片所不能具备的信息,是常用的X线检查方法之一。,Liver,Kidney,Ascending colon,Hip jiont,Symphysis pubis,Descending colon,Psoas major muscle shadow,Third lumbar vertebra,对比剂引入体内的方法有两种: 直接引入法:直接将对比剂引入到所要观察的部位 间接引入法:对比剂经静脉注射入人体后,再经过器官排泄到所要观察的部位。,对比剂分类: 1.阳性对比剂(positive contrast media)是指原子序数大、密度高、吸收X线多的一类对比剂
9、 2.阴性对比剂(negative contrast media) 则相反原子序数小、密度低、吸收X线少的一类对比剂,常为气体。使用对比剂注意副反应。,造影检查操作程序复杂,需要大功率的X线机、高压注射器、生命监护仪、血管穿刺设备、数字减影血管造影(digital subtraction angiography;DSA)装置等昂贵设备,常和临床其他科室配合进行。造影也可以同时进行介入放射学(interventional radiology)治疗,改变了过去医学影像科只作诊断不作治疗这一局面。,(一) 数字X线检查技术 数字X线检查技术包括: * 计算机X线摄影(computed radiogr
10、aphy;CR)、 * 数字X线摄影(direct radiography ;DR ) * DSA。,1.CR CR系统是使用记录并由激光读出X线成像板(imaging plate;IP)作为载体,经X线曝光及信息读出处理形成的数字影像。摄影时IP放在暗盒内替代普通X线摄影用的胶片,曝光后IP所携带的影像信息由激光读出系统读出,并进一步转换成数字影像,读出,图象处理,CRT显示,存贮,PACS,其他医院,打印,IP,CR系统利用常规X线摄影设备实现信息数字化,把常规X线摄影的模拟信息转换为数字信息;采用计算机图像处理技术实现各种图像后处理(post-processing)功能,增加图像显示的层
11、次;可降低X线辐射剂量,利于病人和工作人员的防护;,CR系统获得的数字化信息可通过图像存储与传输系统(picture archiving and communicating system;PACS)实现远程医学(tele-medicine)。,2.DR DR又称直接数字X线摄影,是以平板探测器(flat panel detector;FPD)探测穿过人体后的X线,并通过平板探测器后面的电路把信息直接数字化形成数字影像。,DR系统成像时间短,曝光后数秒钟就可以得到数字影像。以前的DR是在X线电视系统的基础上,利用计算机图像数字化处理将电视摄像机摄取的模拟视频信号经过采样、模/数转换(analog
12、 to digital, A/D)后形成数字影像。,病人,FPD,计算机,后处理,CRT显示,存贮,PACS,打印,其他医院,现代新型平板探测器的不断研制成功,其图像空间分辨力不断提高,动态范围大;其影像可以观察对比度小于1%、直径大于2 mm的物体;病人皮肤表面的X线辐射剂量大大减少,可为普通X线摄影的1/10,量子检出效率(detective quantum efficiency;DQE)可达60%以上;,通过图像后处理功能改善影像细节显示、降低噪声、调整灰阶及对比度、影像放大和减影等,显示出未经后处理所看不到的特征信息;借助人工智能技术对图像作定量分析和特征提取,可进行计算机辅助诊断(c
13、omputer aided diagnosis ;CAD)。,数字X线摄影包括: 硒鼓方式 直接数字X线摄影 电荷耦合器件(charge coupled device;CCD)摄像机阵列方式等多种方式。,数字图像具有较高的空间分辨力和密度分辨力,细节显示清楚,图像锐利度好;X线辐射剂量少,曝光宽容度大;可根据临床需要进行图像后处理,满足不同结构的观察需要;可实现医学影像科无胶片化,科室、医院之间网络化,便于会诊与教学。,3.DSA DSA将未造影图像和造影图像分别经影像增强器增强,摄像机扫描而矩阵化,再经A/D转换成数字影像,两者相减得到减影数字影像,再经D/A转换成模拟减影影像。,未造影图象
14、,增强A/D,数字图象,数字图象,减影数字 图象,D/A,血管图象,造影图象,增强A/D,(四)CT检查技术 自20世纪70年代 Hounsfield研制成功第一台CT机后,经过多次更新换代,其结构和性能不断完善和提高。由最初的普通头颅CT机发展到先进的多层螺旋CT(multislice CT;MSCT)和电子束CT(electron bean CT;EBCT),无论扫描速度还是空间分辨力都得到很大的提高。现代CT向着高速、多层、小体积、多功能方向急速发展。,目前,CT可用于身体任何部位组织器官的检查,其空间分辨力和密度分辨力高,解剖结构显示清楚,对病灶的定位和定性诊断较普通X线检查有明显提高
15、,已成为临床诊断及治疗不可缺少的成像技术。,积分放大 A/D转换,X线 发生 器,床运 动控 制,机架 旋转 控制,DAS 控制,计 算 机,阵列处理机,硬盘驱动器,D/A,存贮 器,控制 电路,W/L 控制,其它 外存 贮,监视器,相机,1.检查前准备 扫描前应详细审阅病人的CT检查申请单、病人携带的有关影像检查资料和化验结果,询问病史,以供扫描定位和诊断的参考; 腹部检查前4h 8h应禁饮食,急诊者例外。扫描前二天禁服影响胃肠功能的药物,少食水果和蔬菜。扫描前一周不做胃肠钡剂造影,不服含金属的药物。扫描前口服2%的碘水溶液800ml1000ml以充盈胃肠道。,胸腹部检查前应训练病人的呼吸与
16、屏气,喉部扫描时嘱病人不做吞咽动作,眼眶扫描时嘱病人双眼凝视前方,眼球保持不动; 儿童或不合作的病人,可用镇静剂以抑制活动,危重病人需请临床其他科室的医护人员陪同并有适当的生命监护;,增强扫描前预先做碘过敏实验,并要求病人及家属在使用碘对比剂合同书上签名; 去除扫描范围内病人穿戴的金属物体,例如发夹、耳环、义齿、金属拉链、金属皮带扣等。,2.检查方法 CT常用的检查技术有普通扫描(亦称平扫plain scanning)、增强扫描(contrast scanning)、造影扫描等。,3.临床应用及限度 颅脑,对颅内肿瘤、脑出血、脑梗塞、颅脑外伤、颅内感染、寄生虫病、脑先天性畸形、脑萎缩、脑积水和
17、脱髓鞘疾病等具有较高的诊断价值。螺旋CT的脑血管成像(computed tomographic angiography;CTA)可获得较清晰的血管三维图像,但对于脑血管畸形的诊断,不如DSA。对于颅底部、后颅窝病变的显示,CT不如磁共振成像;,头面颈部,对眼眶和眶内良恶性肿瘤、眼肌病变、乳突及内耳病变、耳的先天性发育异常、鼻腔和鼻窦的炎症及良恶性肿瘤、鼻咽部肿瘤尤其是鼻咽癌、喉部及甲状腺肿瘤,以及颈部肿块等具有良好的定位、定量和定性的作用,成为常规的检查方法;,胸部,可用于诊断胸内脏器和胸壁的病变,如气道、肺、纵隔、胸膜、膈肌、心脏、心包和主动脉疾病等。对支气管肺癌的早期诊断和显示肺癌的内部结
18、构,观察肺门、纵隔有无淋巴结转移、淋巴结结核,以及纵隔肿瘤的准确定位等,较普通X线检查具有显著的优越性。对肺间质、微小肺实质性病变的显示,其他成像技术无法比拟。CT对于显示心包疾病、主动脉瘤和主动脉夹层动脉瘤的真假腔等,亦有较大的优势,还可以较好地显示冠状动脉和心瓣膜的钙化、血管壁的钙化。电子束CT可较好地显示心肌、心腔以及冠状动脉的病变;,腹部和盆腔,可用于肝胆、胰腺、肾、肾上腺、膀胱、前列腺、子宫及附件、腹腔及腹膜后病变的诊断。对于确定占位性病变的部位、大小、形态、内部结构以及与邻近组织结构的关系、淋巴结有无转移等具有重要意义。对于胃肠道肿瘤,CT能显示胃肠腔以外的浸润、扩散、转移等,为肿
19、瘤分期提供较为可靠信息,已成为肿瘤治疗前后检查的常规。但在显示胃肠道腔内病变方面,应以内窥镜检查(endoscopy)和钡剂检查(barium study)为首选;,脊柱和骨关节,可用于脊柱退行性变、椎管狭窄、椎间盘病变、脊柱外伤、脊柱和椎管内外肿瘤的诊断。在显示脊髓病变方面不如MRI敏感。CT可显示肿瘤内部结构和肿瘤对软组织的侵犯范围,补充普通X线平片的不足。 对于骨关节面骨皮质、皮质下改变、关节内积液、积气,CT具有较高的敏感性。在判断半月板、骨软骨病变和早期骨坏死方面不如MRI敏感。,4.注意事项 CT的射线源是X线,其防护方法和措施与普通X线摄影相同;增强扫描所用的对比剂用量较大、注射
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