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1、醫(yī)醫(yī) 學(xué)學(xué) 影影 像像 學(xué)學(xué)MEDICAL IMAGING（總論）總論）山東大學(xué)醫(yī)學(xué)影像學(xué)研究所山東大學(xué)醫(yī)學(xué)影像學(xué)研究所山東大學(xué)第二醫(yī)院山東大學(xué)第二醫(yī)院 法良國法良國What is Medical Imaging?lDefinition：以醫(yī)學(xué)影像設(shè)備為工具，以醫(yī)學(xué)影像為以醫(yī)學(xué)影像設(shè)備為工具，以醫(yī)學(xué)影像為依據(jù)，對疾病進行分析診斷和治療的醫(yī)依據(jù)，對疾病進行分析診斷和治療的醫(yī)學(xué)科學(xué)。學(xué)科學(xué)。THE FAMILY OF MEDICAL IMAGING 影像診斷學(xué)：影像診斷學(xué)：常規(guī)常規(guī)X X線、線、CTCT、超聲、超聲、MRIMRI、DSADSA、核醫(yī)學(xué)核醫(yī)學(xué) 介入放射學(xué)：介入放射學(xué)：介入診斷學(xué)介入診

2、斷學(xué)+介入治療學(xué)介入治療學(xué) 血管內(nèi)介入、血管外介入血管內(nèi)介入、血管外介入 常規(guī)常規(guī)X X線、線、CTCT、超聲、超聲、MRIMRI、DSADSA 放射治療學(xué)：放射治療學(xué)：X X線線 伽瑪射線伽瑪射線 醫(yī)學(xué)影像學(xué)發(fā)展史1 1、從小到大從小到大 從單一的從單一的X X線作為工具的放射診斷學(xué)線作為工具的放射診斷學(xué) （RADIOLOGYRADIOLOGY），到應(yīng)用多種工具（），到應(yīng)用多種工具（X X線、線、CTCT、超聲、超聲、MRIMRI、核醫(yī)學(xué)）的醫(yī)學(xué)影像學(xué)、核醫(yī)學(xué)）的醫(yī)學(xué)影像學(xué) （MEDICAL IMAGINGMEDICAL IMAGING）2 2、由弱到強由弱到強 由簡單分析由簡單分析X X線

3、照片的輔助科室，到集診斷和治療線照片的輔助科室，到集診斷和治療于一身，下設(shè)若干分支的于一身，下設(shè)若干分支的臨床一級學(xué)科臨床一級學(xué)科倫琴與倫琴與X X線的發(fā)現(xiàn)線的發(fā)現(xiàn)l1895 111895 11月月8 8日倫琴在實驗室發(fā)現(xiàn)日倫琴在實驗室發(fā)現(xiàn)X X線線l18951895年年1212月月2222日，倫琴用這種新日，倫琴用這種新的射線為他的夫人照了一張手的的射線為他的夫人照了一張手的照片，照射照片，照射1515分鐘，分鐘，X X線開始用于線開始用于人體疾病診斷，形成人體疾病診斷，形成X X線診斷學(xué)線診斷學(xué)l 19011901年獲諾貝爾獎（第一個物理年獲諾貝爾獎（第一個物理學(xué)獎）學(xué)獎）影像設(shè)備的發(fā)展l

4、1895 1895 X X線機器線機器l二十世紀(jì)二十世紀(jì)50506060年代年代 超聲、核素顯像超聲、核素顯像 （超聲成像、（超聲成像、閃爍成像）閃爍成像）l70708080年代年代 CTCT、MRIMRI、ECT ECT （SPECTSPECT、PETPET）形成現(xiàn)代影像診斷學(xué)形成現(xiàn)代影像診斷學(xué)影像技術(shù)的發(fā)展一、成像方式：一、成像方式：從從模擬成像（模擬成像（X X線照片、透視、模擬超聲）線照片、透視、模擬超聲）到到數(shù)字成像數(shù)字成像（CTCT開始，開始，MRIMRI、CRCR、DRDR、DSADSA、數(shù)字透視、數(shù)字超聲）、數(shù)字透視、數(shù)字超聲）二、存儲介質(zhì)：二、存儲介質(zhì)：從從膠片存儲膠片存儲到

5、到PACS PACS (picture archiving communication system)(picture archiving communication system)影像歸檔和通信系統(tǒng)影像歸檔和通信系統(tǒng)診斷方式的發(fā)展一、一、形態(tài)成像、功能成像、代謝成像形態(tài)成像、功能成像、代謝成像二、各種對比劑的應(yīng)用（X線、CT、超聲、MRI、核醫(yī)學(xué)對比劑）三、從單純分析圖像 到導(dǎo)引下穿刺活檢、治療治療方式的發(fā)展一、放射治療l從單方向的射線治療（從單方向的射線治療（X X線、伽馬射線等）線、伽馬射線等）l到立體放療和調(diào)強放療到立體放療和調(diào)強放療 （X X刀，伽瑪?shù)?，質(zhì)子刀）刀，伽瑪?shù)?，質(zhì)子刀）二

6、、介入治療 1 1、從無到有、從無到有 （二十世紀(jì)七十年代開始）（二十世紀(jì)七十年代開始）2 2、從血管內(nèi)到幾乎所有組織器官、從血管內(nèi)到幾乎所有組織器官 、目前已成為與內(nèi)科、外科治療并行的、目前已成為與內(nèi)科、外科治療并行的 三大治療體系之一三大治療體系之一計算機科學(xué)在醫(yī)學(xué)影像學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的介入與發(fā)展1 1、在、在CTCT及及MRIMRI中的應(yīng)用中的應(yīng)用2 2、對常規(guī)的模擬成像檢查進行數(shù)字化處理、對常規(guī)的模擬成像檢查進行數(shù)字化處理 如如X X線照相和透視、超聲、血管造影。線照相和透視、超聲、血管造影。3 3、創(chuàng)造了信息放射學(xué)（、創(chuàng)造了信息放射學(xué)（PACSPACS、RISRIS、HISHIS）一X線成像

7、什么是X線？lX線是一種波長很短的電磁波，是一種光子，肉眼看不見，但能穿透不同的物質(zhì)，能使熒光物質(zhì)發(fā)光的射線。X線的產(chǎn)生線的產(chǎn)生X線產(chǎn)生過程X X線是真空管內(nèi)高速行進的電子流轟擊線是真空管內(nèi)高速行進的電子流轟擊金屬靶面時產(chǎn)生的金屬靶面時產(chǎn)生的1 1、在陰極燈絲附近產(chǎn)生自由電子群在陰極燈絲附近產(chǎn)生自由電子群2 2、瞬間高壓和真空條件產(chǎn)生高速運行電子、瞬間高壓和真空條件產(chǎn)生高速運行電子流流3 3、電子流轟擊靶面產(chǎn)生能量轉(zhuǎn)換、電子流轟擊靶面產(chǎn)生能量轉(zhuǎn)換 其中不足其中不足1%1%轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為 X X 線線 99%99%以上轉(zhuǎn)換為熱能以上轉(zhuǎn)換為熱能X線的產(chǎn)生X線的特性 波長：波長：0.00060.000

8、650nm 50nm 電磁波，不可見光電磁波，不可見光 穿透性穿透性 熒光效應(yīng)熒光效應(yīng) 感光效應(yīng)感光效應(yīng) 電離效應(yīng)電離效應(yīng)X線的特性一 穿透性l穿透性：穿透性：X X線波長短，能夠穿透可見光線波長短，能夠穿透可見光不能穿透的物質(zhì)。不能穿透的物質(zhì)。l穿透過程中被物質(zhì)不同程度吸收穿透過程中被物質(zhì)不同程度吸收衰衰減減一 穿透性當(dāng)X線穿過物質(zhì)時，會發(fā)生三種情況：1、穿透2、被吸收3、發(fā)生散射一 穿透性l影響因素影響因素1 1、球管電壓、球管電壓 管電壓越高，管電壓越高，X X線波長越短，穿線波長越短，穿透力越強透力越強2 2、被穿透物體的密度和厚度、被穿透物體的密度和厚度 密度越高、厚度越大，衰減程度

9、越密度越高、厚度越大，衰減程度越大，反之越小。大，反之越小。X線對人體各種組織結(jié)構(gòu)穿透力線對人體各種組織結(jié)構(gòu)穿透力的差別是的差別是X線成像的基礎(chǔ)線成像的基礎(chǔ)二 熒光效應(yīng)X X線可激發(fā)熒光物質(zhì)，能夠使波長較短的線可激發(fā)熒光物質(zhì)，能夠使波長較短的X X線轉(zhuǎn)換成波長較長的可見熒光線轉(zhuǎn)換成波長較長的可見熒光（原理：當(dāng)高能量光子射入某些物質(zhì)時，物質(zhì)原理：當(dāng)高能量光子射入某些物質(zhì)時，物質(zhì)中原子核周圍的電子吸收能量，從基態(tài)躍遷中原子核周圍的電子吸收能量，從基態(tài)躍遷至高能級；由于電子處在高能級不穩(wěn)定，就至高能級；由于電子處在高能級不穩(wěn)定，就會從高能級躍遷至低能級，從而釋放出能量會從高能級躍遷至低能級，從而釋放

10、出能量發(fā)出熒光，此為熒光效應(yīng)。發(fā)出熒光，此為熒光效應(yīng)。）熒光效應(yīng)是熒光效應(yīng)是X X線透視檢查的基礎(chǔ)線透視檢查的基礎(chǔ)三 感光效應(yīng)l涂有溴化銀的膠片經(jīng)涂有溴化銀的膠片經(jīng)X X線照射后感光而產(chǎn)生潛線照射后感光而產(chǎn)生潛影。（溴化銀感光后分解為影。（溴化銀感光后分解為AgAg+離子）離子）l經(jīng)過顯、定影過程經(jīng)過顯、定影過程l感光的銀離子還原成金屬銀沉積在膠片上呈黑感光的銀離子還原成金屬銀沉積在膠片上呈黑色，沉積程度（黑色程度）取決于感光程度。色，沉積程度（黑色程度）取決于感光程度。l未感光的溴化銀在定影及沖洗的過程中，從未感光的溴化銀在定影及沖洗的過程中，從X X線膠片上被洗掉，顯出膠片片基的透明本色。

11、線膠片上被洗掉，顯出膠片片基的透明本色。l金屬銀的沉積程度不同，產(chǎn)生不同灰度的影像。金屬銀的沉積程度不同，產(chǎn)生不同灰度的影像。l感光效應(yīng)是感光效應(yīng)是X X線攝影的基礎(chǔ)線攝影的基礎(chǔ)四 電離效應(yīng)X X線通過任何物質(zhì)產(chǎn)生電離效應(yīng)，線通過任何物質(zhì)產(chǎn)生電離效應(yīng)，作用于非生物物質(zhì)：作用于非生物物質(zhì)：將物質(zhì)分子電離為正負離子。將物質(zhì)分子電離為正負離子。作用于生物稱生物效應(yīng)：作用于生物稱生物效應(yīng)：生物組織被破壞，蛋白質(zhì)變性。生物組織被破壞，蛋白質(zhì)變性。作用于病變組織，起治療作用，作用于病變組織，起治療作用，是放射治療的基礎(chǔ)是放射治療的基礎(chǔ)作用于正常組織，起破壞作用，即放射損傷，作用于正常組織，起破壞作用，即放

12、射損傷，是放射防護的原因是放射防護的原因X線成像基本原理X X線成像的基本條件：線成像的基本條件：1 1、X X線的穿透力線的穿透力 2 2、被穿透組織有密度和厚度的差別、被穿透組織有密度和厚度的差別 從而導(dǎo)致穿透物質(zhì)后剩余的從而導(dǎo)致穿透物質(zhì)后剩余的X X線量線量 的差別的差別 3 3、必須經(jīng)過載體顯像的過程（熒光或感、必須經(jīng)過載體顯像的過程（熒光或感光）光）當(dāng)組織厚度相同密度不同時l l組織組織組織組織 透視透視 攝片攝片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fluoroscopyX-ray film 當(dāng)組織厚度發(fā)生改變時即使密度較低即使密度較低的

13、組織，當(dāng)組織的組織，當(dāng)組織厚度增加到一定厚度增加到一定程度時，在程度時，在X X線線照片上也會表現(xiàn)照片上也會表現(xiàn)為亮度增加，類為亮度增加，類似高密度的組織。似高密度的組織。當(dāng)X線穿透力發(fā)生改變時正常正常KV高高KVX線成像設(shè)備X X線球管、片架（檢查床）、高壓發(fā)生器、操作臺線球管、片架（檢查床）、高壓發(fā)生器、操作臺X線圖象特點線圖象特點1 1、灰階圖像灰階圖像2 2、主要反映組織、主要反映組織結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)密度的高低密度的高低 X線圖象特點線圖象特點3 3、X X線圖像是線圖像是X X線線束穿透人體某一束穿透人體某一部位的不同密度部位的不同密度和厚度組織結(jié)構(gòu)和厚度組織結(jié)構(gòu)后的投影總和，后的投影總和，

14、圖像上圖像上組織重疊，組織重疊，高密度掩蓋低密高密度掩蓋低密度。度。X X線圖像上組織重疊，高密度掩蓋低密度。線圖像上組織重疊，高密度掩蓋低密度。線圖像上組織重疊，高密度掩蓋低密度。線圖像上組織重疊，高密度掩蓋低密度。X線圖象特點線圖象特點4 4、放大和伴影放大和伴影 X X線束是從線束是從X X線管向人體作線管向人體作錐形投射錐形投射的，因此，的，因此，X X線影像有一定程度的放線影像有一定程度的放大和使被照體原來的形狀失真，并大和使被照體原來的形狀失真，并產(chǎn)生伴影。伴影使產(chǎn)生伴影。伴影使X X線影像的清晰度線影像的清晰度減低。減低。放大與伴影X線檢查技術(shù)線檢查技術(shù)1 1、普通檢查：熒光透視

15、、普通檢查：熒光透視、X X線攝影線攝影2 2、特殊檢查：體層攝影、軟、特殊檢查：體層攝影、軟X X線攝影線攝影 放大攝影、高千伏攝影放大攝影、高千伏攝影3 3、造影檢查、造影檢查1、熒光透視發(fā)展：發(fā)展：熒光板透視熒光板透視 增強影像板增強影像板 電視系統(tǒng)電視系統(tǒng) 數(shù)字透視數(shù)字透視優(yōu)點：優(yōu)點：簡便易行，可觀察器官的形態(tài)變化或簡便易行，可觀察器官的形態(tài)變化或 動態(tài)活動，可多方位觀察。動態(tài)活動，可多方位觀察。缺點：缺點：影像質(zhì)量低于影像質(zhì)量低于X X線攝影線攝影 被檢查者受線量大被檢查者受線量大 無法記錄（數(shù)字透視已可記錄）無法記錄（數(shù)字透視已可記錄）胸部透視、腹部透視、胃腸道透視、子宮輸卵管胸部

16、透視、腹部透視、胃腸道透視、子宮輸卵管造影、泌尿系統(tǒng)造影造影、泌尿系統(tǒng)造影2、X線攝影普通普通X X線攝影：是臨床上最常用最基本的檢線攝影：是臨床上最常用最基本的檢查手段，所得的查手段，所得的X X線照片稱為平片。線照片稱為平片。優(yōu)點：應(yīng)用范圍廣優(yōu)點：應(yīng)用范圍廣 空間分辨力高空間分辨力高 可保存，便于復(fù)查對比和會診可保存，便于復(fù)查對比和會診 患者接受的患者接受的X X線量也較透視少線量也較透視少缺點：無法多方位觀察，無法動態(tài)觀察缺點：無法多方位觀察，無法動態(tài)觀察3、特殊檢查發(fā)展：發(fā)展：體層攝影由于圖像質(zhì)量較低，已基體層攝影由于圖像質(zhì)量較低，已基 本被本被CTCT等斷層圖像替代。數(shù)字攝影等斷層圖像替代。數(shù)字攝影 已經(jīng)基本替代放大攝影。已經(jīng)基本替代放大攝影。鉬靶照相（軟線攝影）：采用長波長的軟鉬靶照相（軟線攝影）：采用長波長的軟X X線檢線檢查方法查方法 主要用于乳腺檢查，已經(jīng)有數(shù)字鉬靶乳腺攝影主要用于乳腺檢查，已經(jīng)有數(shù)字鉬靶乳腺攝影和計算機輔助診斷系統(tǒng)。和計算機輔助診斷系統(tǒng)。計算器輔助診斷系統(tǒng)計算器輔助診斷系統(tǒng) 鉬靶乳腺攝影和鉬靶乳腺攝影和計算機輔助診斷系統(tǒng)計算機輔助診斷系統(tǒng)4、造影檢查