醫(yī)學(xué)影像學(xué)博士生課件（CT原理肺CT解剖肺癌CT診斷）

醫(yī)學(xué)影像學(xué)

X線CTMRI原理肺的CT解剖肺癌CT診斷

醫(yī)學(xué)影像學(xué)德國物理學(xué)家倫琴（WilhelmConradRotgen）1895年發(fā)現(xiàn)X線以后不久，X線就被用于人體檢查，進行疾病診斷，形成了放射診斷學(xué)（diagnosticradiology）倫琴人類第一張X光片醫(yī)學(xué)影像學(xué)發(fā)展史20世紀50年代到60年代開始應(yīng)用超聲與核素顯像進行人體檢查，出現(xiàn)了超聲成像（ultrasonography）和Y閃爍成像（Y－scintigraphy）。醫(yī)學(xué)影像學(xué)發(fā)展史70年代和80年代又相繼出現(xiàn)了X線計算機體層成像（X－raycomputedtomography，X－rayCT或CT）。磁共振成像（magneticresonancelmaging，MRI）。發(fā)射體層成像（emissioncomPutedtomograPhy，ECT），包括單光子發(fā)射體層成像（singlePhotonemissioncomputedtomograPhy，SPECT）與正電子發(fā)射體層成像（Positronem1ss1ontomograPhy，PET）等新的成像技術(shù)。醫(yī)學(xué)影像學(xué)發(fā)展史

70年代興起的介入放射學(xué)（interventionalradiology）是在影像監(jiān)視下對某些疾病進行治、療的新技術(shù)，使一些用內(nèi)科藥物治療或外科手術(shù)治療難以進行或難以奏效的疾病得到有效的醫(yī)治。介入放射學(xué)已成為同內(nèi)科和外科并列的三大治療體系之一。X線是波長很短的電磁波，肉眼不能見，居γ線和紫外線之間。一、X線特性與成像基本原理1、X線的發(fā)生過程

自由電子、高速行進、轟擊陽極（一）X線的產(chǎn)生和特性2、X線的特性（1） 穿透性（2） 熒光效應(yīng)（3） 感光效應(yīng)（4） 電離效應(yīng)X線和其成像相關(guān)的尚有以下四個特性（一）X線應(yīng)具有一定的穿透力（二）被穿透的組織結(jié)構(gòu)，必須存在著密度和厚度的差異

(三）有差別剩余的X線必須經(jīng)過顯像過程，應(yīng)用X線片、顯示屏等表現(xiàn)

X線成像基本原理

X線影像形成，必須具備以下3個條件：

人體組織結(jié)構(gòu)和器官根據(jù)密度不同可歸納為四類：

①高密度，骨組織和鈣化灶等

②中等密度，軟骨、肌肉、神經(jīng)、實質(zhì)器官、結(jié)締組織以及體液等

③較低密度，主要指脂肪組織

④低密度，人體內(nèi)含氣呼吸道、胃腸道、鼻竇和乳突氣房等結(jié)構(gòu)X線檢查自然對比普通檢查透視攝影

胸部正側(cè)位（自然對比）

脛腓骨（自然對比）頸椎側(cè)位（自然對比）數(shù)字X線成像

數(shù)字X線成像是將普通X線攝影裝置或透視裝置同電子計算機相結(jié)合，使X線信息由模擬信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，而得數(shù)字圖像的成像技術(shù)計算機X線成像(computerradiography，CR)

信息記錄在影像板上，經(jīng)讀取裝置讀取，由計算機算出一個數(shù)字化圖像，再經(jīng)數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換在顯示器上顯示或記錄或存儲平板探測器數(shù)字X線成像（digitalradiography，DR）

由大量微小的X線感光元件排列而成，X線曝光后直接變?yōu)閿?shù)字圖像，它的優(yōu)點和CR相同。近年來，DR已成為主要檢查方式CT基本原理掃描scanner計算機處理computer顯示displayCT成像基本原理和設(shè)備

X線人體掃描硬盤探測器模/數(shù)轉(zhuǎn)換計算機數(shù)/模轉(zhuǎn)換顯示屏打印

第二代CT平移/旋轉(zhuǎn)180度第三代CT旋轉(zhuǎn)/旋轉(zhuǎn)360度第四代CT固定/旋轉(zhuǎn)1.25mm1.25mm1.25mm1.25mm2.5mm2.5mm5mmX-Raycollimation 5mm

X-rayTubeZaxis

多層CT定義普通CT機64排螺旋CT密度分辨率：能將兩種以上不同結(jié)構(gòu)的密度加以鑒別可使其分別成影的能力即區(qū)分組織密度最小差異的能力空間分辨率：顯示最小體積病灶或結(jié)構(gòu)的能力影響因素焦點大小探測器陣列孔徑重建算法采樣頻率等CT圖象分辨率矩陣數(shù)字陣列象素陣列中的小方格是CT圖象的最小單元體素象素所包含一定的層厚的體積物質(zhì)的衰減系數(shù)與水的衰減系數(shù)之差再與水的衰減系數(shù)相比然后乘1000CT值=（μχ-μ水）/μ水×1000CT

值HU（HounsfieldUnit）人體組織CT值骨軟組織水脂肪肺組織氣體+400~+1000+40~+60-20~+20-60~-100-600~-800-1000窗技術(shù)（WINDOW）窗位L數(shù)字圖象的中間灰度值窗寬W

數(shù)字圖象所顯示的灰階范圍常用窗位（L）、窗寬（W）組織腦軟組織肺骨縱隔L+30~+40+30~+60-600~-750+200~+300-30~+30W80~100200~3001500~20001500300~500不同窗寬、窗位偽影（artifacts）機器：探測器設(shè)計原理、零點漂移現(xiàn)象運動：病人移動、呼吸、心跳等高密度組織：后顱凹、手術(shù)金屬夾等（因射線硬化效應(yīng)）金屬偽影活檢

全身各部位治療CT介入引流膿腫膽道尿道梗阻直接藥物注射化療抗生素硬化劑等血腫抽吸神經(jīng)阻斷惡性腫瘤腰腿痛增強掃描用引入造影劑的方法增強組織對比度并根據(jù)不同病變組織各有的特點和規(guī)律提高定位定性的能力非離子型造影劑的優(yōu)缺點付反應(yīng)少死亡率低1/20萬價格高增強掃描磁共振成像基本原理及應(yīng)用1946年Bloch與Purcell獨立發(fā)現(xiàn)MR現(xiàn)象1952年Bloch與Purcell獲諾貝爾物理學(xué)獎1967年Jasper、Jachson獲得活體MR信號1972年Lautebru研究得到水模氫質(zhì)子二維MR圖象1981年MR用于臨床發(fā)展歷史T1T2質(zhì)子密度流空效應(yīng)MRI成像基本物理學(xué)概念-原子原子核nucleus

質(zhì)子(帶正電自旋)、中子(不帶電)電子electrons

帶負電環(huán)繞質(zhì)子轉(zhuǎn)電與磁是一回事即電磁電流產(chǎn)生電磁力即磁場質(zhì)子具有磁場Gauss學(xué)說似旋轉(zhuǎn)著的小磁棒無規(guī)律的進動狀態(tài)雜亂排列不顯磁性磁矩與角動量相互抵消氫質(zhì)子的平時狀態(tài)原子核以一種特定方式繞磁場方向旋轉(zhuǎn)進動頻率

=磁旋比*外磁場

0進動Procession順向排列（低能級）逆向排列（高能級）氫質(zhì)子在外加磁場時狀態(tài)氫質(zhì)子在外加磁場時狀態(tài)磁化矢量發(fā)生偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生90。偏轉(zhuǎn)90。脈沖產(chǎn)生180。偏轉(zhuǎn)180。脈沖加射頻脈沖后的氫質(zhì)子狀態(tài)當射頻脈沖(RF)與原子核的進動頻率相同時，原子核可以從RF中獲取能量產(chǎn)生共振磁共振產(chǎn)生自由誘導(dǎo)衰減信號FIDFreeInductionDecay射頻脈沖停止后氫質(zhì)子狀態(tài)弛豫

RelaxationRF激發(fā)停止后，原子核相位和能級都恢復(fù)到激發(fā)前狀態(tài)RF激發(fā)停止后，原子核相位和能級恢復(fù)到激發(fā)前狀態(tài)的時間弛豫時間RelaxationTime縱向弛豫時間T1longitudinalrelaxationtime質(zhì)子從縱向磁化轉(zhuǎn)為橫向磁化后恢復(fù)到縱向磁化平衡狀態(tài)所需時間(300-2000ms)T1完全均勻的外磁場中橫向磁化所維持的時間(15-150ms)橫向弛豫時間T2transverserelaxationtimeT1長于T2T1隨場強而改變場強大T1長水T1長(低信號)脂肪T1短（高信號）純水T2長于含大分子液體T2T1T2特點自旋回波(SE,SpinEcho)翻轉(zhuǎn)復(fù)原(IR,InversionRecovery)梯度回波(GRE,GradientEcho)MR成像技術(shù)自旋回波(SE,SpinEcho)TR=TimetoRepetitionRF重復(fù)激發(fā)的間隔時間TE=TimetoEcho

RF后到采集回波信號之間的時間TI=Inversion

Time反轉(zhuǎn)時間TR和TE對圖像的影響（SE）TR短<500ms長>2000ms長500-2000短<500msTE短<30ms長>50ms短30-50ms長>50ms圖像T1WT2W質(zhì)子密度無加權(quán)因素流空效應(yīng)(Floweffects)某層面給予RF脈沖后，質(zhì)子產(chǎn)生信號，脈沖停止接受信號時，該層面的血流因為流動的關(guān)系，而造成信號的缺失，在圖像上呈無信號的黑色。MR增強原理：利用對比劑縮短富血供組織的T1值MR特殊成像技術(shù)磁共振血管造影MRA磁共振水成像膽胰管造影（MRCP）、尿路造影（MRU）、脊髓造影（MRM）等MRA時間流逝法TOF相位對比法PC時間流逝法TimeOfFlight應(yīng)用RF脈沖使所選層面的質(zhì)子達到飽和程度，縱向磁化消失，T1值小呈低信號，而血管內(nèi)流動的質(zhì)子處于非飽和狀態(tài)，T1值大表現(xiàn)為高信號。相位對比法PhaseContrast應(yīng)用正負兩個方向相反的梯度磁場時，對固定的質(zhì)子產(chǎn)生相等的相位改變，兩者相減等于零，而流動的質(zhì)子產(chǎn)生相位變化，形成血管圖像化學(xué)位移偽影MRI禁忌征帶心臟起博器及神經(jīng)刺激器者動脈瘤術(shù)后帶瘤夾者帶人工心臟瓣膜者眼球內(nèi)金屬異物或內(nèi)耳植入金屬假體者MR相對禁忌征體內(nèi)有各種金屬植入物者妊娠期女性危重病人癲癇患者幽閉恐懼癥患者

磁場強度1Tesla=10,000Gauss地球磁場0.3-0.7G冰箱門磁場100G=0.01TCT與MRI比較CTMR有橫斷面少有有需用造影劑優(yōu)低無多斷面多無無不需造影劑差高電離輻射成像斷面成像方法骨骼偽影碘劑影響血管病變鈣化顯示檢查費用優(yōu)點：造價維持費用低對周圍環(huán)境影響小提高信噪比永磁型缺點：場強低（0.3-0.4T）重量過大（100噸）磁場穩(wěn)定性差磁場不能關(guān)閉阻抗型（常導(dǎo)）優(yōu)點造價低重量輕（5噸左右）磁場可關(guān)閉缺點耗電量大（0.2T60KW)產(chǎn)熱量大（需大量循環(huán)水）場強低磁場均勻性受干擾大超導(dǎo)型優(yōu)點場強高(9.0T)磁場穩(wěn)定均勻磁場可關(guān)閉磁場強度可調(diào)節(jié)缺點冷卻劑昂貴造價高CT正常彩色解剖圖譜（肺段解剖）右肺上葉、左肺上葉右肺上葉、左肺上葉右肺上葉、左肺上葉右肺葉5.右肺上葉、左肺上葉右肺上葉、左肺上葉右肺上葉前段、中葉內(nèi)側(cè)段、下葉背段，左肺上葉舌段、下葉背段右肺上葉前段、中葉內(nèi)側(cè)段、下葉背段，左肺上葉舌段、下葉背段右肺中下葉、左肺上葉舌段及下葉右肺中下葉、左肺上葉舌段及下葉右肺中下葉、左肺上葉舌段及下葉右肺中下葉、左肺上葉舌段及下葉右肺葉13.右肺中下葉、左肺上葉舌段及下葉右肺中下葉、左肺上葉舌段及下葉右肺中下葉、左肺上葉舌段及下葉右肺中下葉、左肺上葉舌段及下葉右肺中下葉、左肺上葉舌段及下葉右肺葉18.

右肺中下葉、左肺上葉舌段及下葉右肺中下葉、左肺上葉舌段及下葉右肺中下葉、左肺上葉舌段及下葉肺癌CT診斷

CT在肺癌診斷中的價值1、顯示隱匿性病灶：CT分辨率高，橫斷掃描避免了前后重疊2、肺癌術(shù)前分期更準確：淋巴結(jié)、轉(zhuǎn)移灶、血管侵犯等3、顯示氣管、主支氣管、葉段支氣管，診斷早期中央型肺癌4、HRCT可提高診斷肺內(nèi)孤立性結(jié)節(jié)的準確性和可靠性5、CT導(dǎo)向經(jīng)皮穿刺活檢7、協(xié)助縱隔鏡檢查8、應(yīng)用CT制定放療計劃9、肺癌術(shù)后隨訪復(fù)查

中央型肺癌的CT表現(xiàn)

直接征象：支氣管改變和肺門區(qū)腫塊間接征象：支氣管阻塞征象（三阻征）其他征象：淋巴結(jié)腫大、胸水、轉(zhuǎn)移灶等

1、支氣管改變：

支氣管壁增厚：正常管壁厚度均勻，1~3mm

支氣管腔狹窄：顯示狹窄的形態(tài)、范圍和程度（1）向管腔內(nèi)突出的軟組織影伴管腔狹窄（2）管壁侵潤性增厚，局部管壁不規(guī)則，管腔狹窄（3）支氣管管腔向心性錐狀、鼠尾狀狹窄或截斷支氣管腔狹窄支氣管壁增厚支氣管腔狹窄氣管內(nèi)腫物-氣管癌氣管內(nèi)腫物-氣管癌氣管內(nèi)腫物-氣管癌女性，17歲，有慢性咳嗽病史5年。氣管粘液表皮樣癌支氣管內(nèi)腫物

2肺門腫塊

（1）瘤組織穿透支氣管壁在血管、支氣管鞘內(nèi)及淋巴結(jié)內(nèi)浸潤，并侵入周圍的肺實質(zhì)，形成肺門區(qū)腫塊（2）肺門腫塊通常呈結(jié)節(jié)狀，邊緣不規(guī)則，可見分葉及毛刺（淋巴浸潤和間質(zhì)的纖維化反應(yīng)）（3）伴有肺不張時肺門腫塊不易顯示腫瘤輪廓，增強掃描有利于區(qū)分（4）顯示肺門、縱隔淋巴結(jié)腫大，侵犯心臟、大血管等結(jié)構(gòu)。

肺門腫塊肺門腫塊

3、支氣管阻塞征象（1）阻塞性肺氣腫：最早發(fā)生局限性阻塞性肺氣腫，存在時間短，表現(xiàn)為受累肺葉密度減低，肺紋理稀疏，呼氣相明顯，與健側(cè)對比觀察（2）阻塞性肺炎：管腔狹窄逐漸加重，遠端肺組織因分泌物引流不暢而發(fā)生感染，導(dǎo)致肺炎或肺膿腫，表現(xiàn)與一般肺炎相似，抗炎治療后可消失（3）阻塞性肺不張：支氣管嚴重狹窄、阻塞，導(dǎo)致肺葉或肺段不張，表現(xiàn)為密度增高，體積縮小，以葉間胸膜為界向患肺中央凹陷，向肺門、縱隔移位，包繞肺門腫塊，增強掃描強化明顯阻塞性肺氣腫阻塞性肺炎阻塞性肺炎阻塞性肺不張-右上葉阻塞性肺不張-右下葉阻塞性肺不張-左全肺

4、其他征象

胸腔積液、心包積液，肺門縱隔淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移（直徑10mm以上可疑，大于12或15mm有意義）肺內(nèi)及遠處轉(zhuǎn)移胸腔積液、心包積液

周圍型肺癌的CT表現(xiàn)

瘤體內(nèi)部的CT表現(xiàn)腫瘤—肺交界帶的CT表現(xiàn)腫瘤鄰近結(jié)構(gòu)的CT表現(xiàn)不同組織類型肺癌的CT表現(xiàn)周圍型肺癌的少見CT表現(xiàn)

1、瘤體內(nèi)部的CT表現(xiàn)（1）空泡征：位于病灶中央或邊緣的一個或多個點狀低密度影，系瘤內(nèi)未受累及的肺泡、擴張扭曲的支氣管和含有黏液的腺腔結(jié)構(gòu)有一定特異性（2）支氣管充氣征：表現(xiàn)為瘤灶內(nèi)管狀低密度影，其形成與腫瘤的生長方式有關(guān)，有一定特征性（3）肺癌的鈣化：呈細沙礫狀，分布彌散，密度較淡或偏于瘤體的一側(cè)，HRCT對鈣化的檢出率為13.5%。主要見于肺鱗癌、腺癌，其形成與營養(yǎng)不良、瘢痕和癌細胞的內(nèi)分泌功能有關(guān)（4）肺癌的強化：均勻強化、外周強化和不均勻強化（5）肺癌的空洞：鱗癌多見，CT特點是厚壁或壁厚薄不均，內(nèi)壁凹凸不平或呈結(jié)節(jié)狀，外壁呈波浪或分葉狀，可為中心或偏心，大小不一

(6)肺癌的毛玻璃樣改變肺癌的空泡征肺癌的空泡征肺癌的支氣管充氣征肺癌的支氣管充氣征肺癌的鈣化肺癌的強化肺癌的強化肺癌的空洞空洞肺癌的毛玻璃樣改變2、腫瘤—肺交界帶的CT表現(xiàn)（1）毛刺征：肺窗觀察，表現(xiàn)為自瘤灶邊緣向周圍肺伸展的，呈放射狀，無分支的細短線條影，近瘤體處略粗。該征象高度提示惡性（2）分葉征：表現(xiàn)為腫瘤邊緣凹凸不平，呈花瓣狀突出相鄰兩個突出之間為相對凹入的切跡，切跡處有時可見血管進入肺癌的毛刺征肺癌的毛刺征肺癌的分葉征肺癌的分葉征

3、腫瘤鄰近結(jié)構(gòu)的CT表現(xiàn)（1）胸膜改變：胸膜凹陷（牽拉、三角形、兔耳征）胸膜浸潤胸膜轉(zhuǎn)移（2）鄰近血管、支氣管的改變：血管聚攏，相鄰支氣管的阻斷、管壁增厚、管腔狹窄、腫瘤推壓支氣管，呈手抱球狀肺癌的胸膜改變胸膜凹陷肺癌的胸膜改變胸膜浸潤肺癌的胸膜改變胸膜浸潤肺癌的胸膜改變胸膜浸潤肺癌的胸膜改變胸膜轉(zhuǎn)移血管集束征肺癌的鄰近血管改變肺癌的血管支氣管扭曲、聚攏

4、不同組織類型肺癌的CT表現(xiàn)（1）鱗癌：大多為中央型，周圍型占35%。體積較大，常液化壞死形成空洞，遠處轉(zhuǎn)移晚（2）腺癌：在周圍型肺癌中占64%。分葉、毛刺、胸膜凹陷明顯，體積較小，有時在較小結(jié)節(jié)時即發(fā)生遠處轉(zhuǎn)移（3）大細胞癌：腫塊較大，轉(zhuǎn)移較晚（4）小細胞癌：一般早期就有淋巴結(jié)和血行轉(zhuǎn)移，原發(fā)灶往往很小

5、周圍型肺癌的少見CT表現(xiàn)（1）病灶消退或縮?。河忻鞔_的腫塊和組織學(xué)診斷，未經(jīng)任何治療，罕見（2）半月征或空氣半月征：與癌性空洞的產(chǎn)生有關(guān)（3）氣腔充盈或肺泡象：見于肺泡癌，易與肺炎混淆，臨床上有大量白色泡沫樣粘痰（4）衛(wèi)星灶：據(jù)統(tǒng)計有1%的肺癌有衛(wèi)星灶（5）自發(fā)性氣胸：占0.48%（6）肺梗死：肺癌累及肺動脈所致（7）左心房瘤栓形成半月征或空氣半月征肺癌的衛(wèi)星灶左心房瘤栓形成

肺癌的轉(zhuǎn)移

1、淋巴道轉(zhuǎn)移：常見，支氣管、血管周圍淋巴間隙——

肺段、肺葉淋巴結(jié)——肺門——鎖骨上淋巴結(jié)（可與原發(fā)灶同側(cè)，但通常以右側(cè)居多）；

2、血行轉(zhuǎn)移：侵犯肺靜脈或經(jīng)胸導(dǎo)管引流入血液；

3、直接侵犯：

4、氣道轉(zhuǎn)移：如肺泡癌可經(jīng)過支氣管或肺泡孔擴散。肺癌淋巴道轉(zhuǎn)移肺癌血行轉(zhuǎn)移肺癌血行轉(zhuǎn)移-肝女性，55歲?？妊z痰2個月。未分化小細胞肺癌氣道轉(zhuǎn)移：肺泡癌可經(jīng)過支氣管或肺泡孔擴散現(xiàn)狀

肺癌發(fā)病率高居不下肺癌預(yù)后依然很差診斷？

治療？改善肺癌病人預(yù)后延長病人生存期靠什么？治療新藥如雨后春筍治療方法層出不窮治療費用逐年攀升治療結(jié)果無根本改變無論哪種治療、無論到哪治療五年生存率<10％早期肺癌五年生存率>90%延長病人生存期的根本出路

早期診斷診斷肺癌方法很多目前最重要的是

CT診斷檢查目的1:

發(fā)現(xiàn)病變提高檢出率，減少漏診M59平片正常，CT掃描偶然發(fā)現(xiàn)病變單層螺旋CT-10mm層厚單層螺旋CT-2mm層厚多層面CT-5mm層厚多層面CT-1mm層厚冠狀MPR（多平面重組重建）寬窗冠狀MPR（多平面重組重建）窄窗4D-AngioM58,活檢：惡性腫瘤問題

是否有了CT病變就不會被遺漏？答案：

否病變是否被遺漏主要取決于：1、病變大小2、病變密度3、病變形態(tài)4、設(shè)備質(zhì)量5、檢查方法檢查目的2：

定性

減少開膛剖肚改善病人預(yù)后延長病人生存期靠什么定性

診斷依據(jù)－征象形態(tài)特征邊緣特征內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征伴隨特征尋找顯示診斷證據(jù)（征象）認識評價綜合分析，作出診斷M81，右上肺癌3D-SSD表面遮蓋重建MPR（多平面重組重建）MPR（多平面重組重建）C-C+2.5mm軸掃螺旋掃描，病灶較軸掃模糊2.5mm軸掃病灶明顯強化3D-SSD（表面遮蓋重建）顯示結(jié)節(jié)表面分葉狀和胸膜凹陷征容積重建(VR)顯示表面形態(tài)、胸膜凹陷、血管等，并發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星灶(影像指導(dǎo)下手術(shù)病理證實)衛(wèi)星灶的存在使T分期為T4肺部小病變MS（多排螺旋）CT

檢查技術(shù)討論

要點：一全三多

薄層全容積靶成像多種窗位顯示多期相密度分析多種后處理并用薄層全容積靶成像全容積采集具有更豐富的信息量：圖像連續(xù)多層面顯示。薄層：準直1mm，接近各向同性成像，具有更高的空間分辨率。靶：視野(FOV)縮小(約200mm)，進一步提高空間分辨率。50%以上的重疊重建，提供最佳后處理重建作形態(tài)學(xué)分析。F52Y-體檢發(fā)現(xiàn)-周圍型肺癌，腺癌3級常規(guī)5mm層厚圖像2.5mm層厚圖像MIP（最大密度投影重建）圖像1mm層厚的MPR（多平面重組重建）圖像靶掃描①視野（FOV）小于全肺，通常