醫(yī)學診斷學總論

1、醫(yī)學影像診斷學,第一章 總 論,概述醫(yī)學影像診斷學概論,醫(yī)學影像診斷學（diagnostic medical imaging） 利用各種成像設備和技術對人體內(nèi)部結構和器官進行成像，借以了解人體解剖與生理功能狀況及病理變化，以達到診斷疾病的目的的一門學科。,現(xiàn)代醫(yī)學影像診斷學是在傳統(tǒng)放射診斷學的基礎上逐漸發(fā)展起來并不斷完善的。 1895年德國物理學家倫琴（Wilhelm Conrad Rontgen）發(fā)現(xiàn)了X線后不久X線即被用于人體的疾病檢查，并由此形成了放射診斷學（diagnostic radiology）。,20世紀50年代開始，成像技術不段發(fā)展： 超聲成像ultrasonography r

2、-閃爍成像r-scintigraphy X線計算機體層成像(X-ray computed tomography, CT) 磁共振成像(magnetic resonance imaging , MRI) 發(fā)射體層顯像包括：單光子發(fā)射體層顯像(single photon emission computed tomography, SPECT) 正電子發(fā)射體層顯像(positron emission tomography, PET),醫(yī)學影像診斷學的范疇,X線診斷 超聲診斷 核素顯像診斷 CT診斷 MRI診斷,醫(yī)學影像診斷學的發(fā)展,目前，影像診斷已從單一依靠形態(tài)變化進行診斷發(fā)展成為集形態(tài)、功能和代謝

3、改變?yōu)橐惑w的綜合診斷體系。PET SPECT的功能顯像 CT灌注成像 CTPI能反映組織的血管化程度及血流灌注情況，提供常規(guī)CT增強掃描不能獲得的血流動力學信息，反映的是生理功能的變化，屬于功能成像范疇。,與此同時不斷涌現(xiàn)出一些新的成像技術，如心、腦的磁原成像（megnetic source imaging, MSI）和新的學科分支：如分子影像學（molecular imaging）影像診斷學的范疇仍在持續(xù)發(fā)展和擴大之中 分子影像學是分子生物學技術和現(xiàn)代醫(yī)學影像學相結合。在細胞和亞細胞水平上用影像學手段顯示特定分子，反映活體狀態(tài)下分子水平變化，對其生物學行為在影像方面進行定性和定量研究的科學。

4、,目前數(shù)字化成像已經(jīng)擴展至X線成像，從而改變了傳統(tǒng)X線成像模式。數(shù)字化成像的優(yōu)勢在于它有利于圖像信息的保存和傳輸。應用圖像存檔與傳輸系統(tǒng)（picture achiving and communication system,PACS）極大地方便了病人就診，而且使遠程放射學得以發(fā)展，實現(xiàn)了快速遠程就診。,數(shù)字化成像,數(shù)字化成像有利于圖像信息的保存和傳輸，此外還為計算機輔助檢測和計算機輔助診斷提供了可能，目前這一診斷技術已在臨床上得到了初步應用。,縱觀醫(yī)學影像診斷學的發(fā)展，其應用領域在不斷擴大，診斷水平也在不斷地提高，已成為臨床醫(yī)學中的重要學科之一，是醫(yī)院中作用特殊、任務重大，不可或缺的重要臨床科室

5、。特別值得指出的是醫(yī)學影像診斷學在自身迅速發(fā)展的同時，也促進了其他臨床學科的發(fā)展，使醫(yī)療事業(yè)整體水平在不斷提高。,作為一名即將走向醫(yī)學影像學工作崗位的影像專業(yè)醫(yī)學生，除了要求了解本專業(yè)發(fā)展的最新動態(tài)和努力學習影像專業(yè)的基本理論、基本知識和基本技能外，尚須熟悉臨床各相關學科的一些專業(yè)知識。掌握醫(yī)學影像診斷學的基本原則和步驟以及正確的書寫診斷報告書，才能成為一名合格的醫(yī)學影像學醫(yī)師。,第一節(jié) 不同成像技術的特點和 臨床應用,影像診斷的主要依據(jù)或信息的來源是圖像。絕大多數(shù)是以由黑到白或由白到黑不同灰度的影像來顯示的。然而不同成像技術的成像原理并不相同，其圖像上的灰度所反映的組織結構或表示的意義就有所

6、不同。因此，要了解不同成像技術的成像原理，熟悉它們各自的圖像特點和臨床應用，并能根據(jù)這些圖像表現(xiàn)推測所代表組織類型和病理變化，進而指明可能存在的病灶以及其性質(zhì)。,一、 X線圖像的特點和臨床應用,（一） X線圖像的特點,1、X線產(chǎn)生和特性 X線產(chǎn)生:X線是由高速運行的電子群撞擊在一定物質(zhì)被突然阻止而產(chǎn)生的。 產(chǎn)生X線部件為球管：陰極燈絲，陽極鉬靶。,X線的性質(zhì): 1）、穿透性： X線能夠穿透可見光線不能穿透的物質(zhì)，包括人體。X線穿透能力與被穿透物質(zhì)密度、厚度及X線波長有關。 2）、感光效應(攝影作用) X線可使膠片感光，感光的銀離子還原為銀粒子沉積在膠片上呈黑色，未感光銀離子脫落而使膠片透光，呈

7、白色。,3）、熒光效應 X線能激發(fā)一些物質(zhì)產(chǎn)生波長長的肉眼可見的熒光 4）、電離效應 5）、生物效應 X線照射人體后可使人體內(nèi)的液體和細胞發(fā)生一種生物學方面的變化，使機體細胞受到損害。,2、X線圖像特點： 1）由黑到白不同灰度所組成的影像。,圖像黑白程度由密度概念來表述。 通常以低密度、中等密度和高密度來表示它們分別為黑影、灰影和白影。,人體組織結構的密度與X線圖像上的密度是兩個不同的概念。 a 前者指人體組織單位體積物質(zhì)的質(zhì)量 b 后者指X線圖像上所顯示影像的黑白程度 二者之間有一定的關系，即物質(zhì)的密度高，比重大，吸收X線量多，在圖像上呈白影。反之，物質(zhì)密度低比重小，吸收的X線量少，在圖像上

8、呈黑影。 X線成像：自然對比+穿透性。,因此，圖像上密度及其變化直接反映出人體組織結構的解剖和病理狀態(tài)。 當組織和器官發(fā)生病變時，X線圖像上可顯示原有的密度發(fā)生改變，根據(jù)其黑白變化形式，稱之為密度減低或密度增高。,肺癌,圖像上所顯示影像密度的高低主要與組 織結構類型有關，也與其厚度有一定關系。,2）X線圖像是投照部位所有結構相互疊加的影像。 這種復合投影的結果可以使一些組織結構或病灶的投影因積累增益而得到很好的顯示，但也可使一些組織或病灶的投影被覆蓋而較難或不能顯示。舉例,3）X 線影像可產(chǎn)生伴影并有一定程度的放大。圖1-1-2 這是由于X線管的陽極靶具有一定面積且產(chǎn)生的X線錐形投影所致。 伴

9、影使X線影像的清晰度減低 錐形投影，使處于射線中心部位的結構有放大，無變形；而射線邊緣部位的物體除了放大還有失真和變形圖1-1-3 。,4）普通X線片灰度和對比度是不可調(diào)節(jié)的。 普通X線圖象是模擬成像，圖像上影像的灰度和對比度與射片參數(shù)、沖洗條件密切相關，當獲得照片后，其灰度和對比度是固定的而不可調(diào)節(jié)。 數(shù)字化X線成像（digital radiography, DR）通過灰階處理和窗顯示技術，可改變影像的灰度和對比度，從而使組織結構及病灶得到最佳顯示。,（二）X線診斷的臨床應用,X線用于臨床疾病診斷已有百余年歷史。盡管現(xiàn)代成像技術如超聲、CT、MRI對疾病診斷顯示出很大的優(yōu)越性，但并不能完全取

10、代X線檢查。 一些部位如胃腸道仍主要使用X線檢查 骨骼系統(tǒng)多首選X線檢查 胸部、急腹癥等也多首選X線檢查 介入放射學領域最常用的成像技術亦為X線檢查 限度：有些部位，中樞神經(jīng)系統(tǒng)、腹部實性臟器如肝膽胰和生殖系統(tǒng)疾病診斷主要靠現(xiàn)代化成像技術而X線檢查的價值有限。,二 、CT圖像的特點和臨床應用,（一）CT圖像的特點,1、CT成像原理 利用X線束以一定厚度環(huán)繞人體進行掃描。X線穿過人體被吸收一部分，剩余X線被探測器接收，轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽?，由光電轉(zhuǎn)換器變?yōu)殡娦盘?，再?jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)為數(shù)字信號輸入計算機進行處理，然后重建圖像。,2、 CT圖像的特點 1）CT圖像是數(shù)字化重建圖像。是由一定數(shù)目從黑到白不同灰

11、度的像素按固有矩陣排列而成。這些像素的灰度反映的是相應體素的X線吸收系數(shù)。CT裝置不同，所選擇的顯示技術不同，像素的大小和數(shù)目亦就不同，大小可以是1.0mm1.0mm或0.5mm0.5mm，數(shù)目可以是256256或512512不等。,2）與X線圖像一樣CT圖像也是由黑到白不同灰度的圖像，反映的是器官組織對X線吸收程度。 黑影低密度吸收區(qū)低密度區(qū)如含氣的肺組織 灰影中等吸收區(qū)中等密度區(qū)如軟組織的肌肉 白影高吸收區(qū)高密度區(qū)如含鈣高的骨組織,但CT具有高的密度分辨力 （相當于普通X線圖像的1020倍 ），能夠清楚顯示由軟組織構成的器官，如腦、脊髓、縱隔、肝、脾、胰、腎、子宮、前列腺等器官，并可在良好

12、圖像背景上確切顯示出病灶影像。這種病灶的檢出能力是常規(guī)X線圖像難以比擬的。例。,CT的空間分辨力（spatial resolution）不如X線圖像。盡管組成CT圖像的基本單位象素越小，數(shù)目越多，構成的圖像越細致，其空間分辨力就越高，但總體而言，CT圖像的空間分辨力不及X線圖像。,3）由于CT圖像是數(shù)字化成像，因此其密度可以量化 CT密度的量化標準用CT值，單位為HU（Hunsfield Unit）。因此在描述某一組織器官或病變密度時，即可以用高密度、中等密度或低密度來形容，也可以用它們的CT值來說明密度的高低程度。,X線吸收系數(shù)與CT值的換算： a 水的吸收系數(shù)為1，CT值為0 HU b 人

13、體中密度最高的骨皮質(zhì)吸收系數(shù)為2，CT值定為+1000HU c 人體中密度最低的氣體吸收系數(shù)為0，CT值定為-1000HU d 人體中密度不同的各種組織的CT值范圍居于-1000+1000HU的2000個分度之間。,窗技術的應用 為了使CT圖像達到最佳顯示，需要使用窗技術，包括窗寬和窗位。圖1-1-6,提高窗位 圖像變黑 降低窗位 圖像變白 增大窗寬 圖像上的層次增多，組織間對比度下降 縮小窗寬 圖像上的層次減少，組織間對比度增加,4）常規(guī)CT圖像是軸位斷層圖像 克服了普通X線檢查各種組織結構重疊干擾這一限度，從而使他們得以清楚顯示，明顯提高了病灶的檢出率。 不利于器官結構和病灶的整體顯示，需

14、要連續(xù)觀察多幀圖像，經(jīng)人腦思維整合或運用圖像后處理重組技術才能形成完整的概念。,5）部分容積效應或部分容積現(xiàn)象 CT圖像是人體中具有一定厚度層面的重建圖像。并非是真正的解剖斷面圖像。 當一個掃描層面內(nèi)同時含有兩種或兩種以上密度不同竊走行與層面平行時，其所指示的密度并非代表任何一種組織，所測量的CT值為它們的平均值。這種現(xiàn)象稱之為部分容積效應或部分容積現(xiàn)象，其可影響病變的顯示和診斷。,6）后處理技術 CT圖像是數(shù)字化圖像，因此能運用計算機軟件進行各種后處理。CT圖像后處理技術包括各種二維顯示技術，三維顯示技術以及其它多種分析、處理和顯示技術。,二維顯示技術包括：如圖 電影顯示 cine disp

15、lay 多平面重組 multiplanar reformation MPR 曲面重組 curved planar reformation CPR,三維顯示技術包括：如圖 最大密度投影 maximum intensity projection, MIP,最小密度投影 minimum intensity projection, MinMIP,表面遮蓋顯示 surface shaded display, SSD,容積再現(xiàn)技術 volume rendering technique, VRT,CT仿真內(nèi)鏡 CT Virtual encloscopy, CTVE,組織透明投影 tissue transit

16、ion projection, TTP,其它分析，處理和顯示技術包括： 各種分離技術 肺結節(jié)分析技術 骨密度分析技術 心臟（包括冠脈心肌灌注）分析技術 CT灌注分析和顯示技術 三維容積顯示技術等,（二） CT診斷的臨床應用,1、主要臨床應用 CT檢查的應用范圍幾乎涵蓋了全身各個系統(tǒng)，特別是神經(jīng)系統(tǒng)，呼吸系統(tǒng)，頭頸部，消化系統(tǒng)，泌尿系統(tǒng)，內(nèi)分泌系統(tǒng)疾病的診斷和檢出都具有突出的優(yōu)越性；對心血管系統(tǒng)生殖系統(tǒng)和骨骼肌肉系統(tǒng)病變，CT檢查亦具有一定的診斷價值。, CT檢查的病種包括：各種先天性發(fā)育異常，炎癥性疾病，代謝異常，外傷性改變，退行性改變和變性性疾病以及良、惡性腫瘤。 CT灌注成像的臨床應用增添了功能性表現(xiàn)，為準確診斷病變提供了新的依據(jù)。CT灌注成像為一種功能成像，可反映組織器官和病灶的血流灌注改變，而有利于病變的定性診斷。如圖,2、CT檢查技術的應用限度 CT使用X線，具有輻射性損傷，限制其在婦產(chǎn)科領域中的應用。 CT檢查對胃腸道管壁小病灶和粘