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1、X线、线、CT成像根底成像根底12021/2/22影像成像根底知识影像成像根底知识22021/2/22第一章第一章 X线成像根底线成像根底X X线的本质:电磁辐射线的本质:电磁辐射线的本质:电磁辐射线的本质:电磁辐射伦琴发现伦琴发现伦琴发现伦琴发现X X线:线:线:线:18951895年年年年波长范围:波长范围:波长范围:波长范围:成像波长范围:成像波长范围:成像波长范围:成像波长范围:0.0310.0310.008nm0.008nm X X线的特征线的特征线的特征线的特征 X X射线成像原理射线成像原理射线成像原理射线成像原理 计算机计算机计算机计算机X X线摄影线摄影线摄影线摄影CRCR
2、直接数字化直接数字化直接数字化直接数字化X X线摄影系统线摄影系统线摄影系统线摄影系统DRDR32021/2/22 X X射线射线射线射线的产生的产生的产生的产生影响影响影响影响X X射线穿透性主要因素:管电压射线穿透性主要因素:管电压射线穿透性主要因素:管电压射线穿透性主要因素:管电压 42021/2/22X X线的特征线的特征线的特征线的特征X X射线与物质间的互相作用射线与物质间的互相作用射线与物质间的互相作用射线与物质间的互相作用1 1X X射线的穿透作用。射线的穿透作用。射线的穿透作用。射线的穿透作用。(x(x线成像线成像线成像线成像)其贯穿本领的强弱与物质的性质有关其贯穿本领的强弱
3、与物质的性质有关其贯穿本领的强弱与物质的性质有关其贯穿本领的强弱与物质的性质有关 52021/2/22X线的特征线的特征X X射线与物质间的互相作用射线与物质间的互相作用射线与物质间的互相作用射线与物质间的互相作用2 2X X射线的荧光作用。射线的荧光作用。射线的荧光作用。射线的荧光作用。医学中透视用的荧光屏、医学中透视用的荧光屏、医学中透视用的荧光屏、医学中透视用的荧光屏、X X射线摄影用的增感屏、影射线摄影用的增感屏、影射线摄影用的增感屏、影射线摄影用的增感屏、影像增强器中的输入屏和输出屏都是利用荧光特性做成的。像增强器中的输入屏和输出屏都是利用荧光特性做成的。像增强器中的输入屏和输出屏都
4、是利用荧光特性做成的。像增强器中的输入屏和输出屏都是利用荧光特性做成的。3 3X X射线的电离作用。射线的电离作用。射线的电离作用。射线的电离作用。X X射线虽然不带电,但具有足够能量的射线虽然不带电,但具有足够能量的射线虽然不带电,但具有足够能量的射线虽然不带电,但具有足够能量的X X光子可以撞光子可以撞光子可以撞光子可以撞击原子中轨道电子,使之脱离原子产生一次电离。击原子中轨道电子,使之脱离原子产生一次电离。击原子中轨道电子,使之脱离原子产生一次电离。击原子中轨道电子,使之脱离原子产生一次电离。电离作用也是电离作用也是电离作用也是电离作用也是X X射线损伤和治疗的根底。射线损伤和治疗的根底
5、。射线损伤和治疗的根底。射线损伤和治疗的根底。62021/2/22 X X线的特征线的特征线的特征线的特征X X射线与物质间的互相作用射线与物质间的互相作用射线与物质间的互相作用射线与物质间的互相作用4 4X X射线的化学效应。射线的化学效应。射线的化学效应。射线的化学效应。X X射线能使多种物质发生光化学反响。例如,射线能使多种物质发生光化学反响。例如,射线能使多种物质发生光化学反响。例如,射线能使多种物质发生光化学反响。例如,X X射线能射线能射线能射线能使照相底片感光。使照相底片感光。使照相底片感光。使照相底片感光。5 5X X射线的生物效应。射线的生物效应。射线的生物效应。射线的生物效
6、应。生物组织经一定量的生物组织经一定量的生物组织经一定量的生物组织经一定量的X X射线照射,会产生电离和激发,射线照射,会产生电离和激发,射线照射,会产生电离和激发,射线照射,会产生电离和激发,使细胞受到损伤、抑制、死亡或通过遗传变异影响下一代,使细胞受到损伤、抑制、死亡或通过遗传变异影响下一代,使细胞受到损伤、抑制、死亡或通过遗传变异影响下一代,使细胞受到损伤、抑制、死亡或通过遗传变异影响下一代,这种现象称为这种现象称为这种现象称为这种现象称为X X射线的生物效应。这个特性可充分应用在射线的生物效应。这个特性可充分应用在射线的生物效应。这个特性可充分应用在射线的生物效应。这个特性可充分应用在
7、肿瘤放射治疗中。肿瘤放射治疗中。肿瘤放射治疗中。肿瘤放射治疗中。72021/2/2282021/2/22 X X射线成像原理射线成像原理射线成像原理射线成像原理 人体不同密度组织与人体不同密度组织与X线成像的关系线成像的关系 92021/2/22 X X射线成像原理射线成像原理射线成像原理射线成像原理 人体不同厚度组织与人体不同厚度组织与X线成像的关系线成像的关系 密度和厚度的差异是产生影像比照的根底,密度和厚度的差异是产生影像比照的根底,是是X线成像的根本条件线成像的根本条件102021/2/22 X X线检线检查技查技术术 可分为普通检查、特殊检查和造影检查三大类。一、普通检查(Routi
8、ne examination)一透视(Fluoroscopy)1、简便、经济、快速、多角度转动观察、动态;2、影像空间分辨率差;3、影像细节显示欠清,不利于防护,无永久记录。二普通X线摄影Plain film radiography)1、照片空间分辨率较高,不受体厚或密度影响,X线量较透视,有 永久记录;2、静态、费时。112021/2/22三、特殊检查三、特殊检查Special examination)Special examination)1 1、体层摄影、体层摄影Tomography)Tomography)(1)(1)分纵断体层及横断体层已淘汰;分纵断体层及横断体层已淘汰;(2)(2)纵
9、断体层纵断体层2 2、高千伏摄影、高千伏摄影 (High kilovolt photography)(High kilovolt photography)(1)120KV(1)120KV (2)(2)常用于胸部、心脏、胸常用于胸部、心脏、胸 部肿块的检查。部肿块的检查。122021/2/22 3 3、软、软X X线摄影:波长较长、能量较低线摄影:波长较长、能量较低,穿透物质的才能较弱穿透物质的才能较弱(1)40KV(1)40KV,钼靶。,钼靶。(2)(2)常用于乳腺、阴茎、咽喉侧位的检查。常用于乳腺、阴茎、咽喉侧位的检查。3 3康普顿吸收康普顿吸收 4.4.放大摄影:显示细微病变放大摄影:显示
10、细微病变211.关于X线产生的表达,错误的选项是()。A.必须有高速电子流由阴极向阳极行进B.必须向X线管两极提供高电压C.乳腺X线管的靶面由钨制成D.由靶面承受高速电子的能量线管产生的X线仅占总能量的1%左右132021/2/22二、数字二、数字X X线成像检查线成像检查计算机计算机X X线摄影线摄影CRCR数字数字X X线成像数字线成像数字X X线摄影线摄影DRDR数字减影血管造影数字减影血管造影DSADSA 一一CRCR 与与X X线区别:线区别:IPIP成像板成像板 1 1、工作原理:、工作原理:X X线管照射人体线管照射人体 X X线成像信线成像信息的成像板息的成像板Imaging
11、plateImaging plate;IPIP 信息读出信息读出处理处理 数字式平片影像。数字式平片影像。2 2、功能优点:、功能优点:信息转换为数字信息;信息转换为数字信息;能进步图像密度分辨、能进步图像密度分辨、显示功能显示功能 图像后处理图像后处理 降低辐射剂量;降低辐射剂量;图像存档与传输系统图像存档与传输系统142021/2/223 3、功能缺点:、功能缺点:时间分辨率差,不能满足动态器官和构造的显示;时间分辨率差,不能满足动态器官和构造的显示;空间分辨率差,与常规空间分辨率差,与常规X X线屏线屏片系统比较。片系统比较。4.4.临床应用:临床应用:CR CR胸片通过后处理技术,可分
12、别建立显示纵隔构造、肺内构造和骨骼构造胸片通过后处理技术,可分别建立显示纵隔构造、肺内构造和骨骼构造的影像。能量减影可以去除肋骨对肺组织的遮挡,对肺内渗出性和结节性病变的检出的影像。能量减影可以去除肋骨对肺组织的遮挡,对肺内渗出性和结节性病变的检出率都高于传统的率都高于传统的X X线成像,但由于空间分辨力的缺乏,显示肺问质与肺泡病变不及传线成像,但由于空间分辨力的缺乏,显示肺问质与肺泡病变不及传统的统的X X线图像。线图像。CR CR在观察肠管积气、气腹和结石等含钙病变优于传统在观察肠管积气、气腹和结石等含钙病变优于传统X X线图像。胃肠双比照造线图像。胃肠双比照造影在显示胃小区、微小病变和肠
13、黏膜皱襞上,影在显示胃小区、微小病变和肠黏膜皱襞上,CRCR优于传统的优于传统的X X线造影。对骨构造、关线造影。对骨构造、关节软骨及软组织的显示优于传统的节软骨及软组织的显示优于传统的X X线成像。在一张肌肉骨骼系统的照片上,只需曝线成像。在一张肌肉骨骼系统的照片上,只需曝光一次,通过后处理系统的处理,即可分别得到明晰的骨骼和肌肉影像。由于光一次,通过后处理系统的处理,即可分别得到明晰的骨骼和肌肉影像。由于CRCR系统系统照片的空间分辨力低于传统照片的空间分辨力低于传统x x线照片,可能会使对病变骨骼的微细构造的观察受到限线照片,可能会使对病变骨骼的微细构造的观察受到限制,但可以通过制,但可
14、以通过CRCR系统的直接放大摄影得到改善。系统的直接放大摄影得到改善。152021/2/22 二二DRDR 概念:概念:DRDR是在是在X X线电视系统的根底上利用计算机数线电视系统的根底上利用计算机数字化处理,使模拟视频信号经过采样,模字化处理,使模拟视频信号经过采样,模/数转换后直接数转换后直接进入计算机中进展存储、分析和保存的技术。进入计算机中进展存储、分析和保存的技术。1 1、工作原理:系统控制器、高、工作原理:系统控制器、高压压X X线发生器触发线发生器触发X X线管线管 准直器准直器(定位定位)人体人体 影影像增强管像增强管(光学系统光学系统)摄像摄像机机 模拟视频信号采集、模模拟
15、视频信号采集、模/数转换数转换(Analog to digit(Analog to digit;A/D)A/D)计算机中计算机中(存储、分存储、分析、保存析、保存)。162021/2/22 直接数字化直接数字化直接数字化直接数字化X X线摄影系统线摄影系统线摄影系统线摄影系统DRDRDRDR与与与与CRCR成像技术的比较成像技术的比较成像技术的比较成像技术的比较 172021/2/22182021/2/22 三三DSADSA DSADSA是影像增强技术、是影像增强技术、电视技术和计算机技术与常电视技术和计算机技术与常规的规的X X线血管造影相结合的线血管造影相结合的一种新的医学检查方法。一种新
16、的医学检查方法。1 1、工作原理:、工作原理:X X线照线照射人体射人体 经影像增强器转经影像增强器转变成荧光图像变成荧光图像 将图像处将图像处理成电子信号理成电子信号 输入电子输入电子计算机计算机 模模/数转换、放数转换、放大大 数字化图像数字化图像 造影剂造影剂未达欲检部位前摄取的影像未达欲检部位前摄取的影像称为蒙片称为蒙片(mask)(mask),造影剂到,造影剂到达欲检部位时所摄取的影像达欲检部位时所摄取的影像称为被减影图像称为被减影图像 mask mask与与被减影片数据相减被减影片数据相减 血管血管影像数据影像数据 数数/模转换模转换 数字减影图像数字减影图像(只有血管的只有血管的
17、图像图像)。192021/2/22 3 3、DSADSA优点:优点:图像消除了骨骼和软组织构造;图像消除了骨骼和软组织构造;采集快速,随意重放;采集快速,随意重放;同一部位可重现减影或不减影影像;同一部位可重现减影或不减影影像;可存盘可存盘save)save)或通过同步录像或多幅照相机或刻录机将影像或通过同步录像或多幅照相机或刻录机将影像 永久保存;永久保存;可实时将透视像放大可实时将透视像放大1-41-4倍,也可根据诊断需要将存盘影像重倍,也可根据诊断需要将存盘影像重 新调出新调出load)load);能动态观察血管在造影各期中的表现;能动态观察血管在造影各期中的表现;应用数字减影技术,可将
18、造影剂稀释减量;应用数字减影技术,可将造影剂稀释减量;数字减影有描绘血管图数字减影有描绘血管图Road mapRoad map202021/2/224 4、DSADSA缺点:缺点:碘过敏患者制止碘过敏患者制止此项检查;此项检查;受检者的呼吸动受检者的呼吸动作、肢体活动、肠道蠕作、肢体活动、肠道蠕动、心脏搏动、肌肉收动、心脏搏动、肌肉收缩等均影响效果;缩等均影响效果;空间分辨率不如空间分辨率不如传统传统X X线技术高。线技术高。212021/2/22三、造影检查三、造影检查Contrast media examination)Contrast media examination)1 1、普通、普
19、通X X线检查线检查 人体自身组织天然比照如胸片人体自身组织天然比照如胸片 形成形成 影像。影像。2 2、造影检查、造影检查 将比照剂引入器官内或周围将比照剂引入器官内或周围 人为形成密度人为形成密度 差差 形成影像。造影检查明显扩大了形成影像。造影检查明显扩大了X X线检查范围。线检查范围。3 3、比照剂分易被、比照剂分易被X X线穿透和不易被线穿透和不易被X X线穿透两大类。线穿透两大类。阴性造影剂阳性造影剂阴性造影剂阳性造影剂 氧气、二氧化碳钡剂、碘剂氧气、二氧化碳钡剂、碘剂4 4、比照剂引入人体内方法有直接引入逆行造影、经皮肝穿、比照剂引入人体内方法有直接引入逆行造影、经皮肝穿 等和生
20、理积聚如等和生理积聚如IVPIVP、胆道静脉造影等,使用比照剂、胆道静脉造影等,使用比照剂 应注意药物反响。应注意药物反响。222021/2/22原理:原理:CT CT 断层装置是利用断层装置是利用 X X 线管线管,围围绕人体的长轴进展旋转照射绕人体的长轴进展旋转照射,并于对侧并于对侧设置检测器吸收通过人体的不同衰减的设置检测器吸收通过人体的不同衰减的 X X 线线,并转换成电信号送入电脑并转换成电信号送入电脑,进展进展处理处理,重建成图像后在监视器上重建成图像后在监视器上(CRT)(CRT)显示出横断面图像显示出横断面图像,亦可再建构成矢状、亦可再建构成矢状、冠状面等图像。冠状面等图像。第
21、二章第二章 CT成像根底成像根底232021/2/22 探探 测测 器器 高高 压压 发发 生生 器器 高高 电电 压压 球球 管管 X-ray 人人 体体 D A S 计计 算算 机机 显显 示示 图像后处理图像后处理 照相照相 242021/2/22CT的进展的进展第一代第一代CTCT为一个球管加一个探测器构造,采集方式为为一个球管加一个探测器构造,采集方式为旋转加平行挪动式旋转加平行挪动式252021/2/22在在1989年,由于滑环技术的运用,使连续旋转年,由于滑环技术的运用,使连续旋转成为可能,从而奠定了螺旋扫描方式的根底。成为可能,从而奠定了螺旋扫描方式的根底。262021/2/2
22、2CT的进展的进展 第五代第五代CT扫描机扫描机(EBCT)272021/2/22高压低压滑环技术连续旋转螺旋体积扫描连续取样连续进床连续曝光体积数据应用-高速计算机、大容量磁盘专用球管CTACTEMPRVRT螺旋螺旋CTCT机工作原理及特点机工作原理及特点CT的进展的进展282021/2/22单层螺旋单层螺旋CTCT机:机:薄扇形薄扇形X X射线束射线束单排探测器单排探测器单一数据采集通道单一数据采集通道一个旋转周期仅得一个旋转周期仅得 一幅图象一幅图象多层螺旋多层螺旋CT机机:锥形锥形X射线束射线束多排探测器多排探测器四套数据采集通道四套数据采集通道每一个旋转周期可得每一个旋转周期可得 四
23、幅图象四幅图象CT的进展的进展292021/2/22CT图像和CT值象素和体素高密度 低密度 等密度CT图像的构成302021/2/22CT图像和CT值312021/2/22CT重叠扫描 是指扫描时设置层距小于层厚,使相邻的扫描层面有部分重叠的扫描方法。螺旋扫描 又称容积扫描,由于扫描轨迹呈螺旋状而命名。是指X线球管和探测器连续旋转,连续产生X线,连续采集产生的数据,而被检者随检查床沿纵轴方向匀速挪动使扫描轨迹呈螺旋状的扫描方式称为螺旋扫描高分辨力扫描 是指用较薄的扫描层厚(一般为12mm)、较小的扫描视野(FOV)、高空间分辨力算法(即骨组织重建算法)重建的一种扫描方式。造影CT检查 是指对
24、某一器官或构造利用阳性或阴性比照剂使其显影,然后再行CT扫描的方法。322021/2/22视野(FOV):是根据原始扫描数据重建CT断面图像的范围。螺距 指螺旋扫描时,X线管旋转360,检查床挪动的间隔,以cm为单位。电子束CT 又称超高速CT。用电子枪和钨钯环取代了机械性旋转的X线管,不存在热负荷限度问题。扫描速度更快,到达毫秒程度,时间分辨率明显进步,特别合适于心血管疾病的检查。CT值、窗宽、窗中心 CT利用计算机技术将人体组织分成2000个密度等份,以“CT值定量,它反映组织对X线的吸收系数。每种组织的CT值不同,根据诊断需要,选择一特定CT值范围观察,这个范围就是“窗宽,其中位CT值就
25、是“窗中心。332021/2/22342021/2/2285.关于体素正确的选项是()。A.体素是代表一定厚度的三维体积单元B.体素是二维的面积C.体素是CT图像测量中用于表示组织密度的统一计量单位D.体素是由准直器设定的X线束的厚度E.体素是指CT断层图像所代表的解剖厚度352021/2/22CT图像和CT值CTCT值物体密度的表示方法值物体密度的表示方法值物体密度的表示方法值物体密度的表示方法CTCT值值值值10001000 水水水水/水水水水X X X X光衰减率光衰减率光衰减率光衰减率 物体的密度物体的密度物体的密度物体的密度 CTCTCTCT值值值值 临床诊断的重要根据临床诊断的重要
26、根据临床诊断的重要根据临床诊断的重要根据水水水水0 Hu0 Hu0 Hu0 Hu 空气空气空气空气1000Hu1000Hu1000Hu1000Hu 骨骨骨骨大约大约大约大约1000Hu1000Hu1000Hu1000Hu362021/2/22正常组织CT值CT值 系CT扫描中X线衰减系数的单位,用于表示CT图像中物质组织线性衰减系数(吸收系数)的相对值。用亨氏单位(Hounsfield Unit)表示,简写为HU。372021/2/22 病变的 CT 值组织器官产生各种病变,CT 值亦相应产生变化,然而有时病变与正常组织呈等密度时,可以应用增强扫描来加以区别,为诊断提供重要信息。382021/
27、2/22392021/2/22部分容积效应402021/2/22空间分辨率:图像对物体空间大小(即几何尺寸)的分辨才能,亦称高比照分辨力。密度分辨率:低比照分辨力(low contrast resolution),即图像对组织密度差异的分辨力。影响因素:重要因素是噪声和信噪比,而降低噪声和信噪比的重要条件是进步探测器的效率及X射线剂量。噪声:系指采样过程中接收到的一些干扰正常信号的信息,信噪比会因此而降低,主要影响图像的密度分辨力,使图像模糊失真。412021/2/22422021/2/22CT成像伪影来源机器伪影:探测器机器伪影:探测器-环装伪影环装伪影 运动伪影:自主不自主挪动:条状伪影运
28、动伪影:自主不自主挪动:条状伪影衣物伪影:放射状金属类衣物伪影:放射状金属类432021/2/22平扫 增强442021/2/22CT比照增强的原理和目的原理原理 水溶性碘造影剂经经脉注入,一般不与水溶性碘造影剂经经脉注入,一般不与或和很少与人体血红蛋白结合,而大量分布或和很少与人体血红蛋白结合,而大量分布在血管内,然后再进入各组织细胞外液并逐在血管内,然后再进入各组织细胞外液并逐渐到达平衡。正常和病变组织的强化是由于渐到达平衡。正常和病变组织的强化是由于其含碘量增加,从而部分密度增高。造影剂其含碘量增加,从而部分密度增高。造影剂在某组织分布的多少,取决于组织血流量,在某组织分布的多少,取决于
29、组织血流量,血流速度,微血管通透性和细胞外液体积等血流速度,微血管通透性和细胞外液体积等。组织增强效果与造影剂浓度,注药方式及。组织增强效果与造影剂浓度,注药方式及扫描时间是否与组织的增强顶峰时一样步有扫描时间是否与组织的增强顶峰时一样步有关。关。452021/2/22CT比照增强的原理和目的目的目的进步病变组织与正常组织的比照度进步病变组织与正常组织的比照度定位,定性,鉴别诊断定位,定性,鉴别诊断判断周围组织及血管受侵情况判断周围组织及血管受侵情况462021/2/22CT的后图像处理技术二维二维 MPR MIPMPR MIP三维三维 VRT VE VRT VE 472021/2/22MPR
30、多方位重组螺旋扫描以后,常规进展的是横断图像重建,把横断图像的像素叠加起来回到三维容积排列上,然后根据需要组成不同方位(常规是冠状、矢状、斜位)的重新组合的断层图像,这种方法称为多方位重组。482021/2/22MIP最大密度投影用于血管成像,如脑血管、肾血管等血管成像(CTA)。MIP处理后血管径线的测量相对最可靠,目前多以此为标准来衡量血管的扩张或狭窄,而且由于能显示不同层次的密度,可以同时观察到血管及血管壁的钙化,缺点是二维显示,缺乏立体概念492021/2/22VRT临床应用 可以用于血管成像,骨骼与关节以及尿路、支气管树、肌束的三维显示。由于三维立体空间关系显示良好,而且简便容易操作
31、所以目前的应用越来越广泛。502021/2/22VE临床应用 主要用于胃肠道的内壁、血管和气管内壁、膀胱内壁甚至鼻道和副鼻窦内腔的观察。目前新的血管CT仿真内窥镜已能从图像上分别将血管壁与钙化分别着伪彩色,可以分辨钙化性和非钙化性血管狭窄。512021/2/22522021/2/22CT 读片原那么扫描位置与层次的判断扫描位置与层次的判断 窗宽与窗位是否正确窗宽与窗位是否正确平扫与增强平扫与增强 详细阅读图像及资料详细阅读图像及资料 异常影像的观察异常影像的观察 分析与判断分析与判断 与其它影像综合与其它影像综合动态观察动态观察532021/2/22CT的临床应用中枢神经系统疾病中枢神经系统疾病CTCT诊断价值高,应用普遍诊断价值高,应用普遍五官颈部疾病五官颈部疾病CTCT诊断也很有价值诊断也很有价值胸部疾病胸部疾病CTCT诊断优越性大诊断优越性大腹盆腔疾病腹盆腔疾病CTCT诊断日益广泛诊断日益广泛心脏大血管疾病心脏大血管疾病CTCT诊断取决于诊断取决于CTCT装置装置骨骼肌肉系统疾病骨骼肌肉系统疾病CTCT诊断诊断542021/2/22谢谢!552021/2/22
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