【正文】 醫(yī)學(xué)影像學(xué)概論 解放軍第 254醫(yī)院放射科 朱硯 醫(yī)學(xué)影像學(xué)的定義 醫(yī)學(xué)影像學(xué)是以醫(yī)學(xué)影像為基礎(chǔ)，集 X線、計(jì)算機(jī)體層攝影 （ CT） 、磁共振成像（ MRI）、數(shù)字減影 （ DSA） 正電子發(fā)射體層 （ PET） 、核醫(yī)學(xué)、超聲學(xué) （ US） 、放射治療及介入治療學(xué)等多學(xué)科有機(jī)結(jié)合的綜合診療學(xué)科。 X線成像 德國(guó)物理學(xué)家倫琴在暗室偶然發(fā)現(xiàn)了一種看不見的射線，能穿透普通光線所不能穿透的紙板和木板等，并能作用于熒光屏產(chǎn)生熒光，倫琴把這種射線稱為 X線。 X線的發(fā)現(xiàn)，對(duì)近代科學(xué)理論和應(yīng)用技術(shù)，特別是對(duì)醫(yī)學(xué)科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的不斷創(chuàng)新和技術(shù)突破產(chǎn)生了十分重大的影響，開創(chuàng)了 X線檢查疾病的新紀(jì)元。 X線的產(chǎn)生 X線是由高速運(yùn)動(dòng)的電子撞擊物質(zhì)突然受阻時(shí)產(chǎn)生的。 X線的產(chǎn)生，必須具備 3個(gè)條件： ① 自由活動(dòng)的電子群； ② 電子群在高壓電場(chǎng)和真空條件下高速運(yùn)行； ③ 電子群在高速運(yùn)行時(shí)突然受阻（靶面）。 X線機(jī)的基本結(jié)構(gòu) ? X線管（ XRay Tube）目前常用的 X線管是熱陰極真空管。陰極是鎢制燈絲，陽極為鎢靶，用以阻擋快速運(yùn)行的電子群。 ? 變壓器 ? 控制器 主要用以調(diào)節(jié)通過 X線管兩極的電壓和通過陰極燈絲的電流，分別控制 X線的質(zhì)和量?？刂破鲀?nèi)裝有許多電鈕、電表、電阻和自耦變壓器，還裝有調(diào)節(jié)曝光時(shí)間的計(jì)時(shí)器。 X線球管 X線的產(chǎn)生 ? X線的產(chǎn)生是經(jīng)過降壓變壓器使 X線管燈絲加熱，產(chǎn)生自由電子并云集在陰極附近。當(dāng)升壓變壓器向 X線管兩極提供高壓電時(shí)，陰極與陽極間的電勢(shì)差陡增，處于活躍狀態(tài)的自由電子，受強(qiáng)有力的吸引，成束以高速由陰極向陽極行進(jìn)，撞擊陽極鎢靶原子結(jié)構(gòu)并發(fā)生能量轉(zhuǎn)換，其中大約 1％能量形成了 X線，由 X線管窗口發(fā)射，其余 99％以上則轉(zhuǎn)換為熱能，由散熱設(shè)施散發(fā)。 X線的特性 ?穿透性 ?熒光作用 ?感光作用 ?電離作用 ?生物效應(yīng) X線的特性 ? 穿透性 X線對(duì)人體各種組織結(jié)構(gòu)穿透力的差別是 X線成像的基礎(chǔ)。 X線具有很強(qiáng)的穿透力，能穿透一般可見光不能穿透的各種不同密度的物質(zhì)。 X線對(duì)人體各種組織穿透力的差別是 X線成像的基礎(chǔ)。 X線的特性 ? 熒光作用 X線能激發(fā)熒光物質(zhì)，產(chǎn)生肉眼可見的熒光，即 X線作用于熒光物質(zhì)，使波長(zhǎng)短的 X線轉(zhuǎn)換成波長(zhǎng)較長(zhǎng)的熒光，這種轉(zhuǎn)換叫做熒光效應(yīng)。此特性是進(jìn)行 X線透視檢查的基礎(chǔ)。 X線的特性 ? 感光作用 感光作用是 X線攝影的基礎(chǔ)。涂有溴化銀的膠片經(jīng) X線照射后感光，產(chǎn)生潛影，經(jīng)顯定影處理，感光的溴化銀離子（ Ag+），被還原成金屬銀（ Ag），并沉淀于膠片的膠膜內(nèi)，在膠片上呈黑色。而未感光的溴化銀在定影及沖洗過程中，從 X線膠片上被洗掉，顯出膠片片基的透明本色。 X線的特性 ? 電離作用 X線通過任何物質(zhì)被吸收時(shí)，都將產(chǎn)生電離作用，使組成物質(zhì)的分子分解成為正負(fù)離子。因?yàn)榭諝獾碾婋x程度，即其所產(chǎn)生的正負(fù)離子量同空氣所吸收的 X線量成正比，因此，測(cè)量電離的程度可計(jì)算 X線的照射量，此為放射劑量學(xué)的基礎(chǔ)。 X線的特性 ? 生物效應(yīng) X線穿透機(jī)體被吸收時(shí)，與體內(nèi)物質(zhì)產(chǎn)生相互作用，使機(jī)體和細(xì)胞結(jié)構(gòu)產(chǎn)生生理和生物學(xué)的改變，主要是細(xì)胞組織產(chǎn)生抑制、損害甚至壞死，稱為 X線的生物效應(yīng)。 X線對(duì)機(jī)體的損害程度與吸收 X線量的大小有關(guān)。 X線的生物效應(yīng)是放射治療學(xué)的基礎(chǔ)，同時(shí)也指導(dǎo) X線檢查和治療的防護(hù)措施。 X線影像的形成必須具備 3個(gè)基本條件 ① X線要具備一定的穿透力； ② 被穿透的組織結(jié)構(gòu)必須存在密度和厚度的差異，從而導(dǎo)致穿透物質(zhì)后剩余 X線量的差別； ③ 有差別的剩余 X線量，仍為不可見的，必須經(jīng)過載體顯像（如 X線片、熒屏等）的過程才獲得有黑白對(duì)比、層次差異的 X線影像 。 X線成像原理 不同的人體組織結(jié)構(gòu)，根據(jù)其密度的高低及其對(duì) X線吸收的不同可分 3類 ① 骨骼或鈣化，它的比重高、密度大，吸收 X線量多。 X線片上骨骼部位感光最少顯示白色，稱為高密度影像； ② 軟組織包括皮膚、肌肉、結(jié)締組織，內(nèi)臟及液體等，彼此之間密度差別不大， X線片上顯示灰白色，稱為中等密度影像。 ③ 脂肪及氣體，脂肪組織較一般軟組織密度低，在良好的X線片上顯示灰黑色；氣體的密度最低，吸收 X線最少，在X線片上呈深黑色，稱為低密度影像。 傳統(tǒng) X線檢查技術(shù) 常規(guī)檢查： 透視 和 攝影 特殊檢查： 體層攝影 、 軟 X線攝影 （鉬靶） 放大攝影 、 熒光攝影 、 記波攝影 透視（ fluoroscopy） X 線 攝 影 X線攝影 （ radiography） 成像清晰，對(duì)比度及清晰度均較好 簡(jiǎn)便實(shí)用：特別實(shí)用于密度、厚度差別較大的組織或器官。 平面重疊成像立體感差，常需作互相垂直的兩個(gè)方位攝影，例如正位及側(cè)位； 對(duì)功能方面的觀察，不及透視方便和直接；費(fèi)用比透視稍高。 正常胸部后前位及側(cè)位 X線攝影（ radiography） ? 高千伏攝影（ High kV Radiography） 高千伏攝影是用高于 120kV（常用120~150kV）的管電壓進(jìn)行攝影。需用高電壓小焦點(diǎn) X線管、特殊的濾線器和計(jì)時(shí)裝置。由于 X線穿透力強(qiáng)，能穿過被照射的所有組織，可在致密影像中顯示出被隱蔽的病變。 軟 X線攝影 ? 采用能發(fā)射軟 X線的鉬靶管球，用以檢查軟組織，特別是乳腺的檢查。 造 影 檢查 人體組織結(jié)構(gòu)中 ， 有相當(dāng)一部分 ， 只依靠它們本身的密度與厚度差異不能在普通檢查中顯示 。 此時(shí) ， 可以將高于或低于該組織結(jié)構(gòu)的物質(zhì)引入器官內(nèi)或其周圍間隙 ， 使之產(chǎn)生對(duì)比以顯影 ， 此即造影檢查。 引入的物質(zhì)稱為造影劑 （ contrast media） 。 造影檢查的應(yīng)用 ， 顯著擴(kuò)大了 X線檢查的范圍 數(shù)字 X線成像技術(shù) 計(jì)算機(jī) X線成像（ puted radiography， CR） 將 X線影像信息記錄在成像板，構(gòu)成潛影。不以 X線膠片為記錄和顯示信息的載體，而是使用可記錄并可由激光讀出 X線影像信息的成像板（ imaging plate， IP）作為載體，經(jīng)X線曝光及信息讀出處理，形成數(shù)字式平片影像。 CR的成像原理與設(shè)備 影像的數(shù)字化信號(hào)經(jīng)圖像處理系統(tǒng)處理，可以在一定范圍內(nèi)任意改變圖像的特性。這是 CR優(yōu)于 X線照片之處， X線照片上的影像特性是不能改變的。圖像處理主要功能有：灰階處理、窗位處理、數(shù)字處理和 X線吸收率減影處理等。 CR可降低 X線攝影的輻射劑量，有利于實(shí)現(xiàn) X線攝影信息的數(shù)字化儲(chǔ)存、再現(xiàn)及傳輸。 CR系統(tǒng)的主要臨床應(yīng)用 CR可以根據(jù) X線吸收率的不同，對(duì)所得的影像信息進(jìn)行再處理，對(duì)解剖結(jié)構(gòu)的顯示優(yōu)于傳統(tǒng)的 X線平片。 （ 1） CR在頭頸及骨關(guān)節(jié)系統(tǒng)的應(yīng)用： CR為數(shù)字化影像，可以進(jìn)一步進(jìn)行骨鹽含量的定量分析。對(duì)關(guān)節(jié)部位， CR除可以觀察骨質(zhì)改變，還可以經(jīng)過再處理而檢查關(guān)節(jié)軟骨、關(guān)節(jié)周圍軟組織的改變。CR系統(tǒng)可利用空間頻率增強(qiáng)處理，清楚顯示聽小骨、前庭、半規(guī)管等結(jié)構(gòu)，并能準(zhǔn)確判斷鼻竇前壁