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豪放的含泪回忆呐过去
2017-09-18 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《转载 X光、CT、B超、核磁共振原理doc》,可适用于影视/动漫领域

转载X光、CT、B超、核磁共振原理原文地址:X光、CT、B超、核磁共振原理作者:随颩CT全称:computedtomographyCT是一种功能齐全的病情探测仪器它是电子计算机X射线断层扫描技术简称。CT的工作程序是这样的:它根据人体不同组织对X线的吸收与透过率的不同应用灵敏度极高的仪器对人体进行测量然后将测量所获取的数据输入电子计算机电子计算机对数据进行处理后就可摄下人体被检查部位的断面或立体的图像发现体内任何部位的细小病变。、CT的发明自从X射线发现后医学上就开始用它来探测人体疾病。但是由于人体内有些器官对X线的吸收差别极小因此X射线对那些前后重叠的组织的病变就难以发现。于是美国与英国的科学家开始了寻找一种新的东西来弥补用X线技术检查人体病变的不足。年美国物理学家科马克发现人体不同的组织对X线的透过率有所不同在研究中还得出了一些有关的计算公式这些公式为后来CT的应用奠定了理论基础。年英国电子工种师亨斯费尔德在并不知道科马克研究成果的情况下也开始了研制一种新技术的工作。他首先研究了模式的识别然后制作了一台能加强X射线放射源的简单的扫描装置即后来的CT用于对人的头部进行实验性扫描测量。后来他又用这种装置去测量全身获得了同样的效果。年月亨斯费尔德又与一位神经放射学家合作在伦敦郊外一家医院安装了他设计制造的这种装置开始了头部检查。月日医院用它检查了第一个病人。患者在完全清醒的情况下朝天仰卧X线管装在患者的上方绕检查部位转动同时在患者下方装一计数器使人体各部位对X线吸收的多少反映在计数器上再经过电子计算机的处理使人体各部位的图像从荧屏上显示出来。这次试验非常成功。年月亨斯费尔德在英国放射学年会上首次公布了这一结果正式宣告了CT的诞生。这一消息引起科技界的极大震动CT的研制成功被誉为自伦琴发现X射线以后放射诊断学上最重要的成就。因此亨斯费尔德和科马克共同获取年诺贝尔生理学或医学奖。而今CT已广泛运用于医疗诊断上。CT原理、CT的成像基本原理CT是用X线束对人体某部一定厚度的层面进行扫描由探测器接收透过该层面的X线转变为可见光后由光电转换变为电信号再经模拟数字转换器(analogdigitalconverter)转为数字输入计算机处理。图像形成的处理有。如对选定层面分成若干个体积相同的长方体称之为体素(voxel)见图扫描所得信息经计算而获得每个体素的X线衰减系数或吸收系数再排列成矩阵即数字矩阵(digitalmatrix)数字矩阵可存贮于磁盘或光盘中。经数字模拟转换器(digitalanalogconverter)把数字矩阵中的每个数字转为由黑到白不等灰度的小方块即象素(pixel)并按矩阵排列即构成CT图像。所以CT图像是重建图像。每个体素的X线吸收系数可以通过不同的数学方法算出。、CT设备CT设备主要有以下三部分:扫描部分由X线管、探测器和扫描架组成计算机系统将扫描收集到的信息数据进行贮存运算图像显示和存储系统将经计算机处理、重建的图像显示在电视屏上或用多幅照相机或激光照相机将图像摄下。探测器从原始的个发展到现在的多达个。扫描方式也从平移旋转、旋转旋转、旋转固定发展到新近开发的螺旋CT扫描(spiralCTscan)。计算机容量大、运算快可达到立即重建图像。由于扫描时间短可避免运动产生的伪影例如呼吸运动的干扰可提高图像质量层面是连续的所以不致于漏掉病变而且可行三维重建注射造影剂作血管造影可得CT血管造影(CtangiographyCTA)。超高速CT扫描所用扫描方式与前者完全不同。扫描时间可短到ms以下每秒可获得多帧图像。由于扫描时间很短可摄得电影图像能避免运动所造成的伪影因此适用于心血管造影检查以及小儿和急性创伤等不能很好的合作的患者检查。、CT图像特点CT图像是由一定数目由黑到白不同灰度的象素按矩阵排列所构成。这些象素反映的是相应体素的X线吸收系数。不同CT装置所得图像的象素大小及数目不同。大小可以是×mm×mm不等数目可以是×即个或×即个不等。显然象素越小数目越多构成图像越细致即空间分辨力(spatialresolution)高。CT图像的空间分辨力不如X线图像高。CT图像是以不同的灰度来表示反映器官和组织对X线的吸收程度。因此与X线图像所示的黑白影像一样黑影表示低吸收区即低密度区如含气体多的肺部白影表示高吸收区即高密度区如骨骼。但是CT与X线图像相比CT的密度分辨力高即有高的密度分辨力(densityresolutiln)。因此人体软组织的密度差别虽小吸收系数虽多接近于水也能形成对比而成像。这是CT的突出优点。所以CT可以更好地显示由软组织构成的器官如脑、脊髓、纵隔、肺、肝、胆、胰以及盆部器官等并在良好的解剖图像背景上显示出病变的影像。x线图像可反映正常与病变组织的密度如高密度和低密度但没有量的概念。CT图像不仅以不同灰度显示其密度的高低还可用组织对X线的吸收系数说明其密度高低的程度具有一个量的概念。实际工作中不用吸收系数而换算成CT值用CT值说明密度。单位为Hu(Hounsfieldunit)。水的吸收系数为CT值定为Hu人体中密度最高的骨皮质吸收系数最高CT值定为Hu而空气密度最低定为Hu。人体中密度不同和各种组织的CT值则居于Hu到Hu的个分度之间。CT图像是层面图像常用的是横断面。为了显示整个器官需要多个连续的层面图像。通过CT设备上图像的重建程序的使用还可重建冠状面和矢状面的层面图像可以多角度查看器官和病变的关系。、CT检查技术分平扫(plainCTscan)、造影增强扫描(contrastenhancement,CE)和造影扫描。(一)平扫是指不用造影增强或造影的普通扫描。一般都是先作平扫。(二)造影增强扫描是经静脉注入水溶性有机碘剂如~泛影葡胺ml后再行扫描的方法。血内碘浓度增高后器官与病变内碘的浓度可产生差别形成密度差可能使病变显影更为清楚。方法分团注法、静滴法和静注与静滴法几种。(三)造影扫描是先作器官或结构的造影然后再行扫描的方法。例如向脑池内注入碘曲仑~ml或注入空气~ml行脑池造影再行扫描称之为脑池造影CT扫描可清楚显示脑池及其中的小肿瘤。、CT诊断的临床应用CT诊断由于它的特殊诊断价值已广泛应用于临床。但CT设备比较昂贵检查费用偏高某些部位的检查诊断价值尤其是定性诊断还有一定限度所以不宜将CT检查视为常规诊断手段应在了解其优势的基础上合理的选择应用。、CT诊断的特点及优势CT检查对中枢神经系统疾病的诊断价值较高应用普遍。对颅内肿瘤、脓肿与肉芽肿、寄生虫病、外伤性血肿与脑损伤、脑梗塞与脑出血以及椎管内肿瘤与椎间盘脱出等病诊断效果好诊断较为可靠。因此脑的X线造影除脑血管造影仍用以诊断颅内动脉瘤、血管发育异常和脑血管闭塞以及了解脑瘤的供血动脉以外其他如气脑、脑室造影等均已少用。螺旋CT扫描可以获得比较精细和清晰的血管重建图像即CTA而且可以做到三维实时显示有希望取代常规的脑血管造影。CT对头颈部疾病的诊断也很有价值。例如对眶内占位病变、鼻窦早期癌、中耳小胆指瘤、听骨破坏与脱位、内耳骨迷路的轻微破坏、耳先天发育异常以及鼻咽癌的早期发现等。但明显病变X线平片已可确诊者则无需CT检查。对胸部疾病的诊断CT检查随着高分辨力CT的应用日益显示出它的优越性。通常采用造影增强扫描以明确纵隔和肺门有无肿块或淋巴结增大、支气管有无狭窄或阻塞对原发和转移性纵隔肿瘤、淋巴结结核、中心型肺癌等的诊断均很在帮助。肺内间质、实质性病变也可以得到较好的显示。CT对平片检查较难显示的部分例如同心、大血管重叠病变的显圾更具有优越性。对胸膜、膈、胸壁病变也可清楚显示。心及大血管的CT检查尤其是后者具有重要意义。心脏方面主要是心包病变的诊断。心腔及心壁的显示。由于扫描时间一般长于心动周期影响图像的清晰度诊断价值有限。但冠状动脉和心瓣膜的钙化、大血管壁的钙化及动脉瘤改变等CT检查可以很好显示。腹部及盆部疾病的CT检查应用日益广泛主要用于肝、胆、胰、脾腹膜腔及腹膜后间隙以及泌尿和生殖系统的疾病诊断。尤其是占位性病变、炎症性和外伤性病变等。胃肠病变向腔外侵犯以及邻近和远处转移等CT检查也有很大价值。当然胃肠管腔内病变情况主要仍依赖于钡剂造影和内镜检查及病理活检。骨关节疾病多数情况可通过简便、经济的常规X线检查确诊因此使用CT检查相对较少。、CT检查范围CT可以做哪些检查吗)头部:脑出血脑梗塞动脉瘤血管畸形各种肿瘤外伤出血骨折先天畸形等)胸部:肺、胸膜及纵隔各种肿瘤肺结核肺炎支气管扩张肺脓肿囊肿肺不张气胸骨折等)腹、盆腔:各种实质器官的肿瘤、外伤、出血肝硬化胆结石泌尿系结石、积水膀胱、前列腺病变某些炎症、畸形等)脊柱、四肢:骨折外伤骨质增生椎间盘病变椎管狭窄肿瘤结核等)骨骼、血管三维重建成像各部位的MPR、MIP成像等)CTA(CT血管成像):大动脉炎动脉硬化闭塞症主动脉瘤及夹层等)甲状腺疾病:甲状腺腺瘤、甲状腺腺癌等其他:眼科及眼眶肿瘤外伤副鼻窦炎、鼻息肉、肿瘤、囊肿、外伤等。由于CT的高分辨力可使器官和结构清楚显影能清楚显示出病变。在临床上神经系统与头颈部CT诊断应用早对脑瘤、脑外伤、脑血管意外、脑的炎症与寄生虫病、脑先天畸形和脑实质性病变等诊断价值大。在五官科诊断中对于框内肿瘤、鼻窦、咽喉部肿瘤特别是内耳发育异常有诊断价值。在呼吸系统诊断中对肺癌的诊断、纵隔肿瘤的检查和瘤体内部结构以及肺门及纵隔有无淋巴结的转移做CT检查做出的诊断都是比较可靠的。在心脏大血管和骨骼肌肉系统的检查中也是有诊断价值的。、CT的几个重要概念)分辨率:是图象对客观的分辨能力他包括空间分辨率密度分辨率时间分辨率。)CT值:在CT的实际应用中我们蒋各种组织包括空气的吸收衰减值都与水比较并将密度固定为上限。将空气定为下限其它数值均表示为中间灰度从而产生了一个相对的吸收系数标尺。)窗宽和窗位窗位是指图像显示所指的CT值范围的中心。例如观察脑组织常用窗位为HU而观察骨质则用HU。窗宽指显示图像的CT值范围。例如观察脑的窗宽用观察骨的窗宽用。这样同一层面的图像数据通过调节窗位和窗宽便可分别得到适于显示脑组织与骨质的两种密度图像。)部分容积效应:CT图像上各个像素的数值代表相应单位组织全体的平均CT值它不能如实反映该单位内各种组织本身的CT值。在CT扫描中凡小于层厚的病变其CT值受层厚的病变其CT值受层厚内其它组织的影响所测出的CT值不能代表病变的真正的CT值:如在高密度组织中较小的低密度病灶其CT值偏高反之在低密度组织中的较小的高密度病灶其CT值偏低这种现象称为部分容积效应。)噪声因此在日常生活中的人群里如感觉到身体不适还是应该及早到医院做检查以明确诊断。做到早检查早发现早诊断早治疗。、CT和磁共振的区别计算机断层扫描(CT)能在一个横断解剖平面上准确地探测各种不同组织间密度的微小差别是观察骨关节及软组织病变的一种较理想的检查方式。在关节炎的诊断上主要用于检查脊柱特别是骶髂关节。CT优于传统X线检查之处在于其分辨率高而且还能做轴位成像。由于CT的密度分辨率高所以软组织、骨与关节都能显得很清楚。加上CT可以做轴位扫描一些传统X线影像上分辨较困难的关节都能在叮图像上"原形毕露"。如由于骶髂关节的关节面生来就倾斜和弯曲同时还有其他组织之重叠尽管大多数病例的骶髂关节用x线片已可能达到要求但有时X线检查发现骶髂关节炎比较困难则对有问题的病人就可做CT检查。磁共振成像(MRI)是根据在强磁场中放射波和氢核的相互作用而获得的。磁共振一问世很快就成为在对许多疾病诊断方面有用的成像工具包括骨骼肌肉系统。肌肉骨骼系统最适于做磁共振成像因为它的组织密度对比范围大。在骨、关节与软组织病变的诊断方面磁共振成像由于具有多于CT数倍的成像参数和高度的软组织分辨率使其对软组织的对比度明显高于CT。磁共振成像通过它多向平面成像的功能应用高分辨的毒面线圈可明显提高各关节部位的成像质量使神经、肌腱、韧带、血管、软骨等其他影像检查所不能分辨的细微结果得以显示。磁共振成像在骨关节系统的不足之处是对于骨与软组织病变定性诊断无特异性成像速度慢在检查过程中。病人自主或不自主的活动可引起运动伪影影响诊断。X线摄片、CT、磁共振成像可称为三驾马车三者有机地结合使当前影像学检查既扩大了检查范围又提高了诊断水平。B型超声检查B型超声检查(typeBultrasonic)俗称"B超"是患者在就诊时经常接触到的医疗检查项目。在临床上它被广泛应用于心内科、消化内科、泌尿科和妇产科疾病的诊断。作为一名辅助科室的医生我发现患者对B超有很多不清楚的地方现在我就和大家谈一下有关腹部"B超"检查的小常识。CT、核磁共振一定优于B超吗答案是否定的。超声诊断技术作为影像诊断技术的一个重要组成部分确有许多优于CT、核磁共振的特点。首先它不但能发现腹部脏器的病变情况而且可以连贯地、动态地观察脏器的运动和功能可以追踪病变、显示立体变化而不受其成像分层的限制。例如目前超声检查已被公认为胆道系统疾病首选的检查方法。第二B超对实质性器官(肝、胰、脾、肾等)以外的脏器还能结合多普勒技术监测血液流量、方向从而辨别脏器的受损性质与程度。例如医生通过心脏彩超可直观地看到心脏内的各种结构及是否有异常。第三超声设备易于移动没有创伤对于行动不便的患者可在床边进行诊断。第四价格低廉。超声检查的费用一般为元次是CT检查的核磁共振的。这对于大多数工薪阶层来说是比较能够承受的。"B超"也因此经常被用于健康查体。但所有这些是不是说"B超"各方面都优于CT、核磁共振呢也不是。比如B超在清晰度、分辨率等方面明显弱于后者而且对空腔器官病变易漏诊检查结果也易受医师临床技能水平的影响。腹部B超检查前患者应做娜些准备、禁食禁水。检查的前一天的晚餐应以清淡少渣的食物为主食后禁食一夜。检查当日早晨应禁早餐和水以保证上午在空腹情况下检查。这主要是为减轻胃肠内容物和气体对超声波声束的干扰保证胆囊及胆道内有足够的胆汁充盈。有时有些患者即使禁了饮食胃肠道内仍有大量积气。这部分患者应在检查前天口服消胀片(二甲双硅油片剂)对消除肠道气体有一定作用。、做"B超"前两天应避免进行胃肠道钡餐造影和胆道造影。对于因消化系统疾病就诊的患者有时医生会同时开出钡餐透视和B超检查单患者最好先行B超检查再行钡餐造影。因为胃肠道内若有钡剂存留不仅影响胆囊、胰腺的超声显像而且还容易发生误诊。、做泌尿系统B超检查特别是输尿管和膀肮B超检查时应在检查前小时饮温水毫升待膀胱充盈后再检查。如果患者须一次接收消化、泌尿检查最好检查当日不排晨尿这样不必喝水即可达到膀胱充盈的目的。彩色B超(彩超)一定优于黑白B超吗彩超检查是指"彩色多普勒诊断"。它是利用现代科技将多普勒信号转变为彩色信号并与二维黑白声像图叠加实现彩色血流显像使得体外观察和评价血管内空间及血流状态成为可能。可见彩超主要用于心脏病检查和人体各脏器内外的主要血管的血流检测。如在诊断消化、泌尿系统疾病中通过彩超获取门静脉、肝动脉、肾动脉的血流信息。如果病变尚未果及上述血管而仅为胆系、胰腺疾思则大可不必做彩超以免加重经济负担。B超能检查胃肠由于胃肠道中空气含量较多容易干扰B超声束使其结构显示不清且道吗使用B超做胃肠检查时准备工作复杂加之钡餐、胃肠镜对胃、肠道疾病的诊断准确率又高于B超所以一般B超不作为诊断胃肠道疾病的首选方法。B超是医院作为对病人的一项常规性检查至今还没有出现过对病人有损伤的报道是医学界的六大影像诊断设备之一。核磁共振简介核磁共振(NuclearMagneticResonance即NMR)核磁共振成像(NuclearMagneticResonanceImagingNMRI)又称磁共振成像(MagneticResonanceImagingMRI)核磁共振全名是核磁共振成像(MRI)是磁矩不为零的原子核在外磁场作用下自旋能级发生塞曼分裂共振吸收某一定频率的射频辐射的物理过程。核磁共振波谱学是光谱学的一个分支其共振频率在射频波段相应的跃迁是核自旋在核塞曼能级上的跃迁。核磁共振是处于静磁场中的原子核在另一交变磁场作用下发生的物理现象。通常人们所说的核磁共振指的是利用核磁共振现象获取分子结构、人体内部结构信息的技术。并不是是所有原子核都能产生这种现象原子核能产生核磁共振现象是因为具有核自旋。原子核自旋产生磁矩当核磁矩处于静止外磁场中时产生进动核和能级分裂。在交变磁场作用下自旋核会吸收特定频率的电磁波从较低的能级跃迁到较高能级。这种过程就是核磁共振。核磁共振(MRI)又叫核磁共振成像技术。是后继CT后医学影像学的又一重大进步。自年代应用以来它以极快的速度得到发展。其基本原理:是将人体置于特殊的磁场中用无线电射频脉冲激发人体内氢原子核引起氢原子核共振并吸收能量。在停止射频脉冲后氢原子核按特定频率发出射电信号并将吸收的能量释放出来被体外的接受器收录经电子计算机处理获得图像这就叫做核磁共振成像。核磁共振是一种物理现象作为一种分析手段广泛应用于物理、化学生物等领域到年才将它用于医学临床检测。为了避免与核医学中放射成像混淆把它称为核磁共振成像术(MRI)。MRI是一种生物磁自旋成像技术它是利用原子核自旋运动的特点在外加磁场内经射频脉冲激后产生信号用探测器检测并输入计算机经过处理转换在屏幕上显示图像。MRI提供的信息量不但大于医学影像学中的其他许多成像术而且不同于已有的成像术因此它对疾病的诊断具有很大的潜在优越性。它可以直接作出横断面、矢状面、冠状面和各种斜面的体层图像不会产生CT检测中的伪影不需注射造影剂无电离辐射对机体没有不良影响。MRI对检测脑内血肿、脑外血肿、脑肿瘤、颅内动脉瘤、动静脉血管畸形、脑缺血、椎管内肿瘤、脊髓空洞症和脊髓积水等颅脑常见疾病非常有效同时对腰椎椎间盘后突、原发性肝癌等疾病的诊断也很有效。MRI也存在不足之处。它的空间分辨率不及CT带有心脏起搏器的患者或有某些金属异物的部位不能作MRI的检查另外价格比较昂贵。MRI的缺点及可能存在的危害虽然MRI对患者没有致命性的损伤但还是给患者带来了一些不适感。在MRI诊断前应当采取必要的措施把这种负面影响降到最低限度。其缺点主要有:和CT一样MRI也是解剖性影像诊断很多病变单凭核磁共振检查仍难以确诊不像内窥镜可同时获得影像和病理两方面的诊断对肺部的检查不优于X射线或CT检查对肝脏、胰腺、肾上腺、前列腺的检查不比CT优越但费用要高昂得多对胃肠道的病变不如内窥镜检查扫描时间长空间分辨力不够理想由于强磁场的原因MRI对诸如体内有磁金属或起搏器的特殊病人却不能适用。MRI系统可能对人体造成伤害的因素主要包括以下方面:强静磁场:在有铁磁性物质存在的情况下不论是埋植在患者体内还是在磁场范围内都可能是危险因素随时间变化的梯度场:可在受试者体内诱导产生电场而兴奋神经或肌肉。外周神经兴奋是梯度场安全的上限指标。在足够强度下可以产生外周神经兴奋(如刺痛或叩击感)甚至引起心脏兴奋或心室振颤射频场(RF)的致热效应:在MRI聚焦或测量过程中所用到的大角度射频场发射其电磁能量在患者组织内转化成热能使组织温度升高。RF的致热效应需要进一步探讨临床扫瞄仪对于射频能量有所谓"特定吸收率"(specificabsorptionrate,SAR)的限制噪声:MRI运行过程中产生的各种噪声可能使某些患者的听力受到损伤造影剂的毒副作用:目前使用的造影剂主要为含钆的化合物副作用发生率在。X线成像基本原理年德国的物理学家伦琴在一只嵌有两个金属电极(阴极和阳极)的真空玻璃管两端电极上加上几万伏的高压电时发现在距玻璃管两米远的地方一块用铂氰化钡溶液浸洗过的纸板发出明亮的荧光。当用手去拿这块纸板时竟在纸板上看到手骨的影像。当时伦琴认定:这是一种人眼看不见、但能穿透物体的射线。因当时无法解释它的原理和性质故借用了数学中代表未知数的"X"作为代号称之为X射线。现在我们已经知道X线实际上是一种波长极短、能量很大的电磁波。医学上应用的X线波长约在nm之间。X射线穿透物质的能力与射线光子的能量有关X线的波长越短光子的能量越大穿透力越强。X显得穿透力也与物质密度有关密度大的物质对x线的吸收多透过少密度小者吸收透过多。利用差别吸收这种性质可以把密度不同的骨骼与肌肉、脂肪等软组织区分开来者正是X线透视和摄影的物理基础。X线之所以能使人体组织在荧屏上或胶片上形成影像一方面是基于X线的穿透性、荧光效应和感光效应另一方面是基于人体组织之间有密度和厚度的差别。当X线透过人体不同组织结构时被吸收的程度不同所以到达荧屏或胶片上的X线量即有差异。这样在荧屏或X线片上就形成明暗或黑白对比不同的影像。X线影像的形成是基于以下三个基本条件:首先X线具有一定的穿透力能穿透人体的组织结构第二被穿透的组织结构存在这密度和厚度的差异X线在穿透过程中被吸收的量不同以致剩余下来的X线量有差别第三这个有差别的剩余X线是不可见的经过显像过程例如经过X线片的现实就能获得具有黑白对比、层次差异的X线图像。MSN空间完美搬家到新浪博客~特别声明::资料来源于互联网版权归属原作者:资料内容属于网络意见与本账号立场无关:如有侵权请告知立即删除。

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