[转帖]医学影像技术

 

医学影像技术学

01.X线摄影技术：借助于某种能量物资(X—ray)与人体的相互作用，将人体内部的组织器官的形态结构及某些功能以影像的方式表现出来。为临床诊断提供影像信息的一门技术。

02.医学影像技术学：研究在某些能量发射物资的作用下，图像成像链的形成过程、图像后处理、图像存储、图像显示和图像记录，以及影响图像成像链各种因素的科学。

03.医学影像技术包括：普通X线成像技术、数字X线成像技术、CT成像技术、数字血管造影技术、磁共振成像技术、超声成像技术和核医学成像技术。

04.X线的发现：1895年11月8号，德国的物理学家伦琴发现了一种肉眼不可见的且能是某些感光物理发出荧光的射线。

05.X线产生必须具备的条件：1.电子源。2.在真空条件下高电压产生的强电场和高速运动的电子流。3.用适当的障碍物(靶面)接受高速运动电子所带的能量，可使高速电子所带的动能部分转变为X线能。

06.光子的能量与X线的波长有关，波长越小、光子的能量就越大。

07.X线管产生的X线是由连续放射和标识放射两部分组成的。

08.X线产生的效率：指发生的X线能量占全部电子撞击阳极靶面总能量的百分率。

09.X线管的热容量：指X线管阳极靶面允许产热(或能承受热量)的最大负荷量，是X线管的重要参数之一。

10.影响X线产生效率的因素：1.管电压的影响。2.阳极靶面物资的影响。3.管电流的影响。4.与管电压的稳定性成正比。

11.X线的本质：X线是一种电磁波，和光线一样具有微粒性和波动性。X线的波长范围约为6×10^-11 —5×10^-6cm，医学诊断用X线管管电压通常在40—150KV之间，相应的X线波长约为8×10^-10—3.1×10^-9cm。

12.X线强度：指在单位时间内垂直于X线传播方向的单位面积上所通过的光子数目和能量的总和。

13.在X线管长轴方向上的X线强度分布是非对称性的，近阳极端的X线强度小，近阴极端的X线强度大；在X线管短轴方向上的X线强度分布是基本对称的。

   阳极效应：在X线管的纵轴(长轴)上，近阴极端的有效焦点大，X线量分布多；近阳极端的有效焦点小，X线量分布少。阳极靶面倾角延长线以外部分因靶面的吸收，其原发射线为零，此为阳极足跟现象。在X线管的短轴(纵轴两侧)上，有效焦点对称相等，X线量分布也是相等的。以上称为X线管的样机效应。

14.在实际应用中，常用质和量来表示X线的强度：

    X线的质：一般用于表示X线的硬度，即穿透物质的能力，它代表光子的能量。由于X线的光子能量是由管电压决定的，所以实际工作中，一般管电压的数值间接表示X线的质。

也可以用半价层来表示X线的质(半价层是指入射的X线强度减弱为原来的一半时某物质均匀吸收体的厚度。半价层越厚，表示X线质越硬。)。

X线的量：是X线束中的光子数目，在实际工作中，常用X线管的管电流与照射时间的乘积毫安秒(mAs)来表示。管电流越大，代表X线管中被加速的电子数目越多，电子撞击阳极靶面产生的X线量越多，则X线强度越大。X线照射时间是指X线管产生X线的时间。显然，X线的量与管电流及照射时间成正比。

15.X线效应：

物理效应：1.穿透作用是成像的基础。2.荧光作用是透视的基础。3.电离作用是检测的基础。

化学效应：1.感光作用是摄影的基础。2.着色作用是损耗的基础。

生物效应：生物效应是防护治疗的基础。

16.X线的衰减：X线在物质内传播过程中的强度减弱，包括1.吸收衰减(与物质相互作用)和2.扩散衰减(能量分散)。

17.光电效应：当X线光子与物质的原子内壳层轨道电子相互作用时，将全部能量传递给电子，一部分能量使其克服核电场作用而脱出轨道，释放出来的电子脚光电子；另一部分剩余能量则成为光电子高速运动的动能，此种现象称为光电效应。

18.康普顿散射：X线光子与原子外层轨道电子(自由电子)相互作用时，光子将部分能量传递给电子，轨道电子获得能量后摆脱原子核的束缚，从原子中射出。而入射光子损失掉一部分能量，就改变了频率和方向，与原入射方向成某一角度散射，这个过程称为康普顿散射。

19.X是以焦点为顶点的圆锥形线束。自靶面射出并垂直于窗口中心的射线称为中心线，它代表投照方向。中心线不准确就不能获得正确的几何投影。

  在X线束中，中心线以外的射线均称为斜射线。斜射线与中心线成角，离中心越远，角度越大。某些特殊摄影位置可利用斜射线进行投照。

  X线束照射到被照体，其照射面积的大小称照射野。照射野的大小对X线照片的密度、对比度有一定的影响，照射野过大，产生的散射线多，胶片的灰雾度增加，导致照片对比度下降。

20.实际焦点：X线管阳极靶面接受高速运动电子撞击的面积称为实际焦点。

  有效焦点：X线管实际焦点对各个方向的投影均称为有效焦点，垂直于窗口方向的投影为X线管标称有效焦点。

21.X线与人体相互作用的主要形式：1.光电吸收。2.康普顿散射吸收。

22.大量散射线的存在，使胶片产生灰雾，影响影像的质量。减少散射线对照片的影响的主要方法有：1.抑制法(滤过板和遮线器)。2. 消除法(滤线器)。

23.X线防护的目的就是为了防止有害的确定性效应发生，并限制随机性效应的发生率，使随接受的辐射剂量降低到被认为可以接受的水平，同时要消除各种不必要的照射。

24.理想的对比剂应具备的条件：1.与人体组织的密度对比相差较大，显影效果良好。2.无味、无毒性及刺激性小，不良反应少。3.易于排泄。4.理化性能稳定，久贮不变质。5.价廉且使用方便。

25.对比剂评价的几个方面：1.水溶性。2.黏滞性。3.渗透压。4.电荷。5.化学毒性。

26.碘对比剂不良反应的防止：1.了解患者的一般情况。2.注意高危因素。3.选用合适的对比剂。4.预防性药物。5.完备的抢救器械和药物。6.碘过敏试验。7.密切观察病人。

27.X线胶片的结构：X线胶片是一种感光材料，其结构由保护层、乳剂层、结合层和片基组成。

28.增感屏：利用X线激发荧光的特性，使屏上的化学物质受X线的照射而发出荧光的物质。

29.增感屏的结构：增感屏由基层、荧光体层、保护层和反射层或吸收层四层组成。

30.增感屏所产生的余晖现象：当X线照射停止时，增感屏上仍然继续有荧光作用存在，这种荧光的继续滞留称为“余晖”。所以，一张胶片经过X线的照射后，增感屏内不宜立即装入第二张胶片，否则未感光的胶片受滞留荧光的影响，可产生双重影像。

31.自动洗片机的结构：1.输片系统。2.循环系统。3.温度控制系统。4.药液储存系统。5.补充系统。6.干燥系统。7.时间控制系统。

32.X线摄影条件的选择对获得一张优质的X线照片起着重要作用。选着摄影条件时，主要对管电压(X线具有穿透能力，其穿透能力取决于管电压的高低)、管电流、时间、摄影距离(焦点至胶片间的距离简称为胶—片距，在摄影的有效范围内，胶片上得到的X线量与胶—片距的平方成反比)四大因素的调节。

33.高千伏摄影：指用120KV以上的管电压产生能量较大的X线，以获得成像范围内显示层次丰富的一种摄影方法，常用于胸部摄影。

34.乳腺X线摄影：指用钼靶X线机摄影，而使乳腺图像的细微结构更加丰富的一种成像方法。

35.管电压在40KV以下的低能量X线在人体内主要以光电效应被吸收。

  管电压在90KV以下(常规电压)进行X线摄影时，人体对X线的吸收以光电效应为主。

  管电压在120KV以上(高千伏)进行X线摄影时，人体组织对X线的吸收以康普顿散射为主。

36.造影检查：为了扩大X线诊断范围，可以人工地将某些物质导入体内，提高组织和器官与邻近组织的对比度，从而显示其形态和功能。这种检查方法称为造影检查。

37.数字图像：传统的X线机技术与现代计算机结合的产物。

38.数字图像与传统的模拟图像相比，数字图像的优势：1.数字密度分辨率高。2.数字图像可进行多种后处理。3.数字图像可以存储、调阅、传输和数字拷贝。

39.矩阵：由纵横排列的直线相互垂直相交而成，一般纵行线条数与横行线条数相等，各直线之间有一定的间隔距离，呈栅格状，这种纵横排列的栅格就叫矩阵。

40.像素：矩阵中被分割的小单元称为像素。

41.体素：是一个三维的概念，它是某一层面的最小单元。像素实际是体素在成像时的表现。

42.数字图像形成：1.采集。2.量化。3.转换。4.获取。

43.IP(影像板)：是CR成像系统的关键元件，作为记录人体影像信息、实现模拟信息转化为数字信息的载体，代替了传统的屏—片系统。

  IP的结构组成：1.表面保护层。2.光激励荧光物质层。3.基板层。4.背面保护层。

44.光激励发光(PSL)：潜影经过激光扫描进行读取，IP被激励后，以紫外线形式释放出存储的能量。

45.FPD(平板探测器)：是DR系统中最重要的部件。

46.直接数字化X线摄影(DDR)：平板探测器利用了非晶硒的光电导性，将X线直接转换成电信号，形成全数字化影像。

非晶硒平板探测器基本结构：

1.X线转换介质(利用非晶硒的光电导特性将X线转换成电子信号)。

2.探测器单元阵列(每一个检测单元含有一个电容和一个TFT(薄膜晶体管)，而且每一个探测单元对应图像的一个像素)。

3.高速信号处理。

4.数字影像传输。

成像原理：入射的X线照射非晶硒，由于导电特性激发出电子—空穴对，该电子—空穴对在偏置电压形成的电场作用下被分离并反向运动，形成电流。电流的大小与入射X线光子的数量成正比，这些电信号被存储在TFT的极间电容上。每个TFT形成一个采集图像的最小单元，即像素。每个像素区内有一个场效应管，在读出该像素单元电信号时起开关作用。在读出控制信号的控制下，开关导通，把存储于电容内的像素信号逐一按顺序读出、放大、送到A/D转换器，从而将对应的像素电荷转换为数字化图像信号。信号读出后，扫描电路自动清除硒层中的潜影和电容存储的电荷，为下一次的曝光和转换做准备。

47.间接数字化X线摄影(IDR)：平板探测器是以非晶硅光电二极管阵列为核心的X线影像探测器。

成像过程：X线——可见光——电荷图像——数字图像

非晶硅平板探测器基本结构：

    1.碘化铯闪烁体(X线——可见光的过程)。

    2.非晶硅光电二极管阵列(可见光——电荷图像的过程)

    3.行驱动电路。

    4.图像信号读取电路。

成像原理：位于探测器顶层的碘化铯闪烁晶体将入射的X线转换为可见光，可见光激发碘化铯层下的非晶硅光电二极管阵列，是光电二极管产生电流，从而将可见光转换为电信号，在光电二极管自身的电容上形成储存电荷。每一像素电荷量的变化与入射X线的强弱成正比，同时该阵列还将空间上连续的X线图像转换为一定数量的行和列构成的总阵列图像。点阵的密度决定了图像的空间分辨率。在中央时序控制器的统一控制下，居于行方向的行驱动电路与居于列方向的读取电路将电荷信号逐行取出，转换为串行脉冲序列并量化为数字信号。获取的数字信号经通道接口电路传至图像处理器，从而形成X线数字图像。

48.CCD(电荷耦合器件)：是一种半导体器件，由于它的光敏特性(即在光照下能产生与光强度成正比的电子电荷)而形成电信号，被广泛的应用于CCD成像设备。

49.PACS(Picture Archiving And Communication System)：图像存储与传输系统。

50.PACS的定义：PACS是医院用于管理医疗设备(如CT、MRI、X—ray(包括CR、DR)、DSA、核医学、B超等)产生的医学影像的信息系统。它利用先进的计算机技术、图像压缩技术和网络传输技术，最终实现医学图像信息的数字化存储、传送和处理。

51.PACS的分类：1.集中式。2.分布式。

52.目前用于实现医学信息共享的医学数据交换标准主要有DICOM3.0和HL7。

53.PACS的组成：1.图像数据的输入。2.图像数据库。3.传输网络。4.显示工作站。

54.HIS(Hospital Information System)：医院信息系统。

55.RIS(Radiology Information System)：放射科信息系统。

56.第一台CT是英国工程师亨斯菲尔德在1971年10月研制成功。

57.CT的应用评价：

CT的优势：

    1.实现真正的断层图像，无组织结构重叠。

    2.图像的密度分辨率高，能分辨人体的软组织结构。

    3.定量、定性准确，定性水平提高。

    4.为临床提供更为直观可靠的影像学资料。

    5.无创伤、方便简单、安全可靠。

CT的局限性：

    1.空间分辨率低，不如X线片。

    2.不是所有的脏器都适合做CT检查。

    3.对病灶定性诊断的提高是相对而言，受很多因素的影像。

    4.提供的是影像学资料，而不能够提供生理、生化信息。

    5.对于等密度的病灶不增强、不显影。

58.普通CT的基本结构：

扫描体统：1.扫描机架。2.检查床。3.X线高压发生器。4.X线管。5.准直器。6.滤过器。7.探测器。8.模数转换器。

计算机系统：CT的控制中枢，主要由主控计算机和阵列处理计算机两部分组成。

其他设备：1.磁盘机和相关存储媒介。2.操作台。3. 其他辅助设备。

应用软件：1.基本功能软件。2.特殊功能软件。

59.CT的成像原理：CT图像是借助于人体各种组织器官对X线具有不同的衰减系数的特征来实现的，通过测得人体某一层面中各点对X线衰减系数，并赋予相应的数值(CT值)。在经过复杂的数学运算重建出图像。

60.CT成像流程：X线—前准直器—人体—后准直器—探测器—A/D转化器—计算机—D/A转换器—显示器。

61.螺旋CT：是CT发展史上的一个里程碑。是在普通CT基础上采用“滑环技术”扫描和容积成像的一种检查技术。

62.DAS(数据采集系统)：位于平板探测器与计算机之间的重要电子器件，它和探测器一起负责扫描后数据的采集和转换。主要结构是模数转换器，其作用是把平板探测器接收到的X线信号经过模数(A/D)转换后编码成二进制数据，并送往计算机。

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