医学影像学WORD版

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仿真鼻窦镜、仿真胆管镜和仿真结肠镜等，效果较好。目前几乎所有管腔器官都可行仿真内镜显示，无痛苦，易为患者所接受。仿真结肠镜可发现直径仅为5mm的息肉，尤其是带蒂息肉。不足的是受伪影的影响和不能进行活检。 三、CT灌注成像

CT灌注成像是经静脉团注有机水溶性碘对比剂后，对感兴趣器官，例如脑（或心脏），在固定的层面行连续扫描，得到多帧图像，通过不同时间影像密度的变化，绘制出每个像素的时间——密度曲线，而算出对比剂到达病变的峰值时间、平均通过时间、局部脑血容量和局部脑血流量等参数，再经假彩色编码处理可得四个参数图。分析这些参数与参数图可了解感兴趣区毛细血管血流动力学，即血流灌注状态。所以是一种功能成像。当前主要用于急性或超急性脑局部缺血的诊断、脑梗死及缺血半暗带的判断以及脑瘤新生血管的观察，以便区别脑胶质细胞瘤的恶性程度。也应用于急性心肌缺血的研究，其结果已接近MR灌注成像。近来也有用于肺、肝、胰和肾的研究报告。CT灌注成像比MR灌注成像操作简单、快捷，是有发展前途的成像技术。 第四节 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。但也应在了解其优势的基础上，合理的选择应用。

CT可应用于下述各系统疾病的诊断。中枢神经系统疾病的诊断CT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、缺血性脑梗死与脑出血以及椎管内肿瘤与椎间盘突出等病诊断效果好，诊断较为可靠。因此，除DSA仍用以诊断颅内动脉瘤、脑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、脑室造影等均已不用。螺旋CT，可获得比较精细和清晰的血管重组图像，即CTA，而且能做到三维实时显示，所以临床应用日趋广泛。

对头颈部疾病的诊断，CT也很有价值。例如，对眶内占位病变、早期鼻窦癌、中耳小胆脂瘤、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。当病变明显，X线平片虽可确诊，但CT检查可观察病变的细节。至于听骨与内耳骨迷路则需要用CT观察。

胸部疾病的CT诊断，已日益显示出它的优越性。对肺癌和纵隔肿瘤等的诊断，很有帮助。低辐射剂量扫描可用于肺癌的普查。肺间质和实质性病变也可以得到较好的显示。CT对平片较难显示的病变，例如同心、大血管重叠病变的显示，更具有优越性。对胸膜、隔、胸壁病变，也可清楚显示。

心及大血管CT诊断价值的大小取决于CT装置。需要使用多层螺旋CT或EBCT，而普通CT诊断价值不大。冠状动脉和心瓣膜的钙化和大血管壁的钙化，螺旋CT和EBCT检查可以很好显示。对于诊断冠心病有所帮助。心腔及大血管的显示，需要经血管注人对比剂，行心血管造影CT，并且要用螺旋CT或EBCT进行扫描。心血管造影CT对先心病如心内、外分流和大血管狭窄以及瓣膜疾病的诊断有价值。多层螺旋CT，通过图像重组可显示冠状动脉的软斑块。CT灌注成像还可对急性心肌缺血进行观察.

腹部及盆部疾病的CT检查，应用也日益广泛，主要用于肝、胆、胰、脾，腹膜腔及腹膜后间隙以及肾上腺及泌尿生殖系统疾病的诊断，尤其是肿瘤性、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。

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骨骼肌肉系统疾病，多可通过简便、经济的X线检查确诊，使用CT检查较少。但CT对显示骨变化如骨破坏与增生的细节较X线成像为优。 第四章 磁共振成像

磁共振成像（MRI）是利用原子核在磁场内所产生的信号经重建成像的一种影像技术。早在 1946年 Block和 Purcell就发现了物质的核磁共振现象并应用于化学分析上，而形成了核磁共振波谱学。1973年1auterbur发表了MRI成像技术，使核磁共振应用于临床医学领域。为了准确反映其成像基础，避兔与核素成像混淆，现已将核磁共振成像改称为磁共振成像。参与MRI的成像因素较多，决定MRI信号强度的参数至少有10个以上，只要有l个参数发生变化，就可在MRI信号上得到反映。因此，MRI具有极大的临床应用潜力。由于对MRI成像的贡献，lauterbur与Mansfierd共获2003年的诺贝尔奖金。 第一节 MRI成像基本原理与设备 一、MRI成像基本原理

所有含奇数质子的原子核均在其自旋过程中产生自旋磁动量，也称核磁矩，它具有方向性和力的效应，故以矢量来描述。核磁矩的大小是原子核的固有特性，它决定MRI信号的敏感性。氢的原子核最简单，只有单一的质子，故具有最强的磁矩，最易受外来磁场的影响，并且氢质于在人体内分布最广，含量最高，因此医用MRI均选用H为靶原子核。人体内的每一个氢质子可被视作为一个小磁体，正常情况下，这些小磁体自旋轴的分布和排列是杂乱无章的，若此时将人体置人在一个强大磁场中，这些小磁体的自旋轴必须按磁场磁力线的方向重新排列。此时的磁矩有二种取向：大部分顺磁力线排列，它们的位能低，状态稳；小部分逆磁力线排列，其位能高。两者的差称为剩余自旋，由剩余自旋产生的磁化矢量称为净磁化矢量，亦称为平衡态宏观磁场化矢量M0。在绝对温度不变的情况下，两种方向质子的比例取决于外加磁场强度。

在MR的坐标系中，顺主磁场方向为Z轴或称纵轴，垂直于主磁场方向的平面为XY平面或称水平面，平衡态宏观磁化矢量M。此时绕Z轴以Larmor频率自旋，如果额外再对M0施加一个也以Larmor频率的射频脉冲，使之产生共振，此时M0就会偏离Z轴向XY平面进动，从而形成横向磁化矢量，其偏离Z轴的角度称为翻转角。翻转角的大小由射频脉冲的大小来决定，能使M翻转90”至XY平面的脉冲称之为90度脉冲。在外来射频脉冲的作用下M0除产生横向磁化矢量外，这些质子同向进动，相位趋向一致。

当外来射频脉冲停止后，由M0产生的横向磁化矢量在晶格磁场（环境磁场）作用下，将由XY平面逐渐回复到Z轴，同时以射频信号的形式放出能量，其质子自旋的相位一致性亦逐渐消失，并恢复到原来的状态。这些被释放出的，并进行了三维空间编码的射频信号被体外线圈接收，经计算机处理后重建成图像。

在MRI的应用中常涉及如下几个概念：

弛豫：是指磁化矢量恢复到平衡态的过程，磁化矢量越大，MRI探测到的信号就越强。

纵向弛豫：又称自旋一晶格弛豫或 T1弛豫，是指90”射频脉冲停止后纵向磁 化逐渐恢复至平衡的过程，亦就是M0由XY平面回复到Z轴的过程（图4－2）。其快慢用时间常数T2来表示，可定义为纵向磁化矢量从最小值恢复至平衡态的63％所经历的弛豫时间。不同的组织T1时间不同，其纵向弛豫率的快慢亦不同，故产生了MR信号强度上的差别，它们在图像上则表现为灰阶的差别。

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由于纵向弛豫是高能原子核释放能量恢复至低能态的过程，所以它必须通过有效途径将能量传递至周围环境（晶格）中去，晶格是影响其弛豫的决定因素。大分子物质（蛋白质）热运动频率太慢，而小分子物质（水）热运动太快，两者都不利于自旋能量的有效传递，故其T1值长（MR信号强度低），只有中等大小的分子（脂肪）其热运动频率接近Larmor频率，故能有效快速传递能量，所以 TI值短（MR信号强度高）。 通过采集部分饱和的纵向磁化产生的MR信号，具有T1依赖性，其重建的图像即为T1加权图像。

横向弛豫：又称为自旋一自旋弛豫或T2弛豫。横向弛豫的实质是在射频脉冲停止后，质子又恢复到原来各自相位上的过程，这种横向磁化逐渐衰减的过程称为T2弛豫。T2为横向弛豫时间常数，它等于横向磁化由最大值衰减至37％时所经历的时间，它是衡 量组织横向磁化衰减快慢的一个尺度。 T2值也是一个具有组织特异性的时间常数，不同组织以及正常组织和病理组织之间有不同的T2值。大分子（蛋白质）和固体的分子晶格固定，分子间的自旋一自旋作用相对恒定而持久，故它们的横向弛豫衰减过程快，所以 T2短（MR信号强度低），而小分子及液体分子因具有快速平动性，使横向弛豫衰减过程变慢，故 T；值长（MR信号强度高）。MR信号主要依赖T2而重建的图像称为T2加权图像。 二、MRI 设备

磁共振成像设备包括5个系统：磁体系统、梯度系统、射频系统、计算机及数据处理系统以及辅助设备部分。 磁体分常导型、永磁型和超导型三种，目前常用的有超导型磁体和永磁体。磁体性能的主要参数有磁场强度、磁场均匀性、磁场稳定性等。常导型的线圈用铜、铝线绕成，磁场强度可达0.15T～0.3T；永磁型的磁体由磁性物质制成的磁砖所组成，较重，磁场强度偏低，最高可达0.3T；超导型的线圈用银一钛合金线绕成，医用MR设备所用的磁场强度一般为0.35T～ 3.OT。 梯度系统由梯度放大器及X、Y、Z三组梯度线圈组成。它的作用是修改主磁场，产生梯度磁场。其磁场强度虽只有主磁场的几百分之一，但梯度磁场为人体MRI信号提供了空间定位的三维编码的可能。由于对图像空间分辨力的要求越来越高，故对梯度磁场的要求也高，目前梯度系统提供的梯度场强已高达 60MT／M。

射频系统用来发射射频脉冲，使磁化的氢质子吸收能量而产生共振。在弛豫过程中氢质子释放能量并发出MRI信号，后者被检测系统接收。射频系统主要由发射与接收两部分组成，其部件包括射频发射器、功率放大器、发射线圈、接收线圈以及噪声信号放大器等。

MRI设备中的计算机系统主要包括模／数转换器、阵列处理机及用户计算机等。其数据采集、处理和图像显示，除图像重建由傅里叶变换代替了反投影外，其它与CT设备非常相似。 第二节MRI图像特点

人体不同器官的正常组织与病理组织的T1值是相对固定的，而且它们之间有一定的差别，T2值也是如此。这种组织间弛豫时间上的差别，是磁共振成像诊断的基础。值得注意的是，MRI的影像虽然也以不同的灰度显示，但其反映的是MRI信号强度的不同或弛豫时间T1与T2的长短，而不象CT图像，灰度反映的是组织密度。一般而言，组织信号强，图像所相应的部分就亮，组织信号弱，图像所相应的部分就暗，由组织反映出的不同的信号强度变化，就构成组织器官之间、正常组织和病理组织之间图像明暗的对比。

MRI的图像若主要反映组织间T1特征参数时，为T1加权像，它反映的

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是组织间T1的差别，T1WI有利于观察解剖结构。若主要反映组织间T2特征参数时，则为T2加权像，T2WI对显示病变组织较好。还有一种称为质子密度加权像的图像，其图像的对比主要依赖于组织的质子密度，又简称质于加权像。 MRI是多参数成像，因此，在MRI成像技术中，采用不同的扫描序列和成像参数，可获得T1加权像、T2加权像和质子加权像。在经典的自旋回波（SE）序列中，通过调整重复时间（TR）和回波时间（TE），就可得到上述三种图像。一般短TR、短TE可获得T1加权像；长TR、长TE可获得T2加权像，长TR、短TE可获得质子加权像。 第三节 MRI检查技术

MRI成像技术有别于CT扫描，它不仅可行横断面，还可行冠状面、矢状面以及任意斜面的直接成像。同时还可获得多种类型的图像，如T1WI、T2WI等。若要获取这些图像必须选择适当的脉冲序列和成像参数。 一、序列技术

MRI成像的高敏感性基于正常组织与病理组织弛豫时间T1及T2的不同，并受质子密度、脉冲序列的影响，常用的脉冲序列有：

1．自旋回波（SE）序列 采用“90°-180°”脉冲组合形式构成。其特点为可消除由于磁场不均匀性所致的去相位效应，磁敏感伪影小。但其采集时间较长，尤其是T2加权成像，重T2加权时信噪比较低。该序列为MRI的基础序列。

2.反转恢复(IR）序列 采用“180°-90°-180°”脉冲组合形式构成。其特点为具有较强的T1对比，短反转时间（TI）的反转恢复序列，同时具有强的T2对比，还可根据需要设定TI，饱和特定组织产生具有特征性对比的图像，如短T1反转恢复（STIR）、液体衰减反转恢复（FLAIR）等序列。

3．快速自旋回波（FSE）序列 采用“90°-180°-180°-...”脉冲组合形式构成。其图像对比性特征与SE相似，磁敏感性更低，成像速度加快，使用大量180°射频脉冲，射频吸收量增大，其中T2加权像中脂肪高信号现象是TSE与SE序列的最大区别。

4．梯度回波（GRE）序列 梯度回波技术中，激励脉冲小于 90°，翻转脉冲不使用180°，取而代之的是一对极性相反的去相位梯度磁场及相位重聚梯度磁场，其方法与SE中频率编码方向的去相位梯度及读出梯度的相位重聚方法相同。由于小翻转角使纵向磁化快速恢复，缩短了重复时间TR，也不会产生饱和效应，故使数据采集周期变短，提高了成像速度。其最常用的两个序列是快速小角度激发（FLASH）序列和稳态进动快速成像（FISP）序列。

5．快速梯度自旋回波（TGSE）序列TGSE是在TSE的每个自旋回波的前面和后面,再产生若干个梯度回波，使180°翻转脉冲后形成一组梯度和自旋的混合回波信号，从而提高单位重复时间（TR）的回波数。该序列具有SE及TSE的对比特点，且较之具有更高的磁敏感性，采集速度进一步加快。

6．单次激发半傅里叶采集快速自旋回波（HASTE）序列 该序列在一次激励脉冲后使用128个180°聚焦脉冲，采集128个回波信号，填写在240X256的K空间内。HASTE序列具有TSE序列T2加权图像的特征，每幅图像仅需一次激励便可完成数据采集，高速采集可冻结呼吸及其它生理性运动。因此该序列多用于有生理性运动器官的T2加权成像。

7．平面回波成像（EPI）EPI技术是迄今最快的 MRI成像技术，它是在一次射频脉冲激励后在极短的时间内（30ms～100ms）连续采集一系列梯度回