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图书名称：《临床影像学》

【作　者】徐昌编著

【页 数】 306

【出版社】 昆明：云南科技出版社 , 2016.03

【ISBN号】978-7-5416-8159-2

【分 类】影像诊断

【参考文献】 徐昌编著. 临床影像学. 昆明：云南科技出版社, 2016.03.

图书目录：

《临床影像学》内容提要：

本书主要介绍了医学影像检查技术、呼吸系统疾病、心血管系统疾病、消化系统疾病、中枢神经系统疾病、五官头颈部疾病、泌尿生殖系统疾病等内容。

《临床影像学》内容试读

第一章医学影像检查技术

第一节总论

医学影像学也称医学成像，医学影像学Medical Imaging泛指通过X光成像(X-ry),计算机断层扫描(CT),核磁共振成像(MRI),数字减影血管造影DSA,超声成像(ultrasound),正电子发射计算机断层显像(PET),脑电图(EEG),脑磁图(MEG),眼球追踪(eyetracking),穿颅磁波刺激(TMS)等现代成像技术，检查人体无须用非手术手段检查的部位的过程。医学影像学在临床的应用上非常广泛，对疾病的诊断提供了很大的科学和直观的依据，可以更好地配合临床的症状、化验等方面，为最终准确诊断病情起到不可替代的作用；同时治疗方面也有很好的应用。通过近几十年来，显像设备在不断地改进和完善，检查技术和方法也在不断地创新，影像诊断已从单依靠形态变化进行诊断发展成为集形态、功能、代谢改变为一体的综合诊断体系。与此同时，一些新的技术如心脏和脑的磁源成像和新的学科分支如分子影像学在不断涌现，影像诊断学的范畴仍在不断发展和扩大之中。

第二节X线检查技术

1895年11月8日德国物理学家伦琴(RoentgenWc)进行阴极射

。1

临床影像学

线实验时发现了一种新射线，因当时他对此射线尚未完全弄清，故

用数学上代表未知数的“X”命名这种射线，称X射线或X线。同

年12月22日伦琴为其夫人拍摄了世界上第一张X线照片，从而为

X线透视和摄影奠定了基础。1905年Krause首先应用硫酸钡进行胃肠检查；1918年Dandy首先做了脑室充气造影等.开创了X线特殊造影，将X线检查范围进一步扩大。1935年Vallepona首先在临床上

应用X线断层摄影，无疑，又开创了一个新的X线检查方法一特殊

摄影，对X线诊断水平提高起到了促进作用。从而，X线检查的三

大组成部分普通X线检查，特殊摄影和特殊造影已具雏形。随着科

学技术的发展，大功率又线机和影像增强器的相继问世，X线检查

步入了新时代。它不仅减轻了X线专家的工作强度和减少接受X线，

而且人体各系统器官都能进行有效的X线检查，成为临床各种检查

方法中，极为重要的检查手段之一。20世纪70年代末，数字减影血管造影的出现，提高了血管造影的影像质量，使撤管造影更为完善。

所以在20世纪80年代，此项技术在国内外迅速推广应用，X线检查

跨入了又一新时代。它与CT和MRI被誉为当代医学检查的三大重

要发明。介入放射学的出现，标志着X线检查由单纯的诊断疾病发

展到治疗疾病，使放射科的任务发生了质的变化。从X线发现到今天，

已100年，X线的发展是辉煌的，这些都是老一辈和当代放射专家辛

勤工作的结果。相信在未来，X线会得到更为广阔的发展，如X刀

和Y刀的出现，就酝酿着放射外科的建立等等。

一、X线的性质和特性

X线的发生过程是向X线管灯丝供电、加热，在阴极附近产生

自由电子，当向X线管两极提供高压电时，阴极与阳极间的电势差

陡增，电子以高速由阴极向阳极行进，轰击阳极钨靶而发生能量转换，

其中1%以下的能量转换为X线，99%以上转换为热能。X线主要由

X线管窗口发射，热能由散热设施散发。

X线是一种波长很短的电磁波，波长范围为0.006~500A

(1A=8~10cm)。目前X线诊断常用的X线波长范围为0.08~0.31A(相

当于40~150千伏时)，X线还具有与X线成像相关的下列几个特征：

(1)穿透性：X线波长很短，具有很强的穿透力，能穿透一般可

见光不能穿透的各种不同密度的物质，并在穿透过程中受到一定程

度的吸收。X线的穿透力与X线管电压密切相关，电压愈高，所产

生的X线的波长愈短，穿透力愈强；反之，电压愈低，所产生的X

。2

第一章医学影像检查技术

线波长愈长，其穿透力也愈弱。另一方面，X线穿透性是X线成像

的基础。

(2)摄影作用X线能使摄影胶片“感光”。经过X线照射后，

胶片乳胶中溴化银放出银离子，形成潜影、再经显影和定影处理

银离子还原成银粒子而呈黑色。X线照射较弱或未经X照射的部分，

溴化银则由于定影液的作用而部分或全部溶解掉，呈半透明或透明因而构成一幅反映组织密度不同的影像。

(3)荧光作用：X线能使荧光物质发生电离或处于激发状态，在

其恢复原状的过程中发出微热光线，利用X线的荧光作用进行透视。

(4)感光作用：X线和普通光线一样可使感光材料感光，胶片上

产生黑白效果。

(5)电离反应X线可使空气或其他物质发生电离作用、使物

质的原子电离为正负离子。X线进入人体时也产生电离作用，使人

体产生生物学方面的改变，它是放射防护学与放射学治疗学的基础。

X线影像的形成除与X线性质有关外，尚与人体组织的密度和

厚度有关。为此，我们引人两个概念。(1)自然对比：X线透过人体

组织后，由于组织密度和厚度不同，在荧光屏或胶片上产生出黑白对比的影像，这种对比称自然对比。(2)人工对比：人体某些器官或组织缺乏自然对比如腹部器官和脑组织等，所以相互之间不能形成黑白影像对比，从而不能显示出它们的轮廓。为了使缺乏自然对比的器官或组织形成对比，可采用人工方法导人对比剂使之形成对比，这种方法称人工对比或造影。被导人的物质称对比剂。人工对

比的应用极大地拓宽了X线检查的范围。

二、X线成像的基本原理

X线之所以能使人体在荧屏上或胶片上形成影像，一方面是基

于X线的特性，即其穿透性、荧光效应和摄影效应；另一方面是基

于人体组织有密度和厚度的差别。由于存在这种差别，当X线透过

人体各种不同组织结构时，它被吸收的程度不同，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线上就形成黑白对比

不同的影像。

由此可见X线图像的形成，是基于以下3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，存在着密度和厚度的差异，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，

·3·

■临床影像学

是不可见的，经过显像过程，例如用X线片显示，就能获得具有黑

白对比、层次差异的X线图像。

人体组织结构和器官形态不同，厚度也不一样。厚的部分，吸

收X线多，透过的X线少，薄的部分则相反，于是在X线片和荧屏

上显示出黑白对比和明暗差别的影像。所以，X线成像与组织结构

和器官厚度也有关。

由此可见，密度和厚度的差别是产生影像对比的基础，是X线

成像的基本条件。而密度与厚度在成像中所起的作用要看哪一个占优势。例如，肋骨密度高但厚度小，而心脏大血管系软组织，为中

等密度，但厚度大，因而心脏大血管在X线胸片上影像反而比肋骨

影像白。

三、数字X线成像检查

传统的X线透视（或影像增强器）与屏-片系统获得的是由X

线透过人体内部器官和组织后形成的模拟影像(analog image)。数字

X线成像检查技术是指应用计算机X线摄影(computed radiography,CR)、数字X线摄影(digital radiography,DR)和数字减影血管造影(digital subtraction angiography,DSA)等设备获得数字影像(digitalimage)的X线检查技术。从广义上讲，CT也属此技术。

(一)CR

C系统最初由日本富士胶片公司于20世纪70年代开始研制，

20世纪80年代初已有市售，现已几度换代，其他若干厂商也有类似

产品。开发C系统的基本动机在于使放射学领域中应用最久、也

最广泛的常规X线摄影信息数字化。

1.CR的成像原理

(1)CR影像的形成过程

1)成像板放于暗盒内，利用传统设备曝光，X线穿透被照体后

与P发生作用，形成潜影。

2)潜影通过激光扫描进行读取，P被激励后，以紫外线形

式释放出存储的能量。这种现象叫光激励发光(photostimulableluminescence,PSL).

3)利用光电倍增管，将发射光转换成电信号，并给予放大。4)电信号在计算机屏幕上重建成可见影像，并根据诊断的特性

要求进行影像的后处理。影像读取过程完成后，P的影像数据可通

过施予强光来消除，以便P可重复使用。

。4。

第一章医学影像检查技术■严

(2)CR系统的工作流程

1)信息采集传统X线摄影中使用增感屏/胶片组合系统的成像

方式已众所周知，在X线照片上最终形成的影像无法直接数字化。

CR系统解决的关键问题之一即是开发了一种既可接受模拟信息，又

可实现模拟信息数字化的信息载体，即成像板(P)。这样，采集的

信息则可应用数字图像信息处理技术进一步处理，实现数字化处理、存储与传输。

2)信息转换(transformationof information)CR系统中，IP经X

线照射后被激发（第一次激发）。经第一次激发的P上贮存有空

间上连续的模拟信息，为使该信息数字化，P要由激光束扫描（第

二次激发)读出。C系统的读出装置中的激光发生器发射激光束

(氦-氖[He-Ne]激光束波长为633nm,半导体激光束波长为670690nm),在与IP垂直的方向上依次扫描整个P表面。IP上的荧光体被二次激发后发生光激发发光或称光致发光(photostimulatedluminescence,PSL)现象，产生荧光。荧光的强弱与第一次激发时的能量精确成比例，即呈线性正相关。该荧光由沿着激光扫描线设置的高效光导器采集和导向，导入光电倍增管，被转换为相应强弱的

电信号。继而，电信号被馈入模拟/数字(A/D)转换器转换为数字

信号。至此，C系统完成了模拟信号到数字信号的转换。

事实上，FCR系统的读出装置是依据IP上成像层内晶体的PSL

特征设计的。FC系统中的信息转换部分主要是由激光扫描器、光

电倍增管和AD转换器组成的。

3)信息的处理与记录(processingand recording of information)

CR的信息处理可分为谐调处理、空间频率处理和减影处理。

①谐调处理(gradation processing),谐调处理涉及的是影像的对比。传统的增感屏/胶片摄影系统中，最后显示的影像在很大程度

上取决于X线曝光量，当曝光量过高和过低时，均不会得到有诊断

价值的影像。CR系统中，X线剂量和/或能量改变（曝光宽容度）

的允许范围则较大，在适当设置的范围内曝光均可读出影像的信号。

在谐调处理中，其中有四个参数决定谐调处理状况的非线性转换曲线，即谐调类型、旋转中心、旋转量和谐调曲线移动量。谐调类型是四个参数中最基本的参数，它规定非线性转换曲线的基本形

式。FCR系统有15个以上谐调类型的形式，在FCR照片上，由字

母A到P中的一个字母标明。其中选择某一种谐调类型，则可实现

影像的黑/白翻转：在曲线围绕某一特定的中心点旋转时，依赖旋转

。5·

临床影像学

中心点的位置和旋转程度均可得到不同的影像对比；当谐调曲线移动时，即可改变影像的总体光学密度。

②空间频率处理(spatial frequency processing):空间频率处理是指对频率响应的调节，从而影响影像的锐度。在增感屏/胶片系统，随着空间频率的增加，频率响应变小，即是说影像内高频率成分的

对比将减小。C系统中，可通过空间频率处理调节频率响应，如提

高影像中高频率成分的频率响应，来增加此部分的对比。

③减影处理：减影大多是数字减影血管造影(DSA)设备的功能，

但CR系统尚可完成血管造影与非造影影像的减影职能。在时间减

影血管造影方式中，C系统同样可以摄取蒙片和血管显影照片，并

经计算机体件功能实施减影。

④信息的记录：FCR系统的信息是存储在光盘中的。如光盘的一

面存贮量为1GB,而一幅CR影像的存储空间为4MB,则每面光盘

可存储250幅图像。但是，资料管理系统可提供压缩，如压缩率为1/20,则每面光盘的存贮量可扩充到5000幅影像。

为满足临床诊断目的，FCR系统信息的记录方式有三种主要类

型a.激光打印胶片；b.热敏打印胶片；C.热敏打印纸。激光打印胶

片是常规的记录方式，C信息传输到激光打印机，打印机还可同时

连接其他成像设备，如CT、MR、DSA等，形成网络。

(3)CR的影像记录

1)CR的影像采集光激励荧光体晶体结构“陷阱”中存储了吸收

的X线能量，故也称作“存储”荧光体。在光激励发光过程中，以

适当波长的附加可见光能量的激励下，这种俘获的能量能够被释放出来。采集到的数字化原始数据的影像送入计算机处理，对有用的影像相关区域进行确定，按照用户选择的解剖部位程序，将物体对比度转换成模拟胶片的灰阶影像。最后，影像在胶片上记录或在影像监视器上观察。

2)CR探测器的特性CR成像是基于光激励发光的原理。当一个

X线光子在PSP材料中积存能量时，有三种不同的物理过程在能量

转换中发生。能量首先以可见光的形式释放荧光，这个过程是传统

X线摄影增感屏成像的基础。PSP材料在晶体结构缺陷中存储绝大部

分积存的能量，因而得名存储荧光体。这种存储的能量形成潜影，随着时间推移，潜影会由于磷光的产生而自然消退。如果用适当波长的可见光激励，激励发光的过程可以立即释放出部分俘获的能量，发出的可见光通过光电转换为数字化影像信号。

。6…

···试读结束···