放射成像的基础知识.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,放射影像的基础知识,1、X线的发展历程,2、X线成像的基本原理,3、X线成像的特点,4、X线的质量和强度,5、放射产品分类,X线的产生：,1895年，德国科学家伦琴发现了具有很高能量，肉眼看不见，但能穿透不同物质，能使荧光物质发光的射线。因为当时对这个射线的性质还不了解，因此称之为X射线。为纪念发现者，后来也称为伦琴射线，现简称X线(X-ray)。,X线的发展历程,X线的发展历程,20世纪初，医用X线机诞生,20世纪40年代，旋转阳极X线球管诞生,20世纪70年代，中频技术出现，CT诞生,20世纪80年代，X线电视系统用于临床检查，,MR诞生,X线的发展历程,20世纪90年代，光学、电子、物理技术对传统化学技术发起挑战，数字胃肠机，DSA及CR依次粉墨登场。,90年代末，DR技术引发研发竞争，近几年CR、DR、HIS、RIS、PACS 技术已逼近每一家医院。,X线的发展历程,1977,年 数字减影血管造影,1980,年,CR,，荧光成像板,1987,年 非晶硒成像板,1990,年 线性,CCD,1995,年 非晶硅碘化铯闪烁体平板探测器的,DR,1997,年 硫氧化钆闪烁体平板探测器的,DR,2001,年 硫氧化钆闪烁体便携式平板探测器,2001,年 数字透视和摄像的动态平板探测器,x线是怎么产生的,x线是怎么产生的,电子高速碰撞原子的结果,x线是怎么产生的,电子动能,约,99%,转化为热能,约,1%,转化为电磁波辐射能,x线是怎么产生的,X线产生的基本原理,X线产生的三个条件:,要有一个,电子源,，能根据需要，随时提供足够数量的电子,高速电子流,。两个方面，其一是高压电场，使电子获得动能；其二是有高真空环境，使电子在运动中不受气体分子的阻挡和电离放电而降低能量，同时也能保护灯丝不致因氧化而被烧毁。,要有一个能经受高速电子撞击而产生线的,靶,X线成像的基本原理,靶,高压电源,低压电源,靶,X线产生原理,阴极发热产生电子,电子猝然停止和外层电子跃迁，部分能量以连续和特征X射线的形式放出。,电子加速，撞击和电离中的核外子。,X射线,X线装置构成：,主要包括,X线管,、,高压发生器,和,控制台,一般说，高速行进的电子流被物质阻挡即可产生X线。具体说，X线是在真空管内高速行进成束的电子流撞击钨(或钼)靶时而产生的。,X线成像的基本原理,X线管:,为一高真空的二极管，杯状的阴极内装着灯丝；阳极由呈斜面的钨靶和附属散热装置组成。,X线成像的基本原理,高压发生器:,为提供X线管灯丝电源和高电压而设置。一般前者仅需12V以下，为一降压变压器；后者需40150kV(常用为4590kV)为一升压变压器。,X线成像的基本原理,控制,台：,主要为调节电压、电流和曝光时间而设置，包括电压表、电流表、时计、调节旋钮和开关等。现代数字X光机还包括曝光控制系统和图像采集工作站。,X线成像的基本原理,X线成像的基本原理,X线成像的基本原理,与X线成像相关的特性：,穿透性,荧光效应,感光效应,电离效应,X线的特性,穿透性：,X线成像的基础,X线成像的基本原理,X线的特性,荧光作用,临床透视的应用基础,X线成像的基本原理,X线成像的基本原理,感光效应：,涂有溴化银的胶片，经X线照射后，可以感光，产生潜影，经显、定影处理，感光的溴化银中的银离子(Ag+)被还原成金属银(Ag)，并沉淀于胶片的胶膜内。此金属银的微粒，在胶片上呈黑色。而未感光的溴化银，在定影及冲洗过程中，从X线胶片上被洗掉，因而显出胶片片基的透明本色。依金属银沉淀的多少，便产生了黑和白的影像。所以，感光效应是X线胶片成像的基础。,X线的特性,X线的特性,电离作用,利用电离效应原理可以检测x线剂量,它是放射防护学和放射治疗学的基础,。,X线成像的基本原理,可见光成像,被摄物体发射或反射的光线通过镜头在焦平面上形成物像,X线成像的基本原理,模拟成像,X线成像的基本原理,X线管,数字显示器,X线产生,穿透并衰减,检测并A/D,数字成像,图像信号输出,X线成像的基本原理,放射成像的基础知识,1、X线的发展历程,2、X线成像的基本原理,3、X线成像的特点,4、X线的质量和强度,5、放射产品分类,X线成像特点,X线成像特点,像,物体,X射线,X线成像特点,不能反映病灶的三维空间位置,放射成像的基础知识,1、X线的发展历程,2、X线成像的基本原理,3、X线成像的特点,4、X线的质量和强度,5、放射产品分类,X线的质量和强度,X线的质,X线穿透物体的能力，即光子能量的大小称为,X线的质,，又称,硬度,，光子的能量越大穿透能力越强，越不容易被物体吸收,X线的质是通过管电压(kV千伏值)的大小来反映的，管电压越高，质越硬,X线的量,垂直于X线束的单位面积上，单位时间内通过的光子数称为,X线的量,，在X线诊断中，X线的量是由,毫安秒(mAs),来表示,X线的强度,单位时间内垂直于X线束的单位面积上通过的光子数和能量的总和叫做,X线的强度,。主要由,KV、mA,和时间决定,影响X线强度的主要因素,管电压(,KV,),：X线强度与kV的平方成正比。,毫安秒(,mAs,),：X线强度与mAs 成正比。,靶物质,：靶的原子序数越高，产生X线的效率越高，X线的强度就越大。,距离,：X线的强度与距离的平方成反比,X线的质量和强度,放射成像的基础知识,1、X线的发展历程,2、X线成像的基本原理,3、X线成像的特点,4、X线的质量和强度,5、放射产品分类,放射产品分类,主要放射产品分类（按临床应用）：,1、普通诊断X线机,普通摄影X线机、透视机、多功能X线机、手术用X线机、床边X线机、乳腺X线机、牙科X线机,2、数字减影血管造影,（Digital subtraction angiography,DSA）,3、计算机X线体层摄影（Computed tomography,CT）,4、,磁共振成像（Magnetic resonance imaging,MRI）,放射产品分类普通诊断X线机,普通摄影X线机:,普通屏片,X,线机,计算机,X,线摄影,(Computed Radiography,，,CR),数字,X,线摄影（,Digital Radiography,，,DR,）,放射产品分类普通诊断X线机,普通屏片X线机,立柱,平床,配电柜,球管,放射产品分类普通诊断X线机,CR(Computed Radiography),IP板插槽,触摸屏、图像预览,KODAK 260-small,KODAK,CR-ITX 560,放射产品分类普通诊断X线机,DR（Digital Radiography）,多功能U臂,简易平床,（MINDRAY DigiEye560T）,放射产品分类普通诊断X线机,DR（Digital Radiography）,悬吊球管立柱简易平床（GE Definuim 6000）,放射产品分类普通诊断X线机,DR（Digital Radiography）,双立柱（PHILIPS,Diagnost,VR）,DR产品分类普通诊断X线机,单板-悬吊,（,Philips Diagnost TH,）,DR（Digital Radiography）,放射产品分类普通诊断X线机,DR（Digital Radiography）,双板DR（Kodak DirectView DR7500）,放射产品分类普通诊断X线机,透视X线机,放射产品分类普通诊断X线机,多功能X线机,Hitachi TU-51,放射产品分类普通诊断X线机,床边X线机,SHIVA XHX6-50,手动,SHIVA XHX6-200,电动,放射产品分类普通诊断X线机,床边X线机,KODAK CR-ITX 560,CR型,SIEMENS MOBILETT XP Digital,DR型,放射产品分类普通诊断X线机,手术用X光机,（小C臂）,Shimadzu WHA-200,小C臂型,放射产品分类普通诊断X线机,乳腺X线机,使用钼靶（铑靶）,X,线机摄影,软射线：管电压在,40KV,以下（多用,30KV,左右），,5,8MAS,常用焦点为：,0.1/0.3mm,摄影技术：侧斜位、侧位、正位,放射产品分类普通诊断X线机,乳腺X线机,PHILIPS,普通乳腺机,SIEMENS NovationDR,DR型,放射产品分类DSA,最早出现于,1980,年,3,月（北美放射学会,1980,年,11,月公布）,基本结构：,X,线发生装置、图像检测系统（光栅、影像增强管、光学系统、电视摄像机）,分类：,CCD,影像增强器、全数字平板探测器,数字减影血管造影,（,DSA）,放射产品分类DSA,数字减影血管造影,（,DSA）,Philips Integris CV,CCD影像增强器,放射产品分类DSA,数字减影血管造影,（,DSA）,Hitachi SX-VA3000FP,DR型,Hitachi SX-VA2000FP,DR型,放射产品分类CT,最早出现于1971年10月,为此，英国科学家Hounsfied G.N获得1979年诺贝尔医学奖,CT值的单位即以其名字命名：HU（亨氏单位）,计算机X线体层摄影（CT）,放射产品分类CT,发展历程：,第一阶段：从,CT,的产生到,20,世纪,70,年代中期扇形束,CT,第一代,CT,：,Hounsfied,实验机，线形束，探测器,2,3,个,第二代,CT,：头颅专用,CT,，小扇形束，探测器几十个,第三代,CT,：扇形束全身,CT,，旋转旋转扫描方式,第四代,CT,：环形探测器,CT,，探测器数目,500,2000,个,第二阶段：,20,世纪,80,年代中期“滑环技术”实现了螺旋扫描,第三阶段：多排探测器实现了快速容积扫描，即多层扫描,目前，已经有公司正在开发平板探测器（,FPD,）,CT,，一次旋转即可完成一个器官的扫描，真正实现容积扫描,第五代,CT,：电子束,CT,（,EBCT,），又称超高速,CT,（,UFCT,）,以上摘自余建明主编,医学影像技术学,放射产品分类CT,基本构造：,（一）扫描系统：扫描机架、检查床、X线高压发生器、X线管、准直器、滤过器、探测器、模数转换器,（二）计算机系统：主控计算机、陈列处理计算机,（三）其它设备：磁盘机和相关存储媒介、操作台、其他附属设备,放射产品分类CT,扫描机架,检查床,控制台,计算机系统,放射产品分类MRI,磁共振成像（MRI）：,是利用生物体内磁性核（多为氢核）在磁场中特性的表现而进行成像的技术。,1946年发现核磁共振现象,1952年哈佛大学Purcell和斯坦福大学Bloch获得诺贝尔物理学奖,1980年应用到临床,1989年安科公司生产国产第一台永磁MRI,放射产品分类MRI,磁共振成像特点：,多参数成像：,T1,、,T2,、质子密度,N,（,H,）、相位对比、弥散对比、磁化传递对比、流动静止对比、流速对比,多方位成像：可获得人体横断面、冠状面、矢状面及任何方位断面的图像,大视野成像：,组织特异性成像：如水成像技术用于显示静态液；黑水技术可区分结合水和自由水等,人体能量代谢研究：如通过波谱分析可研究组织器官的能量代谢情况,无电离辐射：即无创检查,无骨伪影干扰,放射产品分类MRI,磁共振成像的局限性：,成像速度慢：,对钙化灶和骨皮质病灶不够灵敏：,图像易受多种伪影影响：主要来自设备、运动和金属异物,禁忌症较多：如心脏起搏器、假肢、人工髋、宫内节育环等,定量诊断困难,放射产品分类MRI,磁共振成像的物理学原理：,磁场对样体的磁化作用,磁共振现象,驰豫：,纵向驰豫（,T1,驰豫），指纵向磁化矢量从最小值恢复至平衡态的,63,所经历的驰豫时间,横向驰豫（,T2,驰豫），指横向磁化矢量衰减至其最大值的,37,所经历的驰豫时间,MR,信号的形成,放射产品分类MRI,磁共振成像的物理学原理：,放射产品分类MRI,磁共振成像的分类：,永磁型：一般由多块永磁材料堆积（拼接）而成；场强一般不超过,0.5T,，磁场均匀性差；对磁体和机房的温度变化应控制在,1,之内,优点：结构简单，造价低，不消耗能量，维护费用低，磁场发散少,常导型：又称阻抗型，是利用线圈中的电流来产生磁场。,缺点：功耗大，发热量大。,超导型：是利用超导材料在低温下的零电阻特性，在很小的截面上可以通过强大的电流，产生强磁场，一般场强在,0.5,3.0T,。,优点：高场强、高稳定性、高均匀性、不耗电能、容易达到大孔径,缺点：磁体制造复杂、需定期补给液氮,放射产品分类MRI,磁共振成像的分类：,ANKE,Open mark 4000,0.38T,永磁,放射产品分类MRI,磁共振成像的分类：,HITACHI,Airis mate,0.2T 永磁,介入用,放射产品分类MRI,磁共振成像的分类：,GE,Signa Excite HD Open,1.5T,超导,谢 谢！,