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CR MR CT DR DSA X線都是醫(yī)學(xué)影像疾病診斷的一種。
MRI 是磁共振影像檢查,可以獲得橫斷面,矢狀面和冠狀面的影像??臻g分辨率好。
CT 是一種X線診斷設(shè)備,是一種復(fù)雜的X線設(shè)備,可以獲得橫斷面圖像。和MRI比較,密度分辨率高是其特點(diǎn)。
CR 、DR 和X線診斷同CT一樣也是通過X線來完成圖像的。不同的是,CR和DR 比普通的X線機(jī)器在圖像的獲取上更先進(jìn),CR 是IP板,DR 更高級(jí),是通過PACS 來完成的。簡單的說他們的診斷的范圍上沒有太明顯的不同。
CR(ComputedRadiography)指計(jì)算機(jī)X線攝影
CR的工作原理:
第一步、X線曝光使IP影像板產(chǎn)生圖像潛影;
第二步、將IP板送入激光掃描器內(nèi)進(jìn)行掃描,在掃描器中IP板的潛影被激化后轉(zhuǎn)變成可見光,讀取后轉(zhuǎn)變成電子信號(hào),傳輸至計(jì)算機(jī)將數(shù)字圖像顯示出來,也可打印出符合診斷要求的激光相片,或存入磁帶、磁盤和光盤內(nèi)保存。
CR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對簡單,易于安裝;IP影像板可適用于現(xiàn)有的X線機(jī)上,直接實(shí)現(xiàn)普通放射設(shè)備的數(shù)字化,提高了工作效率,為醫(yī)院帶來很大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。降低病人受照劑量,更安全。CR對骨結(jié)構(gòu),關(guān)節(jié)軟骨及軟組織的顯示明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的X片成像;易于顯示縱膈結(jié)構(gòu),如血管和氣管;對肺結(jié)節(jié)性病變的檢出率高于傳統(tǒng)X線成像;在觀察腸管積氣、氣腹和結(jié)石等含鈣病變優(yōu)于傳統(tǒng)X線圖像;用于胃腸雙對比造影在顯示胃小區(qū),微小病變和腸粘膜皺襞上,CR(數(shù)字胃腸)優(yōu)于傳統(tǒng)X線圖像
DR(Digital Radiography)直接數(shù)字化X射線攝影系統(tǒng).
是新一代的醫(yī)療放射產(chǎn)品,與CR同屬下一代代替X光機(jī)的產(chǎn)品,使用CCD成像,放射劑量少,適合在患者較多,使用頻繁的醫(yī)院使用
1.直接通過專業(yè)顯示器進(jìn)行閱片,無須再?zèng)_洗膠片,大大節(jié)約膠片成本(有特殊需求的患者除外);
2.DR升級(jí)后可以免除了拍錯(cuò)片等各種煩惱,拍錯(cuò)片或病人身體移動(dòng)導(dǎo)致圖片效果差,醫(yī)生可以很快看到影響結(jié)果,并重新拍攝。
3.對骨結(jié)構(gòu)、關(guān)節(jié)軟骨及軟組織的顯示優(yōu)于傳統(tǒng)的X線成像,還可進(jìn)行礦物鹽含量的定量分析;易于顯示縱隔結(jié)構(gòu)如血管和氣管;對結(jié)節(jié)性病變的檢出率高于傳統(tǒng)的X線成像;在觀察腸管積氣、氣腹和結(jié)石等含鈣病變優(yōu)于傳統(tǒng)X線圖像;體層成像優(yōu)于X線體層攝影;胃腸雙對比造影在顯示胃小區(qū)、微小病變和腸粘膜皺襞上,數(shù)字化圖像優(yōu)于傳統(tǒng)的X線造影。
4.DR可以安裝在體檢車上面車載DR,DR車可以移動(dòng)到任何地方進(jìn)行體檢。方便快捷高效。
CT(computedtomography)電子計(jì)算機(jī)X射線斷層掃描技術(shù)
CT的工作程序是這樣的:它根據(jù)人體不同組織對X線的吸收與透過率的不同,應(yīng)用靈敏度極高的儀器對人體進(jìn)行測量,然后將測量所獲取的數(shù)據(jù)輸入電子計(jì)算機(jī),電子計(jì)算機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后,就可攝下人體被檢查部位的斷面或立體的圖像,發(fā)現(xiàn)體內(nèi)任何部位的細(xì)小病變。
1、 CT的發(fā)明
自從X射線發(fā)現(xiàn)后,醫(yī)學(xué)上就開始用它來探測人體疾病。但是,由于人體內(nèi)有些器官對X線的吸收差別極小,因此X射線對那些前后重疊的組織的病變就難以發(fā)現(xiàn)。于是,美國與英國的科學(xué)家開始了尋找一種新的東西來彌補(bǔ)用X線技術(shù)檢查人體病變的不足。1963年,美國物理學(xué)家科馬克發(fā)現(xiàn)人體不同的組織對X線的透過率有所不同,在研究中還得出了一些有關(guān)的計(jì)算公式,這些公式為后來CT的應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。1967年,英國電子工程師亨斯費(fèi)爾德在并不知道科馬克研究成果的情況下,也開始了研制一種新技術(shù)的工作。他首先研究了模式的識(shí)別,然后制作了一臺(tái)能加強(qiáng)X射線放射源的簡單的掃描裝置,即后來的CT,用于對人的頭部進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性掃描測量。后來,他又用這種裝置去測量全身,獲得了同樣的效果。1971年9月,亨斯費(fèi)爾德又與一位神經(jīng)放射學(xué)家合作,在倫敦郊外一家醫(yī)院安裝了他設(shè)計(jì)制造的這種裝置,開始了頭部檢查。10月4日,醫(yī)院用它檢查了第一個(gè)病人?;颊咴谕耆逍训那闆r下朝天仰臥,X線管裝在患者的上方,繞檢查部位轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)在患者下方裝一計(jì)數(shù)器,使人體各部位對X線吸收的多少反映在計(jì)數(shù)器上,再經(jīng)過電子計(jì)算機(jī)的處理,使人體各部位的圖像從熒屏上顯示出來。這次試驗(yàn)非常成功。1972年4月,亨斯費(fèi)爾德在英國放射學(xué)年會(huì)上首次公布了這一結(jié)果,正式宣告了CT的誕生。這一消息引起科技界的極大震動(dòng),CT的研制成功被譽(yù)為自倫琴發(fā)現(xiàn)X射線以后,放射診斷學(xué)上最重要的成就。因此,亨斯費(fèi)爾德和科馬克共同獲取1979年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。而今,CT已廣泛運(yùn)用于醫(yī)療診斷上。
2、CT的成像基本原理
CT是用X線束對人體某部一定厚度的層面進(jìn)行掃描,由探測器接收透過該層面的X線,轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽夂?,由光電轉(zhuǎn)換變?yōu)殡娦盘?hào),再經(jīng)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(analog[轉(zhuǎn)載]CR\DR\CT\MRIital converter)轉(zhuǎn)為數(shù)字,輸入計(jì)算機(jī)處理。圖像形成的處理有如對選定層面分成若干個(gè)體積相同的長方體,稱之為體素(voxel),見圖1-2-1。掃描所得信息經(jīng)計(jì)算而獲得每個(gè)體素的X線衰減系數(shù)或吸收系數(shù),再排列成矩陣,即數(shù)字矩陣(digital matrix),數(shù)字矩陣可存貯于磁盤或光盤中。經(jīng)數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器(digital/analog converter)把數(shù)字矩陣中的每個(gè)數(shù)字轉(zhuǎn)為由黑到白不等灰度的小方塊,即象素(pixel),并按矩陣排列,即構(gòu)成CT圖像。所以,CT圖像是重建圖像。每個(gè)體素的X線吸收系數(shù)可以通過不同的數(shù)學(xué)方法算出。
3、CT設(shè)備
CT設(shè)備主要有以下三部分:
② 描部分由X線管、探測器和掃描架組成;
②計(jì)算機(jī)系統(tǒng),將掃描收集到的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行貯存運(yùn)算;
③圖像顯示和存儲(chǔ)系統(tǒng),將經(jīng)計(jì)算機(jī)處理、重建的圖像顯示在電視屏上或用多幅照相機(jī)或激光照相機(jī)將圖像攝下。探測器從原始的1個(gè)發(fā)展到現(xiàn)在的多達(dá)4800個(gè)。掃描方式也從平移/旋轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)/旋轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)/固定,發(fā)展到新近開發(fā)的螺旋CT掃描(spiral CT scan)。計(jì)算機(jī)容量大、運(yùn)算快,可達(dá)到立即重建圖像。由于掃描時(shí)間短,可避免運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的偽影,例如,呼吸運(yùn)動(dòng)的干擾,可提高圖像質(zhì)量;層面是連續(xù)的,所以不致于漏掉病變,而且可行三維重建,注射造影劑作血管造影可得CT血管造影(Ct angiography,CTA)。超高速CT掃描所用掃描方式與前者完全不同。掃描時(shí)間可短到40ms以下,每秒可獲得多幀圖像。由于掃描時(shí)間很短,可攝得電影圖像,能避免運(yùn)動(dòng)所造成的偽影,因此,適用于心血管造影檢查以及小兒和急性創(chuàng)傷等不能很好的合作的患者檢查。
4、CT圖像特點(diǎn)
CT圖像是由一定數(shù)目由黑到白不同灰度的象素按矩陣排列所構(gòu)成。這些象素反映的是相應(yīng)體素的X線吸收系數(shù)。不同CT裝置所得圖像的象素大小及數(shù)目不同。大小可以是1.0×1.0mm,0.5×0.5mm不等;數(shù)目可以是256×256,即65536個(gè),或512×512,即262144個(gè)不等。顯然,象素越小,數(shù)目越多,構(gòu)成圖像越細(xì)致,即空間分辨力(spatial resolution)高。CT圖像的空間分辨力不如X線圖像高。 CT圖像是以不同的灰度來表示,反映器官和組織對X線的吸收程度。因此,與X線圖像所示的黑白影像一樣,黑影表示低吸收區(qū),即低密度區(qū),如含氣體多的肺部;白影表示高吸收區(qū),即高密度區(qū),如骨骼。但是CT與X線圖像相比,CT的密度分辨力高,即有高的密度分辨力(density resolutiln)。因此,人體軟組織的密度差別雖小,吸收系數(shù)雖多接近于水,也能形成對比而成像。這是CT的突出優(yōu)點(diǎn)。所以,CT可以更好地顯示由軟組織構(gòu)成的器官,如腦、脊髓、縱隔、肺、肝、膽、胰以及盆部器官等,并在良好的解剖圖像背景上顯示出病變的影像。
x線圖像可反映正常與病變組織的密度,如高密度和低密度,但沒有量的概念。CT圖像不僅以不同灰度顯示其密度的高低,還可用組織對X線的吸收系數(shù)說明其密度高低的程度,具有一個(gè)量的概念。實(shí)際工作中,不用吸收系數(shù),而換算成CT值,用CT值說明密度。單位為Hu(Hounsfield unit)。水的吸收系數(shù)為10,CT值定為0Hu,人體中密度最高的骨皮質(zhì)吸收系數(shù)最高,CT值定為+1000Hu,而空氣密度最低,定為-1000Hu。人體中密度不同和各種組織的CT值則居于-1000Hu到+1000Hu的2000個(gè)分度之間。CT圖像是層面圖像,常用的是橫斷面。為了顯示整個(gè)器官,需要多個(gè)連續(xù)的層面圖像。通過CT設(shè)備上圖像的重建程序的使用,還可重建冠狀面和矢狀面的層面圖像,可以多角度查看器官和病變的關(guān)系。
5、CT檢查技術(shù)
分平掃(plain CT scan)、造影增強(qiáng)掃描(contrast enhancement,CE)和造影掃描。
(一)平掃 是指不用造影增強(qiáng)或造影的普通掃描。一般都是先作平掃。
(二)造影增強(qiáng)掃描 是經(jīng)靜脈注入水溶性有機(jī)碘劑,如60%~76%泛影葡胺60ml后再行掃描的方法。血內(nèi)碘濃度增高后,器官與病變內(nèi)碘的濃度可產(chǎn)生差別,形成密度差,可能使病變顯影更為清楚。方法分團(tuán)注法、靜滴法和靜注與靜滴法幾種。
(三)造影掃描 是先作器官或結(jié)構(gòu)的造影,然后再行掃描的方法。例如向腦池內(nèi)注入碘曲侖8~10ml或注入空氣4~6ml行腦池造影再行掃描,稱之為腦池造影CT掃描,可清楚顯示腦池及其中的小腫瘤。
6、CT診斷的臨床應(yīng)用
CT診斷由于它的特殊診斷價(jià)值,已廣泛應(yīng)用于臨床。但CT設(shè)備比較昂貴,檢查費(fèi)用偏高,某些部位的檢查,診斷價(jià)值,尤其是定性診斷,還有一定限度,所以不宜將CT檢查視為常規(guī)診斷手段,應(yīng)在了解其優(yōu)勢的基礎(chǔ)上,合理的選擇應(yīng)用。
7、CT診斷的特點(diǎn)及優(yōu)勢
CT檢查對中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的診斷價(jià)值較高,應(yīng)用普遍。對顱內(nèi)腫瘤、膿腫與肉芽腫、寄生蟲病、外傷性血腫與腦損傷、腦梗塞與腦出血以及椎管內(nèi)腫瘤與椎間盤脫出等病診斷效果好,診斷較為可靠。因此,腦的X線造影除腦血管造影仍用以診斷顱內(nèi)動(dòng)脈瘤、血管發(fā)育異常和腦血管閉塞以及了解腦瘤的供血?jiǎng)用}以外,其他如氣腦、腦室造影等均已少用。螺旋CT掃描,可以獲得比較精細(xì)和清晰的血管重建圖像,即CTA,而且可以做到三維實(shí)時(shí)顯示,有希望取代常規(guī)的腦血管造影。
CT對頭頸部疾病的診斷也很有價(jià)值。例如,對眶內(nèi)占位病變、鼻竇早期癌、中耳小膽指瘤、聽骨破壞與脫位、內(nèi)耳骨迷路的輕微破壞、耳先天發(fā)育異常以及鼻咽癌的早期發(fā)現(xiàn)等。但明顯病變,X線平片已可確診者則無需CT檢查。
對胸部疾病的診斷,CT檢查隨著高分辨力CT的應(yīng)用,日益顯示出它的優(yōu)越性。通常采用造影增強(qiáng)掃描以明確縱隔和肺門有無腫塊或淋巴結(jié)增大、支氣管有無狹窄或阻塞,對原發(fā)和轉(zhuǎn)移性縱隔腫瘤、淋巴結(jié)結(jié)核、中心型肺癌等的診斷,均很在幫助。肺內(nèi)間質(zhì)、實(shí)質(zhì)性病變也可以得到較好的顯示。
CT對平片檢查較難顯示的部分,例如同心、大血管重疊病變的顯圾,更具有優(yōu)越性。對胸膜、膈、胸壁病變,也可清楚顯示。心及大血管的CT檢查,尤其是后者,具有重要意義。心臟方面主要是心包病變的診斷。心腔及心壁的顯示。由于掃描時(shí)間一般長于心動(dòng)周期,影響圖像的清晰度,診斷價(jià)值有限。但冠狀動(dòng)脈和心瓣膜的鈣化、大血管壁的鈣化及動(dòng)脈瘤改變等,CT檢查可以很好顯示。
腹部及盆部疾病的CT檢查,應(yīng)用日益廣泛,主要用于肝、膽、胰、脾,腹膜腔及腹膜后間隙以及泌尿和生殖系統(tǒng)的疾病診斷。尤其是占位性病變、炎癥性和外傷性病變等。胃腸病變向腔外侵犯以及鄰近和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移等,CT檢查也有很大價(jià)值。當(dāng)然,胃腸管腔內(nèi)病變情況主要仍依賴于鋇劑造影和內(nèi)鏡檢查及病理活檢。骨關(guān)節(jié)疾病,多數(shù)情況可通過簡便、經(jīng)濟(jì)的常規(guī)X線檢查確診,因此使用CT檢查相對較少。
8、CT檢查范圍
CT可以做哪些檢查嗎?
1)頭部:腦出血,腦梗塞,動(dòng)脈瘤,血管畸形,各種腫瘤,外傷,出血,骨折,先天畸形等;
2)胸部:肺、胸膜及縱隔各種腫瘤,肺結(jié)核,肺炎,支氣管擴(kuò)張,肺膿腫,囊腫,肺不張,氣胸,骨折等;
3)腹、盆腔:各種實(shí)質(zhì)器官的腫瘤、外傷、出血,肝硬化,膽結(jié)石,泌尿系結(jié)石、積水,膀胱、前列腺病變,某些炎癥、畸形等;
4)脊柱、四肢:骨折,外傷,骨質(zhì)增生,椎間盤病變,椎管狹窄,腫瘤,結(jié)核等;
5)骨骼、血管三維重建成像;各部位的MPR、MIP成像等;
6)CTA(CT血管成像):大動(dòng)脈炎,動(dòng)脈硬化閉塞癥,主動(dòng)脈瘤及夾層等;
7)甲狀腺疾病:甲狀腺腺瘤、甲狀腺腺癌等;
其他:眼科及眼眶腫瘤,外傷;副鼻竇炎、鼻息肉、腫瘤、囊腫、外傷等。
由于CT的高分辨力,可使器官和結(jié)構(gòu)清楚顯影,能清楚顯示出病變。在臨床上,神經(jīng)系統(tǒng)與頭頸部CT診斷應(yīng)用早,對腦瘤、腦外傷、腦血管意外、腦的炎癥與寄生蟲病、腦先天畸形和腦實(shí)質(zhì)性病變等診斷價(jià)值大。在五官科診斷中,對于框內(nèi)腫瘤、鼻竇、咽喉部腫瘤,特別是內(nèi)耳發(fā)育異常有診斷價(jià)值。
在呼吸系統(tǒng)診斷中,對肺癌的診斷、縱隔腫瘤的檢查和瘤體內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及肺門及縱隔有無淋巴結(jié)的轉(zhuǎn)移,做CT檢查做出的診斷都是比較可靠的。
在心臟大血管和骨骼肌肉系統(tǒng)的檢查中也是有診斷價(jià)值的。
9、CT的幾個(gè)重要概念
1)分辨率:是圖象對客觀的分辨能力,他包括空間分辨率,密度分辨率,時(shí)間分辨率。
2)CT值:在CT的實(shí)際應(yīng)用中,我們將各種組織包括空氣的吸收衰減值都與水比較,并將密度固定為上限+1000。將空氣定為下限-1000,其它數(shù)值均表示為中間灰度,從而產(chǎn)生了一個(gè)相對的吸收系數(shù)標(biāo)尺。
3)窗寬和窗位,窗位是指圖像顯示所指的CT值范圍的中心。例如觀察腦組織常用窗位為+35HU,而觀察骨質(zhì)則用+300-+600HU。窗寬指顯示圖像的CT值范圍。例如觀察腦的窗寬用100,觀察骨的窗寬用1000。這樣,同一層面的圖像數(shù)據(jù),通過調(diào)節(jié)窗位和窗寬,便可分別得到適于顯示腦組織與骨質(zhì)的兩種密度圖像。
4)部分容積效應(yīng)::CT圖像上各個(gè)像素的數(shù)值代表相應(yīng)單位組織全體的平均CT值,它不能如實(shí)反映該單位內(nèi)各種組織本身的CT值。在CT掃描中,凡小于層厚的病變,其CT值受層厚的病變,其CT值受層厚內(nèi)其它組織的影響,所測出的CT值不能代表病變的真正的CT值:如在高密度組織中較小的低密度病灶,其CT值偏高;反之,在低密度組織中的較小的高密度病灶,其CT值偏低,這種現(xiàn)象稱為部分容積效應(yīng)。
5)噪聲:一個(gè)均勻物體被掃描。在一個(gè)確定的R0I(感興趣區(qū))范圍內(nèi),每個(gè)象素的CT值[HU]并不相同而是圍繞一個(gè)平均值波動(dòng),CT值的變化就是噪音。軸向(斷層)圖像的CT值呈現(xiàn)一定的漲落。即是說CT值僅僅作為一個(gè)平均值來看,它可能有上下的偏差,此偏差即為噪音。噪音是由輻射強(qiáng)度來決定的。也即是由達(dá)到探測器的X-Ray量子數(shù)來決定的。強(qiáng)度越大,噪音越低。圖象噪音依賴探測器表面之光子通量的大小。它取決于X線管的管電壓,管電流,予過濾及準(zhǔn)直器孔徑等。重建算法也影響噪音。
因此,在日常生活中的人群里,如感覺到身體不適,還是應(yīng)該及早到醫(yī)院做檢查,以明確診斷。做到早檢查,早發(fā)現(xiàn),早診斷,早治療。
10、CT和磁共振的區(qū)別
計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)能在一個(gè)橫斷解剖平面上,準(zhǔn)確地探測各種不同組織間密度的微小差別,是觀察骨關(guān)節(jié)及軟組織病變的一種較理想的檢查方式。在關(guān)節(jié)炎的診斷上,主要用于檢查脊柱,特別是骶髂關(guān)節(jié)。CT優(yōu)于傳統(tǒng)X線檢查之處在于其分辨率高,而且還能做軸位成像。由于CT的密度分辨率高,所以軟組織、骨與關(guān)節(jié)都能顯得很清楚。加上CT可以做軸位掃描,一些傳統(tǒng)X線影像上分辨較困難的關(guān)節(jié)都能CT圖像上“原形畢露”。如由于骶髂關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)面生來就傾斜和彎曲,同時(shí)還有其他組織之重疊,盡管大多數(shù)病例的骶髂關(guān)節(jié)用x線片已可能達(dá)到要求,但有時(shí)X線檢查發(fā)現(xiàn)骶髂關(guān)節(jié)炎比較困難,則對有問題的病人就可做CT檢查。
磁共振成像(MRI)是根據(jù)在強(qiáng)磁場中放射波和氫核的相互作用而獲得的。磁共振一問世,很快就成為在對許多疾病診斷方面有用的成像工具,包括骨骼肌肉系統(tǒng)。肌肉骨骼系統(tǒng)最適于做磁共振成像,因?yàn)樗慕M織密度對比范圍大。在骨、關(guān)節(jié)與軟組織病變的診斷方面,磁共振成像由于具有多于CT數(shù)倍的成像參數(shù)和高度的軟組織分辨率,使其對軟組織的對比度明顯高于CT。磁共振成像通過它多向平面成像的功能,應(yīng)用高分辨的毒面線圈可明顯提高各關(guān)節(jié)部位的成像質(zhì)量,使神經(jīng)、肌腱、韌帶、血管、軟骨等其他影像檢查所不能分辨的細(xì)微結(jié)果得以顯示。磁共振成像在骨關(guān)節(jié)系統(tǒng)的不足之處是,對于骨與軟組織病變定性診斷無特異性,成像速度慢,在檢查過程中。病人自主或不自主的活動(dòng)可引起運(yùn)動(dòng)偽影,影響診斷。
X線攝片、CT、磁共振成像可稱為三駕馬車,三者有機(jī)地結(jié)合,使當(dāng)前影像學(xué)檢查既擴(kuò)大了檢查范圍,又提高了診斷水平。
MRI也就是磁共振成像,英文全稱是:MagneticResonance Imaging。
在這項(xiàng)技術(shù)誕生之初曾被稱為核磁共振成像,到了20世紀(jì)80年代初,作為醫(yī)學(xué)新技術(shù)的NMR成像(NMR imaging)一詞越來越為公眾所熟悉。隨著大磁體的安裝,有人開始擔(dān)心字母“N”可能會(huì)對磁共振成像的發(fā)展產(chǎn)生負(fù)面影響。另外,“nuclear”一詞還容易使醫(yī)院工作人員對磁共振室產(chǎn)生另一個(gè)核醫(yī)學(xué)科的聯(lián)想。因此,為了突出這一檢查技術(shù)不產(chǎn)生電離輻射的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)與使用放射性元素的核醫(yī)學(xué)相區(qū)別,放射學(xué)家和設(shè)備制造商均同意把“核磁共振成像術(shù)”簡稱為“磁共振成像(MRI)”。技術(shù)特點(diǎn)
磁共振成像是斷層成像的一種,它利用磁共振現(xiàn)象從人體中獲得電磁信號(hào),并重建出人體信息。1946年斯坦福大學(xué)的Flelix Bloch和哈佛大學(xué)的Edward Purcell各自獨(dú)立的發(fā)現(xiàn)了核磁共振現(xiàn)象。磁共振成像技術(shù)正是基于這一物理現(xiàn)象。1972年Paul Lauterbur 發(fā)展了一套對核磁共振信號(hào)進(jìn)行空間編碼的方法,這種方法可以重建出人體圖像。磁共振成像技術(shù)與其它斷層成像技術(shù)(如CT)有一些共同點(diǎn),比如它們都可以顯示某種物理量(如密度)在空間中的分布;同時(shí)也有它自身的特色,磁共振成像可以得到任何方向的斷層圖像,三維體圖像,甚至可以得到空間-波譜分布的四維圖像。
像PET和SPET一樣,用于成像的磁共振信號(hào)直接來自于物體本身,也可以說,磁共振成像也是一種發(fā)射斷層成像。但與PET和SPET不同的是磁共振成像不用注射放射性同位素就可成像。這一點(diǎn)也使磁共振成像技術(shù)更加安全。
從磁共振圖像中我們可以得到物質(zhì)的多種物理特性參數(shù),如質(zhì)子密度,自旋-晶格馳豫時(shí)間T1,自旋-自旋馳豫時(shí)間T2,擴(kuò)散系數(shù),磁化系數(shù),化學(xué)位移等等。對比其它成像技術(shù)(如CT 超聲 PET等)磁共振成像方式更加多樣,成像原理更加復(fù)雜,所得到信息也更加豐富。因此磁共振成像成為醫(yī)學(xué)影像中一個(gè)熱門的研究方向。
MR也存在不足之處。它的空間分辨率不及CT,帶有心臟起搏器的患者或有某些金屬異物的部位不能作MR的檢查,另外價(jià)格比較昂貴。工作原理
核磁共振是一種物理現(xiàn)象,作為一種分析手段廣泛應(yīng)用于物理、化學(xué)生物等領(lǐng)域,到1973年才將它用于醫(yī)學(xué)臨床檢測。為了避免與核醫(yī)學(xué)中放射成像混淆,把它稱為核磁共振成像術(shù)(MR)。MR是一種生物磁自旋成像技術(shù),它是利用原子核自旋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),在外加磁場內(nèi),經(jīng)射頻脈沖激后產(chǎn)生信號(hào),用探測器檢測并輸入計(jì)算機(jī),經(jīng)過計(jì)算機(jī)處理轉(zhuǎn)換后在屏幕上顯示圖像。
成像原理
核磁共振成像原理:原子核帶有正電,許多元素的原子核,如1H、19FT和31P等進(jìn)行自旋運(yùn)動(dòng)。通常情況下,原子核自旋軸的排列是無規(guī)律的,但將其置于外加磁場中時(shí),核自旋空間取向從無序向有序過渡。這樣一來,自旋的核同時(shí)也以自旋軸和外加磁場的向量方向的夾角繞外加磁場向量旋進(jìn),這種旋進(jìn)叫做拉莫爾旋進(jìn),就像旋轉(zhuǎn)的陀螺在地球的重力下的轉(zhuǎn)動(dòng)。自旋系統(tǒng)的磁化矢量由零逐漸增長,當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到平衡時(shí),磁化強(qiáng)度達(dá)到穩(wěn)定值。如果此時(shí)核自旋系統(tǒng)受到外界作用,如一定頻率的射頻激發(fā)原子核即可引起共振效應(yīng)。這樣,自旋核還要在射頻方向上旋進(jìn),這種疊加的旋進(jìn)狀態(tài)叫做章動(dòng)。在射頻脈沖停止后,自旋系統(tǒng)已激化的原子核,不能維持這種狀態(tài),將回復(fù)到磁場中原來的排列狀態(tài),同時(shí)釋放出微弱的能量,成為射電信號(hào),把這許多信號(hào)檢出,并使之能進(jìn)行空間分辨,就得到運(yùn)動(dòng)中原子核分布圖像。原子核從激化的狀態(tài)回復(fù)到平衡排列狀態(tài)的過程叫弛豫過程。它所需的時(shí)間叫弛豫時(shí)間。弛豫時(shí)間有兩種即T1和T2,T1為自旋-點(diǎn)陣或縱向馳豫時(shí)間T2,T2為自旋-自旋或橫向弛豫時(shí)間。醫(yī)療用途 磁共振最常用的核是氫原子核質(zhì)子(1H),因?yàn)樗男盘?hào)最強(qiáng),在人體組織內(nèi)也廣泛存在。影響磁共振影像因素包括:(a)質(zhì)子的密度;(b)弛豫時(shí)間長短;(c)血液和腦脊液的流動(dòng);(d)順磁性物質(zhì)(e)蛋白質(zhì)。磁共振影像灰階特點(diǎn)是,磁共振信號(hào)愈強(qiáng),則亮度愈大,磁共振的信號(hào)弱,則亮度也小,從白色、灰色到黑色。各種組織磁共振影像灰階特點(diǎn)如下;脂肪組織,松質(zhì)骨呈白色;腦脊髓、骨髓呈白灰色;內(nèi)臟、肌肉呈灰白色;液體,正常速度流血液呈黑色;骨皮質(zhì)、氣體、含氣肺呈黑色。
核磁共振的另一特點(diǎn)是流動(dòng)液體不產(chǎn)生信號(hào)稱為流動(dòng)效應(yīng)或流動(dòng)空白效應(yīng)。因此血管是灰白色管狀結(jié)構(gòu),而血液為無信號(hào)的黑色。這樣使血管很容易軟組織分開。正常脊髓周圍有腦脊液包圍,腦脊液為黑色的,并有白色的硬膜為脂肪所襯托,使脊髓顯示為白色的強(qiáng)信號(hào)結(jié)構(gòu)。核磁共振已應(yīng)用于全身各系統(tǒng)的成像診斷。效果最佳的是顱腦,及其脊髓、心臟大血管、關(guān)節(jié)骨骼、軟組織及盆腔等。對心血管疾病不但可以觀察各腔室、大血管及瓣膜的解剖變化,而且可作心室分析,進(jìn)行定性及半定量的診斷,可作多個(gè)切面圖,空間分辨率高,顯示心臟及病變?nèi)?,及其與周圍結(jié)構(gòu)的關(guān)系,優(yōu)于其他X線成像、二維超聲、核素及CT檢查。在對腦脊髓病變診斷時(shí),可作冠狀、矢狀及橫斷面像。儀器設(shè)備醫(yī)療特點(diǎn)
MR提供的信息量不但大于醫(yī)學(xué)影像學(xué)中的其他許多成像術(shù),而且不同于已有的成像術(shù),因此,它對疾病的診斷具有很大的潛在優(yōu)越性。它可以直接作出橫斷面、矢狀面、冠狀面和各種斜面的體層圖像,不會(huì)產(chǎn)生CT檢測中的偽影;不需注射造影劑;無電離輻射,對機(jī)體沒有不良影響。MR對檢測腦內(nèi)血腫、腦外血腫、腦腫瘤、顱內(nèi)動(dòng)脈瘤、動(dòng)靜脈血管畸形、腦缺血、椎管內(nèi)腫瘤、脊髓空洞癥和脊髓積水等顱腦常見疾病非常有效,同時(shí)對腰椎椎間盤后突、原發(fā)性肝癌等疾病的診斷也很有效。
檢查目的:顱腦及脊柱、脊髓病變,五官科疾病,心臟疾病,縱膈腫塊,骨關(guān)節(jié)和肌肉病變,子宮、卵巢、膀胱、前列腺、肝、腎、胰等部位的病變。
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