转 医学成像 X光 B超 CT MRI的原理与区别

转 医学成像 X光 B超 CT MRI的原理与区别 转 医学成像 X光 B超 CT MRI的 原理与区别 医学成像:X光,B超,CT,MRI的原理与区别 X光能穿透物质，不同的物质其穿透性不同，利用这个特点在物质的另一端对X光投影，可以展示出物体的内部结构。 X光与可见光基本相同，只是频率不同。可见光光子和X光光子都是由电子在原子中的运动产生的。当电子从高能量轨道跃到低能量轨道时，将能量以光子的形式释放出来。 当发出的光子照射到其他物体的表面时，与另一个原子碰撞，如果光子的能量符合这个原子的电子跃阶的能差，则光子的能量被吸收，该原子的电子发生跃阶;否则光子不能使电子跃阶，在这种情况下光子的能量通常较小，这种光子可以穿越物质。而X光穿越物质的原理正好相反，是因为它的能量较大。 X光的部分能量用于够撞离原子的电子，剩下的能量就穿越了物质。一般小的原子比较不容易吸收X光的能量，大的原子则比较容易，人体软组织的小原子较多，而骨骼中钙原子较大，这在X光片上的反映就是骨骼部分较亮，而软组织较暗。 由于X光撞离了电子，所以是一种电离辐射，游离的电子可以导致人体细胞内发生化学反应，还可以使DNA发生突变等，这些就是X光可能产生的危害。 --- CTCT也是利用X光的来实现的，由于X光是一种光影投影，所以它只能显示一个方向上的物体结构，如果物体内部发生不同物质的重叠，这就无法显示了。CT是多个方向上的X光照射，通常CT扫描仪是围绕人体的身体旋转扫描，这样能得到多个角度的投影，计算机收集这些信息，并将这些信息合成横截面图像。 --- B超 B超是通过超声波反射来成像，这种技术与蝙蝠、鲸和海豚的回声定位以及潜艇使用的声纳十分类似。 --- MRIMRI中文成为核磁共振，当把物体放置在磁场中，以改变氢原子的旋转排列方向，用适当的电磁波照射它，使之共振，然后分析它释放的电磁波，由于不同的组织会产生不同的电磁波讯号，经电脑处理，就可以得知构成这一物体的原子核的位置和种类，据此可以绘制成物体内部的精确立体图像。人体不同组织之间、正常组织与该组织中的病变组织之间氢核密度、弛豫时间T1、T2三个参数的差异，是MRI用于临床诊断最主要的物理基础。 CT由于X线球管和探测器是环绕人体某一部位旋转，所以只能做人体横断面的扫描成像，而MRI可做横断、矢状、冠状和任意切面的成像。 MRI拥有较多的参数来成像，如T1加权像、T2加权像、质子密度像等，还有水成像、水抑制成像、脂肪抑制、弥散成像、波谱成像、功能成像等，CT只能辨别有密度差的组织，对软组织分辨力不高，而MRI对软组织有较好的分辨力，如肌肉、脂肪、软骨、筋膜等。 对人体没有电离辐射损伤。 --- CT对于检查软组织效果较好，X线对于检查骨组织很好，两者都属于放射线类;B超，用于检查脏器组织;MRI适合用于身体软组织、不适宜用X光检查的部位。 --- 以下比较详细，转自: X光，B超，CT，MRI 每个去过医院看病的人都或多或少经历或听说过x光、cT、核磁、B超等，这些都是重要的医学影像学检测手段，对疾病的诊断起着举足轻重的作用。可以肯定的是，每一种技术都有其各自的适用范围.但对于非医学专业的人来讲， 头雾这些检测方法究竟是什么原理，是不是真的适合检查自已的疾病往往那是-水。在这里我就对这些检测技术做一简要介绍.希望各位下次再去医院做检查时能够心中有数。 x射线成像 x射线成像的原理基于x射线本身的特性和人体组织结构的特点.x射线具有很强的穿透性,能穿透人体的组织结构，而人体组织之间存在着密度和厚度的差异.所以x射线在穿透过程中被吸收的量不同、剩余的x射线又利用其荧光效应和感光效应在荧屏或x光片上形成明暗或黑白对比不同的影像。这样医生就可以通过x射线检查来识别各种组织,并根据阴影的形态和浓淡变化来分析其是否属于正常。人体组织结构的密度可分为高密度(如骨、钙化灶等);中等密月(如软骨、肌肉、神经、实质器官等)低密度(如脂肪、呼吸道和胃肠道的气体等)当x射线穿透低密度组织时，被吸收的x射线少。剩余的x射线多.使x射线胶片感光多，从而在x光片上呈现黑影,这是因为其胶片上的光敏感物质与我们日常照相所用的胶卷上的感光物质相 同，都是溴化银。若你有一些摄影知识的话就会知道，胶片感光后产生潜影，经显影和定影处理后，银离子被还原成银.沉积于胶片内,故呈黑色。而未感光的溴化银会被洗掉，显出透明本色。所以当x射线穿透高密度组织时，在x光片上呈现白影(即透明度较高，白是相对黑来说的)。组织器官的厚度对x射线的穿透也有影响，厚的部分吸收x射线多，透过的x射线少，薄的部分则相反c举个例子来说，正常的肺组织因含有低密度的大量气体.故在x光片上呈现黑色,当肺结核时，肺组织中会出现中等密度的纤维性改变和高密度的钙化灶、x光片上则表现为黑影中出现灰影和白影,从而协助诊断.尽管现代影像技术，例如cT和MRI(核磁)等对疾病诊断显示出很大的优越性，但一些部位，如胃肠,仍主要使用x射线检查.骨骼肌肉系统和胸部也多首先应用x射线检查。而脑、脊髓、肝、胆、胰等的诊断则主要靠现代影像学，x射线检查作用较小。x射线具有放射性，可产牛电离效应，过量接触x射线会导致放射损害.虽然在容许范 围内不会产生什么影响.但也要避免不必要的辐射，尤其是孕妇和儿童，要特别注意防护. 计算机体层成像(cT) cT是用x射线束对人体检查部位一定厚度的层而进行扫描。由探测器接收透过该层面的X射线，转变为可见光后，由光电转换器转变为电信号,再经模拟数字转换器转为数字.输入计算机处理从而获得数字化的重建断层图像.其密度分辨力明显优于x射线图像，扩大了人体的检查范围,提高了病变的检出率和诊断的准确率。前面已经谈过，人体不同组织结构密度不同.对x射线的吸收程度也不风同，这点与x光片颇为相似*cT片上的黑影也表示低吸收区，即低密度区.如肺部;白影则表示高吸收区，即高密度区，如骨骼。但cT的密度分辨力要远高于x射线图像、这就是它的突出优点。它能够使软组织这种密度差别小，吸收系数接近于水的结构也形成对比而成像，不论是那些由软组织构成的器官，如脑、脊髓、纵隔、肺、肝、胆、胰以及盆部器官等，还是其病变都可清晰显示。cT的另一大突破就是使所谓的高密度和低密度有了量的概念，用cT值来 这是x射线图像无法做到的。另外，cT图像是断层图像.通常是说明密度高低. 横断面.所以为了显示整个器官，就需要多帧连续的断层图像，这也就是为什么 某些部一张cT片上有若干个小图像的原因。cT设备比较昂贵，检查费用较高.位的检查、诊断价值，尤其是定性诊断，还有一定限度，所以除颅脑、肝、胆、胰、脾等脏器疾病外，不宜将cT检查视为常规诊断手段。 超声成像 超声是指振动频率每秒在20000次以上、超过入耳听觉阈值上限的声波。超声检查是利用超声波的物理特性和人体器官组织声学特性相互作用后产生的信息.并将其接收、放大相处理后形成图形、曲线或其他数据，借此进行疾病的诊断.人体结构就是一个复杂的介质，各种器官与组织、包括病理组织都有其特定的声阻抗和声衰减特性。超声射入人体后，由表面到深部，经过不同声阻抗和不同衰减特性的器官与组织，从而产生不同的反射和衰减。超声设备接收回声后，根据回声的强弱用明暗不同的光点依次显示在荧屏上，便可显示出超声图像。入射超声如遇到活动的小界面或大界面后，其散射和反射的回声会产生频率的改变即频移。这称为超声的多普勒效应。利用这一特性可对心、肝、肾 等脏器的血流灌注情况进行实时观测。我们在医院常见的多是B型超声仪即B超，其实超声仪器设备类型很多。B型超声仪是以明暗不同的光点反映回声变化、形成断面二维声像图;A型超声仪是以波幅变化反映回声的情况.属早期产品;M型是以单声束取样获得活动界面回声.最后得到"距离一时间"曲线，如心脏瓣膜曲线、心壁活动曲线等就是M型组声心动田。上述3种均为脉冲回 声式.还有一种是频移回声式，它利用了多普勒效应、可对心脏与血流进行探测分析.包括频移示波型和彩色多普勒血流显像，是近年来发展起来的新的检测技术在临床，脉冲回声式B型超声应用较广，而且它也多是新的先进超声设备的核心组成部分，超声心动因也是我们在临床常见的一项检查.其实它也包括很多种.如M型超声心动图、二维超声心动图(显示心脏各结构的空间位置和连续关系等)、频谱多普勒超声心动围和彩色多普勒超声心动图(显示心血管内血流方向、速度和状态)。超声检查无刨伤、无痛苦、无电离辐射，是许多内脏、软组织器官检查的首选方法，尤其对肝、肾等实质性脏器内局限性病变的诊断以及胆囊内微小的隆起性病变和结石的诊断有很高的敏感性。在早期妊娠诊断、体检和防癌普查等方面也被广泛使用。但由于超声的物理性质.使其对骨骼、肺和肠管的检查受到限制，而且超声成像中的伪像较多，图像质量易受气体和皮下脂肪的干扰，所以在做妇产科或盆部检查时要憋尿使膀肮充盈以避免气体干扰。还有就是其显示范围较小，图像的整体性不如cT和MR。 核磁共振成像(MR) 核磁共振亦称磁共振、是一种核物理现象。核磁共振成像是利用原于核在强磁场内发生共振所产生的信号经图像重建的-种成像技术。参与MR成像的因素较多、技术比较复杂，涉及的内容也较为专业，我们只做简要介绍。MR是将患者置于强的外磁场中，发射无线波，再瞬间关闭无线电波，接收由患者体内发出的磁共振信号，然后用磁共振信号重建图像。 我们已经知道，不同组织的密度差异是cT成像的基础.并有cT值表示密度的高低。但MR成像却有多个参数，如T1、T2和自旋质子密度等。Tl是纵向弛豫时间.T2是横向弛豫时间.它们的具体内容我们不必过多了解，只要知道不同组织结构其T1、T2和质子密度不同。例如，正常肝的T1值是140-70，肝癌则为300-450;又如.正常大脑的T1值是600.T2值是100;正常小脑T1值是585， T2值是90。有了这种差异，我们就可以获得选定层面各种正常或病理组织的影像。与cT一样，MR图像也是以不同灰度显示的黑白影像.但cT只反映组织密度，而MR图像则可反映T1、T2或质子密度。在T1图像上，脂肪呈白影;脑与肌肉影像灰;骨与空气影像黑暗。需要注意的是，由于T1和T2反映的是不同时间，所以在T1和T2图像上，相同组织的灰度可能不同，甚至相反。例如，脑脊液在Tl图像上影像黑(低信号)，而在T2图像上呈白色(高信号)。不同病理组织的信号强度也不相同.例如，水肿在Tl图像上呈黑影，而在T2图像上呈白影;钙化灶则在T1和T2图像上均呈黑影。 MR所显示的解剖结构逼真，使病变组织和正常组织均可清晰显示.具有高的软组织对比分辨力.无骨伪影干扰.不用对比剂即可进行血流成像，其多参数成像便于对照比较、并可获得多方位成像、是普通cT难以做到的。MR诊断已广泛应用于临床，尤其在神经系统的应用较为成熟。但它不是没有缺点，如对钙化灶显示不敏感，在显示骨骼和胃肠方面有一定限制，还会受到磁共振机伪影、运动伪影、金属异物伪影的干扰。MR设备昂贵，检查费用高、检查所需时间长也是不足之处。另外，置有心脏起搏器或人工金属材料如动脉瘤夹等的患者，禁用MR检查。还有，在较为封闭的扫描孔中患者要坚持不动较长时间，可能会带来不适感。