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2023年医学影像学总论 医学影像学 放射学发展史 X线的发现（1895，Roentgen-Nobel奖） 医学影像学 X线放射诊断 USG 闪烁照像 CT MRI PET 分子影像学 介入放射学 C T 密度分辨率的提高放射学的飞跃（1969）Hounsfield 1979年获Nobel奖 同期出现了超声成像（Ultrasonagraphy）开创了无创伤无辐射的影像学检查 MRI发明 软组织分辨率进一步提高 多方位成像能力 无电离辐射 发明人Block，Purcell获得Nobel奖 介入放射学 放射诊断学不仅仅局限于诊断而且将诊断与治疗结合 主要内容：影像引导下穿刺活检、囊肿血肿脓肿排空、经血管栓塞化疗、管道成形术及SRS 将成为独立于内、外科之外的第三大治疗学科 其他 PET、fMRI的出现使影像学实现从形态学诊断向功能性诊断的过渡（80 90s） 图像存储传输系统（PACS）和远程放射学（Telaradiology） 二十一世纪的医学影像学 形态诊断 形态+功能性诊断 2D 3D 真实 真实+虚拟 诊断 诊断+治疗 X线 X线成像的产生 X线的定义：电磁波（l=0.0006 50nm） X线产生的条件：1.自由活动的电子群；2.电子群的高速运动；3.运动的电子群突然受阻。 X线产生所需的主要部件 1.X-线球管；2.变压器； 3.操作台。 决定X线质量的要素 X线的特性 穿透性摄影透视基础 荧光效应透视基础 感光效应摄影基础 电离效应可以使任何物质发生电离 生物效应 X线可以使机体和细胞结构发生生理及生物学改变，放疗、放射防护基础 X线成像的三个必备条件 借助于X线的特性（穿透性、荧光效应、感光效应） 基于人体组织密度和厚度的差异 显像过程 天然对比（Natural contrast） 概念：依靠人体组织器官密度厚度差异在荧屏或照片上形成的明暗黑白差别 正常代表性组织：1.骨骼高密度 2.软组织及液体中等密度 3.脂肪组织稍低密度 4.气体低密度 异常代表性组织：1.肺内渗出性病变 2.骨质增生或骨质破坏 3.泌尿系或胆系含钙结石 4.产气病变 人工对比及对比剂（Artificial contrast，Contrast media） 概念体内许多部位（腹部、颅脑）内均由密度厚度相近的软组织或液体组成，缺乏天然对比，需借助于某些对人体无害的物质人为的形成对比，所用物质称为对比剂 对比剂分类：1.阳性造影剂（Baso 4、水溶性含碘对比剂） 2.阴性造影剂（气体） 水溶性含碘对比剂 离子型泛影葡胺（urografin） 非离子型 单体，代表药有碘海醇（Iohexel） 双聚体，碘曲伦（Iotrolan） 对比剂的引入途径 直接引入（Direct）口服、灌注或穿刺注射 间接引入（Indirect）吸收、排泄 X线检查方法及其价值 普通检查： 1. Fluoroscopy优点、缺点 2. Radiography优点、缺点 特殊检查： 1. 体层摄影术 2. 高千伏摄影：120KV 3. 软线摄影：40KV 4. 放大摄影 造影检查： 1. Bronchography 2. GI 3. Urography 4. Angiography etc.X线诊断原则和诊断步骤 诊断原则 1.根据解剖、生理基础认识正常 2.根据病理知识判断异常 3.以影像为基础结合临床综合分析并诊断 诊断步骤 1.照片条件、体位合适与否 2.培养良好的看片顺序 3.分析病变（部位、分布、形状、密度、边缘、周围组织改变、器官功能改变及动态变化 4.结合临床 X线诊断结果 肯定诊断 否定诊断 可能性诊断 X线检查中的防护 X线穿过人体将出生一定的生物学效应，超过容许范围可能出现放射损伤，应注意防护。 技术方面 患者方面 放射线工作者方面 数字X线成像技术 计算机X线成像 (computer radiography,CR) 数字X线荧光成像 (digital fluorography,DF)平板探测器数字X线成像 计算机X线成像(CR) X线机 IP板 图像读取 图像处理 图像记录 图像存储和显示装置 计算机 CR的临床应用 头颅 骨骼和关节系统 胸部 胃肠道和腹部 泌尿系统 CR与平片比较：实现了数字化成像，提高了图像的分辨率，可行图像后处理，降低了X线曝光量，曝光宽容度加大，可存储于磁盘或将信息转入PACS CR速度慢，无透视功能，图像质量仍不够满意，发展前景差，将由平板探测器数字X线成像所代替 数字X线摄影 工作原理：DR是在X线电视系统的基础上，利用计算机数字化处理，使模拟视频信号经过采样和模/数转换后直接进入计算机形成数字化矩阵图像 数字X线摄影的方式 硒鼓方式 直接数字X线摄影（DDR） 电耦合器件摄影机阵列方式等多种平板探测器数字X线成像 用平板探测器将X线信息转换成电信号，再行数字化，整个过程都在探测器内完成 X线信息损失少，噪声小，图像质量好 成像时间短，可透视，用于DSA平板探测器数字X线成像图像质量好，成像快，是今后发展的发现 数字减影血管造影（DSA） 数字减影血管造影：是利用计算机处理数字化的影像信息，以消除骨骼和软组织影的技术 Nudelman 1977年获得第一张DSA图像 DSA基本原理 DSA包括两部分。 一为数字化:X线穿透人体后，在影像增强器上显像 影像转变成连续的视频信号 模拟/数字转换器(转变并按序列排成数字矩阵，输入计算机进行处理) 再经数字/模拟转换器转变成模拟灰度，形成图像于电视屏上。 第二部分为减影，即通过被处理的两帧影像信息相减，消除不需要的结构，仅保留血管的影像。 DSA设备主要部分 X线发生系统 影像增强器 电视透视系统 高分辨率摄像管 数/模转换器 计算机 图像存储系统 数字减影的方式 时间减影 能量减影 混合减影 动态减影 其中，时间减影应用最多 DSA检查技术 静脉DSA：选择和非选择性 动脉DSA：选择和非选择性 动态DSA：数字电影减影、旋转式DSA、步进式血管造影减影 三维DSA DSA在头颈部的临床应用 颅内动脉瘤、颈内动脉海绵窦瘘、动静脉畸形，颅内静脉窦栓塞、急性闭塞性脑血管病(脑梗死)应首选DSA检查。 对CT已证实的颅内肿瘤欲了解肿瘤血供者也可以考虑。对头颈部大血管疾病，如动脉狭窄、闭塞、动脉瘤和肿瘤的诊断也优于常规血管造影。 DSA在腹部的临床应用 肾、脾等实质性器官肿瘤的诊断。 对肝硬化门脉高压病人作间接法门脉造影，为肝内门体分流术(TIPSS)穿刺门脉定位帮助极大。 对腹主动脉粥样硬化狭窄、动脉静脉瘘、肾动脉狭窄的诊断与手术的选择提供有价值的资料。 DSA在心脏大血管的应用 应用最多的是冠心病的诊断，冠脉DSA目前仍是冠心病诊断的金标准。 先天性心脏病、心脏肿瘤、肺动脉栓塞、主动脉瘤、主动脉夹层等疾病的诊断。 心脏功能性检查，如左心室大小测量、心肌体积测量，局部左心室壁功能检查等，也可以考虑，但不是唯一的检查，象心脏超声学检查、放射性核素等非创伤性检查也应考虑。 各种大出血的急诊DSA检查 DSA检查可明确出血部位、病因(如溃疡、肿瘤，尤其是小肠肿瘤、血管畸形等)。 急性动脉大出血，如颈内动脉外伤性动脉瘤破裂、原发性肝动脉瘤破裂、严重鼻衄等； 大咯血； 消化道大出血； 产伤后大出血，如子宫阔韧带血肿、产道损伤出血等。 血管性介入治疗中DSA的应用 可成功开展上述血管性疾病的溶栓、栓塞、血管内支架的置入术等。 进一步明确血管闭塞或是高度狭窄：在常规血管造影中近1/3的血管严重狭窄误诊为闭塞。 DSA具有实时成像功能：可确认导管头的位置、评价血管内溶栓或血管扩张术后的治疗效果。 DSA还具有记忆功能，瞬间将兴趣区图像储存、记录下来为开展血管性介入治疗提供有利条件，同时也减少术者与患者的曝光量。 PACS 图像存档与传输系统（picture archiving and communicating system,PACS） PACS是以计算机为中心，由图像信息的获取、传输与存档和处理等部分组成 信息放射学 信息放射学是继CT、MRI、DSA、ECT、DR等数字化图像之后，医学影像学同计算机科学技术结合而派生出来的新领域。 包括放射科工作的管理、质量控制、质量保证、影像信息的存档与传输和远程放射学等。 信息放射学是以放射学信息系统（RIS）、PACS、和互联网为基础。 RIS是通过计算机网络进行放射科工作的管理 PACS使RIS的功能更趋于完善 信息放射学可明显提高医、教、研的工作效率和质量 计算机体层成像 计算机体层成像（CT） CT的成像基本原理与设备 CT图像特点 CT检查技术 CT分析与诊断 CT诊断临床应用 CT的成像基本原理与设备 CT是用X线束对人体某部一定厚度的层面进行扫描，由探测器接收透过该层面的X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（analog/digital converter）转为数字信号，输入计算机处理。图像形成的处理有如对选定层面分成若干个体积相同的长方体，称之为体素（voxel）。 扫描所得信息经计算而获得每个体素的X线衰减系数或吸收系数，再排列成矩阵即数字矩阵（digital matrix）。 数字矩阵可存贮于磁盘或光盘中，经数字/模拟转换器（digital/analog converter）把数字矩阵中的每个数字转为由黑到白不等灰度的小方块，即象素（pixel），并 按矩阵排列，即构成CT图像。数字矩阵可存贮于磁盘或光盘中，经数字/模拟转换器（digital/analog converter）把数字矩阵中的每个数字转为由黑到白不等灰度的小方块，即象素（pixel），并 按矩阵排列，即构成CT图像。 CT设备 CT设备主要有三部分组成 扫描部分由X线管、探测器和扫描架组成； 计算机系统； 图像显示和存储系统 超高速CT X线源用电子枪，故又称电子束CT。 扫描可缩短到40ms 以下，扫描速度快，图像分辨率高。 适应于心血管系统的检查。 螺旋CT 在CT检查中，球管及探测器连续旋转的同时，病人移动穿过机架，X线束环绕患者呈螺旋状轨迹，螺旋CT因此得名 采用的滑环技术使得X线管的供电系统经电刷和滑环，而不须用普通CT机的长电缆 自从1989年螺旋CT在临床应用于人体全身检查已获得了高度的评价，被公认为是在CT诊断方面开辟了一个全新的领域 螺旋CT的优越性 扫描速度快，提高图像质量 无间隔扫描，层面是连续的，不致于遗漏病灶 重建的三维图像比普通CT清晰，还可进行CT血管造影（CT Angiography,CTA） CT图像特点 CT图像是由一定数目由黑到白不同灰度的像素按矩阵排列所构成。这些像素反映的是相应体素的X线吸收系数。不同CT装置所得图像的像素大小及数目不同，像素越小，数目越多，构成的图像越细致，即空间分辨力高。 CT图像是以不同的灰度来表示，反映器官和组织对X线的吸收程度，与普通X线片上的黑白影像一样，黑影表示低密度区，即低密度，如肺部，白影表示高吸收区，即高密度区，如骨骼。 CT与普通X片相比密度分辨力高，正由于CT有高的密度分辨力，所以人体软组织的吸收系数虽大多数近于水的吸收系数，也能形成对比显示出清晰的图像，CT能分辨出吸收系数只有0.1% 0.5%的差异。这可谓是CT的突出优点。 体素和像素 CT图像是假定将人体某一部位有一定层厚的层面分成按距阵排列的若干个小的立方体，即基本单元，以一个CT值综合代表每个单元内物质密度，这些小单元称为体素 同样，一幅CT图像是由许多按距阵排列的小单元组成，这些组成图像的基本单元被称为像素 像素实际上是体素在成像时的表现，象素越小，图像的分辨率越高 距 阵 距阵表示一个横成行、纵成列的数字阵列，将受检层面分割成若干小立方体，这些小立方体即为体素 当图像面积为固定值时，象素越小，组成CT图像的距阵越大，图像的清晰度越高 空间分辨率和密度分辨率 空间分辨率：又称高对比分辨率。在保证一定的密度差前提下，显示待分辨组织几何形态的能力。CT图像的空间分辨率不如常规X线平片 密度分辨率：是指能够分辨两种组织之间最小密度差异的能力。CT的密度分辨率高于普通X线1020倍 CT值 CT值可反映X线吸收系数（或称衰减系数），但并不是它的绝对值，而是以水的CT值为0的相对值，单位为Hu (Hounsfield unit) ，人体组织的CT值界限可分为2000个分度，上界为骨的CT值，为1000 Hu，下界为空气的CT值，为-1000 Hu 。这样分度可以包括由密度最高的骨到密度最低的气体的CT值。 人体正常组织结构和异常病变的CT值在CT机上可测出，而我们根据CT值可推断出病变的组织成分，对病变的来源及疾病的定性均有重要的参考价值 窗位和窗宽 窗宽：指图像16个灰阶所包括的CT值范围。其大小决定着图像的对比度，大窗宽图像的对比减小；小窗宽，图像的对比增大 窗位：为窗的中心位置。窗位的高低决定着图像的亮度。提高窗位图像变黑，降低窗位，图像变白 合理地利用窗位和窗宽可以获得良好的图像质量 伪 影 伪影是指在扫描或信息处理过程中，由于某种原因而出现的人体本身不存在而图像中却显示出来的各种不同类型的影像 主要包括运动伪影、高密度伪影、机器故障伪影 部分容积效应 是指在同一扫描层内含有两种或以上密度的物质时，所测密度是他们的平均值，不能反应其中任何一种物质的CT值，这种现象称为部分容积效应 常可以采用薄层扫描尽可能的减轻 CT检查技术 患者卧於检查床上，选好层面厚度与扫描范围，并使扫描部位伸入扫描架孔内，即可进行扫描。 CT扫描过程中，病人的制动很重要，胸、腹部扫描要屏住气，因为轻微的移动或活动，引起伪影，影响图像质量。 普通CT扫描 平扫 增强扫描 造影扫描 特殊扫描 薄层扫描 重叠扫描 靶扫描 高分辨力扫描 图像后处理技术 CT后处理技术 多平面重组 三维重组 最大强度投影 CT血管成像 CT仿真内窥镜 CT灌注成像 三维CT图像 CT检查所显示的是两维图像，但人体器官和病变为三维结构，由于计算机软件的开发出现三维CT (3D-CT) 最初用于骨结构，现可显示体内多种病变，如肿瘤等。 3D-CT的基本原理是由横断扫描资料，经三维软件处理，以两维的形式显示出组织结构和病变的立体图像即三维图像 VCT 心脏图像 近100%成功率，成为日常筛选手段 优秀的图像质量，提供可信赖的诊断依据 CT分析与诊断 首先了解是平扫还是增强扫描，然后再对CT图像进行观察。 根据病变密度高于、低于或等于所在器官的密度而分为高密度，低密度或等密度病变。如果密度不均，有高有低，则为混杂密度病变。 要分析病变的位置、大小、形态、数目、边缘和CT值，如行增强扫描要注意病变有无强化以及强化的程度和形式，是均匀强化、不均匀强化或周边强化即环状强化。 结合临床综合分析器官的变化，病变的表现以及邻近器官的受累情况。 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。由于CT的高分辨率，可使器官和结构清楚显影，在逼真而又清楚的解剖影像上，能清楚显示出病变，因此在确定病变的存在乃至定位及定量诊断都比较容易而且可靠，而在定性诊断上虽不及定位与定量诊断那样可靠，但较 之普通X线诊断则有很大的提高。 CT诊断的临床应用：CNS CT诊断对神经系统疾病的诊断价值较高，应用普遍。 对脑瘤、脑外伤、脑血管意外、脑的炎症与寄生虫病、脑先天性畸形、脑实质病变以及椎管内肿瘤与椎间盘脱出等病诊断效果好，诊断价值高。 CT在头颈部疾病中的应用 CT对头颈部疾病的诊断也很有价值。如眶内占位病变、鼻咽癌、咽喉部肿瘤、听骨疾病和内耳疾病。 视网膜母细胞瘤 鼻咽癌 喉癌 胸 部 CT对胸部疾病的诊断日益显示出它的优越性。 主要是明确纵隔和肺门有无肿块或淋巴结增大，支气管有无狭窄或阻塞，对纵隔肿瘤、肺癌和结核的诊断价值高。 对肺实质性、间质性疾病、胸膜、膈、胸壁病变也可较好显示。 心 脏 CT检查在心脏方面主要是心包病变的诊断。 但冠状动脉、心瓣膜、大血管壁的钙化及动脉瘤的改变等，CT检查可很好显示。 腹部、盆腔 CT检查在腹部和盆腔方面，主要用于肝、胆、胰、脾、腹膜腔及腹膜 后间隙以及泌尿和生殖系统的疾病诊断。 尤其是占位性、炎症性和外伤性病变。 骨关节 骨骼肌肉系统的CT检查虽也有诊断价值，但因X线平片多可解决问题，所以临床应用较少。 在骨肿瘤或软组织病变时，CT可分辨肿瘤侵蚀的范围并对病变的定性有一定的帮助。 CT还可对骨矿物质进行定量研究。 CT应用范围及局限性 应用范围： 1.脑（血管病、外伤、肿瘤） 2.胸部病变（肺癌、纵隔肿瘤、心脏大血管疾病等） 3.腹部（肝脾胰肾等实质性脏器以及腹腔后腹膜疾病） 4.其他（五官、椎管、骨髓） 局限性： 1.骨硬化伪影 2.定性特异性低 MRI成像 1946年，Block、 Purcell报道磁共振现象 1973年，Lauterbur开发了MR成像技术 0.15T、0.5T、1.0T、1.5T、3.0T MRI成像的基本原理 nMRI研究对象：质子 n正常情况下体内质子排列杂乱无章 n置于磁体通道后体内质子定向排列纵向磁化 n发射特定频率的射频脉冲干扰质子横向磁化（激励） n关闭射频脉冲弛豫（Relaxiation） n计算机A/D转换 D/A转换 图像 MRI组成及作用 n磁体提供强大的静磁场，使体内质子发生定向排列 n射频脉冲提供电磁能量传递给低能质子使之发生能级跃迁；使不同进动的质子同步进动 n梯度线圈对体内质子进行空间定位 n计算机图像重建和后处理 磁共振成像步骤 n将病人放入磁体内 n发射射频脉冲 n关闭射频脉冲 n病人发出信号，该信号被接受线圈接收并用于图像重建 磁共振成像步骤1 n原子核、核外电子、自旋电流磁场 n正常情况下，质子处于杂乱无章的排列状态，当放入强磁场中，就会发生定向排列（平行或反平行） n进动：有序排列的质子不是静止的，而是作快速的锥形旋转运动的，称进动。进动频率由Larmor 方程算出。 施加特定频率的射频脉冲 n何谓射频脉冲（RF）？ n施加射频脉冲后，质子会发生什么变化？横向磁化（Transverse magnetization） n为什么要发射特定频率的射频脉冲？ 关闭射频脉冲 弛豫（relaxiation） n终止RF脉冲后，宏观磁化矢量并不立即停止转动，而是逐渐向平衡态恢复，此过程称为驰豫，所用的时间为驰豫时间。驰豫过程即为释放能量和产生MR信号的过程 驰豫时间 n纵向弛豫（T1弛豫）纵向磁化矢量恢复到原来大小的过程。恢复到最大值63%所需的时间为T1时间 n横向弛豫（T2弛豫）新建立起来的横向磁化矢量逐渐消失的过程。降低到最大值37%所需的时间为T2时间 脉冲序列与信号加权 n脉冲系列：90 ° 90 ° （或180°） n重复时间：指在脉冲系列中，两次RF激励脉冲之间的间隔时间。其长短决定着能否显示组织间T1的差别，使用短重复时间可以看的T1对比 n回波时间：指从RF激励脉冲开始至获得回波的时间。其决定着T2信号加权，使用长回波时间可以获得T2信号对比 影响T1和T2的因素 T1受什么影响组织的成分、结构和环境 什么影响T2外磁场的不均匀性、组织内磁场的不均匀性 代表性组织 液体/水长T1（低信号）长T2（高信号） 脂肪短T1（高信号）等T2（中等信号） MRI图像 T1WI：短TR,短TE T2WI：长TR,长TE，很长的TE可出生重 T2加权像 PDWI：长TR,短TE MRI检查技术 n脉冲序列：SE序列；梯度回波序列；平面回波序列 n脂肪抑制 nMRI对比增强检查 nMRA n水成像 n功能性MRI成像 脉冲序列 SE序列： n脉冲： 90 ° 180 ° n可以获得T1WI、T2WI、PDWI图像 n优点：图像质量高用途广 n缺点：扫描时间长 n新开发的快速自旋回波（FSE）序列，使扫描时间明显缩短 脉冲序列 GRE脉冲序列 nGRE序列是常用的快速成像脉冲序列，具有多种 n由一次90 °的角度（不采用90°）激励脉冲和读出梯度的反转构成 n优点：扫描速度快，成像时间短，空间分辨率和信噪比高 n主要用于腹部成像、动态增强、血管成像等 IR脉冲系列：（反转恢复） n180°90 ° 180 ° nIR系列主要获得重T1WI图像，以显示解剖，通过选择不同的反转时间可以获得不同质子纵向磁化的显著差异，获得较SE序列更显著的T1加权效果。 nIR可以使T1增强效果更明显 n优点：T1对比效果好，信噪比高 n缺点：扫描时间长 STIR脉冲序列： n是IR系列的一种类型，特征是选择特殊的TI值，恰好是脂肪质子的纵向磁化恢复到0点时施加90°脉冲，因此在90 °脉冲后脂肪质子无横向磁化而无信号产生 n主要应用于T1WI重抑制脂肪的短T1高信号，即脂肪抑制（fat suppreion） 液体衰减反转恢复脉冲系列（FLAIR）： n是IR脉冲系列的一种 n其特征是选择特殊的TI值，使脑脊液信号被抑制 n主要以用于T2WI和PDWI中抑制脑脊液的高信号，使脑脊液周围的T2高信号得以显示 回波平面成像（EPI）： n是目前MR成像最快的技术，可在30ms内采集一幅完整的图像 n主要以用于中枢神经系统 n优点：扫描时间极短，图像质量相当好，可最大限度的去除运动伪影 n适合于心脏、腹部、流动成像、灌注成像、弥散成像 不同组织的 信号特征 Ø脂肪短T1等T2 Ø肌肉稍长T1短T2 Ø韧带长T1短T2 Ø骨髓短T1等T2 Ø血管流空 Ø骨皮质长T1短T2 Ø纤维软骨长T1短T2 Ø透明软骨短T1长T2 Ø变性长T1长T2 Ø水肿长T1长T2 Ø血肿随Hb衍变而不同 Ø囊肿随囊内容物不同而不同 Ø肿瘤绝大多数长T1长T2，脂肪瘤、黑色素瘤例外 MRI的优点和限度 优点： n无X线电离辐射，对人体安全无创 n软组织分辨率高 n多方位扫描能力 n多参数成像 n除可以显示形态外，还可以显示功能 n无骨伪影 n血管流空效应（Flow void） 限度 n带有心脏起搏器和铁磁物质者不适合MRI检查 n需要监护设备的危重病人不能检查 n对钙化的显示不如CT n常规检查时间较长 n对质子密度低的物质显示不佳，如肺和骨皮质等 n价格昂贵 MRI的适用范围 n脑脊髓（血管病、白质病、肿瘤和外伤） n胸部（心脏大血管疾病、纵隔病变、肺内肿瘤分期） n腹部（肝胆脾胰肾、肾上腺和后腹膜病变） n骨关节（软骨、韧带、骨髓） n盆腔（子宫卵巢及膀胱） 影像诊断用对比剂 X线对比剂 什么是X线对比剂？ 一种能使X线发生衰减的物质 原子序数越高,使X线发生衰减的能力也就越高 为什么要使用X-线造影剂？ 增加组织之间或组织和病灶之间密度的差别 动态观察脏器或病变内造影剂的分布与排泄 碘浓度 n图像质量 n选择决定于不同部位的检查 nCardioangiography high (320-370) nPhlebography moderate (270-300) n含碘量用 mgI/ml表示 X线对比剂的特点 对比剂是药理学精心设计的无任何治疗作用的化学制剂 没有任何其他药物像对比剂那样在短时间内大量注入人体 24小时内，97%以上以原形经肾脏排出 造影剂的有效性和安全性是研究与开发的主导方向 X-线造影剂有效性的发展 分子结构从单碘、双碘化合物发展到三碘、六碘化合物 X-线对比剂的发展 分子结构从无机物向有机物转变，有机碘化合物由离子型向非离子型转变 X-线对比剂理化特性-选择对比剂的依据 1.水溶性 nOMNIPAQUETM 在水中高度可溶 n每100 ml中120g iohexol的溶液非常容易制备(相当于560 mg I/ml) 2.急性毒性实验 - LD50(雄性小鼠) 3.神经毒性血脑屏障效应 (兔子) 4.渗透压 n对比剂渗透压和正常人体体液渗透压差别越大，不良反应的危险也就越大: n心、肾功能 n静脉痉挛和疼痛 n异常体液的滞留 X-线对比剂分类 按渗透压不同分为三类 n高渗造影剂HOCM泛影葡胺等 n低渗造影剂LOCM碘海醇、碘帕醇、碘普罗胺 n等渗造影剂IOCM碘克沙醇 人体药代动力学 n分布半减期 = 21.8 min (和剂量无关） n消除半减期= 121.2 min (和剂量无关) n无代谢的证据 n注射后头24 小时约 99% 药物被排除到体外 碘对比剂的不良反应及处理 临床上使用碘对比剂的主要问题是副反应和肾脏毒性 n特异质反应：过敏 n物理和化学反应：渗透压、电荷、剂量等相关 碘对比剂副反应的程度及处理原则 对比剂副反应的预防 n尽量选用非离子型对比剂 n使用前了解过敏史，筛选高危人群 n碘过敏试验 n预防性给予肾上腺皮质激素、抗组胺药、镇静剂 n准备好急救药品和设备 n造影中及其后密切观察患者 MR对比剂 MR对比剂的增强机制 nMR对比剂本身不显示MR信号，只对邻近质子产生影响和效应。 nMR对比剂与质子相互作用影响T1和T2驰豫时间，因而影响MR信号的强度，一般都使T1和T2时间缩短，但程度不同，以其中一种为主 MR对比剂的种类及特点 根据MR 对比剂在体内分布、磁特性、对组织T1和T2驰豫时间的主要影响和所产生的MR信号强度的差异分类，目前有两类： n生物分布性 n磁特性 生物分布性 分为细胞内对比剂和细胞外对比剂两大类 n细胞外对比剂：钆制剂。 n细胞内对比剂：以体内某一组织或器官的一些细胞作为靶向来分布，如网状内皮系统、肝细胞对比剂等。 磁特性 n分为顺磁性、超顺磁性、铁磁性三类 顺磁性对比剂 n由钆、锰等顺磁性金属元素组成 n低浓度时：主要缩短T1时间，使信号增加 n高浓度时：使T1和T2时间均缩短，T1缩短明显于T1时间，使MR信号降低， n临床上常使用其T1效应作为T1加权中的阳性对比剂 铁磁性和超顺磁性对比剂 n由氧化铁组成，两者均可使T2时间缩短 n代表药物有超顺磁性氧化铁（SPIO） MR对比剂的临床应用 n钆螯合物：最常见的为Gd-DTPA,常用剂量为0.1mmol/kg,采用静脉团注，T1WI序列扫描等 n超顺磁性氧化铁：为颗粒物质，主要作为肝脏的靶向对比剂。静脉注射后主要被肝脏的库弗细胞吞噬，在T2WI上肝实质信号明显降低，而恶性肿瘤缺乏库弗细胞，因而T2WI上信号改变不明显，常用剂量0.015mmol/kg，延迟3060分钟后扫描 医学影像学总论 医学影像学 总论 医学影像学 医学影像学 医学影像学 医学影像学 医学影像学 医学影像学档 医学影像学纲要 医学影像设备学