第一篇 总 论
伦琴（ Wilhelm Conrad Rotgen）1895年发现 X线以后不久，X线就被用于人体检查，进行疾病诊断，形成了放射诊断学（diagnostic radiology）这一新学科，并奠定了医学影像学（medical imaging）的基础。至今放射诊断学仍是医学影像学中的重要内容，应用普遍。20世纪 50年代到 60年代开始应用超声与核素显像进行人体检查，出现了超声成像（ultrasonography）和Y闪烁成像（Y－scintigraphy）。70年代和80年代又相继出现了X线计算机体层成像（X－ray computed tomography，X－ray CT或 CT）、磁共振成像（magnetic resonance lmaging，MRI）和发射体层成像（emiion comPuted tomograPhy，ECT），包括单光子发射体层成像（single Photon emiion computed tomograPhy，SPECT）与正电子发射体层成像（Positron em11on tomograPhy，PET）等新的成像技术。这样，仅 100年多一点的时间就形成了包括放射诊断的影像诊断学（iagnostic imaging）。虽然各种成像技术的成像原理与方法不同，诊断价值与限度亦各异，但都是使人体内部结构和器官成像，借以了解人体解剖与生理功能状况及病理变化，以达到诊断的目的，都属于活体器官的视诊范畴，是特殊的诊断方法。
近30年来，由于微电子学与电子计算机的发展以及分子医学的发展，致使影像诊断设备不断改进，检查技术也不断创新。影像诊断已从单一的形态成像诊断发展为形态成像、功能成像和代谢成像并用的综合诊断。继 CT与 MRI之后，又有脑磁源图（magnetic”source imaging，MSI）应用于临床。分子影像学（molecular imaging）也在研究中。影像诊断学的发展还有很大潜力。
现在数字成像已由 CT与MRI等扩展到X线成像，使传统的模拟X线成像也改成为数字成像。数字成像改变了图像的显示方式，图像解读也由只用照片观察过渡到兼用屏幕观察，到计算机辅助检测（computer aided detection，CAD）。影像诊断也试用计算机辅助诊断（computer aided diagnosis，CAD），以减轻图像过多、解读费时的压力。图像的保存、传输与利用，由于有了图像存档与传输系统（picture archiving and communication system，PACS）而发生巨大变化，并使远程放射学（teleradiology）成为现实，极大地方便了会诊工作。由于图像数字化、网络和PACS的应用，影像科将逐步成为数字化或无胶片学科。 70年代兴起的介入放射学（interventional radiology）是在影像监视下对某些疾病进行治、疗的新技术，使一些用内科药物治疗或外科手术治疗难以进行或难以奏效的疾病得到有效的医治。介入放射学已成为同内科和外科并列的三大治疗体系之一。
介入放射学发展也很快。影像监视系统除用 X线成像，如数字减影血管造影（digital subtraction angi。graphy，DSA）外，超声、CT与 MRI也应用于临床。介人治疗的应用范围已扩大到人体各个器官。结构的多种疾病，疗效不断提高。在设备、器材与技术上都有很大改善。在临床应用与理论研究上也都有很大进步。
纵观影像诊断学与介人放射学的应用与发展，可以看出医学影像学的范畴不断扩大，诊治水平明显提高，已成为运用高科技手段最多，在临床医学中发展最快，作用重大的学科之一。影像学科在临床医疗工作中的地位也有明显提高，已成为医院中作用特殊、任务重大、不可或缺的重要临床科室。影像学的发展也有力地促进了其它临床各学科的发展。
建国以来，我国医学影像学有很大发展，特别是改革开放以后。在各医疗单位都建有影像科室，已涌现出一大批学科带头人和技术骨干。超声、CT、ECT和MRI等先进设备已在较多的医疗单位应用。不论在影像检查技术和诊断方面或在介人放射学方面都积累了较为丰富的经验。影像诊断水平和介人治疗的疗效都有明显提高。我国的医学影像事业必将有更大更快的发展，为我国人民的卫生保健事业作出它应有的贡献。
学习医学影像学应当注意以下几点：
影像诊断的主要依据或信息来源是图像。各种成像技术所获得的绝大多数图像，不论是 X线、CT或MRI都是以从黑到白不同灰度的图像来显示的，但不同的成像手段，其成像原理不同，例如X线与CT的成像基础是依据相邻组织间的密度差别，而MRI则是依据MR信号的差别。正因如此，正常器官与结构及其病变在来自不同成像技术的图像上影像表现不同。例如骨皮质在X线与CT上呈白影，而在MRI上则呈黑影。因此，需要了解不同成像技术的基本成像原理及其图像特点，并能由影像表现推测其组织性质。
影像诊断主要是通过对图像的观察、分析、归纳与综合而作出的。因此，需要掌握图像的观察与分析方法，并能辨别正常表现与异常表现以及了解异常表现的病理基础及其在诊断中的意义。
不同成像技术在诊断中都有各自的优势与不足。对某一疾病的诊断，可能用一种检查就可明确诊断，例如外伤性骨折， X线检查就多可作出诊断；也可能是一种检查不能发现病变，而另一种检查则可确诊，例如肺的小结节性病变，胸部X线片未发现，而CT则能检出并诊断为肺癌；也可能是综合几种成像手段与检查方法才能明确诊断。因此，就需要了解不同的成像手段在不同疾病诊断中的作用与限度，以便能恰当的选择一种或综合应用几种成像手段和检查方法，来进行诊断。
影像学检查在临床医学诊断中的价值是肯定的，但应指出其诊断的确立是根据影像表现而推论出来的，并未直接看到病变。因此，影像诊断有时可能与病理诊断不一致，这是影像诊断的限度。在进行诊断时，还必须结合临床材料，包括病史、体检和实验室检查结果等，互相印证，以期作出正确的诊断。
介人放射学与影像诊断学不同，有其自身的特点，诸如治疗机理、技术操作与临床应用原则等。因此，需要了解其基本技术与理论依据，价值与限度和不同治疗技术的适应证、禁忌证与疗效，以便能针对不同疾病合理选用相应的介人治疗技术。
本教材所介绍的内容也将从上述几项要点着眼。
第一章 X线成像 第一节
普通X线成像
一、×线成像基本原理与设备
（一)x线的产生和特性
1．x线的产生 X线是真空管内高速行进的电子流轰击钨靶时产生的。为此，X线发生装置主要包括X线管、变压器和操作台。
x线管为一高真空的二极管，杯状的阴极内装有灯丝，阳极由呈斜面的钨靶和附属散热装置组成。变压器包括降压变压器，为向X线管灯丝提供电源，一般电压在12V以下；和升压变压器以向X线管两极提供高压电，需40kV一150kV。操作台主要为调节电压、电流和曝光时间而设置的电压表、电流表、时计和调节旋钮等。在x线管、变压器和操作台之间以电缆相连。X线机主要部件及线路见图l—l。
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。 2．x线的特性 X线属于电磁波。波长范围为o．oo06—50nm。用于X线成像的波长为O．031一o．008nm(相当于40一150kV时)。在电磁辐射谱中，居Y射线与紫外线之间，比可见光的波长短，肉眼看不见。此外，X线还具有以下几方面与X线成像和X线检查相关的特性： 穿透性X线波长短，具有强穿透力，能穿透可见光不能穿透的物体，在穿透过程中有一定程度的吸收即衰减。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线波长愈短，穿透力也愈强；反之其穿透力也弱。X线穿透物体的程度与物体的密度和厚度相关。密度高，厚度大的物体吸收的多，通过的少。X线穿透性是x线成像的基础。荧光效应：X线能激发荧光物质，如硫化锌镉及钨酸钙等，使波长短的X线转换成波长长的可见荧光，这种转换叫做荧光效应。荧光效应是进行透视检查的基础。
感光效应：涂有溴化银的胶片，经X线照射后，感光而产生潜影，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)，并沉积于胶片的胶膜内。此金属银的微粒，在胶片上呈黑色。而未感光的溴化银，在定影过程中，从X线胶片上被清除，因而显出胶片片基的透明本色。依金属银沉积的多少，便产生了从黑至白不同灰度的影像。所以，感光效应是x线摄影的基础。
电离效应：X线通过任何物质都可产生电离效应。空气的电离程度与空气所吸收X线的量成正Lb，因而通过测量空气电离的程度可测X线的量。X线射入人体，也产生电离效应，可引起生物学方面的改变，即生物效应，是放射治疗的基础，也是进行X线检查时需要注意防护的原因。 (二)x线成像基本原理
X线之所以能使人体组织结构在荧屏上或胶片上形成影像，一方面是基于X线的穿透性、荧光效应和感光效应；另一方面是基于人体组织结构之间有密度和厚度的差别。当X线透过人体不同组织结构时，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线片上就形成明暗或黑白对比不同的影像。
因此，X线图像的形成，是基于以下三个基本条件：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，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LL、层次差异的X线图像。
人体组织结构是由不同元素所组成，依各种组织单位体积内各元素量总和的大小而有不同的密度。人体组织结构根据密度不同可归纳为三类：属于高密度的有骨组织和钙化灶等；中等密度的有软骨、肌肉、神经、实质器官、结缔组织以及体液等；低密度的有脂肪组织以及有气体存在的呼吸道、胃肠道、鼻窦和乳突气房等。
当强度均匀的X线穿透厚度相等、密度不同的组织结构时，由于吸收程度不同，而出现图1—2所示的情况。在X线片上(或荧屏上)显出具有黑白(或明暗)对Lb、层次差异的X线图像。例如胸部的肋骨密度高，对X线吸收多，照片上呈白影；肺部含气体，密度低，X线吸收少，照片上呈黑影；纵隔为软组织，密度为中等，对X线吸收也中等，照片上呈灰影。
病变可使人体组织密度发生改变。例如，肺结核病变可在低密度的肺组织内产生中等密度的纤维化改变和高密度的钙化灶，在胸片上，于肺的黑影的背景上出现代表病变的灰影和白影。因此，组织密度不同的病变可产生相应的病理X线影像。
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，组织结构和器官的密度和厚度的差别，是产生影像对比的基础，是X线成像的基本条件。 (三)x线成像设备
X线机包括X线管及支架、变压器、操作台以及检查床等基本部件。影像增强电视系统(imageintensifytelevision，IITV)已成为x线机主要部件之一。为了保证X线摄影质量，X线机在摄影技术参数的选择、摄影位置的校正方面，多已是计算机化、数字化、自动化。为适应影像检查的需要，除通用型X线机外，还有适用于心血管、胃肠道、泌尿系统、乳腺及介 入技术、儿科、手术室等专用的x线机。
二、×线图像特点
X线图像是由从黑到白不同灰度的影像所组成，是灰阶图像。这些不同灰度的影像是以光学密度反映人体组织结构的解剖及病理状态。
应当指出，人体组织结构的密度与X线图像上影像的密度是两个不同的概念。前者是指人体组织中单位体积内物质的质量，而后者则指X线图像上所显示影像的黑白。物质的密度 与其本身的比重成正LL，物质的密度高，比重大，吸收的X线量多，影像在图像上呈白影。反之，物质的密度低，比重小，吸收的X线量少，影像在图像上呈黑影。因此，图像上的白影与黑影，虽然也与物体的厚度有关，但主要是反映物质密度的高低。在工作中，通常用密度 的高与低表述影像的白与黑。例如用高密度、中等密度和低密度分别表述白影、灰影和黑影，并表示物质密度的高低。人体组织密度发生改变时，则用密度增高或密度减低来表述影像的白影与黑影。
还应指出，X线图像是x线束穿透某一部位的不同密度和厚度组织结构后的投影总和，是该穿透路径上各个结构影像相互叠加在一起的影像。例如，正位X线投影中，既有前部，又有中部和后部的组织结构。X线束是从X线管向人体作锥形投射的，因此，X线影像有一定程度的放大和使被照体原来的形状失真，并产生伴影。伴影使X线影像的清晰度减低。
三、×线检查技术
如前所述，人体组织结构的密度不同，这种组织结构密度上的差别，是产生X线影像对比的基础，称之为自然对比。对于缺乏自然对比的组织或器官，可人为地引入一定量的在密度上高于或低于它的物质，使之产生对比，称之为人工对比。自然对比和人工对比是X线检查的基础(图l—3)。 (一)普通检查
包括荧光透视和X线摄影。
荧光透视(fluoroscopy)：简称透视。采用影像增强电视系统，影像亮度强，效果好。透视可转动患者体位，改变方向进行观察；可了解器官的动态变化，如心、大血管搏动、膈运动及胃肠蠕动等；操作方便；费用低；可立即得出结论。现多用于胃肠道钡剂检查。但透视的影像对比度及清晰度较差，难以观察密度差别小的病变以及密度与厚度较大的部位，例如头颅、脊柱、骨盆等。缺乏客观记录也是一个缺点。
X线摄影(radiography)：对比度及清晰度均较好；不难使密度、厚度较大的部位或密度差别较小的病变显影。常需作互相垂直的两个方位摄影，例如正位及侧位。
(二)特殊检查
特殊检查有软线摄影(soft ray radi—ography)、体层摄影(tomography)、放大摄影 (magnification radiograPhy)和荧光摄影(fluorography)等。自应用CT等现代成像技术以来，只有软线摄影还在应用，介绍如下。
软线摄影采用能发射软x线，即长波长(平均波长为O．07nm)的钥靶X线管球，常用电压为22—35kV，用以检查软组织，主要是乳腺。为了提高图像的分辨力，以便查出微小癌，软线摄影装备及技术有很多改进，包括乳腺钼靶体层摄影、数字乳腺摄影(digitalmammogra—phy)、乳腺数字减影血管造影(mammo—graPhic digital subtraction angiograPhy)并开展立体定位(stereotacticlocalization)和立体定位针刺活检(stereotactic needlebiopsy)等。 (三)造影检查
对缺乏自然对比的结构或器官，可将密度高于或低于该结构或器官的物质引入器官内或其周围间隙，使之产生对比以显影，此即造影检查。引入的物质称为对比剂(contrElst medium)也称造影剂。造影检查的应用，扩大了X线检查的范围。
1．对比剂 按影像密度高低分为高密度对比剂和低密度对比剂两类。高密度对比剂为原子序数高、比重大的物质，有钡剂和碘剂。低密度对比剂为气体，已少用。
钡剂为医用硫酸钡粉末，加水和胶配成不同浓度的钡混悬液。主要用于食管及胃肠造影。
碘剂分有机碘和无机碘制剂两类，后者基本不用。
将有机水溶性碘对比剂直接注入动脉或静脉可显示血管，用于血管造影和血管内介入技术，经肾排出，可显示肾盂及尿路，还可作CT增强检查等。
水溶性碘对比剂分两型：①离子型，如泛影葡胺(urografin)；②非离子型，如碘苯六醇(iohex01)、碘普罗胺(iopromide)和碘必乐(iopamid01)等。离子型对比剂具有高渗性，可引起毒副反应。非离子型对比剂，具有相对低渗性、低粘度、低毒性等优点，减少了毒副反应，适用于血管造影及CT增强扫描。 2，造影方法 有以下两种方法：①直接引人：包括：口服，如食管及胃肠钡餐检查；灌注，如钡剂灌肠、逆行尿路造影及子宫输卵管造影等；穿刺注入或经导管直接注入器官或组织内，如心血管造影和脊髓造影等；⑦间接引入：经静脉注入后，对比剂经肾排入泌尿道内，而行尿路造影。
3．检查前准备及造影反应的处理 各种造影检查都有相应的检查前准备和注意事项，必须认真准备，以保证检查满意和患者的安全。应备好抢救药品和器械，以备急需。
在对比剂中，钡剂较安全。造影反应中，以碘对比剂过敏较为常见，偶尔较严重。用碘对比剂时，要注意：①了解患者有无用碘剂禁忌证，如严重心、肾疾病，甲亢和过敏体质等；②作好解释工作，争取患者合作；③碘剂过敏试验，如阳性，不宜造影检查。但应指出，过敏试验阴性者也可发生反应。因此，应有抢救过敏反应的准备与能力；④严重反应包括周围循环衰竭和心脏停搏、惊厥、喉水肿和哮喘发作等，应立即终止造影并进行抗休克、抗过敏和对症治疗。呼吸困难应给氧，周围循环衰竭应注射去甲肾上腺素，心脏停搏则需立即进行体外心脏按摩。
4四)x线检查方法的选用原则
x线检查方法的选用，应该在了解各种X线检查方法的适应证、禁忌证和优缺点的基础人根据临床初步诊断和诊断需要来决定。应当选择安全、简便而又经济的方法。因此，应首先用普通检查，再考虑造影检查。但也非绝对，例如胃肠检查首先就要选用钡剂造影。有时两三种检查方法都是必须的。对于可能发生反应和有一定危险的检查方法，选择时更应严格掌握适应证，不可滥用，以免给患者带来损失。
四、X线诊断的临床应用
X线诊断用于临床已超过百年。尽管现代影像技术，例如CT和MRI等对疾病诊断显示出很大的优越性，但并不能取代X线检查。一些部位，例如胃肠道，仍主要使用X线检查。骨肌系统和胸部也多是首先应用X线检查。脑与脊髓、肝、胆、胰等的检查则主要靠现代影像学，而X线检查作用小。由于X线具有成像清晰、经济、简便等优点，因此，X线诊断仍是影像诊断中使用最多和最基本的方法。
五、×线检查中的防护
X线检查应用很广，因此，应该重视X线检查中患者和工作人员的防护问题。 x线照射人体将产生一定的生物效应。若接触的X线量超过容许辐射量，就可能产生放射反应，甚至放射损害。但是。如X线量在容许范围内，则少有影响。因此，不应对X线检查产生疑虑或恐惧，而应重视防护，如控制X线检查中的辐射量并采取有效的防护措施，合理使用x线检查，避免不必要的X线辐射，以保护患者和工作人员的健康。
由于x线设备的改进，高千伏技术、影像增强技术、高速增感屏和快速X线感光胶片的使用，X线辐射量已显著减少，放射损害的可能性也越来越小。但是仍应注意，尤其应重视对孕妇、小儿患者和长期接触射线的工作人员，特别是介入放射学工作者的防护。
放射防护的方法和措施有以下几个方面：
技术方面，可以采取屏蔽防护和距离防护原则。前者使用原子序数较高的物质，可用铅或含铅的物质，作为屏障以吸收掉不必要的x线，如通常采用的X线管壳、遮光筒和光圈、滤过板、荧屏后的铅玻璃、铅屏、铅橡皮围裙、铅橡皮手套以及墙壁等。后者利用X线量与距离平方成反比这一原理，通过增加X线源与人体间距离以减少辐射量，是最简易有效的防护措施。
患者方面，应选择恰当的X线检查方法，每次检查的照射次数不宜过多，除诊治需要外也不宜在短期内作多次重复检查。在投照时，应当注意照射范围及照射条件。对照射野相邻的性腺，应用铅橡皮加以遮盖。
放射线工作者方面，应遵照国家有关放射防护卫生标准的规定制定必要的防护措施，正确进行X线检查的操作，认真执行保健条例，定期监测放射线工作者所接受的剂量。直接透视时要戴铅橡皮围裙和铅橡皮手套，并利用距离防护原则，加强自我防护。在行介入放射技术操作中，应避免不必要的x线透视与摄影，应采用数字减影血管造影设备、超声和cT等进行监视。
第二节
数字X线成像
普通X线成像，其摄影是模拟成像，是以胶片为介质对图像信息进行采集、显示、存储和传送。X线摄影的缺点是摄影技术条件要求严格，曝光宽容度小；照片上影像的灰度固定不可调节；而且图像不可能十分清晰显示各种密度不同的组织与结构，密度分辨力低；在照片的利用与管理上也有诸多不便。为此，将普通x线成像改变为数字X线成像(digitalradio—graPhy，DR)非常必要。
一、DR成像基本原理与设备
数字X线成像是将普通x线摄影装置或透视装置同电子计算机相结合，使X线信息由模拟信息转换为数字信息，而得数字图像的成像技术(图l—4)。DR依其结构上的差别可分为计算机X线成像(computer radiography，CR)、数字X线荧光成像(digitalfluorography，DF)和平板探测器(flat panel detectors)数字x线成像。分别简介如下。 (一)CR CR是以影像板(image platc，IP)代替X线胶片作为介质。IP上的影像信息要经过读取、图像处理和显示等步骤，才能显示出数字图像(图1—5)。 IP是由含有微量元素铕(Eu2+的钡氟溴(或氯、碘)化合物结晶(BaFX： Eu2＋， X＝C1．Br．I)制成，透过人体的X线，使IP感光，在IF上形成潜影。用激光扫描系统读取，IP上由激光激发出的辉尽性荧光，经光电倍增管转换成电信号，再由模拟／数字转换器(analog／digital converter)转换成数字影像信息。数字影像信息经图像处理系统处理，可在一定范围内调节图像。图像处理主要包括：①灰阶处理，使数字信号转换成黑白影像，并在人眼能辨别的范围内选择合适的灰阶，以达到最佳的视觉效果，以利于观察不同的组织结构；②窗位处理，使一定灰阶范围内的组织结构，依其对X线吸收率的差别，得到最佳的显示，可提高影像对Lb；③X线吸收率减影处理，以消除某些组织的影像，达到减 影目的；④数字减影血管造影处理，得DSA图像。
数字信息经数字／模拟转换器(digital／analog converter)转换，于荧屏上显示出人眼可见的灰阶图像，还可摄照在胶片上或用磁带、磁盘和光盘保存。 CR的设备，除X线机外，主要由IP、图像读取、图像处理、图像记录、存储和显示装置及控制用的计算机等组成(图1—5)。
CR与普通X线成像比较，重要的改进是实现了数字X线成像。优点是提高了图像密度分辨力与显示能力；行图像处理，增加了信息的显示功能；降低了x线曝光量；曝光宽容度加大；既可摄成照片，还可用磁盘或光盘存储；并可将数字信息转入PACS中。
但是CR成像速度慢，整个过程所需时间以分计；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。
(二)0F DF是用IITV代替X线胶片或CR的IP作为介质。
影像增强电视系统荧屏上的图像用高分辨力摄像管行序列扫描，把所得连续视频信号转为间断的各自独立的信息，形成像素，复经模拟／数字转换器将每个像素转成数字，并按序列排成数字矩阵(digitalmatrix)。这样IITV上的图像就被像素化和数字化了。当前已经用电荷锅台器代替摄像管采集IITV的光信号。数字矩阵为512×512或1024×1024。像素越小、越多。图像越清楚。DF光电转换较快，成像时间短，图像较好。有透视功能，最早应用于DSA和DR胃肠机。 DF与CR都是将模拟的X线信息转换成数字信息，但采集方式不同，CR用IP，DF用IITVr在图像显示、存储及后处理方面基本相同。
DF与CR都是先将X线转换成可见光，再转成电信号，由于有经摄像管或激光扫描转换成可见光再行光电转换的过程，信号损失较多。所以图像不如平板探测器数字X线成像那样清晰。为了区别，将CR及DF称之为间接数字X线成像(indirect digital radiography、IDR)，而将平板探测器数字X线成像称之为直接数字X线成像(direct digitalradiograPhy， DDR)。
(三)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，整个转换过程都在平板探测器内完成。不像DF或CR，没有经摄像管或激光扫描的过程，所以X线信息损失少，噪声小，图像质量好。更因成像时间短，可用于透视和实行时间减影的DSA，扩大了X线检查的范围。
可用于实际的平板探侧器为无定型硅碘化钝平板探测器(Amo叩hous Si—Csl flat Paneldetectors)。是在玻璃板底基上固定有低噪声的半导体材料制成的无定型硅(Amorphous Sili—con，ASi)阵列部件，其表面覆有针状碘化铯闪烁晶体(Cesium lodide，CsI—scintill(1tor)。在平板探测器内，X线信号转换成的光信号经硅阵列及光电电路转换成电信号，再转换成数字信号。
另一种平板探测器是在无定型硅表面覆以光电导体的硒层，使X线信号直接转换为电信号。但其转换率不高，硅材料不够稳定，不能行快速采集。此外，还有直线阵列氙微电离室组成探测器作为介质的。
平板探测器数字x线成像图像质量好、成像快，是今后发展的方向。
二、DR的临床应用
CR、DF与DDR都是数字X线成像，都有数字成像的共同优点，同普通X线成像比较，有明显的优势。
数字图像质量与所含的影像信息量可与普通X线成像媲美：图像处理系统可调节对LL故能得到最佳的视觉效果；摄照条件的宽容范围较大；患者接受的x线量较少；图像信息可摄成照片或由磁盘或光盘储存；可输入PACS中。此外，还可行体层成像和减影处理。
数字图像与普通X线图像都是所摄部位总体的叠加影像，普通X线能摄照的部位也都可行数字成像，对图像的解读与诊断也与传统的X线图像相同。只不过数字图像是由一定数日(比如l024×l024)的像素所组成，而普通X线图像是由银颗粒所组成。数字成像对骨结构及软组织的显示优于普通X线成像，还可行矿物盐含量的定量分析。对肺结节性病变的检出率也高于普通X线成像。数字胃肠双对比造影在显示胃小区、微小病变及肠粘膜皱襞方面也优于普通的X线造影。 从图像质量、成像速度、摄照条件的宽容度和照射剂量等方面对CR、DF及DDR进行比较，CR图像质量差，成像时间长，工作效率低，不能作透视；DF成像时间短，可行透视，多用于血管造影、DSA和胃肠造影，其缺点是DF设备不能与普通的X线装置兼容；而DDR则有明显的优势，只是目前其价格较为昂贵。
第三节
数字减影血管造影
血管造影是将水溶性碘对比剂注入血管内，使血管显影的X线检查方法，由于存在血管与骨骼及软组织重叠而影响血管的显示。数字减影血管造影(DSA)是利用计算机处理数字影像信息，消除骨骼和软组织影像，使血管显影清晰的成像技术。在血管造影中应用已很普遍。
一、DSA成像基本原理与设备
数字成像是DSA的基础。数字减影的方法有几种，常用的是时间减影法(temf)oralsub traction method)，介绍如下。
经导管向血管内团注水溶性碘对比剂，在对LL剂到达感兴趣血管之前和血管内出现对比剂、对比剂浓度处于高峰和对比剂被廓清这段州司内，使检查部位连续成像。在这系列图像中，取一帧血管内不含对比剂的图像作为蒙片和一帧含有对比剂的图像(这两帧图像称为减影对)，用这两帧图像的数字矩阵，经计算机行数字减影处理，使骨路及软组织的数字相互抵消。这样，经计算机行减影处理的数字矩阵再经数字／模拟转换器转换为图像，则骨骸及软组织影像被消除掉，只留有清晰的血管影像，达到减影目的(图l—6)。此种减影图像因系在不同时间所得，故称时间减影法。血管内不含对比剂的图像作为蒙片，可同任一帧含对比剂的图像作为减影对，进行减影处理，于是可得不同期相的DSA图像。时间减影法所用的各帧图像是在造影过程中所得，任何运动均可使图像不尽一致，造成减影对的图像不能精确重合，即配准不良，致使血管影像不够清晰。
DSA设备主要是数字成像系统，采用DF，先进设备则用平板探测器代替III、V。显示矩阵为l024×l024。行三维信息采集以实现三维图像显示，明显提高了DSA的显示功能。
二、DSA检查技术
根据将对比剂注入动脉或静脉而分为动脉DSA(intra (1rtcrialDSA，IADSA)和静脉DSA(intravenous DSA，IVDSA)。由于IADSA血管成像清楚，对比剂用量少，所以现在都用IADSA。
IADSA的操作是将导管插入动脉后，向导管内注入肝素以防止导管凝血。将导管尖插入感兴趣动脉开口。导管尾端接压力注射器，团注对比剂。注入对比剂前将影屏对准检查部位。于造影前及整个造影过程中，根据需要以每秒l帧或更多的帧频，摄照7一l0秒。经操作台处理即可得IADSA图像。
三、DSA的临床应用
DSA由于没有骨骼与软组织影的重叠，使血管及其病变显示更为清楚，已代替了一般的血管造影。用选择性或超选择性插管，可很好显示直径在200flm以下的血管及小病变。可实现观察血流的动态图像，成为功能检查手段。DSA可用较低浓度的对比剂，用量也可减少。
DSA适用于心脏大血管的检查。对心内解剖结构异常、主动脉夹层、主动脉瘤、主动脉缩窄和分支狭窄以及主动脉发育异常等显示清楚。对冠状动脉也是最好的显示方法。显示颈段和颅内动脉清楚，用于诊断颈段动脉狭窄或闭塞、颅内动脉瘤、动脉闭塞和血管发育异常，以及颅内肿瘤供血动脉的观察等。对腹主动脉及其分支以及肢体大血管的检查，DSA也同样有效。
DSA设备与技术已相当成熟，快速三维旋转实时成像，实时的减影功能，可动态地从不同方位对血管及其病变进行形态和血流动力学的观察。对介入技术，特别是血管内介入技术，DSA更是不可缺少的。
第二章 计算机体层成像
CT是 HounsfieldG．N．1969年设计成功，1972年问世的。CT不同于普通 X线成像，它是用X线束对人体层面进行扫描，取得信息，经计算机处理而获得的重建图像，是数字成像而不是模拟成像。它开创了数字成像的先河。CT所显示的断层解剖图像，其密度分辨力（density resolution）明显优于 X线图像，使 X线成像不能显示的解剖结构及其病变得以显影，从而显著扩大了人体的检查范围，提高了病变检出率和诊断的准确率。CT作为首先开发的数字成像大大促进了医学影像学的发展。继CT之后又开发出MRI与ECT等新的数字成像，改变了影像的成像技术。由于这一贡献，Hounsfield G．N．获得了1979的诺贝尔奖金。
第一节CT成像基本原理与设备
一、CT成像基本原理
CT是用X线束从多个方向对人体检查部位具有一定厚度的层面进行扫描，由探测器而不用胶片接收透过该层面的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／数字转换器转为数字，输人计算机处理。图像处理时将选定层面分成若干个体积相同的立方体，称之为体素（voxel），见图2－1。扫描所得数据经计算而获得每个体素的X线衰减系数或称吸收系数，再排列成矩阵，即构成数字矩阵，见图2－2。数字矩阵中的每个数字经数字／模拟转换器转为由黑到白不等灰度的小方块，称之为像素（pixel），并按原有矩阵顺序排列，即构成CT图像。所以，CT图像是由一定数目像素组成的灰阶图像，是数字图像，是重建的断层图像。每个体素X线吸收系数可通过不同的数学方法算出，不在此赘述。
二、CT 设 备
CT装置发展很快，性能不断提高。初始设计成功的CT装置，要一个层面一个层面地扫描，扫描时间长，一个层面的扫描时间在4分钟以上，像素大，空间分辨力（spatial resolution）低，图像质量差，而且只能行头部扫描。经不断改进，扫描时间缩短，图像质量改善，并可行全身扫描。但扫描方式仍是层面扫描。1989年设计成功螺旋CT又发展为多层螺旋CT，才由层面扫描改为连续扫描，CT的性能有很大的提高。此前，在20世纪80年代还设计出电子束CT（electron beam CT，EBCT）。对这三种装置分述于下。
（一）普通CT 主要有以下三部分：①扫描部分，由X线管、探测器和扫描架组成，用于对检查部位进行扫描；②计算机系统，将扫描收集到的信息数据进行存储运算；③图像显示和存储系统，将计算机处理、重建的图像显示在显示器（影屏）上并用照相机将图像摄于照片上，数据也可存储于磁盘或光盘中。CT成像流程及装置如图2－3。扫描方式不同，有旋转式和固定式，见图2－4。X线管采用CT专用X线管，热容量较大。探测器用高转换率的探测器，其数目少则几百个，多则上千个。目的是获得更多的信息量。计算机是CT的“心脏”，左右着CT的性能。计算机用多台微处理机，使CT可同时行多种功能运转，例如同时行图像重建、存储与照相等。普通CT装置将逐步由SCT或MSCT装置所取代。
（二）螺旋CT 螺旋CT是在旋转式扫描基础上，通过滑环技术与扫描床连续平直移动而实现的。滑环技术使得X线管的供电系统只经电刷和短的电缆而不再用普通CT装置的长电缆。这样就可使X线管连续旋转并进行连续扫描。在扫描期间，床沿纵轴连续平直移动。管球旋转和连续动床同时进行，使X线扫描的轨迹呈螺旋状，故得名螺旋扫描。扫描是连续的，没有扫描间隔时间。不像普通CT那样，一个层面接一个层面地扫描，有扫描间隔时间，结果是SCT使整个扫描时间大大缩短。螺旋CT的突出优点是快速容积扫描，在短时间内，对身体的较长范围进行不间断的数据采集，为提高CT的成像功能，如图像后处理创造了良好的条件。
螺旋CT在CT发展史中是一个重要的里程碑，也是今后CT发展的方向。近年开发的多层螺旋CT，进一步提高了螺旋CT的性能。多层螺旋CT可以是2层，4层，8层，10层乃至16层。设计上是使用锥形X线束和采用多排宽探测器。例如16层螺旋CT采用24排或 40排的宽探测器。多层螺旋 CT装置（例如 16层）与一般螺旋 CT相比，扫描时间更短，管球旋转360°一般只用0.5s，扫描层厚可更薄，一般可达0.5mm，连续扫描的范围更长，可达1.5m，连续扫描时间更长已超过100s。
改进螺旋CT装置的研究主要在探测器上，包括用超宽、多排探测器和平板探测器。SCT给操作带来很多方便：检查时间缩短，增加了患者的流通量；容易完成难于合作或难于制动患者或运动器官的扫描；一次快速完成胸、腹部和盆部的检查；有利于运动器官的成像和动态观察；对比增强检查时，易于获得感兴趣器官或结构的期相表现特征。获得连续层面图像，可避免层面扫描中所致小病灶的漏查。在图像显示方式上也带来变化，连续层面数据，经计算机后处理可获得高分辨力的三维立体图像，实行组织容积和切割显示技术、仿真内镜技术和CT血管造影等。还可行CT灌注成像。 在临床应用上，多层螺旋CT可行低辐射剂量扫描，给肺癌与结肠癌的普查创造了有利条件；扫描时间的缩短，使之可用于检查心脏，包括冠状动脉，心室壁及瓣膜的显示，而且通过图像重组处理可以显示冠状动脉的软斑块。MSCT所得的CT血管造影使肢体末梢的细小血管显示更加清楚。CT灌注成像已用于脑、心脏等器官病变毛细血管血流动力学的观察，通过血容量、血流量与平均通过时间等参数的测定，可评价急性脑缺血和急性心肌缺血以及判断肿瘤的良性与恶性等。
综上所述，SCT，特别是MSCT拓宽了检查与应用范围，改变了图像显示的方式，提高了工作效率，也提高了诊断水平。MSCT的应用也带来一些诸如患者扫描区辐射量增加和图像数量过多，引起解读困难等问题。对此已引起关注，并加以解决。MSCT每次检查将提供数百帧甚至更多的横断层图像，按常规办法进行解读和诊断，是极为费时和困难的。如果观察由计算机重组的图像；例如二维或三维的CT血管造影，则较为省时和容易。当前重组图像已可做到自动与实时。其次利用计算机辅助检测，对具体病例的大量图像先由计算机进行浏览，用CAD行诊断导向，则可简化解读与诊断的程序，省时、可靠。当前CAD在乳腺疾病及肺部疾病的应用上已取得较为成熟的经验。
（三）电子束CT 电子束 CT又称超速 CT（ultrafast CT，UFCT），其结构同普通 CT或螺旋 CT不同，不用X线管。
EBCT是用由电子枪发射电子束轰击四个环靶所产生的X线进行扫描。其结构见图2－7。轰击一个环靶可得一帧图像，即单层扫描，依次轰击4个环靶，并由两个探测器环接收信号，可得8帧图像，即多层扫描。EBCT一个层面的扫描时间可短到50ms，可行CT电影观察。与SCT一样可行容积扫描，不间断地采集扫描范围内的数据。EBCT可行平扫或造影扫描。单层扫描或多层扫描均可行容积扫描、血流检查和电影检查。多层扫描有其特殊的优越性。
EBCT对心脏大血管检查有独到之处。造影CT可显示心脏大血管的内部结构，对诊断先心病与获得性心脏病有重要价值。了解心脏的血流灌注及血流动力学情况，借以评价心脏功能。扫描时间短，有利于对小儿、老年和急症患者的检查。但BCT昂贵，检查费用较高，有X线辐射，心脏造影需注射对比剂，又有MSCT及 MRI的挑战，因而限制了它的广泛应用。
第二节CT图像特点
CT图像是由一定数目从黑到白不同灰度的像素按矩阵排列所构成的灰阶图像。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。大小可以是1.0X1.0mm，0.5X0.5mm不等；数目可以是512X512或1024X1024不等。像素越小，数目越多，构成的图像越细致，即空间分辨力高。普通 CT图像的空间分辨力不如 X 线图像高。
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。因此，与X线图像所示的黑白影像一样，黑影表示低吸收区，即低密度区，如肺部；白影表示高吸收区，即高密度区，如骨骼。但是CT与X线图像相比，有高的密度分辨力。因此，人体软组织的密度差别虽小，吸收系数多接近于水，也能形成对比而成像。这是CT的突出优点。所以，CT可以更好地显示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，并在良好的解剖图像背景上显示出病变的影像。X线图像可反映正常与病变组织的密度，如高密度和低密度，但没有量的概念。CT图像不仅以不同灰度显示其密度的高低，还可用组织对X线的吸收系数说明其密度高低的程度，具有一个量的标准。实际工作中，不用吸收系数，而换算成CT值，用CT值说明密度，单位为 HU（Hounsfield Unit）。水的CT值为OHU，人体中密度最高的骨皮质吸收系数最高，CT值为十1000HU，而空气密度最低，为一1000HU。人体中密度不同的各种组织的 CT值则居于一1000到十1000HU的2000个分度之间（表2－1）。由表2－1可见人体软组织的CT值多与水相近，但由于CT有高的密度分辨力，所以密度差别虽小，也可形成对比而显影。CT图像是断层图像，常用的是横断面或称轴面。为了显示整个器官，需要多帧连续的断层图像。通过CT设备上图像重组程序的使用，可重组冠状面和矢状面的断层图像。
第三节 CT检查技术
一、普通CT扫描
患者卧于检查床上，摆好位置，选好层面厚度与扫描范围，并使扫描部位伸人扫描架的孔内，即可进行扫描。大都用横断面扫描，层厚用5或 10mm，如需要可选用薄层，如 lmm或2mm。扫描时患者要制动，胸、腹部扫描要屏气。因为轻微的移动或活动可造成伪影，影响图像质量。 CT检查分平扫（plain CT scan）、对比增强扫描（contrast enhancement，CE）和造影扫描。
1．平扫 是指不用对比增强或造影的普通扫描。一般都是先行平扫。 2．对比增强扫描 是经静脉注人水溶性有机碘对比剂后再行扫描的方法，较常应用。血管内注入碘对比剂后，器官与病变内碘的浓度可产生差别，形成密度差，可能使病变显影更为清楚。常用方法为团注法（bolus injection），即在二十几秒内将全部对比剂迅速注人。
3．造影扫描 是先行器官或结构的造影，然后再行扫描的方法。临床应用不多。例如向脑池内注人碘苯六醇或注人空气行脑池造影再行扫描，称之为脑池造影CT扫描，可清楚显示脑池及其中的小肿瘤。
上述三种扫描在普通CT、螺旋CT和电子束CT上均可进行，也是CT检查的基本扫描方法，特别是前二种。在工作中常提及高分辨力 CT（hish resolution CT，HRCT），是指获得良好空间分辨力CT图像的扫描技术。在SCT装置上不难完成。如用普通CT装置，则要求短的扫描时间；薄的扫描层厚，如 1～1．smm；图像重建用高分辨力算法，矩阵不低于 512X512。高分辨力CT，可清楚显示微小的组织结构，如肺间质的次级肺小叶间隔，小的器官如内耳与听骨等。对显示小病灶及病变的轻微变化优于普通CT扫描。
二、图像后处理技术
螺旋CT，扫描时间与成像时间短，扫描范围长，层厚较薄并获得连续横断层面数据，经过计算机后处理，可重组冠状、矢状乃至任意方位的断层图像，并可得到其它显示方式的图像。
1．再现技术 再现技术（rendering technic）有三种，即表面再现（surface rendering）、最大强度投影（maximum intensity prqection，MIP）和容积再现（volume rendering）技术。再现技术可获得CT的三维立体图像，使被检查器官的影像有立体感，通过旋转而可在不同方位上观察。多用于骨骼的显示和 CT血管造影（CT angiography，CTA）。
容积再现技术：是利用全部体素的CT值，行表面遮盖技术并与旋转相结合，加上假彩色 编码和不同程度的透明化技术（transparency），使表面与深部结构同时立体地显示。例如在胸部用于支气管、肺、纵隔、肋骨和血管的成像，图像清晰、逼真。 CTA：是静脉内注人对比剂后行血管造影CT扫描的图像重组技术，可立体地显示血管影像。目前CTA显示血管较为完美，主要用于脑血管、肾动脉、肺动脉和肢体血管等。对中小血管包括冠状动脉都可显示。CTA所得信息较多，无需插管，创伤小，只需静脉内注人对比剂。因之，已成为实用的检查方法。CTA应用容积再现技术可获得血管与邻近结构的同时立体显示。仿真血管内镜可清楚显示血管腔，用于诊断主动脉夹层和肾动脉狭窄等。
组织容积与切割显示技术：使用显示特定组织如肿瘤的软件，可行肿瘤的定量与追踪观察。切割显示软件根据感兴趣区结构的CT值，可分离显示彼此重叠的结构，如肺、纵隔和骨性胸廓。
2．仿真内镜显示技术 仿真技术是计算机技术，它与CT或MRI结合而开发出仿真内镜功能。容积数据同计算机领域的虚拟现实（virtual reality）结合，如管腔导航技术（naviga－non）或漫游技术（fly through）可模拟内镜检查的过程，即从一端向另一端逐步显示管腔器官的内腔。行假彩色编码，使内腔显示更为逼真。有仿真血管镜、仿真支气管镜、仿真喉镜、仿真鼻窦镜、仿真胆管镜和仿真结肠镜等，效果较好。目前几乎所有管腔器官都可行仿真内镜显示，无痛苦，易为患者所接受。仿真结肠镜可发现直径仅为5mm的息肉，尤其是带蒂息肉。不足的是受伪影的影响和不能进行活检。
三、CT灌注成像
CT灌注成像是经静脉团注有机水溶性碘对比剂后，对感兴趣器官，例如脑（或心脏），在固定的层面行连续扫描，得到多帧图像，通过不同时间影像密度的变化，绘制出每个像素的时间——密度曲线，而算出对比剂到达病变的峰值时间（peak time，PT）、平均通过时间（mean transit time，Mxx）、局部脑血容量（regional cerebral blood volume，rCBV）和局部脑血流量（regional cerebral blood flow，rCBF）等参数，再经假彩色编码处理可得四个参数图。分析这些参数与参数图可了解感兴趣区毛细血管血流动力学，即血流灌注状态。所以是一种功能成像。当前主要用于急性或超急性脑局部缺血的诊断、脑梗死及缺血半暗带的判断以及脑瘤新生血管的观察，以便区别脑胶质细胞瘤的恶性程度。也应用于急性心肌缺血的研究，其结果已接近MR灌注成像。近来也有用于肺、肝、胰和肾的研究报告。CT灌注成像比MR灌注成像操作简单、快捷，是有发展前途的成像技术。
第四节 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。但也应在了解其优势的基础上，合理的选择应用。
CT可应用于下述各系统疾病的诊断。中枢神经系统疾病的诊断CT价值较高，应用普遍。对颅内肿瘤、脓肿与肉芽肿、寄生虫病、外伤性血肿与脑损伤、缺血性脑梗死与脑出血以及椎管内肿瘤与椎间盘突出等病诊断效果好，诊断较为可靠。因此，除DSA仍用以诊断颅内动脉瘤、脑血管发育异常和脑血管闭塞以及了解脑瘤的供血动脉以外，其他如气脑、脑室造影等均已不用。螺旋CT，可获得比较精细和清晰的血管重组图像，即CTA，而且能做到三维实时显示，所以临床应用日趋广泛。
对头颈部疾病的诊断，CT也很有价值。例如，对眶内占位病变、早期鼻窦癌、中耳小胆脂瘤、听骨破坏与脱位、内耳骨迷路的轻微破坏、耳先天发育异常以及鼻咽癌的早期发现等。当病变明显，X线平片虽可确诊，但CT检查可观察病变的细节。至于听骨与内耳骨迷路则需要用CT观察。
胸部疾病的CT诊断，已日益显示出它的优越性。对肺癌和纵隔肿瘤等的诊断，很有帮助。低辐射剂量扫描可用于肺癌的普查。肺间质和实质性病变也可以得到较好的显示。CT对平片较难显示的病变，例如同心、大血管重叠病变的显示，更具有优越性。对胸膜、隔、胸壁病变，也可清楚显示。
心及大血管CT诊断价值的大小取决于CT装置。需要使用多层螺旋CT或EBCT，而普通CT诊断价值不大。冠状动脉和心瓣膜的钙化和大血管壁的钙化，螺旋CT和EBCT检查可以很好显示。对于诊断冠心病有所帮助。心腔及大血管的显示，需要经血管注人对比剂，行心血管造影CT，并且要用螺旋CT或EBCT进行扫描。心血管造影CT对先心病如心内、外分流和大血管狭窄以及瓣膜疾病的诊断有价值。多层螺旋CT，通过图像重组可显示冠状动脉的软斑块。CT灌注成像还可对急性心肌缺血进行观察. 腹部及盆部疾病的CT检查，应用也日益广泛，主要用于肝、胆、胰、脾，腹膜腔及腹膜后间隙以及肾上腺及泌尿生殖系统疾病的诊断，尤其是肿瘤性、炎症性和外伤性病变等。胃肠病变向腔外侵犯以及邻近和远处转移等，CT检查也有价值。当然，胃肠管腔内病变情况主要仍依赖于钡剂造影和内镜检查及病理活检。
骨骼肌肉系统疾病，多可通过简便、经济的X线检查确诊，使用CT检查较少。但CT对显示骨变化如骨破坏与增生的细节较X线成像为优。 第四章 磁共振成像
磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）是利用原子核在磁场内所产生的信号经重建成像的一种影像技术。早在 1946年 Block和 Purcell就发现了物质的核磁共振现象并应用于化学分析上，而形成了核磁共振波谱学。1973年1auterbur发表了MRI成像技术，使核磁共振应用于临床医学领域。为了准确反映其成像基础，避兔与核素成像混淆，现已将核磁共振成像改称为磁共振成像。参与MRI的成像因素较多，决定MRI信号强度的参数至少有10个以上，只要有l个参数发生变化，就可在MRI信号上得到反映。因此，MRI具有极大的临床应用潜力。由于对MRI成像的贡献，lauterbur与Mansfierd共获2003年的诺贝尔奖金。
第一节 MRI成像基本原理与设备
一、MRI成像基本原理
所有含奇数质子的原子核均在其自旋过程中产生自旋磁动量，也称核磁矩，它具有方向性和力的效应，故以矢量来描述。核磁矩的大小是原子核的固有特性，它决定MRI信号的敏感性。氢的原子核最简单，只有单一的质子，故具有最强的磁矩，最易受外来磁场的影响，并且氢质于在人体内分布最广，含量最高，因此医用MRI均选用H为靶原子核。人体内的每一个氢质子可被视作为一个小磁体，正常情况下，这些小磁体自旋轴的分布和排列是杂乱无章的，若此时将人体置人在一个强大磁场中，这些小磁体的自旋轴必须按磁场磁力线的方向重新排列。此时的磁矩有二种取向：大部分顺磁力线排列，它们的位能低，状态稳；小部分逆磁力线排列，其位能高。两者的差称为剩余自旋，由剩余自旋产生的磁化矢量称为净磁化矢量，亦称为平衡态宏观磁场化矢量M0。在绝对温度不变的情况下，两种方向质子的比例取决于外加磁场强度。
在MR的坐标系中，顺主磁场方向为Z轴或称纵轴，垂直于主磁场方向的平面为XY平面或称水平面，平衡态宏观磁化矢量M。此时绕Z轴以Larmor频率自旋，如果额外再对M0施加一个也以Larmor频率的射频脉冲，使之产生共振，此时M0就会偏离Z轴向XY平面进动，从而形成横向磁化矢量，其偏离Z轴的角度称为翻转角。翻转角的大小由射频脉冲的大小来决定，能使M翻转90”至XY平面的脉冲称之为90度脉冲。在外来射频脉冲的作用下M0除产生横向磁化矢量外，这些质子同向进动，相位趋向一致。
当外来射频脉冲停止后，由M0产生的横向磁化矢量在晶格磁场（环境磁场）作用下，将由XY平面逐渐回复到Z轴，同时以射频信号的形式放出能量，其质子自旋的相位一致性亦逐渐消失，并恢复到原来的状态。这些被释放出的，并进行了三维空间编码的射频信号被体外线圈接收，经计算机处理后重建成图像。
在MRI的应用中常涉及如下几个概念： 弛豫
弛豫是指磁化矢量恢复到平衡态的过程，磁化矢量越大，MRI探测到的信号就越强。
纵向弛豫
纵向弛豫又称自旋一晶格弛豫（sPin－lattice relaxatlon）或 T1弛豫，是指90”射频脉冲停止后纵向磁 化逐渐恢复至平衡的过程，亦就是M0由XY平面回复到Z轴的过程（图4－2）。其快慢用时间常数T2来表示，可定义为纵向磁化矢量从最小值恢复至平衡态的63％所经历的弛豫时间。不同的组织T1时间不同，其纵向弛豫率的快慢亦不同，故产生了MR信号强度上的差别，它们在图像上则表现为灰阶的差别。由于纵向弛豫是高能原子核释放能量恢复至低能态的过程，所以它必须通过有效途径将能量传递至周围环境（晶格）中去，晶格是影响其弛豫的决定因素。大分子物质（蛋白质）热运动频率太慢，而小分子物质（水）热运动太快，两者都不利于自旋能量的有效传递，故其T1值长（MR信号强度低），只有中等大小的分子（脂肪）其热运动频率接近Larmor频率，故能有效快速传递能量，所以 TI值短（MR信号强度高）。 通过采集部分饱和的纵向磁化产生的MR信号，具有T1依赖性，其重建的图像即为T1加权图像。
横向弛豫
横向弛豫又称为自旋一自旋弛豫（spin－spin relaxation）或T2弛豫。横向弛豫的实质是在射频脉冲停止后，质子又恢复到原来各自相位上的过程，这种横向磁化逐渐衰减的过程称为T2弛豫。T2为横向弛豫时间常数，它等于横向磁化由最大值衰减至37％时所经历的时间，它是衡 量组织横向磁化衰减快慢的一个尺度。 T2值也是一个具有组织特异性的时间常数，不同组织以及正常组织和病理组织之间有不同的T2值。大分子（蛋白质）和固体的分子晶格固定，分子间的自旋一自旋作用相对恒定而持久，故它们的横向弛豫衰减过程快，所以 T2短（MR信号强度低），而小分子及液体分子因具有快速平动性，使横向弛豫衰减过程变慢，故 T；值长（MR信号强度高）。MR信号主要依赖T2而重建的图像称为T2加权图像。
二、MRI 设备
磁共振成像设备包括5个系统：磁体系统、梯度系统、射频系统、计算机及数据处理系统以及辅助设备部分。
磁体分常导型、永磁型和超导型三种，目前常用的有超导型磁体和永磁体。磁体性能的主要参数有磁场强度、磁场均匀性、磁场稳定性等。常导型的线圈用铜、铝线绕成，磁场强度可达0.15T～0.3T；永磁型的磁体由磁性物质制成的磁砖所组成，较重，磁场强度偏低，最高可达0.3T；超导型的线圈用银一钛合金线绕成，医用MR设备所用的磁场强度一般为0.35T～ 3.OT。 梯度系统由梯度放大器及X、Y、Z三组梯度线圈组成。它的作用是修改主磁场，产生梯度磁场。其磁场强度虽只有主磁场的几百分之一，但梯度磁场为人体MRI信号提供了空间定位的三维编码的可能。由于对图像空间分辨力的要求越来越高，故对梯度磁场的要求也高，目前梯度系统提供的梯度场强已高达 60MT／M。
射频系统用来发射射频脉冲，使磁化的氢质子吸收能量而产生共振。在弛豫过程中氢质子释放能量并发出MRI信号，后者被检测系统接收。射频系统主要由发射与接收两部分组成，其部件包括射频发射器、功率放大器、发射线圈、接收线圈以及噪声信号放大器等。
MRI设备中的计算机系统主要包括模／数转换器、阵列处理机及用户计算机等。其数据采集、处理和图像显示，除图像重建由傅里叶变换代替了反投影外，其它与CT设备非常相似。
第二节MRI图像特点
人体不同器官的正常组织与病理组织的T1值是相对固定的，而且它们之间有一定的差别，T2值也是如此。这种组织间弛豫时间上的差别，是磁共振成像诊断的基础。值得注意的是，MRI的影像虽然也以不同的灰度显示，但其反映的是MRI信号强度的不同或弛豫时间T1与T2的长短，而不象CT图像，灰度反映的是组织密度。一般而言，组织信号强，图像所相应的部分就亮，组织信号弱，图像所相应的部分就暗，由组织反映出的不同的信号强度变化，就构成组织器官之间、正常组织和病理组织之间图像明暗的对比。
MRI的图像若主要反映组织间T1特征参数时，为T1加权像（T1 weighted imaging，T1WI），它反映的是组织间T1的差别，T1WI有利于观察解剖结构。若主要反映组织间T2特征参数时，则为T2加权像（T2 weighted imaging，T2WI），T2WI对显示病变组织较好。还有一种称为质子密度加权像（Proton density weighted imaging，PdWI）的图像，其图像的对比主要依赖于组织的质子密度，又简称质于加权像。
MRI是多参数成像，因此，在MRI成像技术中，采用不同的扫描序列和成像参数，可获得T1加权像、T2加权像和质子加权像。在经典的自旋回波（spin echo，SE）序列中，通过调整重复时间（repetition time，TR）和回波时间（echo time，TE），就可得到上述三种图像。一般短TR、短TE可获得T1加权像；长TR、长TE可获得T2加权像，长TR、短TE可获得质子加权像。
第三节 MRI检查技术
MRI成像技术有别于CT扫描，它不仅可行横断面，还可行冠状面、矢状面以及任意斜面的直接成像。同时还可获得多种类型的图像，如T1WI、T2WI等。若要获取这些图像必须选择适当的脉冲序列和成像参数。
一、序列技术
MRI成像的高敏感性基于正常组织与病理组织弛豫时间T1及T2的不同，并受质子密度、脉冲序列的影响，常用的脉冲序列有：
1．自旋回波（SE）序列 采用“90°-180°”脉冲组合形式构成。其特点为可消除由于磁场不均匀性所致的去相位效应，磁敏感伪影小。但其采集时间较长，尤其是T2加权成像，重T2加权时信噪比较低。该序列为MRI的基础序列。 2.反转恢复(inversion recovery，IR）序列 采用“180°-90°-180°”脉冲组合形式构成。其特点为具有较强的T1对比，短反转时间（inversion time，TI）的反转恢复序列，同时具有强的T2对比，还可根据需要设定TI，饱和特定组织产生具有特征性对比的图像，如短T1反转恢复（short T1 Inversion recovery，STIR）、液体衰减反转恢复（fluid attenuated inversion recovery，FLAIR）等序列。
3．快速自旋回波（turbo SE，TSE；fast SE，FSE）序列 采用“90°-180°-180°-...”脉冲组合形式构成。其图像对比性特征与SE相似，磁敏感性更低，成像速度加快，使用大量180°射频脉冲，射频吸收量增大，其中T2加权像中脂肪高信号现象是TSE与SE序列的最大区别。
4．梯度回波（gradient echo，GRE）序列 梯度回波技术中，激励脉冲小于 90°，翻转脉冲不使用180°，取而代之的是一对极性相反的去相位梯度磁场及相位重聚梯度磁场，其方法与SE中频率编码方向的去相位梯度及读出梯度的相位重聚方法相同。由于小翻转角使纵向磁化快速恢复，缩短了重复时间TR，也不会产生饱和效应，故使数据采集周期变短，提高了成像速度。其最常用的两个序列是快速小角度激发（fast low angle shot，FLASH）序列和稳态进动快速成像（fast imaging with steady state preceion，FISP）序列。
5．快速梯度自旋回波（TGSE）序列TGSE是在TSE的每个自旋回波的前面和后面,再产生若干个梯度回波，使180°翻转脉冲后形成一组梯度和自旋的混合回波信号，从而提高单位重复时间（TR）的回波数。该序列具有SE及TSE的对比特点，且较之具有更高的磁敏感性，采集速度进一步加快。
6．单次激发半傅里叶采集快速自旋回波（half－fourier acquisition single－shot－turbo－SE，HASTE）序列 该序列在一次激励脉冲后使用128个180°聚焦脉冲，采集128个回波信号，填写在240X256的K空间内。HASTE序列具有TSE序列T2加权图像的特征，每幅图像仅需一次激励便可完成数据采集，高速采集可冻结呼吸及其它生理性运动。因此该序列多用于有生理性运动器官的T2加权成像。
7．平面回波成像（echo planar imaging，EPI）EPI技术是迄今最快的 MRI成像技术，它是在一次射频脉冲激励后在极短的时间内（30ms～100ms）连续采集一系列梯度回波，用于重建一个平面的MRI图像。EPI技术已在临床广泛应用，单次激发EPI，以扩散成像、灌注成像、脑运动皮层功能成像为目前主要的应用领域，多次激发EPI则在心脏快速成像、心脏电影、血管造影、腹部快速成像等领域取得进展。
二、MR对比增强检查
MRI影像具有良好的组织对比，但正常与异常组织的弛豫时间有较大的重叠，其特异性仍较差。为提高MRI影像对比度，一方面着眼于选择适当的脉冲序列和成像参数，以更好地反映病变组织的实际大小、程度及病变特征；另一方面则致力于人为地改变组织的MRI特征性参数，即缩短飞和T。弛豫时间。MRI对比剂可克服普通成像序列的限制，它能改变组织和病变的弛豫时间，从而提高组织与病变间的对比。
MRI对比剂按增强类型可分为阳性对比剂（如钆-二乙三胺五乙酸，即Gd一DTPA）和阴性对比剂（如超顺磁氧化铁即SPIO)。按对比剂在体内分布分为细胞外间隙对比剂（如Gd-DTPA）、细胞内分布或与细胞结合对比剂（如肝细胞靶向性对比剂钆卞氧丙基四乙酸盐（Gd—EOB-DTPA），网状内皮细胞向性对比剂（如SPIO）和胃肠道磁共振对比剂。
目前临床上最常用的MRI对比剂为Gd-DTPA。其用药剂量为0.lmmol／kg，采用静脉内快速团注，约在60秒内注射完毕。对于垂体、肝脏及心脏、大血管等检查还可采用压力注射器行双期或动态扫描。常规选用T1WI序列，结合脂肪抑制或磁化传递等技术可增加对比效果。
三、MR血管造影技术
磁共振血管造影（magnetic resonance angiography，MRA）是对血管和血流信号特征显示的一种技术。MRA作为一种无创伤性的检查，与CT及常规放射学相比具有特殊的优势，它不需使用对比剂，流体的流动即是MRI成像固有的生理对比剂。流体在MRI影像上的表现取决于其组织特征，流动速度、流动方向、流动方式及所使用的序列参数。
常用的MRA方法有时间飞越（time of flight，TOF）法和相位对比（Phase contrast，PC）法。三维TOF法的主要优点是信号丢失少，空间分辨力高，采集时间短，它善于查出有信号丢失的病变如动脉瘤、血管狭窄等；二维TOF法可用于大容积筛选成像，检查非复杂性慢流血管；三维PC法可用于分析可疑病变区的细节，检查流量与方向；二维PC法可用于显示需极短时间成像的病变，如单视角观察心动周期。
近年来发展起来一种新的MRA方法，称对比增强MRA（contrast enhancement MRA，CE－MRA），其适用范围广，实用性强，方法是静脉内团注2～3倍于常规剂量的Gd－DTPA对比剂，采用超短TR、TE快速梯度回波技术，三维采集，该方法对胸腹部及四肢血管的显示极其优越（图4－4a）。
四、MR电影成像技术
磁共振电影（magnetic resonance ciue，MRC）成像技术是利用MRI快速成像序列对运动脏器实施快速成像，产生一系列运动过程的不同时段（时相）的“静态”图像。将这些“静态”图像对应于脏器的运动过程依次连续显示，即产生了运动脏器的电影图像。MRC成像不仅具有很好的空间分辨力，更重要的是它具有优良的时间分辨力，对运动脏器的运动功能评价有重要价值。
对于无固定周期运动的脏器，如膝关节、颠颌关节等，其MRC的方法是将其运动的范围分成若干相等的空间等分，在每一个等分点采集一幅图像，然后将每个空间位置的图像放在一个序列内连续显示即成为关节运动功能的电影图像。
五、MR水成像技术
磁共振水成像（MR hydrography）技术主要是利用静态液体具有长T2弛豫时间的特点。在使用重T2加权成像技术时，稀胆汁、胰液、尿液、脑脊液、内耳淋巴液、唾液、泪水等流动缓慢或相对静止的液体均呈高信号，而T2较短的实质器官及流动血液则表现为低信号，从而使含液体的器官显影。
作为一种安全、无需对比剂、无创伤性的影像学检查手段，MR水成像技术已经提供了有价值的诊断信息，在某种程度上可代替诊断性ERCP、PTC、IVP、X线椎管造影、X线涎管造影及泪道造影等传统检查。MR水成像技术包括MR胰胆管成像（MRCP）、MR泌尿系成像（MRU）、MR椎管成像（MRM）、MR内耳成像、MR涎腺管成像、MR泪道成像及 MR脑室系统成像等（图4－4b～d）。
六、脑功能成像
脑功能性磁共振成像（functional MRI，fMRI）可提供人脑部的功能信息，为MRI技术又开启了一个全新的研究领域，它包括扩散成像（diffusion imaging，DI）、灌注成像（perfusion imaging，PI）和脑活动功能成像，三种不同功能成像的生理基础不同。
1．扩散成像 当前DI主要用于脑缺血的检查，是由于脑细胞及不同神经束的缺血改变，导致水分子的扩散运动受限，这种扩散受限可以通过扩散加权成像（iffusion weighted imaging，DWI）显示出来。DWI在对早期脑梗死的检查中有重要临床价值。脑组织在急性或超急性梗死期，首先出现细胞毒性水肿，使局部梗死区组织的自由水减少，表观扩散系数（ADC值）显著下降，因而在DWI上表现为高信号区，但这在常规T
1、T2加权成像上的变化不明显。DWI技术可由快速梯度回波序列完成，但在 EPI技术中表现得更为完善。
2．灌注成像 PI通过引人顺磁性对比剂，使成像组织的T
1、T2值缩短，同时利用超快速成像方法获得成像的时间分辨力。通过静脉团注顺磁性对比剂后周围组织微循环的T
1、T2值的变化率，计算组织血流灌注功能；或者以血液为内源性示踪剂（通过利用动脉血液的自旋反转或饱和方法),显示脑组织局部信号的微小变化，而计算局部组织的血流灌注功能。PI还可用于肝脏病变的早期诊断、肾功能灌注以及心脏的灌注分析等。
3．脑活动功能成像 是利用脑活动区域局部血液中氧合血红蛋白与去氧血红蛋白比例的变化，所引起局部组织T2*的改变，从而在T2*加权像上可以反映出脑组织局部活动功能的成像技术。这一技术又称之为血氧水平依赖性MR成像（BOLD MRI）。它是通过刺激周围神经，激活相应皮层中枢，使中枢区域的血流量增加，进而引起血氧浓度及磁化率的改变而获得的。
七、MR波谱技术
磁共振波谱（magnetic resonance spectroscopy，MRS）技术是利用MR中的化学位移现象来测定分子组成及空间分布的一种检测方法。随着临床MRI成像技术的发展，MRS与MRI相互渗透，产生了活体磁共振波谱分析技术及波谱成像技术，从而对一些由于体内代谢物含量改变所致的疾病有一定的诊断价值。
在均匀磁场中，同种元素的同一种原子由于其化学结构的差异，其共振频率也不相同，这种频率差异称化学位移。MRS实际上就是某种原子的化学位移分布图。其横轴表示化学位移，纵轴表示各种具有不同化学位移原子的相对含量。
目前常用的局部1H波谱技术，是由一个层面选择激励脉冲紧跟二个层面选择重聚脉冲，三者相互垂直，完成“定域”共振，使兴趣区的1H原子产生共振，其余区域则不产生信号。定域序列的一个主要特点是能在定域区产生局部匀场。脉冲间隔时间决定回波时间。在1H波 谱中，回波时间通常为20ms～30ms，此时质子波谱具有最确定的相位，从而产生最佳分辨的质子共振波谱。
第四节 MRI诊断的临床应用
由于MRI磁场对电子器件及铁磁性物质的作用，有些患者不宜行此项检查，如置有心脏起搏器的患者；颅脑手术后动脉夹存留的患者；铁磁性植人物者（如枪炮伤后弹片存留及眼内金属异物等）；心脏手术后，换有人工金属瓣膜患者；金属假肢、关节患者；体内有胰岛素泵、神经刺激器患者，以及妊娠三个月以内的早孕患者等均应视为MRI检查的禁忌证。
MRI的多方位、多参数、多轴倾斜切层对中枢神经系统病变的定位定性诊断极其优越。在对中枢神经系统疾病的诊断中，除对颅骨骨折及颅内急性出血不敏感外，其它如对脑部肿瘤、颅内感染、脑血管病变、脑白质病变、脑发育畸形、脑退行性病变、脑室及蛛网膜下腔病变、脑挫伤、颅内亚急性血肿以及脊髓的肿瘤、感染、血管性病变及外伤的诊断中，均具较大的优势。MRI可诊断超急性期脑梗死。 MRI不产生骨伪影，对后颅凹及颅颈交界区病变的诊断优于CT。MRI具有软组织高分辨特点及血管流空效应，可清晰显示咽、喉、甲状腺、颈部淋巴结、血管及颈部肌肉。
由于纵隔内血管的流空效应及纵隔内脂肪的高信号特点，形成了纵隔MRI图像的优良对比。MRI对纵隔及肺门淋巴结肿大和占位性病变的诊断具有较高的价值，但对肺内钙化及小病灶的检出不敏感。运用心电门控触发技术，可对。已肌、心包病变、某些先天性心脏病作出准确诊断。MRI可显示心脏大血管内腔，故对心脏大血管的形态学与动力学的研究可在无创的检查中完成。特别是MR电影、MRA的应用，使得MRI检查在对心血管疾病的诊断方面具有良好的应用前景。
多参数技术在肝脏病变的鉴别诊断中具有重要价值。有时不需对比剂即可通过T1加权像和T2加权像直接鉴别肝脏囊肿、海绵状血管瘤、肝癌及转移癌。MRCP对胰胆管病变的显示具有独特的优势。胰腺周围有脂肪衬托，采用抑脂技术可使胰腺得以充分显示。肾与其周围脂肪囊在MRI图像上形成鲜明的对比，肾实质与肾盂内尿液也可形成良好对比。MRI对肾脏疾的诊断具有重要价值。MR泌尿系成像（MRU）可直接显示尿路，对输尿管狭窄、梗阻具有重要诊断价值。 MRI多方位、大视野成像可清晰显示盆腔的解剖结构。尤其对女性盆腔疾病诊断有价值，对盆腔内血管及淋巴结的鉴别较容易，是盆腔肿瘤、炎症、子宫内膜异位症、转移癌等病变的最佳影像学检查手段。MRI也是诊断前列腺癌、尤其是早期者的有效方法。
MRI对四肢骨骨髓炎、四肢软组织内肿瘤及血管畸形有较好的显示效果，可清晰显示软骨、关节囊、关节液及关节韧带，对关节软骨损伤、韧带损伤、关节积液等病变的诊断具有其他影像学检查所无法比拟的价值，在关节软骨的变性与坏死诊断中，早于其他影像学方法。
第五章
不同成像的观察、分析及综合应用 第一节
不同成像的观察与分析
各种影像学方法的成像原理不同，其组织学特点在图像上的表现亦不同。X线成像和CT显示出的是组织器官间、正常组织与病理组织间的密度差异；MRI则体现的是它们之间的信号强度不同；超声则是以它们之间因不同的声阻抗和衰减差别产生的不同回波构成图像。它们的共同点都是以不同的灰度构成解剖图像，如同一张黑白照片。但对于不同的成像方法而言，相同的组织或病变则表现为不同的灰度，如骨路组织在X线平片和CT上呈白影，而在MRI上则呈黑影，这是因骨骼组织含钙多，而含氢质子少的原因。由此可见，只有在了解了各种影像学方法的成像原理后，才能正确解读各种图像。
一、×线成像观察与分析
在观察分析X线图像时，应首先注意摄影条件和体位是否满足临床诊断需要，摄影条件的欠缺、摄影部位的偏离和遗漏，常是造成漏诊和误诊的重要原因之一。其次要按一定的顺序，全面系统地观察X线片，并结合临床表现，着重观察分析靶区。例如，在分析胸片时，应注意按序观察胸廓、肺、纵隔、膈肌、心脏及大血管，其中肺要观察整个肺野和肺门。在分析骨路X线片时，要观察骨、关节解剖结构是否正常，并着重观察骨皮质、骨松质、骨髓腔和周围软组织。
识别异常X线表现的基础是熟悉正常和变异的x线表现。异常的X线表现主要是受检器官形态和密度的改变，例如，肺纤维化既可使胸廓和肺的形态发生改变，又因肺内病变处含气量减少，纤维结缔组织增加而使肺野的密度增加。
病变的X线表现与病变的病理学有关，故需用病理学的知识来解释X线表现，其分析要点如下：①病变的位置和分布：肺尖的渗出性病变多为结核，而在肺底部则多为肺炎。骨肉瘤好发于干骺端，骨巨细胞瘤常位于骨端。②病变的数目和形状：肺内多发球形病灶多为转移所致，而单发病灶则应考虑为肺癌、错构瘤或炎性假瘤等；肺内炎症多为片状或斑片状影。⑦病变边缘：一般良性肿瘤、慢性炎症和病变愈合期，边缘锐利；恶性肿瘤、急性炎症和病变进展阶段边缘多模糊。④病变密度：病变组织的密度可高于或低于正常组织，肺内密度降低可为肺气肿或肺大泡所致，密度增高为肺实变或占位病变引起。⑤邻近器官组织的改变：肺内大面积密度增高时，可根据胸廓扩大或是下陷，肋间隙增宽还是变窄，膈的下降或是上升，纵隔是推移或牵拉等改变来判断病变性质。前者为胸腔积液所造成的改变，而后者则多为肺不张、胸膜肥厚粘连所致。⑥器官功能的改变：主要是观察心脏大血管的搏动、胃肠道的蠕动、膈的呼吸运动等，这有时是疾病早期发现的依据之一。
二、CT观察与分析
在观察分析CT图像时，应先了解扫描的技术与方法，是平扫还是对比增强扫描。应指出，在观察电视荧屏上的CT图像时，需应用一种技术，即窗技术(Windowtechnic)，包括窗位(winJoWlevel，L)和窗宽(windowWidth，W)。分别调节窗位和窗宽，可使某一欲观察组织，如骨骼或软组织显示更为清楚。窗位和窗宽在CT照片上则是固定的并均有显示。对每帧CT图像要进行细致观察，结合一系列多帧图像的观察，可立体地了解器官的大小、形状和器官间的解剖关系。凡病变够大并与邻近组织有足够的密度差，即可显影。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。发现病变要分析病变的位置、大小、形状、数目和边缘，还可测定 CT值以了解其密度的高低。如行对比增强扫描，则应首先明确检查技术，是单期或多期增强扫描，还是动态增强扫描，并分析病变有无密度上的变化，即有无强化。如病变密度不增高，即为不强化；密度增高，则为强化。强化程度不同，形式各异，可以是均匀强化或不均匀强化，或只是病变周边强化即环状强化。对强化区行CT值测量，并与平扫的CT值比较或行各期CT值比较，可了解强化的程度及随时间所发生的变化。此外，还要观察邻近器官和组织的受压、移位和浸润、破坏等。
综合分析器官大小、形状的变化，病变的表现以及邻近器官受累情况，就有可能对病变的位置、大小与数目、范围以及病理性质作出判断。和其他成像技术一样，还需要与临床资料结合，并同其它影像诊断综合分析，才可作出诊断。 CT在查出病变、确定病变位置及大小与数目方面较为敏感而且可靠，但对病理性质的诊断，也有一定的限度。
三、超声图像观察与分析
观察分析超声图像时，百先应了解切面方位，以便于认清所包括的解剖结构。并注意分析以下内容：
1．外形 脏器的形态轮廓是否正常，有无肿大或缩小。
2．边界和边缘回声 肿块有边界回声且显示光滑完整者为具有包膜的证据；无边界回声和模糊粗糙、形态不规则者多为无包膜的浸润性病变。除观察边缘回声光滑或粗糙、完整或有中断等征象外，边缘回声强度也有重要区别，某些结节状或团块状肿块周边环绕一圈低回声暗圈，即“暗环”征(dark ring)，或周边为高回声的边缘，即“光轮”征(echogenic ring)等。
3．内部结构特征 可分为结构如常、正常结构消失、界面增多或减少、界面散射点的大小与均匀度以及其他各种不同类型的异常回声等。
4．后壁及后方回声 由于人体各种正常组织和病变组织对声能吸收衰减不同，则表现后壁与后方回声的增强效应(enhancement effect)或减弱乃至形成后方“声影”(acoMstic shadow)，如衰减系数低的含液性的囊肿或脓肿，则出现后方回声增强，而衰减系数高的纤维组织、钙化、结石、气体等则其后方形成“声影”。另外，某些质地均匀，衰减较大的实质性病灶，内部可完全表现为低回声，在声像图上酷似液性病灶，但无后壁及后方回声增强效应可资区别。
5．周围回声强度 当实质性脏器内有占位性病变时，可致病灶周围回声的改变，如系膨胀性生长的病变，则其周围回声呈现较均匀性增强或有血管挤压移位；如系浸润性生长病变，则其周围回声强弱不均或血管走行中断。肝脓肿则在其边缘与正常组织之间出现从高回声向正常回声过渡的“灰阶梯度递减区”。 6．毗邻关系 根据局部解剖关系判断病变与周围脏器的连续性，有无压迫、粘连或浸润。如胰头癌时可压迫胆总管致肝内外胆管扩张、胆囊肿大以及周围血管的挤压移位，淋巴结或远处脏器转移灶等。 7．脏器活动情况 脏器的活动可反映脏器组织的功能状况，如心肌出现缺血和梗死时，其相应部位的心肌将出现室壁运动异常。通过观察心脏瓣膜的活动可判断有无瓣膜狭窄和关闭不全。
8．脏器结构的连续性 分析脏器的连续性可为疾病诊断提供重要依据。如先天性室间隔缺损表现为室间隔的连续性中断。
9．血流的定性分析 通过频谱型多普勒和彩色多普勒技术，主要分析血流速度、血流时相、血流性质和血流途径。
10．血流的定量分析 多普勒超声心动图的定量分析包括血流量、压力阶差和瓣口面积的测量。
四、MRl观察与分析
病变在MRI上通常有四种信号强度的改变：①等信号强度：指病变与周围组织呈相同灰度，平扫M田无法识别病灶，有时需借助MRI对比剂的顺磁性效应以增加病变信号强度，使之与周围组织产生对比差别；②低信号强度：MN片上病灶信号强度不及周围组织亮；③高信号强度：MRI片上病变组织的信号强度高于周围组织；④混杂信号强度：病变区包括以上二种或三种信号强度改变，例如肝癌伴出血坏死时在T2WI片上可呈现混杂信号强度改变。
在进行MR诊断时，首先必须明确病变的部位、形态、数目，分析病变在各个序列中的信号强度、强化特征、周围水肿以及相邻结构的改变，再结合临床病史及必要的实验室检查，一般均能作出较为准确的定位和定性诊断。下面简述MRI诊断时应遵循的一般规律。
1．仔细观察各扫描方位，每个序列的每帧图像，如矢状位、冠状位、轴位等，以便获得病变的立体感，这是判断病变的起源及定位诊断的主要依据。 2．病变在每个序列中的信号强度和强化方式是定性诊断的关键，如肝癌表现为稍长Tl和稍长T2信号，肝血管瘤表现为稍长Tl和极长T2信号，肝囊肿表现为极长Tl和极长T2信号；某些病变如脂肪瘤的信号强度更具特征性，呈短Tl高信号，在脂肪抑制序列上其与脂肪信号同步降低。病变是否强化以及强化方式有重要诊断价值。一般认为，肿瘤性病变绝大多数有明显强化，而非肿瘤性病变一般不出现强化。又如，肝血管瘤增强后自周边呈向心性强化，直至充填整个病灶，这种强化方式是肝血管瘤的特征。
3．病变的大小、形态、数目、部位及其毗邻关系，有助于病变的定性诊断。一般来讲，恶性肿瘤易多发，形态不规则；良性肿瘤多单发，呈类圆形。某些病变有特定的发病部位，对定性诊断有帮助，如室管膜瘤易发生在脑室内，生殖细胞瘤多位于松果体区，颅咽管瘤多发生在鞍区。 4．一些特殊的MR检查如MR水成像、MRA、MRS、fMN等是定性诊断的重要补充，但往往需要结合常规MRI检查方能确诊，如胰头癌在MRCP上只能显示胆总管及主胰管梗阻的部位和程度，对癌瘤本身则无法显示；大面积脑梗死MRA只能观察到某支血管的闭塞，而无法显示梗塞的部位和范围。因此，MR特殊检查必须与常规MRI相结合，缺一不可。
对部分病变而言，MRI表现缺少特异性，定性诊断仍很困难，必须密切结合临床病史及相关实验室检查，如在MRI上发现两侧基底节区尤其是豆状核对称性信号异常，临床见到眼K—F环及血清铜蓝蛋白降低，则可确诊为肝豆状核变性。
五、医学影像学征象的诊断与鉴别诊断
与临床上疾病存在着“同征异病和异征同病”一样，在日常影像学诊断中亦存在着“同征异病和异征同病”的现象，这涉及到鉴别诊断的问题。例如肝海绵状血管瘤伴机化，超声、CT和MRI均可不出现海绵状血管瘤的典型征象。且难以与肝癌相鉴别，此时应用DsA检查则可见到散在“爆玉米花样”染色点，此为该病的DSA特异征象，再结合患者其它实验室检查即可对本病确诊。所以在诊断和鉴别诊断过程中要注意各种影像诊断技术的优势和互补作用，并密切结合患者相关的临床资料。
医学影像学结果有三种情况：①肯定性诊断，即通过检查可以确诊；②否定性诊断，即通过影像学诊断排除了某些疾病，此时要充分注意到检查方法的局限性和某些疾病的特殊性，以及它们的动态变化过程；③可能性诊断，即经过检查发现了某些征象，但并不能根据这些征象确定病变性质，而列出几个可能性，遇到这种情况，除综合应用其它影像学方法外，同时可结合其它临床检查资料，如内镜、活检等，或者可进行随访，试验性治疗后复查等措施来得出最终诊断结果。
第二节
不同成像方法的优选和综合应用
影像学检查费用的多少取决于影像设备的价格和运行成本，与疾病诊断的准确度、敏感度和特异度无正比关系。不同的检查技术在诊断中均有各自的优缺点和适应范围，有些检查技术联合使用，可相得宜彰，互为补充，这多用于对疾病的鉴别诊断方面。对于某些疾病的动态观
察或人群的筛选，多选用单一的和效／价比高的检查方法，常规X线方法和超声常可作此用途。例如，胸部疾病可选用胸部平片，腹部疾病可选用超声。由此可见，只有掌握不同影像学技术的成像原理和作用及限度后，才能正确选择检查方法。这不仅可节约医疗费用，而且对提高疾病诊断准确率有利。
呼吸系统疾病的最佳检查方法是x线胸部摄影和CT检查。X线胸片可检出大部分胸部病变，是筛选和动态观察病变的最有效的和经济的方法，其缺点为对小病灶和被重叠的病灶有时容易漏诊，结合多方位透视检查可提高疾病的诊断率。CT密度分辨力高，无前后结构重叠，能发现直径大于2mm的病灶，CT仿真内镜技术能模拟纤维支气管镜效果，探查气管和支气管内占位性病变；CT肺功能成像除能了解形态学改变外，还能定性和定量地了解肺通气功能。MRI检查有利于对纵隔病变的定位和定性诊断，且勿须用对比剂增强就可清楚显示肺门及纵隔内淋巴结，此外利用MRA技术可清楚显示心脏和大血管与肺及纵隔肿瘤的关系，以利于术前判断肿瘤分期和制定治疗计划或术后复查。超声一般不用于胸部病变的诊断，但它是胸腔或心包积液穿刺引流的最佳的导向工具。血管造影对胸部病变无诊断价值，仅作为导向工具用作肿瘤的介人治疗和制止咯血。
心脏X线平片和透视是先天性和后天性心脏病的较常用检查方法。可了解心脏大小、形态、位置、搏动和肺门及肺血改变，但不能解决复杂先心病的诊断问题。超声心动图可实时观察心脏大血管的形态结构与搏动，心脏舒缩功能和瓣膜活动，以及心血管内血流状态，通过超声各种检查方法可诊断绝大部分心血管疾患，故超声是目前效／价比最高的首选检查方法，它的局限性在于不能了解冠状动脉的病变情况。此外，由于肺部气体干扰，故超声在判断肺血方面不及心脏平片。普通CT不用于心脏疾病检查，但多层螺旋CT因其成像速度快，现已作为筛选方法诊断冠状动脉病变，增强后，利用图像重建技术，有时可直接显示冠状动脉狭窄或闭塞。与冠状动脉造影相比，CT属非创伤性检查方法。利用MRI可清楚显示心脏及大血管结构，其成像分辨力高于超声，且可多方位观察；心脏MRI电影效果现已如同导管法心脏造影检查，且无影像重叠，现有取代有创性心脏造影之势，但对于检查不合作的婴幼儿和病情危重者，不适于做MRI检查。有创性心血管造影的诊断作用日益减弱，但它仍是验证其它影像学检查方法效果的金标准。它目前主要用于心血管疾病的介人治疗，如房、室间隔缺损，动脉导管未闭的堵塞术，冠状动脉或外周血管狭窄或闭塞的球囊支架成形术。
乳腺的常规检查方法是超声和钼靶X线摄影，两种方法相互结合可对大多数乳腺疾病作出定性诊断，而且后者是乳腺癌普查的最重要方法，MBI造影增强检查有助于区别乳腺疾病的良恶性性质、通过应用钼靶乳腺机的定位装置，可对乳腺疾病行穿刺活检，取材后做病理检查。
骨骼肌肉系统疾病主要还是以X线平片检查为主，它不仅能显示病变的范围和程度，而且还可能作出定性诊断。但X线平片不能直接显示肌肉、肌腱、半月板和椎间盘等软组织病变，亦不易发现骨关节和软组织的早期病变，而CT在此方面则具有优势。3D CT还能多方位显示骨关节解剖结构的空间关系，它常用于X线平片检查之后，或亦可首选。MN在显示软组织病变，如肿块、出血、水肿、坏死等方面优于CT，但在显示骨化和钙化方面不及CT和X线平片。超声在显示软组织病变和骨关节脱位方面有一定的优势，但图像分辨力不及CT和MRI，亦缺乏特异性，但其价廉、无创，故可作为筛选方法。血管造影仅用于骨关节及软组织恶性肿瘤的介入治疗。
除急腹症外，腹部X线平片和超声不用于诊断胃肠道疾病。首选的方法仍为胃肠道钡剂造影，它可诊断胃肠道畸形、炎症、溃疡和肿瘤性病变，应用气钡双重对比造影有助于发现轻微的和早期的胃肠道病变。血管造影可用于寻找和制止消化道出血，发现胃肠道血管性病变。利用CT和MRI可对腹部恶性肿瘤进行临床分期和制定治疗计划。超声对胆系疾病诊断的效／价比最高，亦能发现肝、胰、脾的病变，故常作为首选的检查方法。超声亦特别适合对疾病的普检、筛选和追踪观察。CT具有优良的组织分辨力和直观清晰的解剖学图像，特别是随着CT扫描速度加快，扫描方式和图像重建功能的增加，使它在肝、胰、脾疾病诊断和鉴别诊断中起主导作用，与超声相结合，CT能对绝大多数疾病作出正确诊断。MRI除可提供优异的解剖学图像外，还可根据信号特征分析病变性质，故常用于超声和CT鉴别诊断有困难的病例。在显示胆管、胰管梗阻性病变时，MRI优于超声和CT。血管造影仅用于某些疾病的鉴别诊断，如肝海绵状血管瘤、动静脉畸形和动脉瘤，以及腹部肿瘤的介入治疗。
腹部平片仅用于显示泌尿系阳性结石，肾排泄性造影既可显示肾盂输尿管系统的解剖学形态，又可判断肾排泄功能，故它仍是泌尿系疾病的常用检查方法之一。超声与CT已广泛应用于泌尿生殖系统检查，且效果远优于常规X线，特别是超声在妇产科及计划生育的诊疗中已起主导作用。超声、CT和MN均适用于对肾上腺疾病的探查，但从临床效／价比的角度应首选CT。MR水成像技术在显示泌尿系梗阻性疾病方面有独特的价值，此外，MN在对泌尿生殖系统肿瘤分期方面优于其它检查方法。
中枢神经系统百选的检查方法为CT与MRI，两者均能对颅内或椎管内病变的部位、大小、数目等情况作出定量和定性诊断。利用MRA可替代有创性脑血管造影来诊断颅内或椎管内血管性病变；MR扩散成像可发现2小时以内的超急性脑梗死，这对患者的早期治疗和预后有着重要作用；MR脑功能成像是研究脑生理功能的一种重要手段。MRI的缺点在于不能明确钙化，对骨性结构的显示远不如CT。脑血管造影属创伤性检查方法，目前已少用于对颅内疾病的诊断，而多用于颅内血管性疾病的介入治疗。
综上所述，这四种成像方法的优选和应用主要是遵循效果／价格比的原则进行。必须强调的是，作出一个正确的影像学诊断还必须结合患者的其它临床资料，这对影像学的诊断和鉴别诊断有着重要的参考意义。
第六章
图像存档和传输系统与信息放射学 第一节
图像存档和传输系统
图像存档和传输系统，即PACS是保存和传输图像的设备与软件系统。当前，X线图像、CT与MRI大多仍是以照片形式于放射科档案室存档，容易变色、发霉而造成图像质量下降；需要时，要从档案室借调，占用很多人力，借调中，照片丢失或错拿时有发生，而且效率低。由于影像诊断应用越来越普及，图像数量大增。照片存档与借调工作量大且不便。因此，人们提出了用另一种方式存放与传输图像，以使图像高效率使用并能安全保存。由于计算机、存储装置和通信技术的发展，使这一设想成为可能。
一、PACS的基本原理与结构
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(图6—l、2)组成。
1．图像信息的获取 CT、MRI、DSA、DR及ECT等数字化图像信息可直接输入PACS，而大量传统的X线图像需经信号转换器转换成数字化图像信息才能输入。可由摄像管读取系统、电耦合器读取系统或激光读取系统完成信号转换。后者速度快，精度高，但价格贵。
2．图像信息的传输 在PACS中，传输系统对数字化图像信息的输入、检索和处理起着桥梁作用。方法有：①网线(双绞线)，将影像以电信号形式通过网线联网完成信息传输，价格低廉，目前是连接桌面的主要手段。②光导通信，将影像信息以光信号形式通过光导纤维完成信息
传输，由于信息量大将成为PACS传输的主流。②微波通信，将影像信息以微波形式进行传输，有如电视台发射电波，由电视机接收再现图像，速度快，成本高。 3．图像信息压缩与存储 压缩方法现多用间值与哈佛曼符号压缩法，影像信息压缩1／5—1／10，仍可保持原有图像质量。DIC()M3．o格式无损压缩目前仅能达到1／2-l／4。图像信息的压缩存储非常必要。因为，一帧X线照片的信息量很大，相当于1500多页400字稿纸写满汉字的信息量。而一个30．48cm光盘也只能存储2000张X线照片的信息。
图像信息的存储可用磁带、磁盘(硬盘)、磁盘阵列、光盘和各种记忆卡片等，磁盘阵列和磁盘是当前存储媒介的主流，磁带价格低廉，存储量大、可靠。但是速度太慢，一般作为备份使用；光盘价格居中，性能居中，也常被选用。 4．图像信息的处理 图像信息的处理由计算机中心完成。计算机的容量，处理速度和可接终端的数目决定着PACS的大小和整体功能。软件则关系到检索能力、编辑和图像后处理的功能。
检索：在输入图像信息时要同时准确输入病历号和姓名等，便于检索时使用。
编辑：删去无意义的图像，以避免不必要的存储，并把文字说明与相应的图像信息一并存入。
后处理：在终端进行。包括图像编组，对兴趣区作图像放大。窗位与窗宽的调节以及用激光相机把荧屏上的图像照在胶片上。
二、PACS的临床应用
PACS已经在国内一些医院应用。根据联网范围分为微型、小型、中型和大型PACS。微型仅为放射科内几种设备的连接，小型则为放射科内部或影像学科内部，大型则与全医院信息系统相连接，供各临床科室使用。
PACS使医生在远离放射科的地方及时看到图像，可提高工作效率与诊断水平；避免照片的借调手续和照片的丢失与错放；减少照片的管理与存放空间；减少胶片的使用量。可在不同地方同时看到不同时期和不同成像手段的多帧图像，便于对照、比较。在终端进行图像后处理，使图像更便于观察。
未来PACS将使患者只要有一张磁卡，就可在市内，乃至国内已参加PACS的医院看到以前不同医院的各种图像，避免重复检查，有利于诊断和会诊。
但是，PACS由于荧屏数目的限制，也难满足同时观察十几帧乃至几十帧的图像，而且在荧屏上观察图像还需一个适应过程。 PACS投资高，使推广应用受到一定限制。
尽管PACS目前仍存在一定的问题与困难，但从长远的观点看，它是发展远程放射学、远程医学，乃至信息放射学所必须的。
第二节
信息放射学
信息放射学是继CT、DSA、MRI、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。它包括了放射科工作的管理、质量控制(quality control，QC)与质量保证(quality aurance，QA)、影像信息的存档与传输和远程放射学等。信息放射学对提高医疗、教学、科研等工作的水平和效率有着重要的意义。
信息放射学是以放射学信息系统(radiologyinformation system，MS)、PACS和互联网络为基础的。就图像而言，则是以图像数字化为前提的。RIS是通过计算机网络进行放射科工作的管理，如影像检查的预约、登记、书写报告、质量控制与质量保证以及统计等。PACS使RIs的功能趋于完善。实现PAcs的基础是图像数字化。医学影像学图像大都可作为数字化图像进入PACS进行存档与传输。但应注意，并非影像设备的数字化图像都可直接进入PACS。数字化成像设备，如CT机须按统一格式及交换标准，当前用医学数字成像和传输标准为DICOM 3．O(digitalimaging and communicationin medicine)。互联网络用于通讯联络，初期只传输文字，使用多媒体(multimedia)以后，还可传输图像和声音。传输图像是PACS的关键部分，通过PACS使远程放射学与远程医学(telemedicine)得以实现。信息高速公路，使文字、数据、图像、声音为一体的多媒体信息的存档与传输更为迅速、准确。通过电话线、计算机网络、光缆，乃至卫星的传输，以进行通讯、会诊、会议、教学与科研等。 信息放射学可提高医疗教学科研的工作效率与质量，对教学改革也提供了物质基础。
医院内大型PACS，由于放射科同临床各科室，包括急诊室、监护室、手术室联网，使这些科室可直接在本科室提取在放射科存档的图像，有利于及时制定治疗方案，而无需去放射科借阅照片或会诊。同样，专家可在办公室或家里使用同PACS联网的个人计算机观察研究传送来的图像及资料进行会诊，及时提出诊治意见。若与国际互联网络联网，则可同国外联系，发挥远程放射学的作用。
信息放射学对教学与科研也有重大意义。比如，学生可以通过个人计算机而不在教室和规定时间内任意选学课堂讲授与实习内容，对有兴趣的课程还可以反复接收，有利于教学改革。同样，在继续教育方面，医生也可通过个人计算机学习本院的教材，如与国际互联网络联网，可任选全球院校已存档的资料。
数字图书馆的建立，数字图书与数字杂志的出版，使检索文献和阅读杂志更为方便。
第二篇 骨骼与肌肉系统
第七章 骨与软组织 第一节 检 查 技 术
一、X 线检查
骨骼含有大量钙盐，密度高、同其周围的软组织有鲜明的对比。而在骨骼本身的结构中，周围的骨皮质密度高，内部的松质骨和骨髓比皮质骨密度低，也有鲜明的对比。由于骨与软组织具备良好的自然对比，因此，一般摄影即可使骨关节清楚显影。而骨关节疾病也易于在X线片上显示出来，经观察、分析可做出诊断。
X线平片摄影要注意以下几点①任何部位，包括四肢长骨、关节和脊柱都要用正侧两个摄影位置，某些部位还要加用斜位、切线位和轴位等；②应当包括周围的软组织；四肢长骨摄片都要包括邻近的一个关节；在行脊柱摄影时要包括相邻部位．例如摄照腰椎应包括下部胸椎，以便计数；③两侧对称的骨关节．病变在一侧而症状与体征较轻，或X线片上一侧有改变，但不够明显时，应在同一技术条件下摄照对侧，以便对照。
二、CT检 查
骨与软组织疾病一般先用X线检查以发现病变．估计病变性质与范围。当临床和X线诊断有疑难时可选用CT作进一步检查。对软组织病变和骨骼解剖较复杂的部位如骨盆和脊柱，也可首选CT。 1．平扫检查 检查时尽量将病变部分及其对侧部分同时扫描，以便作两侧对照观察。一般行横断面扫描，根据病变的可能性质和范围决定层厚，一般为2mm～5mm。由于骨和软组织的CT值相差很大，一般对同一层图像需用较低的窗位和较窄的窗宽（如L60，W300）来观察软组织，并用较高的窗位和较大窗宽（如L400，W1500）来观察骨组织。 2．增强检查 对于软组织病变和骨病变的软组织肿块常须进行增强扫描以进一步了解病变是否强化，强化的程度和有无坏死等。增强扫描常对确定病变的范围和性质有较大的帮助。
3．造影检查 疑有椎管受累时，可向硬膜囊内注射专用的非离子型有机碘对比剂，再作CT扫描，即脊髓造影 CT（CTM）。
三、MR 检 查
MRI也是检查骨和软组织疾病的重要手段，对各种正常软组织如脂肪、肌肉、韧带、jL键、软骨、骨髓等，病变如肿块、坏死、出血、水肿等都能很好显示。但是MRI对钙化和细小骨化的显示不如X线和CT。因此对多数骨和软组织病变的MI＜I检查应在平片的基础上进行。
1．平扫检查 MRI检查需要根据受检部位选择不同的体线圈或表面线圈，目的是提高信噪比(signal-noise ratio,SNR)，使图像更清晰。自旋回波和快速自旋回波的T1WI和T2WI是基本的扫描序列。脂肪抑制T1WI和T2WI也是常用的序列，由于脂肪组织的高信号受到压抑，病变组织与正常组织的信号差别可更加明显，也可用于检测组织和病变中的脂肪成分。层面方向可根据部位和病变选用横断、冠状、矢状或各种方向的斜切面。一般而言，对一个部位至少应有包括了T1WI和T2WI在内的两个不同方向的切面检查。
2．增强检查
骨和软组织MRI增强扫描的目的和意义与CT增强扫描相同。MRI动态增强扫描，可以显示不同的组织以及病变内不同成分的信号强度随时间的变化情况，据此可以了解它们的血液灌注，有助于对病变性质的判定。
第二节 影像观察与分析
骨肌系统的X线和CT图像一般是以人体不同密度的组织结构形成的自然对比，以高、中、低密度的影像，反映正常和病变。MRI则是以高、中、低信号的图像反映正常和病变。所以，图像的密度和信号分析是影像诊断的基础，必须全面、细致地观察和识别轻微的密度和信号改变，推测其病理学基础，而且必须结合临床表现和实验室检查的结果，综合分析提出诊断意见。
一、正常影像学表现
（一）骨的结构与发育
1．骨的结构 人体骨骼因形状不同而分长骨、短骨、扁骨和不规则骨四类。骨质按其结构分为密质骨和松质骨两种。长骨的骨皮质和扁骨的内外板为密质骨，主要由多数哈氏系统组成。哈氏系统包括哈氏管和以哈氏管为中心的多层环形D小动板层骨。松质骨由多数骨小梁组成，骨小梁自骨皮质向骨髓腔延伸，互相连接形成海绵状，骨小梁间充以骨髓。
2．骨的发育 骨的发育包括骨化与生长．在胚胎期即开始进行。骨化有两种形式，一种为膜化骨，包括颅盖诸骨和面骨。膜化骨是间充质细胞演变为成纤维细胞，形成结缔组织膜，在膜的一定部位开始化骨，成为骨化中心（oification center），再逐步扩大，完成骨的发民另一种为软骨内化骨，躯干及四肢骨和颅底骨与筛骨均属软骨内化骨。软骨内化骨是由间充质细胞演变为软骨原基，后由成骨细胞的成骨活动而形成原始骨化中心。以后，还出现继发骨化中心。骨化中心不断扩大，最后软骨原基全部骨化，原始与继发骨化中心互相愈合而完成骨骼的发育。锁骨及下颌骨则兼有两种形式的骨化。
骨骼在发育生长过程中不断增大，根据生理功能的需要，通过破骨细胞的骨质吸收活动而改建塑型。骨质的吸收过程称为破骨。骨髓腔的形成就是在骨发育过程中骨皮质内面骨吸收所造成的。骨骼的发育、发展主要是以成骨和破骨的形式进行的。
3．影响骨发育的因素 骨组织的生长必须具备两个条件：一是由成骨细胞的作用形成细胞外的有机质，骨细胞埋置于其中，形成骨样组织（osteoid tiue）；二是矿物盐在骨样组织上的沉积。与此同时，还由破骨细胞作用进行骨吸收、改建，以此维持正常骨组织代谢的平衡和使骨的外形适应生理功能的需要。如果成骨细胞活动、矿物盐沉积和破骨细胞活动发生变化，都将影响骨骼的发育。其中关系密切的有钙磷代谢、内分泌激素和维生素等。
（二）长骨
1．小儿骨 长骨一般有3个以上的分化中心，一个在骨干．另外的在两端。前者为原始或一次骨化中心，后者为继发或二次骨化中心。出生时．长骨骨干已大部骨化，两端仍为软骨．即骺软骨（epiphyseal cartilage）。因此．小儿长骨的主要特点是骺软骨，且未完全骨化，可分为骨干（diaphysis）干骺端（metaphysis）,骺（epiphysis）和骺板（epiphyseal plate）等部分。
1）骨干：管状骨周围由密质骨构成，为骨皮质，含钙多，X线表现为密度均匀致密影，外缘清楚，在骨于中部最厚，越近两端越薄。骨干中央为骨髓腔，含造血组织和脂肪组织，X线表现为由骨干皮质包绕的无结构的半透明区。骨皮质外面和里面（除关节囊内部分的骨表面以外）均覆有骨膜，前者为骨外膜，后者为骨内膜。骨膜为软组织，X线上不能显影。CT上骨皮质为高密度线状或带状影，骨髓腔视骨髓性质不同而密度不一，可为软组织密度影（红髓）或脂肪密度影（黄髓）。MRI上骨皮质在T1WI和T2WI上均为极低信号影而骨髓腔可为中等信号影（红髓）或高信号影（黄髓）。正常骨膜在CT和MRI上均不能显示。
（2）干骺端：为骨干两端向骨骺移行的较粗大部分，周边为薄层骨皮质，内由松质骨构成，骨小梁彼此交叉呈海绵状。顶端为一横行薄层致密带影，为干骺端的临时钙化带。此临时钙化带随着软骨内成骨而不断向骨髓侧移动，骨即不断增长。骨干与干骺端间无清楚分界线。在CT骨窗上干骺端骨松质表现为高密度的骨小梁交错构成细密的网状影，密度低于骨皮质，网格间为低密度的骨髓组织。在MRI上由于干骺端骨髓常为红髓且含有一定量的骨小梁，信号往往低于骨干髓腔。先期钙化带在CT上呈致密影而在MRI上呈低信号。
（3）骺：为未完成发育的长骨末端。在胎儿及幼儿时期为软骨。即骺软骨，X线片上不能显示。骺软骨有化骨功能。在骨化初期于骺软骨中出现一个或几个二次骨化中心，X线片上表现为小点状骨性致密影。骺软骨不断增大，其中的一二次骨化中心也不断由于骨化而增大，形成松质骨，边缘由不规则变为光滑整齐。CT上骺软骨为软组织密度影，其中的骨化中心的结构和密度类似于骺端。在 MRI SE序列上骺软骨为中等信号影而骨化中心的信号特点与干骺端类似。
（4）骺板（骺盘）：当骺与干骺端不断骨化．二者间的软骨逐渐变薄而呈板状时，则称为骺板。因为骺板是软骨，X线片上呈横行半透明线，居骺与干骺端之间，称之为骺线（epiphyseal line）。骺板不断变薄，最后消失，即骺与骨干结合，完成骨的发育，X线表现为骺线消失。原骺线所在部位可见不规则线样致密影为骨骺瘢痕。骺线在CT片上的密度和在MRI上的信号特点与骺软骨相似。
检测骨龄是了解被检查者实际骨发育的年龄，并与正常儿童骨龄标准相比。如骨龄与被检查者实际年龄不符，且相差超出一定范围，常提示骨发育过早或过晚，对诊断内分泌疾病和一些先天性畸形综合征有一定的价值。
骨龄是判断骨骼发育的参考资料之一。但因种族、地区及性别而有所不同，正常标准还有一个范围。所以在进行骨龄判定时，也须考虑到这些因素。
3．成年骨 成年骨骼的外形与小儿骨骼相似，但骨发育完全。骺与干骺端愈合，骺线消失，只有骨干和由骨松质构成的骨端。骨端有一薄层壳状骨板为骨性关节面，表层光滑。其外方覆盖的一层软骨，即关节软骨，X线上不能显示。成年长骨骨皮质较厚，密度高。骨端各部位所承受重力、肌肉张力以及功能活动不同，其骨小梁分布的比例和排列方向也不同。此外，某些关节附近，还常有光滑的子骨附于骨骼附近的肌腱中，位置与数目正常时有所差异，以手及足部为多见。成年骨的CT所见与小儿骨类似，在MRI上由于随年龄的增长红髓中脂肪成分的增多，成人骨髓信号较婴幼儿的高。
（三）脊柱
脊柱由脊椎（vertebra）和其间的椎间盘（initervertebral disc）所组成。除第 1颈椎外，每个脊椎分椎体及椎弓两部分。椎弓由椎弓根、椎弓板、棘突、横突和关节突组成。同侧上下两个关节突组成脊椎小关节，有关节软骨和关节囊。 在正位片上，椎体呈长方形，从上向下依次增大，主要由松质骨构成，纵行骨小梁比横行骨小梁明显，周围为一层致密的骨皮质，密度均匀，轮廓光滑。椎体两侧有横突影。在横突内侧可见椭圆形环状致密影，为椎弓根横断面影像，称椎弓环。在椎弓根的上下方为上下关节突的影像。椎弓板由椎弓根向后内延续，在中线联合成棘突，投影于椎体中央的偏下方，呈尖向上类三角形的线状致密影，大小与形状可有不同。
在侧位片上，椎体也呈长方形，其上下缘与前后缘成直角，椎弓居其后方。在椎体后方的椎管显示为纵行的半透明区。椎弓板位于椎弓根与棘突之间。棘突在上胸段斜向后下方，不易观察，在腰段则向后突，易于显示。上下关节突分别起于椎弓根与椎弓板连接处之上、下方，下关节突在下个脊椎上关节突的后方，以保持脊椎的稳定，不向前滑。脊椎小关节间隙为匀称的半透明影。颈、胸椎小关节侧位显示清楚，腰椎者则正位清楚。椎间盘的纤维软骨板、髓核及周围的纤维环系软组织密度，故呈宽度匀称的横行半透明影，称之为椎间隙（intervertebralspace)。椎间孔居相邻椎弓、椎体、关节突及椎间盘之间，呈半透明影，颈椎斜位显示清楚，胸腰椎侧位清楚，呈类圆形。
在脊椎CT的横断像上，椎体在骨窗下显示为由薄层骨皮质包统的海绵状松质骨结构。在椎体中部层面上有时可见松质骨中的“Y”形低密度线条影，为椎体静脉管。由椎体、椎弓根和椎弓板构成椎管骨环，硬膜囊居椎管中央，呈低密度影，与周围结构有较好的对比。黄韧带为软组织密度，附着在椎弓板和关节突的内侧，正常厚2mm～4mm。腰段神经根位于硬膜囊前外侧，呈圆形中等密度影．两侧对称。侧隐窝（lateral rece）呈漏斗状，其前方是椎体后外面，后方为关节突，侧方为椎弓根内壁，其前后径不小于3mm，隐窝内有穿出的神经根。椎间盘由髓核与纤维环组成，其密度低于椎体，CT值为50HU～11OHU，表现为均匀的软组织密度影，但由于层厚和扫描位置的原因常见椎体终板影混入其中。
在 MRI T1WI和T2WI上脊椎各骨性结构的皮质呈低信号，而骨髓呈高或等-高信号。椎间盘在T1WI上信号较低且不能区分纤维环和髓核，在T2WI上纤维环为低信号、髓核为高信号。脊髓在T1WI上呈中等信号，信号高于脑脊液；在T2WI上则脑脊液信号高于脊髓。在分辨力高的MRI T2WI上可见神经根穿行于高信号的脑脊液中。位于椎体前、后缘的前纵和后纵韧带在T1WI和T2WI上均为低信号，一般不能与骨皮质区别。
（四）软组织
骨肌系统的软组织，包括肌肉、血管、神经、关节囊和关节软骨等，由于组织密度差别不大，缺乏明确的自然对比，X线片上无法显示其各自的组织结构，观察受到较大的限制。在一帧对比度良好的X线平片上，仅可通过较低密度的脂肪组织形成的对比观察到皮下脂肪层和大致的肌间轮廓，其余则均为一片中等密度影像。在CT图像上，骨髓腔因骨髓内的脂肪成分而表现为低密度；在软组织窗上，中等密度的肌肉、肌腱、关节软骨和骺软骨在低密度脂肪组织的衬托下也能清晰显示。在MRI上，韧带、肌腱、纤维软骨和空气均呈低信号，肌肉和透明软骨呈中等偏低信号。正常成人骨髓因含脂肪成分而在T1WI和T2WI上均呈较高信号。MRI能清楚显示脊椎、椎管和椎间盘，并能显示椎管内软组织，包括韧带、硬膜囊、脑脊液和脊髓等结构。 对血管的观察也可行血管MRA或X线／CT血管造影，后两者将高密度水溶性的对比剂注人血管内，使其与周围软组织形成明确的人工对比。通过快速摄影、X线电影摄影或螺旋CT快速扫描后三维重建，可显示局部血管的解剖结构，还可显示动脉期、静脉期等不同时相表现，用以临床诊断。
二、基本病变表现
骨与软组织疾病的病理改变及其影像学表现多种多样，但不同疾病的病理改变反映在影像学图像上，大多可概括为下列一些基本表现，认识和掌握这些基本影像学表现，并进一步推断其病理学基础，对疾病的诊断是重要的。在实际工作中就是观察这些影像学表现，加以综合分析，并作出诊断。
1．骨质疏松 骨质疏松（osteoporosis）是指一定单位体积内正常钙化的骨组织减少，即骨组织的有机成分和钙盐都减少，但骨内的有机成分和钙盐含量比例仍正常。组织学变化是骨皮质变薄，哈氏管扩大和骨小梁减少。
骨质疏松的X线表现主要是骨密度减低。在长骨可见骨松质中骨小梁变细、减少、间隙增宽，骨皮质出现分层和变薄现象。在脊椎，椎体内结构呈纵形条纹，周围骨皮质变薄，严重时，椎体内结构消失。椎体变扁，其上下缘内凹，而椎间隙增宽，是梭形，致椎体呈鱼脊椎状。疏松的骨骼易发生骨折。椎体有时可压缩呈楔状。骨质疏松的CT表现和征象评价与X线表现基本相同。MRI除可见骨外形的改变外，老年性骨质疏松由于骨小梁变细和数量减少以及黄髓的增多，骨髓在T1WI和T2WI上信号增高，骨皮质变薄及其内出现线状高信号代表哈氏管扩张和黄髓侵人；炎症、外伤等的周围骨质疏松区因局部充血、水肿而表现为边界模糊的长T
1、长T2信号影。 骨质疏松见于多种疾病。广泛性骨质疏松主要是由于成骨减少．老年、绝经期后妇女、营养不良、代谢或内分泌障碍都可引起。局限性骨质疏松多见于失用，如骨折后、感染、恶性骨肿瘤等和因关节活动障碍而继发骨质疏松。只根据骨质疏松，难以对病因作出诊断。
2．骨质软化 骨质软化（osteomalacia）是指一定单位体积内骨组织有机成分正常，而矿物质含过减少。因此，骨内的钙盐含量降低，骨发生软化。组织学上显示骨样组织钙化不足，常见骨小梁中央部分钙化，而外面围以一层未钙化的骨样组织。
骨质软化的X线表现主要是由于骨内钙盐减少而引起的骨密度减低，以腰椎和骨盆为明显。与骨质疏松不同的是骨小梁和骨皮质边缘模糊，系因骨组织内含有大量未经钙化的骨样组织所致。由于骨质软化，承重骨骼常发生各种变形，如膝内翻、三叶形骨盆等。此外，还可见各种假骨折线，表现为宽约1mm～2mn。的光滑透明线，与骨皮质垂直，边缘稍致密，好发于耻骨支、肱骨、股骨上段和胫骨等。在儿童期可见干骺端和骨骺的改变。
在成骨过程中，骨样组织的钙盐沉积发生障碍，即可引起骨质软化。造成钙盐沉积不足的原因可以是维生素D缺乏，肠道吸收功能减退，肾排泄钙磷过多和碱性磷酸酶活动减低。骨质软化系全身性骨病，常见者发生于生长期为佝偻病，于成年为骨软化症。亦可见于其他代谢性骨疾患。
3．骨质破坏 骨质破坏（distruction of bone）是局部骨质为病理组织所代替而造成的骨组织消失。可以由病理组织本身或由它引起破骨细胞生成和活动增强所致。骨松质或骨皮质均可发生破坏。
骨质破坏的X线表现是骨质局限性密度减低，骨小梁稀疏消失而形成骨质缺损，其中全无骨质结构。骨松质的早期破坏可形成斑片状的骨小梁缺损。骨皮质破坏，在早期发生于哈氏管而引起它的扩大而在X线上呈筛孔状。骨皮质表层的破坏，则呈虫蚀状。当骨破坏进展到一定程度时，往往有骨皮质和松质的大片缺失。CI易于区分松质骨和皮质骨的破坏，松质骨的破坏表现为斑片状松质骨缺损区；骨皮质破坏表现为其内的筛孔样破坏和其内外表面的不规则虫蚀样改变、骨皮质变薄或斑块状的骨皮质缺损。在MRI，骨破坏表现为低信号的骨质为不同信号强度的病理组织所取代，骨皮质破坏的形态改变与CT所见相同，松质骨的破坏常表现为高信号的骨髓为较低信号或混杂信号影所取代。 骨质破坏见于炎症、肉芽肿、肿瘤或瘤样病变。不同病因造成的骨质破坏，在影像学表现上虽无特征，但由于病变的件质、发展的快慢和邻近骨质的反应性改变等，又形成各自的一些特点。如炎症的急性期或恶性肿瘤，骨质破坏常较迅速，轮廓多不规则，边界模糊。炎症的慢性期或良性骨肿瘤，则骨质破坏进展缓慢，边界清楚；有时还可见一致密带状影围绕，且可使局部骨骼轮廓膨胀等。 4．骨质增生硬化 骨质增生硬化（hyperostosis。and osteosclerosis）是一定单位体积内骨量的增多。组织学上可见骨皮质增厚、骨小梁增粗增多，这是成骨增多或破骨减少或两者同时存在所致。大多是因病变影响成骨细胞活动所造成，属于机体代偿性反应，少数是因病变本身成骨，如肿瘤细胞成骨。
骨质增生硬化的X线表现是骨质密度增高，伴或不伴有骨骼的增大。骨小梁增粗、增多、密集，骨皮质增厚、致密。明显者，则难于分清骨皮质与骨松质。发生于长骨可见骨干粗大，骨髓腔变窄或消失。骨质增生硬化的CT表现与其X线平片的表现相似。MRI上增生硬化的骨质在T1WI和T2WI上均为低信号，松质骨的信号也较正常为低。MRI可以很好地显示骨质增生造成的骨形态的改变。 骨质增生硬化见于多种疾病。多数是局限性骨增生，见于慢性炎症、外伤和某些原发性骨肿瘤．如骨肉瘤，或成骨性转移瘤。少数为普遍性骨增生，骨皮质与骨松质多同时受累，见于某些代谢或内分泌障碍如甲状旁腺功能低下或中毒忖疾病，如氟中毒。
5.骨膜增生 骨膜增生（periosteal proliferation）又称骨膜反应（periostel reaction）是因骨膜受刺激，骨膜内层成骨细胞活动增加形成骨膜新生骨，通常表示有病变存在。组织学上可见骨膜内层成骨细胞增多，有新生的骨小梁。
骨膜增生的X线表现，在早期是一段长短不定、与骨皮质平行的细线状致密影，同骨皮质间可见1mm～2mm宽的透亮间隙。继而骨膜新生骨增厚，常见的有与骨皮质表面平行排列的线状、层状或花边状骨膜反应。骨膜增生的厚度与范围同病变发生的部位、性质和发展阶段有关。一般发生于长骨骨干的明显，炎症者较广泛，而肿瘤者则较局限。随着病变的好转与痊愈，骨膜增生可变得致密，逐渐与骨皮质融合，表现为皮质增厚。痊愈后，骨膜新生骨还可逐渐被吸收。如引起骨膜反应的病变进展。已形成的骨膜新生骨可被破坏．破坏区两侧的残留骨膜新生骨呈三角形，称为Codman三角。
骨膜反应的CT表现与X线平片的表现相似。MRI显示骨膜及应要早于X线和CT，早期的骨膜反应在T1WI为中等信号．T2WI为高信号，骨膜新生骨在各序列均为低信号。CT和MRI的空间分辨力不及平片，不能如平片一样显示骨膜新生骨的精细的形态与结构。
骨膜增生多见于炎症、肿瘤、外伤、骨膜下出血等。只根据骨膜增生的形态，不能确定病变的性质，需结合其他表现才能作出判断。
6．骨内与软骨内钙化 时为生理性的或病理性的，软骨类肿瘤可出现肿瘤软骨内钙化．骨梗死所致骨质坏死可出现骨髓内钙化，少数关节软骨或椎间盘软骨退行性变也可出现软骨钙化。瘤软骨钙化的X线表现为颗粒状、小环或半环状的致密影，数量不等，可在瘤体内广泛分布或局限于某一区域。CT能显示平片不能见到的钙 化影，瘤软骨钙化的形态同 X线所见。MRI对发现和确定细小的钙化不敏感。
7．骨质坏死 骨质坏死（necrosis of bone）是骨组织局部代谢的停止，坏死的骨质称为死骨（sequestrum）。形成死骨的原因主要是血液供应的中断。组织学上是骨细胞死亡、消失和骨髓液化、萎缩。在早期骨小梁和钙质含量无何变化，此时X线上也无异常表现。当血管丰富的肉芽组织长向死骨，则出现破骨细胞对死骨的吸收和成骨细胞的新骨生成。这一过程延续时间很长。
死骨的 X线表现是骨质局限性密度增高。其原因：一是死骨骨小梁表面有新骨形成，骨小梁增粗，骨髓内亦有新骨形成即绝对密度增高；二是死骨周围骨质被吸收，或在肉芽、脓液包统衬托下，死骨亦显示为相对高密度。死骨的形态因疾病的发展阶段而不同，并随时间而渐被吸收。骨质坏死多见于慢性化脓性骨髓炎，也见于骨缺血性坏死和外伤骨折后。
8．矿物质沉积 铅、磷、铋等进人体内，大部沉积于骨内．在生长期主要沉积于生长较快的干骺端。X线表现为多条平行于骺线的致密带，厚薄不一．于成年则不易显示。氟进入人体过多，可激起成骨活跃，使骨量增多；亦可引起破骨活动增加，骨样组织增多，发生骨质疏松或软化。骨质结构变化以躯干骨为明显，有的病例X线表现为骨小梁粗糙、紊乱，而骨密度增高；但也有的病例可表现为骨密度减低、骨皮质变薄、骨小梁粗疏等骨质疏松的改变，有的甚至可出现骨质软化的X线表现。
9．骨骼变形 骨骼变形多与骨骼大小改变并存，可累及一骨、多骨或全身骨骼。局部病变或全身性疾病均可引起。如骨肿瘤可使骨局部膨大、变形；发育畸形可使一侧骨骼增大；脑垂体功能亢进使全身骨骼增大；骨软化症和成骨不全使全身骨骼变形。 10．周围软组织病变 骨骼X线片上可看到肌肉、肌间隙和皮下脂肪层等影像。外伤和感染引起软组织肿胀时X线表现为局部软组织肿胀，密度增高，软组织内的正常层次模糊不清。开放损伤、产气细菌的感染、于皮下或肌纤维问可见气体。软组织肿瘤或恶性骨肿瘤侵犯软组织，可见软组织肿块影。肢休运动长期受限，可见肢体变细、肌肉萎缩变薄。先天性骨疾病可引起全身肌肉发育不良。外伤后发生骨化性肌炎，可见软组织内钙化和骨化。
肢体的血管造影可根据血管的位置和分布、走向．有无局部的受压移位；管腔有无扩大或变细以及栓塞与动静脉瘤形成；有无血管增多显示局部病理循环征象等，以判断血管病变或推论邻近病变的性质，供临床参考确诊。
对软组织病变的观察CT明显优于X线，X线所不能显示或显示不清的一些病变在CT上可得以清晰显示。水肿表现为局部肌肉肿胀、肌间隙模糊，密度正常或略低，邻近的皮下脂肪层密度增高并可出现网状影。血肿表现为边界清楚或不清楚的高密度区。软组织肿块在CT上易于观察，肿块的密度可均匀或不均匀，边缘可光整或不规则，肿块的边界常能清楚显示。软组织或软组织肿块的坏死表现为类圆形或不规则形低密度区，单发或多发，并可因出血或坏死组织碎屑的沉积而出现液-液平面，其上层为液体呈水样密度，下层为沉积的坏死组织或血细胞而呈较高密度。脂肪瘤内其密度与脂肪组织相似而易于诊断，肿瘤或病变内含的脂肪成分也可通过测量其CT值（-70HU-- -90HU）而得以确认。增强扫描有助于区别软组织肿块与其邻近组织、肿瘤与瘤周水肿；有助于显示肿瘤囊变、坏死区，病变与邻近血管的关系。动态增强可以了解病变密度随时间的变化情况，对骨和软组织肿瘤良恶性的诊断有一定的帮助。 在MRI上软组织水肿为T1WI低信号，T2WI高信号；出血和血肿在T1WI和T2WI上多均为高信号；大多数肿瘤在T1WI为低信号，T2WI为高信号；在MRI上液-液平面的显示比CT更清楚，T1WI下部常呈较高信号而上部是低信号，而在T2WI上部信号则明显增高。脂肪成分在 MRI上易于识别，必要时可用脂肪抑制序列来证实。当骨髓内脂肪成分有改变或被病变组织取代，则信号强度发生变化，在 T1WI上信号减弱，T2WI上信号强度的改变取决于病变的组织类型，出血常为高信号而纤维化组织在T1WI和T2WI上均呈低信号。MRI增强扫描在骨肌系统的作用和意义与CT增强扫描相同。
骨与软组织病变影像学的各种基本表现，对定性诊断多无特征意义。全面综合以下观察要点的图像表现，将会有助于对疾病的确诊或提出几个合理的诊断意见。①部位：不同疾病常有一定程度的好发部位，如骨肿瘤较多侵犯干骺端，少数却好侵犯骨端或骨干。②病变范围：如骨结核病变比较局限而骨髓炎则病变弥漫可侵犯长骨的大部分以至全骨。③病变边缘：边缘清楚锐利的，常提示为进展较缓慢的疾病，在骨感染，为慢性期；在骨肿瘤则多为良性肿瘤。边界模糊不清的，在骨感染为急性期，在肿瘤则常为恶性。④病变的特征性表现：骨肉瘤可在病区内出现数量不等，形态不规则而致密的肿瘤成骨征象，软骨肉瘤可显示小点状或环状软骨钙化的致密影。而局部轮廓完整的膨胀件病变常提示为良性肿瘤或瘤样病变。⑤数目：骨肿瘤中单发病变多为原发性肿瘤，多发病变则常为转移瘤或骨髓瘤。
三、比较影像学
关节疾患病因多而复杂，临床确诊存在一定困难。X线检查作为一种对关节骨性结构进行直观观察的手段，为临床提供了进一步的诊断信息，但由于对软组织的分辨力不高，观察受到较大的限制。对x线平片的观察重点，在于关节问隙和关节骨端。如关节间隙有无变窄，如变窄即提示为关节软骨的破坏，结合是急性或慢性进程，对判定病因有一定的帮助。关节疾患常侵犯骨端引起骨质破坏，骨破坏区是局限还是广泛，邻近有无骨质增生硬化，患骨有无持续性的骨质疏松等，可为病因的鉴别提供重要参考。CT能对骨性关节面作更精确的评估，发现骨性关节面的破坏比平片敏感。由于CT的软组织分辨力高于X线平片，能很好地区分关节肿胀是由于关节积液还是关节囊增厚或囊外软组织水肿，为分析病因提供了准确的资料。MRl作为对关节疾患进一步检查的影像学手段，能为临床诊断提供更多的信息。由于MRI对软组织具有很高的分辨力，能分别直接观察关节囊、滑膜、关节软骨等结构，准确地对病变的定位、定量作出判断，但对定性诊断仍有一定的限度，必须结合临床表现，实验室检查结果和X线平片所见，综合作出诊断。有时还需作病理活检才能确诊。
与骨和软组织病变的影像诊断一样，在实际工作中平片是关节疾病首选的影像学检查方法，但更应重视CT尤其是MRI在关节疾病影像诊断中的作用。如临床高度怀疑某关节病变而平片未能发现异常征象或征象不明确时，应及时考虑CT或／和MRI检查。
第三节
疾病诊断
一、骨骼与软组织创伤
四肢创伤是外科常见病，一般均需行影像学检查，其目的是：①明确有无骨折或肌腱韧带断裂；②了解骨折错位的情况；③需要时可在透视监视下行复位治疗；④复位固定后摄片，复查复位情况；⑤定期复查观察愈合情况和有无并发症；④轻微外伤引起的骨折，可用于判断是否为病理性骨折。骨折患者一般行X线平片检查，而软组织损伤则需行MRI检查。
（一）骨折
骨折以长骨骨折和脊椎骨折较为常见。 1.长骨骨折
【临床与病理】
患者一般均有明显的外伤史，并有局部持续性疼痛、肿胀、功能障碍，有些还可出现肢体局部畸形。骨折（fracture）是骨或软骨结构发生断裂，骨的连续性中断，骨骺分离也属骨折。骨折后在断端之间及其周围形成血肿，为日后形成骨痂修复骨折的基础。 【影像学表现】 （1）X线平片：
1）骨折的基本X线表现：骨折的断裂多为不整齐的断面，X线片上呈不规则的透明线，称为骨折线，于骨皮质显示清楚整齐，在骨松质则表现为骨小梁中断、扭曲、错位。当中心X线通过骨折断向时．则骨折线显示清楚，否则可显示不清，甚至难于发现。严重骨折常致骨变形。嵌入性或压缩性骨折骨小梁紊乱，甚至局部骨密度增高，而可能看不到骨折线。
2）骨折的类型：根据骨折的程度可分为完全性和不完全性。前者骨折线贯穿骨全径，后者则不贯穿全径。根据骨折线的形状和走向，可将骨折分为横行、斜行和螺旋形骨折。复杂的骨折又可按骨折线形状分为T形、Y形等。根据骨碎片情况可分为撕脱性、嵌入性和粉碎性骨折。
3）骨折的对位和对线关系：完全性骨折，要注意骨折断端的移位。确定移位时，在性以骨折近段为准，借以判断骨折远段的移位方向和程度。骨折端可发生内外或前后移位，1：下断端亦可相错重叠或分离，重叠时必然有内外或前后移位。骨折端还可有成角，即两断端纵轴形成大小不等的交角。此外，骨折还可发生旋转移位，即断端围绕该骨纵轴向内或向外回旋。
上述骨折断端的内外、前后和上下移位称为对位不良，而成角移位则称为对线不良。骨折的对位及对线情况与预后关系密切，故应注意观察。X线摄影需包括正、侧位，而观察旋转移位，则需包括上下两个关节。在骨折复位后复查时，应注意骨折断端的对位与对线关系。
4）骨折断端的嵌入：骨折断端可能相互嵌入，形成嵌入性骨折。临床诊断困难。X线片上并不显示透明的骨折线，反而表现为密度增加的条带状影，系因相互嵌入的骨断端重叠所致。骨皮质与骨小梁连续性消失，断裂相错。由于嵌入可引起骨骼的缩短与变形，但断端移位多不明显。嵌入性骨折以股骨颈部发生较多，一般不难诊断。 5）儿童骨折的特点：骨折发生在儿童长骨，由于骨骺尚未与干骺端结合，外力可经过骺板达干骺端而引起骨骺分离，即骺离骨折（epiphyseal fracture）。由于骨骺软骨不能显影，所以它的骨折线并不能显示，X线片上只显示为骺线增宽或骺与干骺端对位异常。还可以是骺与部分干骺端一并撕脱。在儿童，骨骼柔韧性较大，外力不易使骨质完全断裂，仅表现为局部骨皮质和骨小梁的扭曲，而看不见骨折线或只引起骨皮质发生皱折、凹陷或隆突，即青枝骨折（greenstick fracture）。
6）骨折的愈合：骨折愈合是一个连续的过程，其基本过程是先形成肉芽组织，再由成骨细胞在肉芽组织上产生新骨称为骨痂（callus)依靠骨痂使骨折断端连接并固定。
骨折后，断端之间、骨髓腔内和骨膜下形成血肿。2～3天后血肿开始机化形成纤维性骨痂，进而骨化形成骨性骨痂，此时，X线片上骨折线变得模糊不清。
随着骨痂的形成和不断增多，骨折断端不再活动，即达临床愈合期。此后，骨痂范围加大，生长于骨折断端之间和骨髓腔内，使骨折联接坚实，骨折线即消失而成为骨性愈合。机体为了适应负重和活动的需要，愈合的骨折还要进行改建，使承力部骨小梁致密，不承力的骨被吸收，而骨不足处，则经骨膜生骨而补足，使断骨恢复正常形态，但如变形严重则不能恢复。
骨折愈合的速度与患者年龄、骨折类型及部位、营养状况和治疗方法有关。一般，儿童、肌肉丰富区骨折、嵌人性骨折愈合快，而老年、关节内骨折、骨折断端移位严重、营养状态差或并发感染者，则愈合慢，需时较长。
7）骨折的并发症：常见的并发症如下，在治疗复查时应加以注意：①骨折延迟愈合或不愈合：复位不良、固定不佳、局部血供不足、全身营养代谢障碍、软组织嵌人断端间和并发感染等都可引起延迟愈合或不愈合。愈合不良的X线表现是骨痂出现延迟、稀少或不出现，骨折线消失迟缓或长期存在。不愈合的表现是断端为密质骨封闭，致密光整，或骨折断端吸收变尖，断端间有明显裂隙。有时可形成假关节。②骨折畸形愈合：可有成角、旋转、缩短和延长改变。轻者不影响外观与功能。③外伤后骨质疏松：骨折经固定后引起伤肢失用性骨质疏松，轻者恢复，重者则持续较久，且影响功能。④骨关节感染：见于开放性骨折或闭合性骨折手术复位后。如转为慢性，则较难治愈。⑤骨缺血性坏死：由于动脉供血中断或因反复手术复位所致，例如股骨颈骨折后股骨头坏死。⑥关节强直：多因关节周围及关节内粘连所致，X线上关节间隙依然存在，但可见骨质疏松和软组织萎缩。⑦关节退行性变：关节内骨折或骨折畸形愈合，可引起这种改变。⑧骨化性肌炎：骨折后于软组织中形成广泛性骨化，称为异位性骨化，系发生于肌纤维之间，可引起局部疼痛和关节活动受限。异位骨化可逐渐吸收缩小。
8）常见部位的骨折：①Colles骨折又称伸展型桡骨远端骨折：为桡骨远端2cm～3cm以内的横行或粉碎骨折，骨折远段向背侧移位，断端向掌侧成角畸形，可伴尺骨茎突骨折。②肱骨髁上骨折：多见于儿童。骨折线横过喙突窝和鹰嘴窝，远侧端多向背侧移位。③股骨颈骨折：多见于老年。骨折可发生于股骨头下、中部或基底部。断端常有错位或嵌入。头下骨折在关节囊内，易引起关节囊的损伤，影响关节囊血管对股骨头及颈的血供，使骨折愈合缓慢，甚至发生股骨头缺血性坏死。
（2）CT检查：CT不作为常规的检查方法，但对骨盆、髋、肩、膝等关节以及脊柱和向骨外伤的检查非常重要，可以了解这些解剖结构比较复杂的部位有无骨折和骨折碎片的数目及位置，三维重建时可以立体显示骨折的详情，有利于临床处理。
（3）MRI检查：MRI在显示骨折线方面不及CT，但可清晰显示骨折断端及周围出血、水肿和软组织损伤情况，以及邻近组织和脏器的损伤情况。骨折后骨髓内的水肿或渗出表现为骨折线周围边界模糊的T1 WI低信号和在 T2WI高信号影。
骨挫伤（bone bruise）是外力作用引起的骨小梁断裂和骨髓水肿、出血，在平片和 CT上常无异常发现。骨挫伤区在T1WI上表现为模糊不清的低信号区，在T2WI上表现为高信号，骨挫伤一般局限于干骺端也可伸延到骨干。骨挫伤可以自愈，短期随访骨内的异常信号影消失。
【诊断与鉴别诊断】
影像学检查发现骨折线，结合患者的局部外伤史，骨折即可确诊。但仍需注意骨干骨折线应同骨滋养动脉管影区别，干骺端的骨折线需同骺线区别。发现骨折线还应注意邻近有无骨质破坏，以除外病理性骨折的可能。
2．脊柱骨折
【临床与病理】
患者多有自高处跌下足或臀部着地，或由重物落下冲击头肩部的外伤史。由于脊柱受到突然的纵轴性暴力冲击，使脊柱骤然过度前屈，使受应力的脊椎发生骨折。常见于活动范围较大的脊椎，如颈椎
5、6，胸椎
11、12，腰椎l、2等部位，以单个椎体多见。外伤患者出现局部肿胀、疼痛．活动功能障碍，甚至神经根或脊髓受压等症状。有些还可见脊柱局部轻度后突成角畸形。由于外伤机制和脊柱支重的关系，骨折断端常重叠或嵌入，椎体变扁。
【影像学表现】
（1）X线平片：表现为椎体压缩呈楔形，前缘骨皮质嵌压。由于断端嵌入，所以不仅不见骨折线，反而可见横形不规则线状致密带。有时，椎体前上方有分离的骨碎片。其上下椎间隙一般保持正常。严重时常并发脊椎后突成角、侧移，甚至发生椎体错位。常并发棘间韧带撕裂，使棘突间隙增宽，也可并发棘突撕脱骨折。横突也可发生骨折。
（2）CT检查：X线检查常不能完全显示脊椎外伤的范围和严重程度，而 CT可以充分显示脊椎骨折、骨折类型、骨折片移位程度、椎管变形和狭窄以及椎管内骨碎片或椎管内血肿等。CT还可以对某些脊髓外伤情况作出判断。
椎体骨折可分为爆裂骨折和单纯压缩骨折。前者表现为椎体垂直方向上的粉碎骨折，正常的外形与结构丧失，骨折片向左右前后各个方向移位以及椎体的楔形改变。后者仅表现为椎体密度增高而见不到骨折线，在矢状重建像上见椎体变扁呈楔形。CT较容易发现各种附件骨折和椎间小关节脱位，如椎弓骨折、椎板骨折和横突骨折等。CT检查的重点是观察骨折对脊髓和神经根的影响，了解有无骨折片突入椎管以及骨折移位对脊髓的压迫情况。 （3）MRI检查：在脊柱外伤，MRI可用以观察椎体骨折，椎间盘突出和韧带撕裂。同时还可以观察脊髓挫裂伤和脊髓受压等，有较高的诊断价值。脊柱骨折可见以下情况：
1）爆裂骨折：除能显示CT所见的骨折情况外，在矢状和冠状位上可见椎体上下骨板的皮质骨低信号带失去完整性，凹凸不平或部分胀入椎体。由于受伤椎体内的渗出和水肿，在T1WI呈低信号，在T2WI上呈高信号。骨折线也呈相对的长T1WI和长T2WI信号。
2）单纯压缩骨折：在矢状面上可见典型的楔形改变，受伤脊椎的信号改变与爆裂骨折相同。
3）骨折脱位：错位的椎体或突入椎管的游离骨折片可压迫和损伤脊髓，附件骨折和椎间关节脱位在MRI上也易于发现。
4）间盘损伤：常见于伤后晚期，损伤的椎间盘呈退行性改变，信号变低，在矢状面T2WI上显示最好。
5）韧带断裂：脊柱的韧带包括前纵韧带、后纵韧带、棘间韧带和棘上韧带等在各成像序列中均呈低信号，损伤或断裂后其低信号影失去正常的连续性且因水肿或（和）出血而表现为不同程度的高信号影。
6）脊髓损伤：外伤骨折后脊膜囊和脊髓可受压、移位，严重时脊髓内可见出血、水肿甚至脊髓横断。MRI还能观察到神经根撕脱和硬膜囊撕裂等情况。
【诊断与鉴别诊断】
脊柱外伤性骨折应注意与脊椎病变所致的椎体压缩变形鉴别，后者常见椎体或附件骨质破坏，波及椎间盘时可见椎间隙变窄， 椎间盘破坏或消失，椎旁可见脓肿或软组织肿块形成等。结合临床病史不难鉴别。
脊柱结构比较复杂，目邻近脊髓、神经根，外伤后诊治不当，常引起多种并发症。X线片由于其前后结构重叠，征象观察受到较大的限制。因此，脊椎骨折，特别是爆裂骨折，在X线平片的基础上应进一步行CT检查，必要时还需行MRI检查。
（二）椎间盘突出
【临床与病理】
椎间盘突出（Protrusion of intervertebral disc）多发生于青壮年，男性多见，常有外伤或反复慢性损伤史。可发生在颈椎、胸椎与腰椎，以下段腰椎最常见。发病时患部脊椎运动受限，局部疼痛并产生神经根受压症状，可有放射性痛。椎间盘是由纤维环、髓核与软骨板三部分构成，前方与侧方的纤维环最厚且最坚韧，且和坚强的前纵韧带紧密附着。后方的纤维外最薄，与后纵韧带疏松相连。椎间盘突出即纤维环破裂髓核突出，由于以上解剖结构的原因，大多数病变均为纤维环后部破裂，髓核向后突出压迫周围组织和神经根，引发临床症状。
【影像学表现】
（1）X线平片X线平片可见：①椎间隙均匀或不对称性狭窄，特别是后宽前窄。②椎体边缘，尤其是后缘出现骨赘，系因椎间盘退行性变所致，诊断需与临床资料结合。此外，脊椎排列变直或有侧弯现象。髓核向椎体脱出称为Schmorl结节，可于椎体上或下面显示一圆形或半圆形凹陷区，其边缘有硬化线，可对称见于相邻两个椎体的上下面，并累及几个椎体，常见于胸椎，临床上多无症状。
椎间盘结构属软组织密度，X线不能直接观察，仅靠椎间隙和椎体骨质改变等间接征象，推测病变的存在，诊断受到较大的限制。因此，临床拟诊椎间盘突出的患者，一般都应行CT或MRI检查。
（2）CT检查 CT上椎间盘的密度低于椎体但高于脊膜囊。据椎间盘变形的程度由轻到重可分为椎间盘变性、椎间盘膨出、椎间盘突出。椎间盘膨出的CT表现为椎间盘的边缘均匀地超出相邻椎体终板的边缘，椎间盘后缘与相邻椎体终板后缘形态一致即向前微凹，也可呈平直或对称性均匀一致的轻度弧形。椎间盘突出时，直接征象是突出于椎体后缘的局限性弧形软组织密度影，其内可出现钙化；间接征象是硬膜外脂肪层受压、变形甚至消失。硬膜级受压和一侧神经根鞘受压。CT显示颈椎间盘突出要比腰椎困难，主要是由于颈椎间盘较薄，颈段硬脊膜外脂肪少，对比差的缘故。 （3）MRI检查 各部位的椎间盘部可在MRI上良好显示。正常椎间盘的髓核和纤维环的内侧部的水分较纤维环外侧部和后纵韧带为多，在T1WI上前两者呈稍高信号而后两者呈低信号，在T2WI上前两者呈高信号而后两者仍是低信号。椎间盘变性时其水分丢失，T2WI上其高信号消失，矢状面上还可见椎间盘变扁。椎间盘膨出时除有椎间盘变性的改变外，矢状面上可见椎间盘向前后隆起。在横断面上膨出的椎间盘均匀地超出椎体边缘，也可表现为椎体后缘光滑的弧形影，突向椎管，此时与轻度椎间盘突出很难区分，但脊膜囊和神经根鞘受压不明显。在矢状面图像上，突出的椎间盘呈半球状、舌状向后方或侧后方伸出，其信号强度与其主体部分一致。横断面图像上，突出的椎间盘呈三角形或半圆形局限突出于椎体后缘，边缘规则或略不规则。CT所能显示的硬膜外脂肪层受压、变形、消失以及硬膜囊受压和神经根鞘受压等均可在MRI上获得很好地显示，此外，MRI还能直接显示脊髓受压，上述改变在T2WI上表现更明显。
【诊断与鉴别诊断】
椎间盘突出症多有典型的临床表现，CT和MRI上见到突出于椎体后方的局限性类圆形椎间盘结构，硬膜外脂肪、硬膜效神经根受压移位，诊断多可成立。不典型的须与以下病变鉴别：①硬膜外瘢痕：有手术史，位于硬膜囊和手术部位之间，MRI上信号低于椎间盘，增强较椎间盘明显；②肿瘤：椎管内硬膜外肿瘤如神经纤维瘤、淋巴瘤、转移瘤等可形成类似椎间盘突出样肿块，但其密度较突出的椎间盘低，常有较明显的强化并往往合并有椎骨的破坏或（和）椎间孔扩大；③椎间盘炎及骨髓炎常伴有骨破坏和骨增生硬化。
（三）肌腱与韧带损伤
【临床与病理】
肌腱与韧带损伤多发生于急性创伤时，如切割伤和撕裂伤，少数也可在劳损的基础上发生变性甚至断裂。韧带肌腱断裂有部分性和完全性两种类型。部分断裂时损伤的韧带和肌腱内有出血和水肿与尚未断裂的纤维交织，邻近的组织内也可出现出血和水肿。完全断裂时可见韧带和肌胆的位置异常和断端及邻近结构的出血和水肿。韧带和肌增急性损伤后，局部肿胀、疼痛、压痛甚至出现皮下瘀血，相应关节活动受限，完全断裂时施加外力可出现关节异常活动或关节间隙异常增宽．并可合并肌腿韧带附着处的撕脱骨折。关节附近的韧带损伤常合并有关节腔内出血或积液。
【影像学表现】
（1）肌腱和韧带损伤 X线平片一般见不到肌腱和韧带损伤的直接征象。
CT尤其是MRI由于能直接显示肌腱和韧带，对诊断有较大帮助。损伤后可见其边缘模糊、肿胀、失去正常形态甚至呈碎片状。伴有出血时可见韧带内和周围有不均匀的较高密度影。CT还可以清晰地显示撕脱骨折和关节内积液。
由于正常肌腱和韧带富含胶原纤维，它在MRI T1WI和T2WI图像上均表现为很低的信号，在与肌腱和韧带走行方向一致的层面上表现为带状低信号结构，边缘清楚光滑。断裂时，无论在T1WI还是T2WI上断裂处均表现为高信号。部分断裂时低信号的韧带或肌腱内出现高信号区，但仍可见部分低信号的纤维影保持连续性。完全断裂时带状低信号影完全中断，为水样信号区取代，其位置和走行方向也可发生改变。
（2）膝关节半月板撕裂 常规X线平片无助于半月板撕裂（meniscus tear）的诊断，膝关节造影（用气体或水溶件有机碘对比剂）对作出诊断，但操作较繁杂，且伪影较多。CT只能对半月板行横断扫描，仅可显示半月板纵行撕裂且敏感性较低，表现受伤的半月板内出现线状低密度影。MRI是一种无创的半月板检查方法，它是目前诊断半月板撕裂敏感性和特异性最高的影像学检查方法，其诊断的准确率优于常规X线关节造影和关节镜检查。半月板的MRI检查常用SE序列，主要采用矢状面和冠状面，前者有利于显示前后角，后者适于观察体部。半月板是由纤维软骨构成，它在T1WI、PdWI和T2WI上均表现为均匀的低信号影，而半月板的异常表现为相对的高信号影。根据形态可将半月板内的异常信号分为3级：l级为半月板内的点状或小结节状高信号，不伸延至半月板的上下关节面，此征象时能代表早期变性，也可能是正常所见，临床上多无症状；2级为半月板内水平走行的线状高信号，常伸延到半月板与关节囊的交界处，但不伸延到半月板的关节面，它代表半月板的退行性改变；3级为伸延到半月板关节面的线样或形态复杂的高信号影，表示半月板撕裂。
二、骨与软组织的感染
（一）化脓性骨髓炎
化脓性骨髓炎（Pyogenic Osteormyelitis），常由于金黄色葡萄球菌进入骨髓所致。细菌可经：①血行感染；②附近软组织或关节感染的直接延伸；③开放性骨折或火器伤进人。其中以血行感染最多，好发于儿童和少年，男性较多。长骨中以胫骨、股骨、肋骨和桡骨多见。
根据病情发展和病理改变，骨髓炎可分为急性和慢性。 1．急性化脓性骨髓炎 【临床与病理】
临床表现主要是：①发病急、高热和明显中毒症状；①患肢活动障碍和深部疼痛；③局部红肿和压痛。 败行感染时，细菌栓子经滋养动脉进入骨髓，广泛地侵犯骨髓和骨皮质，常较多停留于干骺端的骨松质部分，使该处明显充血、水肿，多量中性粒细胞浸润，形成局部脓肿。脓肿虽可局限化而成为慢性骨脓肿，但病灶常蔓延发展，侵犯较广区域，甚至涉及整个骨干。蔓延可向：①髓腔方向直接延伸；②也可由病灶向外扩展，突破干骺端的骨皮质，在骨膜下形成脓肿，再经哈氏管进人骨髓腔。能软骨对化脓性感染有一定的阻力，故在儿童，除少数病例外，感染一般不能穿过能软骨而侵入关节。但在成年，由于已无骺软骨，所以感染可侵入关节而引起化脓性关节炎。若干骺端位于关节囊内，则感染可以侵入关节。例如股骨上端骨髓炎就常累及髋关节。有时骨膜下脓肿，也可延伸入关节。 【影像学表现】
（1）X线平片：在发病后2周内，虽然临床表现明显，但骨可无明显变化。如周围软组织显影良好，则可见一些软组织改变：①肌间隙模糊或消失；②皮下组织与肌间的分界模糊；③皮下脂肪层内出现致密的条纹影，靠近肌肉部分呈纵行排列，靠外侧者则呈网状。变化较为广泛，系软组织充血、水肿所致，虽无特征，但结合病史，对早期诊断有一定意义，应作追踪复查。
发病2周后可见骨改变。开始在干骺端骨松质中出现局限性骨质疏松，继而形成多数分散不规则的骨质破坏区，骨小梁模糊、消失，破坏区边缘模糊。以后骨质破坏向骨干延伸，范围扩大，可达骨干2／3或全骨干。小的破坏区融合而成为大的破坏区。骨皮质也遭受破坏。有时可引起病理性骨折。由于骨膜下脓肿的刺激，骨皮质周围出现骨膜增生，表现为一层密度不高的新生骨与骨干平行，病程越长，则新生骨越明显。新生骨广泛则形成包壳。骨膜增生一般同骨的病变范围一致。
由于骨膜掀起和血栓动脉炎，使骨皮质血供发生障碍而出现骨质坏死，沿骨长轴形成长条形死骨，与周围骨质分界清楚，且密度高于周围骨质。
（2）CT检查：CT能很好地显示急性化脓性骨髓炎的软组织感染、骨膜下脓肿、骨髓内的炎症、骨质破坏和死骨。特别是能发现X线片不能显示的小破坏区和小的死骨。 （3）MRI检查：在确定急性化脓性骨髓炎的髓腔侵犯和软组织感染的范围方面，MRI优于常规X线和CT。骨髓的充血、水肿、渗出和坏死在T1WI均表现为低信号，与正常的骨髓信号形成明显的对比。在与骨干长轴平行的矢状或冠状层面上，骨髓腔受累的范围显示良好。在病变早期的T2WI上病变区与正常骨髓分界模糊，出现骨质破坏后分界趋向清楚。受累骨周围软组织肿胀，肌间隙和皮下脂肪模糊不清。在T2WI上充血水肿的肌肉和脓肿呈高信号，增强后脓肿壁可出现明显强化。 【诊断与鉴别诊断】
急性化脓性骨髓炎的临床症状独特，影像学表现明确，诊断不难。但有时须注意与表现不典型的骨结核或一些骨肿瘤如骨肉瘤鉴别。注意到其急性起病，患肢大范围间断性的骨质破坏和一定程度的骨膜增生，可以区别。
总之，急性化脓性骨髓炎主要表现是不同范围的骨质破坏，不同程度的骨膜增生和死骨。虽然是以骨质破坏为主，但修复与骨质增生已开始，在骨质破坏周围有骨质密度轻度增高现象。
2．慢性化脓性骨髓炎 是急性化脓性骨髓炎未得到及时而充分治疗的结果。 【临床与病理】
急性期过后，有时临床仍可见排脓瘘管经久不愈或时愈时发，主要是因为脓腔或死骨的存在。因死骨时积存细菌，抗生素不易渗入其内，阻挠病变愈合．致炎症呈长期慢性病程。
【影像学表现】
（1）X线平片：X线片可见到明显的修复，即在骨破坏周围有骨质增生硬化现象。骨膜的新生骨增厚，并同骨皮质融合，呈分层状，外缘于花边状。因此，骨干增粗，轮廓不整。骨内膜也增生，致使骨密度明显增高，甚至使骨髓腔闭塞。虽然有骨质修复、增生，但由于未痊愈，仍可见骨质破坏和死骨。因有骨硬化．常需用过度曝光片或体层摄影才能显示。
慢性骨髓炎痊愈，则骨质破坏与死骨消失，骨质增生硬化逐渐吸收，骨髓腔沟通。如骨髓腔硬化仍不消失，虽然长期观察认为病变已静止，但当机体抵抗力降低时仍可突然复发。
化脓性骨髓炎的慢性期，有时可具一些特殊的影像学表现：
慢性骨脓肿（Brodie absce of bone），系慢性局限性骨髓炎。大都限于长骨干骺端骨松质中。以胫骨上下端和桡骨远端为常见。X线表现为长骨干骺端中心部位的圆形、椭圆形或不规则形骨质破坏区，边缘较整齐，周围绕以骨硬化带。破坏区中很少有死骨，多无骨膜增生，也无软组织肿胀或瘘管。
硬化型骨髓炎，又称Garre骨髓炎，少见，特点为骨质增生硬化，骨外膜与骨内膜都明显增生。局部密度很高，致使不规则的小破坏区不能被发现。骨皮质增厚．骨髓腔变窄，骨干增粗，边缘不整。 （2）CT检查：慢性化脓性骨髓炎的CT表现与X线表现相似，骨皮质明显增厚、髓腔变窄甚至闭塞、骨质密度增高，并易于发现X线片不能显示的死骨。
3）MRI检查：慢性化脓性骨髓炎的骨质增生、硬化、死骨和骨膜反应：在TlWI和T2WI上均呈低信号。肉芽组织和脓液在T1WI上为低或稍高信号而在 T2WI呈高信号。瘘管内因含脓液常在T1WI上呈稍高信号而在T2WI上呈高信号，依层面方向不同可表现为点状或不规则粗细不均的索条影从骨内脓腔向皮肤表面伸延。 【诊断与鉴别诊断】
慢性化脓性骨髓炎的特点为残存的骨破坏、大量的骨质增生和可有死骨形成，识别不难。但由于抗生素的广泛应用，细菌毒力较低或耐药菌株的增加，典型、严重、长期不愈的慢性骨髓炎已很少见。相反，却常有多种不典型的X线表现。如感染仅限于骨膜下，则表现为骨膜增生，而无明显破坏，少数病例甚至作似恶性骨肿瘤或其他骨疾病，应注意分析鉴别。
（二）软组织感染 【临床与病理】
软组织感染可原发于软组织或继发于骨的感染。原发于软组织的感染常有一个急性发病的过程。局部红、肿、热、痛，甚至全身发热和血白细胞计数升高。急性期的病理基础主要是充血和水肿，继而可形成脓肿，脓肿可局限，也可沿肌间隙扩散。病变进人慢性期，病灶内可出现钙化，由于慢性炎症长期刺激的结果，病灶边缘可包绕一层纤维组织。 【影像学表现】
X线显示软组织感染有较大的限度，患部应行CT或MRI检查。
（1）CT检查：感染急性期的充血、水肿在CT上表现为皮下脂肪层密度增高，所累及的肌影增大、密度减低，肌间隙模糊。脓肿形成后，局部肿胀的软组织中可见圆形或类圆形的分叶状块影，边界比较清楚，中央部分密度较低提示组织坏死液化。增强后坏死灶周围出现环状强化带，代表肉芽组织形成的脓肿壁。
（2）MRI检查：对软组织感染的急性期炎症反应如充血、水肿等，MRI较平片和CT敏感，在T1WI上表现为低或等信号，在 T2WI上表现为高信号，可呈片状或羽毛状，境界不清，可有不同程度较缓慢的强化。脓肿表现为圆形、类图形或分叶状的异常信号影，T1WI为低信号，T2WI多为高信号。脓肿边缘可为一层低信号的纤维包膜影，其厚薄比较均匀，边界较光整，可与肿瘤性病变区别。
3）超声检查：软组织脓肿表现为边缘不规则的圆形或类圆形无回声区，或由脓屑所致细小的内部回声。与囊肿的薄壁、光滑的无回声区，和肿瘤的边界不规整的均质性与非均质性的肿块图像有一定区别，结合临床可以确诊。
（三）骨结核
骨结核（tuberculosis of bone）是以骨质破坏和骨质疏松为主的慢性病。多发生于儿童和青年。系继发性结核病，原发病灶主要在肺部。结核杆菌经血行到骨，停留在血管丰富的骨松质内，如椎体、能和干骺端或关节滑膜而发病。骨结核为一种比较慢性进展的骨感染，好侵犯邻近软骨（骺软骨、关节软骨）。以相对比较局限的骨质破坏，患肢持续性骨质疏松为其特征，部分病变可合并冷性脓肿形成。 【临床与病理】
临床上无急性发病历史，经过缓慢。多为单发。局部可有肿、痛和功能障碍。还可有血红细胞沉降率增快等表现。 病变的病理成分可分为：渗出性病变为主型，以大量巨噬细胞或中性细胞为主要表现；增殖性病变为主型，以形成多个结核结节为特征；干酪样坏死为主型，则以大片组织坏死，常伴有不同程度的钙化。不同的病理表现，与临床状和影像学表现有一定的关系。 【影像学表现】 （1）X线平片
l）长骨结核：能和干骺端是结核在长骨中的好发部位。干骺端结核病灶内干酪坏死物可形成脓肿。X线片可见骨松质中出现一局限性类圆形、边缘较清楚的骨质破坏区，邻近无明显骨质增生现象。骨膜反应少见即使有也较轻微，这与化脓性骨髓炎显然不同。在骨质破坏区有时可见碎屑状死骨，密度不高，边缘模糊，称之为“泥沙状”死骨，也和化脓性骨髓炎明显不同。病变早期，患骨即可见骨质疏松现象。病变发展易破坏能而侵入关节，形成关节结核。干骺端结核很少向骨干发展，但病灶可破坏骨皮质和骨膜，穿破软组织而形成瘘管，并引起继发感染，此时则可出现骨质增生和骨膜增生。 骨干结核少见，可发生于短骨或长骨。侵犯短骨的多发于5岁以下儿童的掌骨、跖骨、指（趾）骨，常为多发。初期改变为骨质疏松，继而在骨内形成囊性破坏，骨皮质变薄，骨干膨胀，故又有骨囊样结核和骨“气鼓”之称。
2）脊椎结核：脊椎结核（tuberculosis of spine）以腰椎多见。病变好累及相邻的两个椎体，附件较少受累。 椎体结核主要引起骨松质的破坏。由于骨质破坏和脊柱承重的关系，椎体塌陷变扁或呈楔形。由于病变开始多累及椎体的上下缘及邻近软骨板，较早就引起软骨板破坏，而侵入椎间盘，使椎间隙变窄，甚至消失和椎体互相嵌入融合而难于分辨。受累的脊柱节段常出现后突变形。病变在破坏骨质时可产生大量干酪样物质流入脊柱周围软组织中而形成冷性脓肿。腰椎结核干酪样物质沿一侧或两侧腰大肌流注，称为腰大肌脓肿，表现为腰大肌轮廓不清或呈弧形突出。胸椎结核的脓肿在胸椎两旁，形成椎旁脓肿，表现为局限性梭形软组织肿胀，边缘清楚。在颈椎，则使咽后壁软组织增厚，并呈弧形前突，侧位上易于观察。时间较长的冷性脓肿可有不规则形钙化。 （2）CT检查
1）长骨结核：CT可显示低密度的骨质破坏区．其内常见多数小斑片状高密度影为死骨。可对周围软组织肿胀，结核性脓肿密度低于肌肉，注射对比剂后其边缘可有强化。 2）脊椎结核：CT显示椎体及附件的骨质破坏、死骨和椎旁脓肿优于平片。椎体骨质破坏可引起椎体塌陷后突以致椎管狭窄，CT可以显示这一改变。结核性脓肿的位置因发病部位而异，呈液性密度，注射对比剂后周缘有环形强化。CT还可发现椎管内硬膜外脓肿。
(3）MRI检查 脊椎结核的骨破坏区在TlWI呈低信号，T2WI为高信号并混有少许低信号影。骨破坏区周围骨髓因反应性水肿在T1WI上也呈低信号而T2WI上呈高信号。矢状面和冠状面图像有利于椎间盘的观察。如椎间盘受累可见椎体终板破坏、椎间隙变窄和T2WI上椎间隙信号增高。结核性脓肿在T1WI上呈低信号、在T2WI上呈高信号，其内可见斑点状或索条状低信号影，代表脓肿内的纤维化或钙化，增强后脓肿壁可强化。由于MRI可多平面成像，对脓肿的部位、大小、形态和椎管内侵犯的显示优于平片和CT。 【诊断与鉴别诊断】
长骨干骺端结核应与慢性骨脓肿鉴别：前者破坏区常跨越骨髓线侵犯骨髓，边界模糊，周围无骨质增生硬化，患肢有骨质疏松等，可资鉴别。脊椎结核有时需与椎体压缩性骨折鉴别；前者的主要X线表现是椎体骨质破坏，变形，椎间隙变窄或消失和冷性脓肿的出现；后者有明确的外伤史，椎体仅表现压缩楔状变形，无骨质破坏，早期椎间隙不变窄，区别不难。
