AI医学诊断基础-CT扫描、核磁共振成像(MRI)、拍X光、拍胸片、做B超/彩超等常规检查的介绍、原理、医学影像示例(持续跟新和答疑。。。)

CT扫描 (Computed Tomography，CT)

CT也称 CT扫描，是外科室的主要探查手段之一，对于层级较多的组织，采用CT较为合适，比如颈部、胸部、骨骼、肿瘤等通常会采用CT扫描。
CT意为X线计算机断层摄影，是用X线束对人体某部进行断层扫描，获得人体被检部的断面或立体图像。CT可以提供人体被检查部位的完整三维信息，可使器官和结构清楚显影，清楚地显示病变。就像把一片面包切成片来看。

CT成像原理

CT是用X射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射线，转变为可见光后，由光电转换变为电信号，再经模拟/数字转换器（analog/digital converter）转为数字，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射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，即像素（pixel），并按矩阵排列，即构成CT图像。所以，CT图像是重建图像。每个体素的X射线吸收系数可以通过不同的数学方法算出。
CT的工作程序是这样的：它根据人体不同组织对X线的吸收与透过率的不同，应用灵敏度极高的仪器对人体进行测量，然后将测量所获取的数据输入电子计算机，电子计算机对数据进行处理后，就可摄下人体被检查部位的断面或立体的图像，发现体内任何部位的细小病变。

CT扫描优缺点

CT扫描优点

CT检查为横断面成像，可以经过图像重建，任意方位显示组织或器官，对病变显示更全面，防止遗漏;在肿瘤诊断的临床表现中具有很高的价值；
具有高密度分辨率，对有密度改变的细微病变也能显示出来，CT增强可以进一步明确病变性质;

CT扫描缺点

CT设备比较昂贵，检查费用偏高;
CT检查不足的是难以发现密度变化小或无的细小病变或局限于细胞水平的早期病变;
运动及金属易产生伪影，影响诊断;
CT诊断辐射剂量较普通X线机大，会产生一定的电离辐射，孕妇不宜进行CT检查;

核磁共振成像(Magnetic Resonance imaging,MRI)

核磁共振成像（MRI）作为非侵入式检查手段，对软组织成像好，无辐射，对肌肉骨骼疾病的特异性和敏感度较高，适合对普通人群的常规检查，是预防脊柱退化性疾病的可靠检查手段。对肌肉和软组织的成像分辨率较高，便于诊断，主要用来观察神经、脊髓等椎管内软组织。
核磁共振影像包括T1和T2 矢状面影像，以及T2 轴状位影像（FSE/TSE），如下图：

成像原理

MRI通过对静磁场中的人体施加某种特定频率的射频脉冲，使人体中的氢质子受到激励而发生磁共振现象。停止脉冲后，质子在弛豫过程中产生MR信号。通过对MR信号的接收、空间编码和图像重建等处理过程，即产生MR信号。
核磁共振成像原理：原子核带有正电，许多元素的原子核，如1H、19FT和31P等进行自旋运动。通常情况下，原子核自旋轴的排列是无规律的，但将其置于外加磁场中时，核自旋空间取向从无序向有序过渡。自旋的核同时也以自旋轴和外加磁场的向量方向的夹角绕外加磁场向量旋进，这种旋进叫做拉莫尔旋进，就像旋转的陀螺在地球的重力下的转动。自旋系统的磁化矢量由零逐渐增长，当系统达到平衡时，磁化强度达到稳定值。如果此时核自旋系统受到外界作用，如一定频率的射频激发原子核即可引起共振效应。这样，自旋核还要在射频方向上旋进，这种叠加的旋进状态叫做章动。在射频脉冲停止后，自旋系统已激化的原子核，不能维持这种状态，将回复到磁场中原来的排列状态，同时释放出微弱的能量，成为射电信号，把这许多信号检出，并使之能进行空间分辨，就得到运动中原子核分布图像。原子核从激化的状态回复到平衡排列状态的过程叫弛豫过程。它所需的时间叫弛豫时间。弛豫时间有两种即T1和T2，T1为自旋-点阵或纵向驰豫时间，T2为自旋-自旋或横向弛豫时间。

MR扫描优缺点

核磁共振MR优点

MR最大的优点是对人体不产生损害，没有电离辐射损伤;
软组织和肌肉成像分辨率高，易于诊断；
多方位成像，有助于解剖结构和病变显示，对椎管内病变、心脏病变的检查在临床价值相对较高；

缺点

成像时间较长；
MR设备费用高昂(最新7T MR设备售价高达5000万软妹币)，检查费用偏高，一般用于非常规诊断；
由于是磁场成像，容易受金属影像，生成伪影，影像诊断；
采集时间较长、怀孕3个月内、有心脏病、有幽闭恐惧症的患者不适合进行MR诊断；

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