了解医学常用影像成像原理（CT、核磁共振等）

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本帖最后由言霏雨于 2021-3-19 12:32 编辑

由经常说的ECT骨扫描和PET/CT出发引申出医学常用的显像技术和影像检查。
只是作为了解显像技术原理不能为临床检测提供啥有力指导，检查要遵医嘱。

前提准备

X射线，是一种波长极短，能量很大的电磁波（或者说光），于上上个世纪由伦琴教授发现也称为伦琴射线，其特点是具有很好的穿透性，不同物体的穿透性不同人们根据透过后的射线强度就可以绘制出物体的影像，常被医学用于检查人体疾病。人体每年接受自然X射线辐射量约为3mSv。

   γ射线（伽马射线），是由原子核能级跃迁时释放的一种射线（或者说光），通常比X射线的波长还要短能量还要大，因此具有更好的穿透性，根据其穿过物体后强度绘制物体影像。

胸片、胸透
   原理为X射线成像。一侧为X射线发射器一侧为接收器射线透过人体计算不同部位的强度就可以得到人体的画像。但是对于人体来说大约70%为水分子，X射线对水的穿透性很好这就不利于对软组织的成像不利于该类疾病的诊断敏感性很差，比如肺癌肿瘤<1cm时通常这类检查是得不到阳性结果的。其次另一个重要原因是胸片、胸透只能对人体组织进行轮廓成像，不能显示出肺、肾脏等器官或组织的内部结构，还经常被骨骼所遮挡（骨骼穿透性弱，成像很明显）导致根本看不到病变组织。而且一次只能生成一种姿势的影像，所以医生经常让换个姿势多拍几张。
   胸片是有胶卷的成像，胸透没胶卷，全凭医生现场看影像现写诊断结果。
优点：便宜，成像快，辐射几乎忽略不计（0.1mSv，孕妇另说），骨骼问题经常使用。
缺点：成像简单，对软组织器官显像不友好对大部分软组织病变的诊断敏感性低。

CT
   全称Computed Tomography（电子计算机断层扫描断层扫描），原理也是X射线成像（貌似还有γ射线、超声波辅助的），顾名思义断层扫描就是可以将器官分为很多个截面一次性对多个截面进行成像，这就解决了胸片不能看到靶器官内部结构的问题（所以CT都是拍一次有一堆的图像）。并且还加强了探头的数量和灵敏性成像结果更加清晰可辨。推荐肺部早期筛查用低剂量螺旋CT。
优点：成像时间不算太慢，包括器官内部结构在内成像清晰。
缺点：辐射大（7mSv）

核磁共振
   英文MRI（Magnetic Resonance Imaging），原本magnetic前面还有nuclear，但是nuclear容易让大众觉得跟核辐射有关英文中就去掉了nuclear，可能过段时间中文也会去掉“核”，改叫磁共振吧。
   这里的“核”指的是氢原子核，跟核辐射确实一点关系都没。核磁共振的原理比较复杂大致为人体中含量最多的氢原子核带一个正电，普通状态下氢原子核会做自旋运动，产生磁场形成磁矩，如果此时再外加磁场B0，那么原子核还会做绕B0方向的旋转运动，处于磁场中的原子核接受一定频率的电磁辐射，当辐射能量恰好等于两种不同状态原子核能量差时，低能量态的原子核就会吸收能量跃迁到高能态，这个过程称为核磁共振。通常仪器是固定电磁波频率调整磁场梯度强度来触发“共振”，得到构成物体的原子核的位置、种类，来绘制物体内部的图像。
优点：成像更清晰，无辐射。
缺点：效率慢，半小时才能做完检查，体内含金属植入物做不了检查，贵。

ECT、PET/CT
ECT (Emission Computed Tomography)：发射型计算机断层成像。
SPECT(Single Photon Emission Computed Tomography)：是单光子发射型计算机断层成像。
PET    (Positron Emission Computed Tomography)：是正电子发射型计算机断层成像。
   从名字上看ECT包括SPECT和PET，由于SPECT设备数量多，临床早且广泛，习惯上就把SPECT叫做ECT，ECT也就成了SPECT的代名词。
   SPECT、PET都是使用放射性核素进行标记检测核素标记物来进行成像的（通俗说就是先喝点或者注射点药物这种药物可以被仪器检测出来并成像），SPECT常用显像剂为锝亚甲基二膦酸盐（99mTc(CH2(HPO3)2)2，常记为99mTc-MDP），锝-99m能放出低能的γ射线，仪器探头探测射线强弱以此来成像，而PET成像所使用的是发射正电子的放射性核素，如氟-18、碳-11、氮-13和氧-15等，这些“不稳定”原子会释放正电子与人体中众多原子的负电子相互作用湮灭后释放γ射线，被仪器捕获到进行成像。用放射性碳、氮、氧标记的化合物（葡萄糖衍生物、乙酸盐等）同SPECT所用的锝亚甲基二膦酸盐相比它们与标记前的生物学行为一致，标记底物是生物代谢的基本物质，所以我理解可能成像更加清晰吧。
   由于SPECT或PET仅能显示靶器官或靶病灶显像剂摄取的情况，对人体解剖结构显示不清，所以人们将其与能够显示内部结构的CT技术相结合就分别产生了SPECT/CT、PET/CT，不仅可以根据显像剂来呈现出靶器官的轮廓纹理，还可以呈现其内部结构。例如如下报告

PET/CT常用18F标记的FDG（18F-FDG 氟化脱氧葡萄糖），一种葡萄糖的类似物来作为显像剂，肿瘤组织的重要特点之一就是生长迅速、代谢旺盛，特别是葡萄糖酵解速率增高，因此用FDG做为显像剂就可以在异常部位显示出“浓聚”，是恶性肿瘤中敏感性较高的检查手段，但同时特异性不高，很多其它疾病也可引起“浓聚”比如感染、结核、发炎、良性结节等，所以PECT/CT在临床上多作为重要的辅助诊断手段，需结合CT、MRI、组织学病理、患者实际病情等多因素综合诊治。