醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)概述

1、醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)概述XXXXXXXXXX主要內(nèi)容X射線成像系統(tǒng) X-CT成像系統(tǒng)磁共振成像系統(tǒng)超聲波成像系統(tǒng)放射性核素成像系統(tǒng)投影X線成像系統(tǒng)X射線的發(fā)現(xiàn)使人們意識到了X射線在醫(yī)學(xué)成像中的應(yīng)用前景。在此后的幾十年中，X射線攝影技術(shù)有了不小的發(fā)展，包括使用旋轉(zhuǎn)陽極X射線管、影像增強管及采用運動斷層攝影等。投影X線成像系統(tǒng)X線產(chǎn)生1895，倫琴，1895年12月22日 第一張X射線照片1896，英國，X線首次應(yīng)用在醫(yī)療方面X線管的早期發(fā)展離子X線管：結(jié)構(gòu)簡單，效率低，無防護，曝光時間長電子X線管：1913-1928，鎢燈絲X線管，濾線柵，鎢酸鎘熒光屏，雙焦點X線管旋轉(zhuǎn)陽極X線管X線設(shè)備相關(guān)技術(shù)近幾十年

2、的改進高千伏技術(shù)，熒光增強技術(shù)，高速增感屏，快速X線感光膠片，X線影像增強器等現(xiàn)代設(shè)備CR，DSA等X線設(shè)備目前存在問題X線產(chǎn)生效率低膠片對X線的敏感度不足投影X線成像系統(tǒng)威廉康拉德倫琴（18451923）1895年11月8日晚 意外發(fā)現(xiàn)。1895年12月22日 第一張X線照片投影X線成像系統(tǒng)普通X光機X光片投影X線成像系統(tǒng)由于常規(guī)的X射線成像技術(shù)是將人體三維結(jié)構(gòu)投影到一個二維平面上，會產(chǎn)生圖像重疊，造成讀片困難。此外，投影X射線成像對軟組織的分辨能力較差，使得它在臨床中的應(yīng)用也受到一定的限制。 為了獲得臟器的清晰圖像，人們又設(shè)計了一些特殊的X射線成像裝置。如X射線數(shù)字減影裝置(digital

3、 subtraction angiography，簡稱DSA)就是一個例子。投影X線成像系統(tǒng)DSA的基本工作原理是：將X射線機對準人體的某一部位，并將X射線造影劑注入人體血管中。如果在注入造影劑的前后分別攝取這同一部位的X射線圖像，然后再將這兩幅圖像相減，那么就可以消除圖像中相同結(jié)構(gòu)的部分，而突出注人造影劑的血管部分。DSA在臨床中已成功地用于血管網(wǎng)絡(luò)的功能檢查。投影X線成像系統(tǒng)DSA投影X線成像系統(tǒng)手部DSA肺部DSAX射線計算機斷層成像 X射線計算機斷層成像（Xray computed tomography，簡稱XCT），成功地解決了投影X射線成像中出現(xiàn)的影像重疊問題。1969設(shè)計成功，1

4、972公諸于世。1917，奧地利，雷當，重建算法1963，美國，柯馬克，論文1967-1970，英國，EMI公司，豪斯菲爾德，第一臺CT，1971/9放置在倫敦醫(yī)院1972，第一張CT照片，用于診斷婦女腦囊腫1974，美國，第一臺全身CT研制成功1975，美國，第一臺全身CT臨床使用1985，螺旋CT用于臨床1998，多層探測器系統(tǒng)得到應(yīng)用1979，柯馬克與豪斯菲爾德獲得諾貝爾生理與醫(yī)學(xué)獎中國：1983，顱腦CT一代1988，顱腦CT二代1990，全身CT三代X射線計算機斷層成像 主要技術(shù)：圖像重建算法主要問題：成像速度X射線計算機斷層成像 中國東軟 雙排螺旋CTX射線計算機斷層成像 CT影像

5、磁共振成像系統(tǒng) 1945年美國學(xué)者Bloch和Purcell首先發(fā)現(xiàn)了核磁共振現(xiàn)象，從此產(chǎn)生了核磁共振譜學(xué)這門科學(xué)。它在廣泛的學(xué)科領(lǐng)域中迅速發(fā)展成為對物質(zhì)的最有效的非破壞性分析方法之一。核磁共振作為一種成像方法的應(yīng)用是一個較新的發(fā)展。1973年P(guān).C.Lauterbur第一個做出了仿真模塊的二維核磁共振圖像。之后又有人完成了對小物體成像。直至70年代后期，對人體的成像才獲得成功。核磁共振成像系統(tǒng)也稱為磁共振成像（magnetic resonance imaging，簡稱MRI）系統(tǒng)。磁共振成像系統(tǒng) 磁共振成像的過程是將人體置人一強磁場中，如果同時對人體施加一個一定頻率的交變射頻場，那么被探查的

6、質(zhì)子就會產(chǎn)生共振，并向外輻射共振信號，在接受線圈中就會有感應(yīng)電勢產(chǎn)生。所接收到的信號經(jīng)過計算機處理后，就可以得到清晰的人體斷面圖像。磁共振圖像也是通過計算機處理后產(chǎn)生的圖像。與CT不同的是，CT圖中每個像素的數(shù)值代表的是人體組織中某一個體素對X線的衰減；而在磁共振圖像中，每個像素的值代表的是從某個體素來的磁共振信號的強度，它與共振核子的密度有關(guān)。 磁共振成像系統(tǒng) 磁共振成像系統(tǒng) MRI開放式MRI磁共振成像系統(tǒng) MRI影像超聲成像系統(tǒng) 超聲成像設(shè)備是目前醫(yī)院中僅次于投影X射線機使用得最頻繁的成像設(shè)備。目前臨床上使用的超聲成像系統(tǒng)基本上都是采用脈沖回波方式成像(即B型超聲顯像儀)。超聲成像的突出

7、優(yōu)點是對人體無損、無創(chuàng)、無電離輻射，同時又能提供人體斷面實時的動態(tài)圖像。因此廣泛地用于心臟或腹部的檢查。除斷面成像外，血流測量也是超聲成像設(shè)備中的重要組成部分。超聲血流測量是借助多普勒原理完成的。射入人體的一定頻率的超聲波在遇到運動的紅血球時，血球產(chǎn)生的后向散射信號會出現(xiàn)多普勒頻移。通過對多普勒回波信號的分析就能得到血流的方向與速度信息，這些信息是心血管疾病與腦血管疾病診斷中的重要依據(jù)。超聲成像系統(tǒng) 20世紀 80年代初問世的超聲彩色血流圖（color flow mapping，簡稱CFM）是目前臨床上使用的高檔超聲診斷儀。它的特點是把血流信息疊加到二維B型圖像上。凡是指向換能器的血流在B超圖

8、中用紅顏色表示，而背離換能器的血流則用藍顏色表示。由于在一張圖像上既能看到臟器的解剖形態(tài)，又能看到動態(tài)血流，它在心血管疾病的診斷中發(fā)揮了很大的作用。醫(yī)學(xué)診斷上所使用的超聲波頻率一般為0.5MHz15MHz，常用的是2.5MHz5MHz優(yōu)點：對人體無損，無創(chuàng)，無電離輻射，實時動態(tài)，便宜缺點：圖像分辨力難以突破超聲成像系統(tǒng) B超機實時超聲影像放射性核素成像系統(tǒng)原理：給病人口服或靜脈注射某種放射性示蹤劑，使之進入人體后參與體內(nèi)特定器官組織的循環(huán)和代謝，并不斷地放出射線。這樣我們就可在體外用各種專用探測儀器追蹤探查，以數(shù)字、圖像、曲線或照片的形式顯示出病人體內(nèi)臟器的形態(tài)和功能。特點：不僅可以看到器官形

9、態(tài)，還可以了解臟器代謝情況分辨率低，1CM左右目前主要設(shè)備：同位素掃描儀相機SPECT，單光子發(fā)射型CTPET，正電子發(fā)射型CT放射性核素成像系統(tǒng)PET是根據(jù)有一類放射性同位素在衰變過程中釋放正電子的物理現(xiàn)象來設(shè)計的。正電子與電子相互作用發(fā)生湮滅現(xiàn)象后，會產(chǎn)生兩個能量為511Kev且傳播方向完全相反的光子，用一個符合檢測器就可以檢測出這種成對出現(xiàn)的射線光子。根據(jù)這樣采集到的數(shù)據(jù)同樣能重建出斷層圖像。PET系統(tǒng)價格昂貴，主要是在實驗室或研究中心使用, 但目前已有少數(shù)醫(yī)院將該設(shè)備用于臨床。放射性核素成像系統(tǒng)PET-CT機PET-CT影像幾種成像系統(tǒng)技術(shù)比較成像技術(shù)基本原理測試對象觀察目的分辨力P22對人體傷害臨床適用性普通X線各種組織對X線吸收不同吸收系數(shù)組織形態(tài)高大胸，骨X-CT計算機重建與處理吸收系數(shù)組織形態(tài)高大腦，腎，膽MRI氫原子的磁共