醫(yī)學(xué)影像學(xué)發(fā)展及應(yīng)用.doc

醫(yī)學(xué)影像學(xué)發(fā)展及應(yīng)用 作者：陳鄭達(dá) 指導(dǎo)教師：王世偉 摘要：醫(yī)學(xué)影像學(xué)在醫(yī)學(xué)診斷領(lǐng)域是一門(mén)新興的學(xué)科，不過(guò)目前在臨床的應(yīng)用上是非常廣泛的，對(duì)疾病的診斷提供了很大的科學(xué)和直觀的依據(jù)，可以更好的配合臨床的癥狀、化驗(yàn)等方面，為最終準(zhǔn)確診斷病情起到不可替代的作用；同時(shí)也很好的應(yīng)用在治療方面。 關(guān)鍵字：醫(yī)學(xué) 影像 發(fā)展 正文：1895年德國(guó)的物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)了X線，不久即被用于人體的疾病檢查，并由此形成了放射診斷學(xué)。近30年來(lái)，CT、MRI、超聲和核素顯像設(shè)備在不斷地改進(jìn)核完善，檢查技術(shù)核方法也在不斷地創(chuàng)新，影像診斷已從單一依靠形態(tài)變化進(jìn)行診斷發(fā)展成為集形態(tài)、功能、代謝改變?yōu)橐惑w的綜合診斷體系。與此同時(shí)，一些新的技術(shù)如心臟和腦的磁源成像和新的學(xué)科分支如分子影像學(xué)在不斷涌現(xiàn)，影像診斷學(xué)的范疇仍在不斷發(fā)展和擴(kuò)大之中。 X射線是波長(zhǎng)介于紫外線和射線 間的電磁輻射。X射線是一種波長(zhǎng)很短的電磁輻射，其波長(zhǎng)約為（200.06）10-8厘米之間。由德國(guó)物理學(xué)家W.K.倫琴于1895年發(fā)現(xiàn)，故又稱(chēng)倫琴射線。倫琴射線具有很高的穿透本領(lǐng)，能透過(guò)許多對(duì)可見(jiàn)光不透明的物質(zhì)，如墨紙、木料等。這種肉眼看不見(jiàn)的射線可以使很多固體材料發(fā)生可見(jiàn)的熒光，使照相底片感光以及空氣電離等效應(yīng)，波長(zhǎng)越短的X射線能量越大，叫做硬X射線，波長(zhǎng)長(zhǎng)的X射線能量較低，稱(chēng)為軟X射線。波長(zhǎng)小于0.1埃的稱(chēng)超硬X射線，在0.11埃范圍內(nèi)的稱(chēng)硬X射線，110埃范圍內(nèi)的稱(chēng)軟X射線。 自從X射線發(fā)現(xiàn)后，醫(yī)學(xué)上就開(kāi)始用它來(lái)探測(cè)人體疾病。但是，由于人體內(nèi)有些器官對(duì)X線的吸收差別極小，因此X射線對(duì)那些前后重疊的組織的病變就難以發(fā)現(xiàn)。于是，美國(guó)與英國(guó)的科學(xué)家開(kāi)始了尋找一種新的東西來(lái)彌補(bǔ)用X線技術(shù)檢查人體病變的不足。1963年，美國(guó)物理學(xué)家科馬克發(fā)現(xiàn)人體不同的組織對(duì)X線的透過(guò)率有所不同，在研究中還得出了一些有關(guān)的計(jì)算公式，這些公式為后來(lái)CT的應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。1967年，英國(guó)電子工程師亨斯費(fèi)爾德在并不知道科馬克研究成果的情況下，也開(kāi)始了研制一種新技術(shù)的工作。他首先研究了模式的識(shí)別，然后制作了一臺(tái)能加強(qiáng)X射線放射源的簡(jiǎn)單的掃描裝置，即后來(lái)的CT，用于對(duì)人的頭部進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性掃描測(cè)量。后來(lái)，他又用這種裝置去測(cè)量全身，獲得了同樣的效果。1971年9月，亨斯費(fèi)爾德又與一位神經(jīng)放射學(xué)家合作，在倫敦郊外一家醫(yī)院安裝了他設(shè)計(jì)制造的這種裝置，開(kāi)始了頭部檢查。10月4日，醫(yī)院用它檢查了第一個(gè)病人?；颊咴谕耆逍训那闆r下朝天仰臥，X線管裝在患者的上方，繞檢查部位轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)在患者下方裝一計(jì)數(shù)器，使人體各部位對(duì)X線吸收的多少反映在計(jì)數(shù)器上，再經(jīng)過(guò)電子計(jì)算機(jī)的處理，使人體各部位的圖像從熒屏上顯示出來(lái)。這次試驗(yàn)非常成功。1972年4月，亨斯費(fèi)爾德在英國(guó)放射學(xué)年會(huì)上首次公布了這一結(jié)果，正式宣告了CT的誕生。這一消息引起科技界的極大震動(dòng)，CT的研制成功被譽(yù)為自倫琴發(fā)現(xiàn)X射線以后，放射診斷學(xué)上最重要的成就。因此，亨斯費(fèi)爾德和科馬克共同獲取1979年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。而今，CT已廣泛運(yùn)用于醫(yī)療診斷上。 超聲(Ultrasound，簡(jiǎn)稱(chēng)US)醫(yī)學(xué)是聲學(xué)、醫(yī)學(xué)、光學(xué)及電子學(xué)相結(jié)合的學(xué)科。凡研究高于可聽(tīng)聲頻率的聲學(xué)技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用即超聲醫(yī)學(xué)。包括超聲診斷學(xué)、超聲治療學(xué)和生物醫(yī)學(xué)超聲工程，所以超聲醫(yī)學(xué)具有醫(yī)、理、工三結(jié)合的特點(diǎn)，涉及的內(nèi)容廣泛，在預(yù)防、診斷、治療疾病中有很高的價(jià)值。每秒振動(dòng)2萬(wàn)-10億次，人耳聽(tīng)不到的聲波稱(chēng)為超聲波。利用超聲波的物理特性進(jìn)行診斷和治療的一門(mén)影像學(xué)科，稱(chēng)為超聲醫(yī)學(xué)。其臨床應(yīng)用范圍廣泛，目前已成為現(xiàn)代臨床醫(yī)學(xué)中不可缺少的診斷方法。 計(jì)算機(jī)X線攝影（CR）是X線平片數(shù)字化的比較成熟技術(shù)，目前已在國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用。CR系統(tǒng)是使用可記錄并由激光讀出X線成像信息的成像板（imaging plate；IP）作為載體，以X線曝光及信息讀出處理，形成數(shù)字或平片影像。目前的CR系統(tǒng)可提供與屏- 片攝影同樣的分辨率。 Digital Radiography,直接數(shù)字化X射線攝影系統(tǒng).。DR 由探測(cè)器、影像處理器、圖像顯示器等組成。透射過(guò)人體后的X線信號(hào)被探測(cè)獲取，直接形成數(shù)字影像，數(shù)字影像數(shù)據(jù)傳到計(jì)算機(jī)，在顯示器上顯示，也可以進(jìn)行后期處理?，F(xiàn)在主要的DR探測(cè)器為非晶硅探測(cè)器和非晶硒探測(cè)器，兩種探測(cè)器獲取影像的效果差別不大。其它的還有多絲正比室探測(cè)器，這是一種空氣探測(cè)器。還有一種CCD探測(cè)器。非晶硅探測(cè)器和非晶硒探測(cè)器都被稱(chēng)為平板探測(cè)器。 核磁共振全名是核磁共振成像（Nuclear Magnetic Resonance Imaging，NMRI）又稱(chēng)自旋成像（spin imaging），也稱(chēng)磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI），是磁矩不為零的原子核，在外磁場(chǎng)作用下自旋能級(jí)發(fā)生塞曼分裂，共振吸收某一定頻率的射頻輻射的物理過(guò)程。核磁共振波譜學(xué)是光譜學(xué)的一個(gè)分支，其共振頻率在射頻波段，相應(yīng)的躍遷是核自旋在核塞曼能級(jí)上的躍遷。 海扶超聲刀采用超聲波做為能源，充分發(fā)揮了超聲波在聚焦過(guò)程中脂肪不過(guò)熱、測(cè)溫容易、穿透性能好、指向性強(qiáng)、聚焦性能好的特點(diǎn)，利用現(xiàn)在已發(fā)展應(yīng)用非常成熟的設(shè)備，能準(zhǔn)確定位，在計(jì)算機(jī)控制下通過(guò)特別的超聲發(fā)射器，把數(shù)百束聲波通過(guò)超聲通道從不同的方向聚向同一部位（腫瘤），使其轉(zhuǎn)化為熱能，在0.25秒左右使腫瘤治療點(diǎn)的溫度達(dá)到70-100，造成腫瘤細(xì)胞的變性壞死。 伽瑪?shù)队址Q(chēng)立體定向伽瑪射線放射治療系統(tǒng)，是一種融合現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、立體定向技術(shù)和外科技術(shù)于一體的治療性設(shè)備，它將鈷-60發(fā)出的伽瑪射線幾何聚焦，集中射于病灶，一次性、致死性的摧毀靶點(diǎn)內(nèi)的組織，而射線經(jīng)過(guò)人體正常組織幾乎無(wú)傷害，并且劑量銳減，因此其治療照射范圍與正常組織界限非常明顯，邊緣如刀割一樣，人們形象的稱(chēng)之為“伽瑪?shù)丁薄?光子刀雖然稱(chēng)之為刀，但實(shí)際上并不是人們?nèi)粘Ｋ?jiàn)到的刀?！肮庾拥丁笔恰肮庾油粌x系統(tǒng)”的簡(jiǎn)稱(chēng)，它并非真正意義上的“刀”，而是一種三維適形技術(shù)?！肮庾拥丁蹦軌蛟谟?jì)算機(jī)的指導(dǎo)下準(zhǔn)確定位，自動(dòng)調(diào)節(jié)光束，聚焦需要?dú)p的病變部位，并根據(jù)病變的大小、位置、深度來(lái)選擇不同能量的光子照射，使得能量照射至病灶深層，從而使病灶組織充血、水腫，直至壞死，以及死亡細(xì)胞被周?chē)＝M織吸收、分解、排泄。 腹腔鏡與電子胃鏡類(lèi)似，是一種帶有微型攝像頭的器械，腹腔鏡手術(shù)就是利用腹腔鏡及其相關(guān)器械進(jìn)行的手術(shù)：使用冷光源提供照明，將腹腔鏡鏡頭（直徑為310mm）插入腹腔內(nèi)，運(yùn)用數(shù)字?jǐn)z像技術(shù)使腹腔鏡鏡頭拍攝到的圖像通過(guò)光導(dǎo)纖維傳導(dǎo)至后級(jí)信號(hào)處理系統(tǒng)，并且實(shí)時(shí)顯示在專(zhuān)用監(jiān)視器上。然后醫(yī)生通過(guò)監(jiān)視器屏幕上所顯示患者器官不同角度的圖像，對(duì)病人的病情進(jìn)行分析判斷，并且運(yùn)用特殊的腹腔鏡器械進(jìn)行手術(shù)。 介入治療(Interventional treatment)，是介于外科、內(nèi)科治療之間的新興治療方法，包括血管內(nèi)介入和非血管介入治療。經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，現(xiàn)在已和外科、內(nèi)科一道稱(chēng)為三大支柱性學(xué)科。簡(jiǎn)單的講，介入治療就是不開(kāi)刀暴露病灶的情況下，在血管、皮膚上作直徑幾毫米的微小通道，或經(jīng)人體原有的管道，在影像設(shè)備（血管造影機(jī)、透視機(jī)、CT、MR、B超）的引導(dǎo)下對(duì)病灶局部進(jìn)行治療的創(chuàng)傷最小的治療方法。 PET-CT將CT與PET融為一體,由CT提供病灶的精確解剖定位,而PET提供病灶詳盡的功能與代謝等分子信息,具有靈敏、準(zhǔn)確、特異及定位精確等特點(diǎn),一次顯像可獲得全身各方位的斷層圖像,可一目了然的了解全身整體狀況,達(dá)到早期發(fā)現(xiàn)病灶和診斷疾病的目的。PET-CT的出現(xiàn)是醫(yī)學(xué)影像學(xué)的又一次革命,受到了醫(yī)學(xué)界的公認(rèn)和廣泛關(guān)注。 PET/CT目前是全球最高端的醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備，堪稱(chēng)“現(xiàn)代醫(yī)學(xué)高科技之冠”。 PET(Positron Emission Computed Tomography，PET)的全稱(chēng)為正電子發(fā)