最全的成像原理-第1章 概論課件

1、第一章 概論主要內(nèi)容第一節(jié) 醫(yī)學(xué)影像技術(shù)及其發(fā)展第二節(jié) 醫(yī)學(xué)影像成像技術(shù)分類第三節(jié) 課程特點(diǎn)與學(xué)習(xí)方法現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，印證了100多年來(lái)醫(yī)學(xué)、生物、物理、電子工程、計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的誕生與沿革。數(shù)字醫(yī)學(xué)影像新技術(shù)、新設(shè)備對(duì)醫(yī)學(xué)影像診斷和數(shù)字影像治療帶來(lái)許多根本的改變。醫(yī)院里有哪些醫(yī)學(xué)影像設(shè)備和是否開(kāi)展數(shù)字影像介入治療，在很大程度上代表了這家醫(yī)院的現(xiàn)代化檢查治療的條件與診治水平。目前現(xiàn)代醫(yī)學(xué)技術(shù)的提升和現(xiàn)代影像技術(shù)的發(fā)展相互融合、相互推動(dòng)、相互依存的趨勢(shì)已經(jīng)成為共識(shí)。新的現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像技術(shù)和設(shè)備的研制也已經(jīng)成為21世紀(jì)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)技術(shù)和生命科學(xué)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)技術(shù)增長(zhǎng)點(diǎn)。第一節(jié) 醫(yī)學(xué)影像技

2、術(shù)及其發(fā)展一、醫(yī)學(xué)影像技術(shù)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)：是借助于某種介質(zhì)（如X 線、電磁場(chǎng)、超聲波、放射性核素等）與人體相互作用，用理工學(xué)基礎(chǔ)理論和技術(shù)，把人體內(nèi)部組織、器官的結(jié)構(gòu)、功能等具有醫(yī)療情報(bào)的信息源傳遞給影像信息接收器，最終以影像的方式表現(xiàn)，提供給診斷醫(yī)生，使醫(yī)生能根據(jù)自己的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)針對(duì)醫(yī)學(xué)影像中所提供的信息進(jìn)行判斷，從而對(duì)病人的健康狀況進(jìn)行判斷的一門科學(xué)技術(shù)。醫(yī)學(xué)影像技術(shù)包括： X 線攝影（ radiography ）、X 線計(jì)算機(jī)體層成像（computed tomography，CT）、磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）、超聲成像（ultrasound

3、imaging）、放射性核素成像（radiosotope imaging）以及可見(jiàn)光成像、紅外成像和微波成像等。放射技術(shù)伊始醫(yī)技一體階段醫(yī)技分家階段形成獨(dú)立學(xué)科階段第二節(jié) 醫(yī)學(xué)影像成像技術(shù)分類根據(jù)醫(yī)學(xué)影像學(xué)所研究的內(nèi)容，按其成像原理和技術(shù)的不同，分兩大領(lǐng)域：一是以研究生物體微觀結(jié)構(gòu)為主要對(duì)象的生物醫(yī)學(xué)顯微圖像學(xué)（biomedical microimaging，BMMI）；二是以人體解剖結(jié)構(gòu)及功能為研究對(duì)象的現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像學(xué)（modern medical imageology，MMI）。二、X 線計(jì)算機(jī)體層成像1971年，世界上第一臺(tái)用于顱腦的CT掃描機(jī)（計(jì)算機(jī)人體斷層攝影術(shù)）由柯馬克(A.M.C

4、ormack)和郝恩斯費(fèi)爾(G.N.Hounsfield)首次研制成功。1979年因此項(xiàng)技術(shù)的發(fā)明，柯馬克、郝恩斯費(fèi)爾獲得了生理與醫(yī)學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)。CT成像：自X線管發(fā)出的X線首先經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直器形成很細(xì)的直線射束，用以穿透人體被檢測(cè)層面。經(jīng)人體薄層內(nèi)組織、器官衰減后射出的帶有人體信息的X線束到達(dá)檢測(cè)器，檢測(cè)器將含有被檢體層面信息的X線轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號(hào)。通過(guò)測(cè)量電路將電信號(hào)放大，由A/D轉(zhuǎn)換器變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，送給計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)處理。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)按照設(shè)計(jì)好的方法進(jìn)行圖像重建和處理，得出人體層面上組織、器官衰減系數(shù)（）分布情況，并以灰度方式顯示人體這一層面上組織、器官的圖像。CT成像優(yōu)勢(shì)：獲得無(wú)層面外組織結(jié)構(gòu)

5、干擾的橫斷面圖像，能準(zhǔn)確地反映橫斷平面上組織和器官的解剖結(jié)構(gòu)；密度分辨力高，能顯示出普通X線檢查所不能顯示的病變；能夠準(zhǔn)確地測(cè)量各組織的X線吸收衰減值，可通過(guò)各種計(jì)算進(jìn)行定量分析；可進(jìn)行各種圖像的后處理。三、磁共振成像1946 年美國(guó)斯坦福大學(xué)的布洛赫（Felix Bloch）和哈佛大學(xué)的珀塞爾（Edward Purcell）首先發(fā)現(xiàn)了磁共振現(xiàn)象，由此產(chǎn)生的磁共振波譜學(xué)被廣泛地應(yīng)用于對(duì)物質(zhì)的非破壞性分析。20 世紀(jì)70 年代美國(guó)紐約州大學(xué)的達(dá)馬迪安（Raymond Damadian）和勞特伯（Pual Lauterbur）將磁共振用于醫(yī)學(xué)成像，20 世紀(jì)80 年代被快速地發(fā)展起來(lái)成為醫(yī)學(xué)影像新

6、技術(shù)。磁共振成像（MRI）技術(shù)是在物理學(xué)領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)磁共振現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，于20 世紀(jì)70 年代末繼CT之后，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)和圖像重建方法的進(jìn)展和成果而發(fā)展起來(lái)的一種新型醫(yī)學(xué)影像技術(shù)。四、超聲成像1942年奧地利科學(xué)家達(dá)西科（Dussik）首先將超聲技術(shù)應(yīng)用與臨床診斷，從此開(kāi)始了醫(yī)學(xué)超聲影像設(shè)備的發(fā)展。1954年瑞典人應(yīng)用M型超聲顯示運(yùn)動(dòng)的心壁，稱為超聲心動(dòng)圖。人類從20世紀(jì)50年代開(kāi)始研究二維B型超聲，至70年代中期，實(shí)時(shí)二維超聲開(kāi)始應(yīng)用。五、核醫(yī)學(xué)成像20世紀(jì)90年代推出了更新、更強(qiáng)的核醫(yī)學(xué)影像設(shè)備ECT，包括PET、SPECT等設(shè)備。PET也稱正光電子成像設(shè)備，主要的優(yōu)勢(shì)是超強(qiáng)的醫(yī)學(xué)影像的識(shí)別

7、與診斷的能力，尤其是利用注入體內(nèi)的增強(qiáng)顯影劑或示蹤劑，在體內(nèi)循環(huán)可以動(dòng)態(tài)地、靶向目標(biāo)清晰地顯示被檢部位形態(tài)和功能的異常情況，甚至可以檢查出細(xì)胞級(jí)別的病變。GE 全數(shù)字PET-CTGE 生產(chǎn)的 SPECTPET 圖像激光纖維內(nèi)鏡：成功地用于支氣管癌、肺癌等疾病的腔內(nèi)診治。激光全息攝影技術(shù)能復(fù)原出被攝體的立體圖像，激光透照影像能很好地顯示體內(nèi)異物和骨骼畸形。這些檢查技術(shù)有的已用于臨床診斷。紅外成像：在醫(yī)學(xué)上主要用于人體淺表疾病的探查，主要可分為被動(dòng)成像方式的紅外攝影術(shù)和主動(dòng)成像方式的紅外攝影術(shù)。紅外醫(yī)學(xué)成像的最大優(yōu)點(diǎn)：對(duì)人體無(wú)輻射損害；不會(huì)因檢查而引起人體狀態(tài)的改變；操作方法簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)，是一種具有應(yīng)用前途的醫(yī)學(xué)影像