教學(xué)培訓(xùn)課件第一章現(xiàn)代醫(yī)學(xué)成像技術(shù)概論

1、第一章 概論湘南學(xué)院醫(yī)學(xué)影像系影像技術(shù)教研室2021/6/101第一章 概論湘南學(xué)院2021/6/101醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的概念 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(mén)科學(xué)技術(shù)。2021/6/102醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的概念 2021/6/102醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的內(nèi)容 X 線攝影（ radiography ）、X 線計(jì)算機(jī)體層成像（comput

2、ed tomography，CT）、磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）、超聲成像（ultrasound 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。2021/6/103醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的內(nèi)容 X 線攝影（ radiography 第一節(jié) 醫(yī)學(xué)影像成像技術(shù)分類(lèi)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)（mo

3、dern medical imageology，MMI）。2021/6/104第一節(jié) 醫(yī)學(xué)影像成像技術(shù)分類(lèi)根據(jù)醫(yī)學(xué)影像學(xué)所研究的內(nèi)容，按其一、X 線成像1895年11月8日，德國(guó)物理學(xué)家倫琴在做真空管高壓放電實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)了X射線或稱(chēng)X線，并用于臨床的骨折和體內(nèi)異物的診斷。1896年，德國(guó)西門(mén)子公司研制出世界上第一支X線球管。20世紀(jì)10-20年代，出現(xiàn)了常規(guī)X線機(jī)。1920年，發(fā)明對(duì)比劑，開(kāi)始人工對(duì)比檢查。2021/6/105一、X 線成像1895年11月8日，德國(guó)物理學(xué)家倫琴在做真空X 線成像的原理是由X 線管發(fā)出的X 線透過(guò)被檢人體的組織結(jié)構(gòu)時(shí)會(huì)發(fā)生衰減，由于各種組織的密度（）、原子序數(shù)（

4、Z）以及厚度（d）的不同，而對(duì)X 線的衰減系數(shù)（）不同，使得穿過(guò)人體出射的X 線強(qiáng)度不同而產(chǎn)生X線對(duì)比度（KX），含有人體信息的KX由屏-片系統(tǒng)（影像增強(qiáng)器、成像板或平板探測(cè)器）接收，再經(jīng)過(guò)處理形成可見(jiàn)的光學(xué)影像。X線透過(guò)人體內(nèi)部器官的投影，不同的灰度差別模擬局部所接受的輻射強(qiáng)度，也是對(duì)相應(yīng)組織結(jié)構(gòu)對(duì)x線衰減的模擬。2021/6/106X 線成像的原理是由X 線管發(fā)出的X 線透過(guò)被檢人體的組織結(jié)1983年，日本富士公司首先推出了CR(computed radiography)系統(tǒng)；1997年，DR(digital radiography)設(shè)備問(wèn)世。傳統(tǒng)x線成像技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。數(shù)字X

5、 線成像：是采用影像板（IP）、平板探測(cè)器（FPD）等來(lái)代替屏-片系統(tǒng)作為X 線信息接收器，應(yīng)用各種探測(cè)器將X 線信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再經(jīng)模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字化影像。數(shù)字X 線成像包括計(jì)算機(jī)X 線攝影（CR）、數(shù)字X 線攝影（DR）、數(shù)字減影血管造影（DSA）和數(shù)字X 線透視等。數(shù)字x線成像2021/6/1071983年，日本富士公司首先推出了CR(computed r第二節(jié) 醫(yī)學(xué)影像成像的基本條件成像（廣義）：應(yīng)用光或其他能量來(lái)表現(xiàn)被照體的信息狀態(tài)，并以可見(jiàn)的光學(xué)影像加以記錄的一種技術(shù)。需具備一個(gè)成像系統(tǒng)；成像程序：能量-信息信號(hào)-檢測(cè)-圖像形成。成像三大要素：信息源（被檢體）、信

6、息載體與信息檢測(cè)（接收器）；影像視讀。2021/6/108第二節(jié) 醫(yī)學(xué)影像成像的基本條件成像（廣義）：應(yīng)用光或其他能量一、信息影像的傳遞與形成（一）模擬x線信息的傳遞與形成1、x線信息影像的產(chǎn)生：被照體對(duì)x線的衰減 I=I0e-d 形成x線信息影像（潛影）2、x線信息影像的轉(zhuǎn)換 屏片系統(tǒng)（密度影像）；透視（二維光強(qiáng)度分布）3、密度分布轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)光的空間分布 觀片燈亮度、色光、觀察環(huán)境及視力4、視覺(jué)影像的形成：視網(wǎng)膜5、意識(shí)影像的形成：閱歷、知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和鑒別能力。2021/6/109一、信息影像的傳遞與形成（一）模擬x線信息的傳遞與形成2022021/6/10102021/6/1010（二）數(shù)字

7、x線信息影像的傳遞與形成傳遞過(guò)程增加了模數(shù)轉(zhuǎn)換、圖像處理和重建和數(shù)模轉(zhuǎn)換的環(huán)節(jié)。2021/6/1011（二）數(shù)字x線信息影像的傳遞與形成2021/6/1011二、信息源被檢體（一）x線成像利用被檢體組織的Z、不同，形成不同。 =k*3*Z4* 骨骼、肌肉、脂肪和空氣2021/6/1012二、信息源被檢體2021/6/1012光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)2021/6/1013光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)2021/6/1013三、信息載體（一）x線X線為x線成像的信息載體；電磁波，波長(zhǎng)短；穿透性與其“質(zhì)”有關(guān)，也與信息源的密度、原子序數(shù)有關(guān)；對(duì)不同的組織穿透性能的差別，是x線攝影和透視的基礎(chǔ)。2021/6/101

8、4三、信息載體（一）x線2021/6/1014四、信息檢測(cè)（一）屏-片系統(tǒng) 工作原理; 增感屏：95%以上的感光效應(yīng)。2021/6/1015四、信息檢測(cè)（一）屏-片系統(tǒng)2021/6/1015（二）影像增強(qiáng)器-x線電視2021/6/1016（二）影像增強(qiáng)器-x線電視2021/6/1016（三）成像板（(Imaging Plate,IP) x線激發(fā)光激勵(lì)發(fā)光物質(zhì)釋放電子形成潛影激光掃描變?yōu)楣饬孔樱琍SL現(xiàn)象光電倍增管轉(zhuǎn)換為電信號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)處理形成數(shù)字影像2021/6/1017（三）成像板（(Imaging Plate,IP)2021/（四）平板探測(cè)器(Flat Panel Detec

9、tor，F(xiàn)PD) 直接轉(zhuǎn)換（非晶體硒與多絲正比電離室）與間接轉(zhuǎn)換（非晶體硅與CCD攝像機(jī)）2021/6/1018（四）平板探測(cè)器(Flat Panel Detector，F(xiàn)五、影像視讀各種醫(yī)學(xué)圖像的視讀方式：硬閱讀和軟閱讀。硬閱讀：即是將各種成像技術(shù)得到的醫(yī)學(xué)圖像通過(guò)暗室處理、激光打印機(jī)等打印成X線照片影像、CT影像、MR影像等，然后通過(guò)這些照片影像進(jìn)行視讀。軟閱讀：即是將各種成像技術(shù)得到的醫(yī)學(xué)圖像通過(guò)工作站，或由網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)焦ぷ髡?，然后在工作站的影像顯示器上進(jìn)行視讀。兩者各有其優(yōu)點(diǎn)，但后者可以進(jìn)行各種圖像處理，使影像信息更清晰，有利于診斷；同時(shí)可以進(jìn)行圖像儲(chǔ)存與傳輸，遠(yuǎn)程會(huì)診等。但是影像顯示器

10、的空間分辨力不如照片影像。2021/6/1019五、影像視讀各種醫(yī)學(xué)圖像的視讀方式：硬閱讀和軟閱讀。2021第四節(jié) 醫(yī)學(xué)影像發(fā)展歷程（一）放射技術(shù)伊始1895年12月22日第一張x線照片誕生；1896年，出現(xiàn)氣體電離式x線球管，2月3日第1臺(tái)醫(yī)用x線設(shè)備；熒光屏（鉑氰化鋇），愛(ài)迪生熒光檢測(cè)器。1908年熱陰極真空x線管；1913年濾線柵，x線膠片；1921年體層理論；1935年應(yīng)用于臨床；1939年謝志光引入中國(guó)；1929年旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極；20世紀(jì)30年代，變動(dòng)管電壓法。2021/6/1020第四節(jié) 醫(yī)學(xué)影像發(fā)展歷程（一）放射技術(shù)伊始2021/6/10（二）醫(yī)技一體階段20世紀(jì)1020年代，無(wú)專(zhuān)門(mén)技術(shù)人員（三）醫(yī)技分家階段物理學(xué)家、化學(xué)家、工程師、電學(xué)家、護(hù)士，雜工技術(shù)熟練的受過(guò)培訓(xùn)的技師（四）形成獨(dú)立學(xué)科階段國(guó)際放射學(xué)會(huì)議，國(guó)際放射技術(shù)學(xué)會(huì)2021/6/1021（二）醫(yī)技一體階段2021/6/1021我國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的發(fā)展50年代創(chuàng)辦中專(zhuān)；1