分子影像新技術(shù)(講稿)

分子影像新技術(shù)分子影像磁共振成像醫(yī)學(xué)影像2課程內(nèi)容簡(jiǎn)介（1課時(shí)）磁共振成像（8課時(shí)）醫(yī)學(xué)影像（1課時(shí)）分子影像（1課時(shí)）PACS、eHospital（2課時(shí)）MRI實(shí)驗(yàn)（2課時(shí)）考試（1課時(shí)）3磁共振成像核磁共振原理和成像原理磁共振成像儀縱向、橫向弛豫MRI脈沖序列T1、T2加權(quán)成像質(zhì)子密度成像擴(kuò)散加權(quán)成像灌注成像/MRAMRS功能成像4醫(yī)學(xué)影像技術(shù)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)都有哪些？閩西南首臺(tái)雙源CT正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描PET-CT3.0T磁共振成像儀6X射線血管攝影(Angiography)心血管攝影(Cardiacangiography)電腦斷層掃描(CT,Computerizedtomography)牙齒攝影(Dentalradiography)螢光透視鏡(Fluoroscopy)乳房攝影術(shù)(Mammography)X光片(Radiography)伽馬射線伽馬攝影(Gammacamera)正電子發(fā)射斷層掃描(PET,Positronemissiontomography)單光子發(fā)射斷層掃描(SPECT,Singlephotonemissioncomputedtomography)7磁共振磁共振成像(MRI,Magneticresonanceimaging)超音波醫(yī)學(xué)超音波檢查(Medicalultrasonography)光學(xué)攝影內(nèi)視鏡(Endoscopy)其他螢光血管顯影術(shù)(Fluoresceinangiography)顯微鏡(Microscope)光聲成像技術(shù)(Photoacousticimaging)熱影像技術(shù)(Thermography)8醫(yī)學(xué)影像（MedicalImaging）醫(yī)學(xué)影像是指為了醫(yī)療或醫(yī)學(xué)研究，通過X光成像(X-ray)，電腦斷層掃描(CT)，核磁共振成像(MRI)，超聲成像(ultrasound)，正電子掃描(PET)，腦電圖(EEG)，腦磁圖(MEG)等現(xiàn)代成像技術(shù)對(duì)人體或人體某部份，以非侵入方式取得內(nèi)部組織影像的技術(shù)與處理過程，是一種逆問題的推論演算，即成因(活體組織的特性)是經(jīng)由結(jié)果(觀測(cè)影像信號(hào))反推而來。9醫(yī)學(xué)影像作為一門科學(xué)，醫(yī)學(xué)影像屬于生物影像，并包含影像診斷學(xué)、放射學(xué)、內(nèi)視鏡、醫(yī)療用熱影像技術(shù)、醫(yī)學(xué)攝影和顯微鏡。另外，腦波圖和腦磁造影等技術(shù)，雖然重點(diǎn)在于測(cè)量和記錄，沒有影像呈顯，但因所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)俱有定位特性(即含有位置信息)，可被看作是另外一種形式的醫(yī)學(xué)影像。10醫(yī)學(xué)影像臨床應(yīng)用方面，又稱為醫(yī)學(xué)成像，或影像醫(yī)學(xué)，有些醫(yī)院會(huì)設(shè)有影像醫(yī)學(xué)中心、影像醫(yī)學(xué)部或影像醫(yī)學(xué)科，設(shè)置相關(guān)的儀器設(shè)備，并編制有專門的護(hù)理師、放射技師以及醫(yī)師，負(fù)責(zé)儀器設(shè)備的操作、影像的解釋與診斷(須由醫(yī)師負(fù)責(zé))，這與放射科負(fù)責(zé)放射治療有所不同。國內(nèi)以前只有放射科，醫(yī)學(xué)影像科附屬于放射科，沒有獨(dú)立的醫(yī)學(xué)影像科。11醫(yī)學(xué)影像在醫(yī)學(xué)、醫(yī)學(xué)工程、醫(yī)學(xué)物理與生醫(yī)資訊學(xué)方面，醫(yī)學(xué)影像通常是指研究影像構(gòu)成、擷取與儲(chǔ)存的技術(shù)、以及儀器設(shè)備的研究開發(fā)的科學(xué)。而研究如何判讀、解釋與診斷醫(yī)學(xué)影像的是屬于放射醫(yī)學(xué)科，或其他醫(yī)學(xué)領(lǐng)域(如神經(jīng)系統(tǒng)學(xué)科、心血管病學(xué)科...)的輔助科學(xué)。12“象”與“像”根據(jù)現(xiàn)行國家規(guī)范，“圖像”是正確的，“圖象”是錯(cuò)誤的。“像”與“象”是有區(qū)別的。“象”是“像”的古字，“像”是由“象”引申而得的后起字。“象”本義是一種獸類，《說文解字》：“象，南越大獸?！庇纱艘瓿鲎匀唤绲摹靶螤睢薄皹幼印薄巴饷病钡纫幌盗幸饬x?，F(xiàn)代漢語中，“象”只承擔(dān)“自然界、人或物的形態(tài)、樣子”這一意義，如“現(xiàn)象、形象、印象、意象、跡象、假象、表象、物象、景象、氣象、天象”，都是自然界表現(xiàn)出來的。“象”在語言發(fā)展歷程中引申出“臨摹”“酷似”意義，這時(shí)出現(xiàn)了分化字“像”。“像”由于加了人字旁而更有表意功能，它分擔(dān)了“象”原來具有的“用模仿、比照等方法制成的人或物的形象”以及“模仿”等一系列與人類活動(dòng)有關(guān)聯(lián)的意義。如“人像、畫像、肖像、遺像、圖像、實(shí)像、虛像、錄像”。132001年10月18日，全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)和國家語言文字工作委員會(huì)召開“關(guān)于‘象’與‘像’用法研討會(huì)會(huì)議紀(jì)要”；據(jù)語文界專家意見分化，現(xiàn)象、形象、印象、意象、跡象、假象、表象、物象、景象、氣象、天象、星象、渾象、蝕象、體象、危象、心象、想象等用象；人像、畫像、肖像、遺像、圖像、實(shí)像、虛像、聲像、攝像、錄像、放像、顯像、視像、像章、像片等用像?！跋胂蟆蓖扑]作“象”不作“像”。2002年，國家語委發(fā)布規(guī)范《第一批異形詞整理表》，將“圖像”“錄像”“顯像管”等定為推薦詞形，再次引導(dǎo)社會(huì)規(guī)范使用。最后再強(qiáng)調(diào)一遍，“圖像”的“像”表示“用模仿、比照等方法制成的人或物的形象”，和“好像”的“像”表示“模擬”意義一樣，是堅(jiān)決不能寫成表示“自然界、人或物的形態(tài)、樣子”意義的“象”的！14圖像圖象好像好象15醫(yī)學(xué)影像歷史1895年德國物理學(xué)家威廉·康拉德·倫琴發(fā)現(xiàn)X射線(一般稱X光)，開啟了醫(yī)學(xué)影像嶄新的一頁，在此之前，醫(yī)師想要了解病患身體內(nèi)部的情況時(shí)，除了直接剖開以外，就只能靠觸診，但這兩種方法都有一定的風(fēng)險(xiǎn)。16現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像技術(shù)醫(yī)學(xué)影像發(fā)展至今，除了X射線以外，還有其他的成像技術(shù)，并發(fā)展出多種的影像技術(shù)應(yīng)用。另外，為能所產(chǎn)生的數(shù)字影像檔案與影像數(shù)位化檔案，可以交換與查閱，發(fā)展出醫(yī)療數(shù)字影像傳輸協(xié)議(DICOM,Digitalimagingandcommunicationsinmedicine)技術(shù)。17現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像技術(shù)除了醫(yī)療上面的用途之外，影像學(xué)結(jié)合其他學(xué)術(shù)領(lǐng)域，譬如認(rèn)知心理學(xué)(cognitivepsychology)、語言學(xué)(linguistics)、教育學(xué)(education)、社會(huì)學(xué)(sociology)等，可以讓研究人員探索人類在進(jìn)行認(rèn)知行為時(shí)的大腦活動(dòng)，這樣的研究已經(jīng)越漸成形，學(xué)術(shù)界稱之為認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)(cognitiveneuroscience)。18現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像技術(shù)醫(yī)學(xué)影像學(xué)中的許多技術(shù)已經(jīng)在科學(xué)研究的工業(yè)中獲得了廣泛的應(yīng)用。醫(yī)學(xué)影像學(xué)的發(fā)展受益于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，其與圖像處理，計(jì)算機(jī)視覺，模式識(shí)別技術(shù)的結(jié)合產(chǎn)生了一個(gè)新的計(jì)算機(jī)技術(shù)分支--醫(yī)學(xué)圖像處理。19X射線1901年，首屆諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予德國物理學(xué)家倫琴(WilhelmConradR?ntgen，1845—1923)，以表彰他在1895年發(fā)現(xiàn)了X射線。X射線是人類發(fā)現(xiàn)的第一種所謂“穿透性射線”，它能穿透普通光線所不能穿透的某些材料。201895年，物理學(xué)已經(jīng)有了相當(dāng)?shù)陌l(fā)展，它的幾個(gè)主要部門——牛頓力學(xué)、熱力學(xué)和分子運(yùn)動(dòng)論、電磁學(xué)和光學(xué)，都已經(jīng)建立了完整的理論，在應(yīng)用上也取得了巨大成果。這時(shí)物理學(xué)家普遍認(rèn)為，物理學(xué)已經(jīng)發(fā)展到頂了，以后的任務(wù)無非是在細(xì)節(jié)上作些補(bǔ)充和修正而已，沒有太多的事好做了。正是由于X射線的發(fā)現(xiàn)喚醒了沉睡的物理學(xué)界。它像一聲春雷，引發(fā)了一系列重大發(fā)現(xiàn)，把人們的注意力引向更深入、更廣闊的天地，從而揭開了現(xiàn)代物理學(xué)革命的序幕。21波長(zhǎng)介于紫外線和γ射線間的電磁輻射。波長(zhǎng)小于0.1埃的稱超硬X射線，在0.1～1埃范圍內(nèi)的稱硬X射線，1～10埃范圍內(nèi)的稱軟X射線。22X射線的產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)室中X射線由具有陰極和陽極的真空管產(chǎn)生，陰極用鎢絲制成，通電后可發(fā)射熱電子，陽極（就稱靶極）用高熔點(diǎn)金屬制成（一般用鎢，用于晶體結(jié)構(gòu)分析的X射線管還可用鐵、銅、鎳等材料）。用幾萬伏至幾十萬伏的高壓加速電子，電子束轟擊靶極，轟擊過程中，電子突然減速，其損失的動(dòng)能會(huì)以光子形式放出，形成X光光譜的連續(xù)部分，稱之為制動(dòng)輻射。通過加大加速電壓，電子攜帶的能量增大，則有可能將金屬原子的內(nèi)層電子撞出。于是內(nèi)層形成空穴，外層電子躍遷回內(nèi)層填補(bǔ)空穴，同時(shí)放出波長(zhǎng)在0.1納米左右的光子。由于外層電子躍遷放出的能量是量子化的，所以放出的光子的波長(zhǎng)也集中在某些部分，形成了X光譜中的特征線，此稱為特性輻射。水冷X射線管示意圖23X射線與諾貝爾獎(jiǎng)諾貝爾獎(jiǎng)?wù)抡嫖锢砗突瘜W(xué)獎(jiǎng)生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)24X射線—諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)1896年，法國物理學(xué)家貝克勒爾受倫琴射線(X射線)的啟發(fā)，發(fā)現(xiàn)了“鈾射線”。不久，居里夫婦又發(fā)現(xiàn)了放射性元素釙和鐳，為人們認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)提供了可靠的事實(shí)依據(jù)。他們因此分享了1903年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。1897年，英國的J·J·湯姆遜在關(guān)于氣體導(dǎo)電性研究中，借助X射線最終發(fā)現(xiàn)了電子，進(jìn)一步證明了原子的可分性，由此他榮獲了1906年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。勞厄在1912年終于揭開了X射線的本質(zhì)。他通過X射線在晶體中的衍射，證明了它是一種波長(zhǎng)很短的電磁波，并從一維點(diǎn)陣對(duì)X射線的衍射出發(fā)，推導(dǎo)出了決定晶體衍射方向的勞厄方程。勞厄的工作不僅使空間點(diǎn)陣假說成為由確鑿實(shí)驗(yàn)證明的科學(xué)理論，而且開創(chuàng)了X射線晶體結(jié)構(gòu)分析的新紀(jì)元。人們根據(jù)X射線衍射方向可以確定晶胞的形狀和大小，根據(jù)衍射強(qiáng)度還可以確定分子、原子在晶體中的分布位置，使X射線成為人類探索微觀物質(zhì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)有力的武器。勞厄獲得了1914年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。25X射線—諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)在勞厄研究的基礎(chǔ)上，英國的布拉格父子從1913年起，利用x射線測(cè)定了金剛石、硫化鋅、方解石等晶體的結(jié)構(gòu)，并改進(jìn)了勞厄方程，提出了著名的布拉格公式：2dsin=n。從而奠定了X射線攝譜學(xué)的基礎(chǔ)，大大促進(jìn)了晶體物理學(xué)的發(fā)展。利用X射線可以了解晶體內(nèi)部原子的排列方式、離子團(tuán)結(jié)構(gòu)、原子大小及核間距等。布拉格父子還根據(jù)晶體密度精確測(cè)定了阿佛加德羅常數(shù)。由此，他們榮獲了1915年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。英國的巴克拉由于發(fā)現(xiàn)了標(biāo)識(shí)元素的次級(jí)x射線，成為X射線波譜學(xué)的奠基者，獲得了1917年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。26X射線—諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)瑞典物理學(xué)家西格班根據(jù)布拉格公式，探明了各種元素的X光譜，確立了X射線光譜學(xué)，榮獲了1924年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。美國的康普頓受巴克拉啟發(fā)，與我國物理學(xué)家吳有訓(xùn)合作，于1923年發(fā)現(xiàn)了X射線經(jīng)輕靶散射后波長(zhǎng)移動(dòng)的現(xiàn)象(康普頓一吳有訓(xùn)效應(yīng))，證明了微觀粒子碰撞過程中仍然遵守能量和動(dòng)量守恒定律。康普頓由此獲得了1927年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。1934年，前蘇聯(lián)的切連科夫發(fā)現(xiàn)了X射線照射晶體或液態(tài)物質(zhì)時(shí)會(huì)發(fā)出微弱的藍(lán)光，即切連科夫輻射，獲得了1958年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)；1958年，美國的霍夫斯塔特完成了X射線的無反沖共振吸收等成就而榮獲了1961年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)；瑞典的西格巴恩研制出X光電子能譜儀，開拓了光電子能譜學(xué)的新領(lǐng)域而獲得1981年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。27X射線—諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)1916~1917年間，荷蘭的物理化學(xué)家德拜等發(fā)明了X射線粉末衍射法，成功地測(cè)定了合金、7一黃鐵礦等復(fù)雜晶體的結(jié)構(gòu)，大大擴(kuò)展了對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析的范圍，同時(shí)由于分子極性的研究，他被授于1936年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。借助于x射線分析，人們的視覺深入到晶體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，大大推動(dòng)了結(jié)構(gòu)化學(xué)、生物化學(xué)、晶體化學(xué)的發(fā)展，也為量子化學(xué)的發(fā)展提供了大量可靠的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。20世紀(jì)20～30年代，人們利用X射線結(jié)構(gòu)分析，完成了數(shù)以百計(jì)的無機(jī)鹽、金屬配合物和一系列硅酸鹽的結(jié)構(gòu)測(cè)定，認(rèn)識(shí)到金屬的緊密堆積原理和原子間作用力的特征。證實(shí)了苯環(huán)的六角形平面結(jié)構(gòu)，測(cè)定了苯環(huán)和石墨平面結(jié)構(gòu)中碳碳鍵長(zhǎng)。美國著名化學(xué)家鮑林通過對(duì)大量離子化合物的X射線分析，推算出了各種離子半徑，并總結(jié)出形成離子化合物的五條規(guī)則，在此基礎(chǔ)上闡明了化學(xué)鍵的本質(zhì)，提出了蛋白質(zhì)DNA結(jié)構(gòu)。由于他在結(jié)構(gòu)化學(xué)領(lǐng)域的杰出成就而獲得了1954年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。28X射線—諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)1957年，英國生物學(xué)家肯德魯用特殊X射線衍射技術(shù)及電子計(jì)算機(jī)測(cè)定了鯨肌紅蛋白的結(jié)構(gòu)，闡明了這種蛋白質(zhì)的螺旋結(jié)構(gòu)中氨基酸單位的排列，得到了球蛋白晶體的第一個(gè)三維電子密度分布圖，使人們第一次清楚地看到了蛋白質(zhì)分子的立體圖像。英國化學(xué)家佩魯茨與肯德魯合作，于1957年又完成了馬血蛋白的結(jié)構(gòu)測(cè)定，從而開創(chuàng)了生物化學(xué)發(fā)展的新階段，在分子和原子水平上，使人們對(duì)生物的生理作用有了更深刻的認(rèn)識(shí)。為此，他們榮獲了1962年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。1912年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)晶體衍射效應(yīng)，獲得了五水硫酸銅及硫化鋅的衍射花樣。從此，由衍射數(shù)據(jù)測(cè)定三維結(jié)構(gòu)的X射線晶體學(xué)得以迅速發(fā)展，成就蜚然。英國女化學(xué)家霍奇金在1942～1949年間，完成了對(duì)晶狀青霉素的結(jié)構(gòu)分析。1948年又與同事合作拍攝了維生素B12的第一張X射線衍射圖。其后經(jīng)過十年的努力，終于闡明了這個(gè)復(fù)雜分子的立體結(jié)構(gòu)和原子排布，為人工合成B12奠定了基礎(chǔ)。由于她在分析復(fù)雜分子結(jié)構(gòu)方面做出的杰出貢獻(xiàn)而榮獲了1964年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。29X射線—諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)1953～1963年間，美國化學(xué)家利普斯科姆借助X射線結(jié)構(gòu)分析和其它方法，終于搞清了硼烷和碳硼烷的結(jié)構(gòu)，提出了三中心鍵的概念，總結(jié)了硼原子的五種成鍵特征，從而獲得了1976年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。英國化學(xué)家桑格和美國化學(xué)家吉爾伯特也是借助于X射線分析法，分別確定了胰島素分子結(jié)構(gòu)和DNA核苷酸順序以及基因結(jié)構(gòu)，獲得了1980年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。英國生物化學(xué)家克盧格因?qū)射線衍射技術(shù)與電子顯微技術(shù)相結(jié)合，發(fā)明了“顯微影像重組技術(shù)”，以及在結(jié)構(gòu)分子生物學(xué)方面的研究成果而榮獲1982年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。30X射線—諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)美國化學(xué)家豪普特曼和卡爾，因開發(fā)了應(yīng)用X射線衍射確定物質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)的直接計(jì)算法而榮獲1985年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)；1988年，米歇爾等三位德國生物化學(xué)家因用X射線衍射測(cè)定了光合中心膜蛋白一色素復(fù)合體的晶體結(jié)構(gòu)，對(duì)闡明光合作用的光化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)做出了極其重要的貢獻(xiàn)而榮獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。31X射線—諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)1951～1953年間，美國的生物物理學(xué)家沃森和英國分子生物學(xué)家克里克、威爾金斯利用x射線分析研究了脫氧核糖核酸DNA的結(jié)構(gòu)，提出了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，從此揭開了分子生物學(xué)研究的序幕，為分子遺傳學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。它被認(rèn)為是20世紀(jì)自然科學(xué)的最重大突破之一，他們由此榮獲了1962年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。美國生物學(xué)家科馬克和英國的豪斯菲爾德利用計(jì)算機(jī)與X射線掃描技術(shù)相結(jié)合，創(chuàng)造了一種嶄新的診斷技術(shù)CT，能夠把普通X射線技術(shù)不能顯示或難以顯示的人體各組織的某一斷層清晰地顯示出來，是X射線照像技術(shù)的重大發(fā)展，也是醫(yī)療領(lǐng)域的一項(xiàng)重大突破，X射線診斷技術(shù)在保障人類健康方面再創(chuàng)輝煌。正是這項(xiàng)新技術(shù)的發(fā)明，他們分享了1979年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。32X射線在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用倫琴發(fā)現(xiàn)X射線后僅僅幾個(gè)月時(shí)間內(nèi)，它就被應(yīng)用于醫(yī)學(xué)影像。1896年2月，蘇格蘭醫(yī)生約翰·麥金泰爾在格拉斯哥皇家醫(yī)院設(shè)立了世界上第一個(gè)放射科。放射醫(yī)學(xué)是醫(yī)學(xué)的一個(gè)專門領(lǐng)域，它使用放射線照相術(shù)和其他技術(shù)產(chǎn)生診斷圖像。的確，這可能是X射線技術(shù)應(yīng)用最廣泛的地方。X射線的用途主要是探測(cè)骨骼的病變，但對(duì)于探測(cè)軟組織的病變也相當(dāng)有用。常見的例子有胸腔X射線，用來診斷肺部疾病，如肺炎、肺癌或肺氣腫；而腹腔X射線則用來檢測(cè)腸道梗塞，自由氣體（freeair，由于內(nèi)臟穿孔）及自由液體（freefluid）。某些情況下，使用X射線診斷還存在爭(zhēng)議，例如結(jié)石（對(duì)X射線幾乎沒有阻擋效應(yīng)）或腎結(jié)石（一般可見，但并不總是可見）。借助計(jì)算機(jī)，人們可以把不同角度的X射線影像合成成三維圖像，在醫(yī)學(xué)上常用的電腦斷層掃描（CT掃描）就是基于這一原理。33X射線在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用由于人體不同組織或臟器對(duì)X射線的吸收效應(yīng)不同，強(qiáng)度均勻的X射線透過人體不同部位后的強(qiáng)度是不同的，透過人體后的X射線透射到熒光屏上，就可以顯示出明暗不同的熒光像。這種方法稱為X射線透視術(shù)。如果讓透過人體的X射線投射到照相膠片上，顯像后就可以在照片上觀察到組織或臟器的影像，該技術(shù)稱為X射線攝影。X射線透視或攝影可以清楚地觀察到骨折的程度、肺結(jié)核病灶、體內(nèi)腫瘤的位置和大小、臟器形狀以及斷定體內(nèi)異物的位置等。X射線攝影的位置分辨能力和對(duì)比度分辨能力都比較好，照片還可以永久保存。34人體組織結(jié)構(gòu)與X線吸收人體組織結(jié)構(gòu)的密度可歸納為三類：屬于高密度的有骨組織和鈣化灶等；中等密度的有軟骨、肌肉、神經(jīng)、實(shí)質(zhì)器官、結(jié)締組織以及體內(nèi)液體等；低密度的有脂肪組織以及存在于呼吸道、胃腸道、鼻竇和乳突內(nèi)的氣體等。當(dāng)強(qiáng)度均勻的X線穿透厚度相等的不同密度組織結(jié)構(gòu)時(shí)，由于吸收程度不同，在X線片上或熒屏上顯出具有黑白（或明暗）對(duì)比、層次差異的X線影像。X線穿透低密度組織時(shí)，被吸收少，剩余X線多，使X線膠片感光多，經(jīng)光化學(xué)反應(yīng)還原的金屬銀也多，故X線膠片呈黑影；使熒光屏所生熒光多，故熒光屏上也就明亮。高密度組織則恰相反。胸部的肋骨密度高，對(duì)X線吸收多，照片上呈白影；肺部含氣體密度低，X線吸收少，照片上呈黑影。病理變化也可使人體組織密度發(fā)生改變。例如，肺結(jié)核病變可在原屬低密度的肺組織內(nèi)產(chǎn)生中等密度的纖維性改變和高密度的鈣化灶。35X射線斷層成像（CT）X射線斷層成像（ComputerizedTomography，又稱為“計(jì)算機(jī)斷層掃描”，簡(jiǎn)稱CT），是一種影像診斷學(xué)的檢查。這一技術(shù)曾被稱為電腦軸切面斷層影像（ComputedAxialTomography）。X射線斷層成像是一種利用數(shù)字幾何處理后重建的三維放射線醫(yī)學(xué)影像。該技術(shù)主要通過單一軸面的X射線旋轉(zhuǎn)照射人體，由于不同的生物組織對(duì)X射線的吸收力（或稱阻射率Radiodensity）不同，可以用電腦的三維技術(shù)重建出斷層面影像，經(jīng)由窗值、窗位處理，可以得到相對(duì)的灰階影像，如果將影像用電腦軟件堆積，即可形成立體影像。36實(shí)現(xiàn)X-CT理論基礎(chǔ)是從投影重建圖像的數(shù)學(xué)原理。雖然奧地利數(shù)學(xué)家Radon早在1917年就證明了從投影重建圖像的原理，但他的論文一直未被世人所重視。當(dāng)代圖像重建理論最杰出的貢獻(xiàn)者之一是美國的物理學(xué)家A.M.Cormack。他自20世紀(jì)50年代開始發(fā)表一系列的論文，不僅證明了在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中從X射線投影重建圖像的可能性，而且提出了相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)方法并完成了仿真和實(shí)驗(yàn)研究。真正設(shè)計(jì)出一個(gè)裝置來實(shí)現(xiàn)人體斷面成像是在1972年。在那一年的英國放射學(xué)年會(huì)上，工程師G.N.Hounsfield公布了計(jì)算機(jī)斷層成像的結(jié)果。這項(xiàng)成果可以說是在X射線發(fā)現(xiàn)后的七八十年中放射醫(yī)學(xué)領(lǐng)域里最重要的突破性進(jìn)展，它也是20世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的重大成就之一。由于Hounsfield和Cormack在放射醫(yī)學(xué)中的劃時(shí)代貢獻(xiàn)，他們獲得了1979年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。37X-CT優(yōu)于X攝像的部分X射線斷層成像為醫(yī)生提供器官的完整三維信息，而X光影像只能提供多斷面的重疊投影；第二，由于電腦斷層的高分辨率，不同組織阻射過所得的放射強(qiáng)度（Radiodensity）即使是小于1%的差異也可以區(qū)分出來；第三，由于斷層成像技術(shù)提供三維圖像，依診斷需要不同，可以看到軸切面，冠狀面，矢切面的影像，我們稱它為多平面數(shù)位重建（Multi-planarreformatedimanging）。除此之外，任意切面的圖像均可通過插值技術(shù)產(chǎn)生。這給診斷和科研帶來了極大的便利。383940迷人的X光照片集錦41數(shù)字X線成像技術(shù)CR與DR數(shù)字X線攝影是一種以數(shù)字式探測(cè)器替代傳統(tǒng)屏-片系統(tǒng)的X線成像方式。它的優(yōu)勢(shì)在于免去了使用化學(xué)藥品沖洗膠片的時(shí)間和麻煩，而且數(shù)字化的照片便于傳輸和后處理。另外，相對(duì)于常規(guī)的攝片方式，它大大減少了同一對(duì)比度下所需的X線劑量。CR（ComputedRadiography）也稱為間接數(shù)字化X線成像技術(shù)，主要原理是利用存儲(chǔ)熒光體成像。它采用磷光體結(jié)晶構(gòu)成的成像板（Plated）即IP板吸收X線信息，IP板感光形成潛影，再經(jīng)過掃描轉(zhuǎn)化成數(shù)字化信號(hào)進(jìn)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行圖像處理。日本富士公司在1981年推出首臺(tái)用于臨床應(yīng)用的CR，隨后美國柯達(dá)、德國AGFA公司相繼推出自己的CR產(chǎn)品。42IP板外觀像1個(gè)普通的增感屏，由基板和磷光體材料組成，外層加一層保護(hù)，再用暗盒裝載保護(hù)，可以像普通X線暗盒一樣拿去拍片。IP板在X線曝光后將X線的圖像信息存儲(chǔ)在晶體中，再把IP板送到讀出裝顯，讀出Ｘ線圖像信息，送入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。圖像信息經(jīng)過讀出并顯示后，存儲(chǔ)在IP板上的信息消失，成像板又可以再重復(fù)使用。優(yōu)點(diǎn)：（１）CR的曝光劑量與常規(guī)Ｘ線攝影相比，曝光劑要比常規(guī)片要??；（２）攝影條件要求比膠片低，幾乎沒有“廢片”；（３）采用CR時(shí)，Ｘ線設(shè)備不用經(jīng)過大的改變，其拍片過程與原有的Ｘ線膠片攝影沒有什么變化；（４）圖像后處理功能，可提高影像診斷的準(zhǔn)確性及范圍。43DR（DigitalRadiography）也叫數(shù)字?jǐn)z影，早期的DR是采用增感屏加光學(xué)鏡頭耦合的CCD（數(shù)字化耦合器）來獲取數(shù)字化X線圖像，有一點(diǎn)類似影像增強(qiáng)器加CCD的工作方法，這種技術(shù)被認(rèn)為是第一代的DR技術(shù)。現(xiàn)在普遍應(yīng)用的DR主要是采用平板探測(cè)口（FPD）對(duì)X線產(chǎn)生的圖像信號(hào)進(jìn)行掃描和直接讀出，成像原理是先將X線信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽馔ㄟ^光電二極管組成的藻膜層（TFT）進(jìn)行聚集，由專門的讀出電路直接讀出送計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理。目前平板探測(cè)口分為以非晶硅為代表的間接轉(zhuǎn)換數(shù)字?jǐn)z影（IDDR）和以非晶硒為代表的直接轉(zhuǎn)換數(shù)字?jǐn)z影（DDR）兩種類型。44DR的組成一般包括高壓發(fā)生器、X線球管及支架、平板探測(cè)口、系統(tǒng)控制口等構(gòu)成。與常規(guī)X線信號(hào)相比，優(yōu)點(diǎn)除了具有CR的優(yōu)點(diǎn)外，DR系統(tǒng)是用平板探測(cè)的X線接收裝置替代了傳統(tǒng)的增感屏及膠片，實(shí)現(xiàn)了X線信號(hào)的數(shù)字化，信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍、空間的分辨率及密度分辨率高，曝光劑量低，可隨時(shí)得到供醫(yī)生觀看的X射線影像。在影像傳輸、存儲(chǔ)和放大等處理中幾乎不損失影像質(zhì)量，成像速度遠(yuǎn)快于傳統(tǒng)的膠片X射線系統(tǒng)。45CR和DR的共同點(diǎn)共同點(diǎn)是將X線影像信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字影像信息，其曝光寬容度相對(duì)于屏膠片系統(tǒng)體現(xiàn)出較大的優(yōu)勢(shì)，因而允許照相中的技術(shù)誤差，即使在一些曝光條件難于掌握的部位，也能獲得很好的圖像；CR與DR可以根據(jù)臨床需要進(jìn)行各種圖像后處理，窗寬窗位調(diào)節(jié)、放大縮小、圖像拼接以及距離、面積和密度測(cè)量等，為影像診斷中的細(xì)節(jié)觀察、前后對(duì)比和定量分析提供了技術(shù)支持；另外它們還有效解決了圖像的存檔管理與傳輸，可以采用光盤刻錄的方式保存影像資料，具有成本低廉、經(jīng)濟(jì)效益好的特點(diǎn)。46CR與DR的性能比較1、系統(tǒng)功能比較：CR是在傳統(tǒng)Ｘ線膠片攝影裝置改進(jìn)而來，它是利用IP板替代了原有的膠片暗盒，與現(xiàn)有的X線拍片系統(tǒng)沒有什么大的改變，IP板在X線曝光后，將圖像信息存儲(chǔ)在IP板上，將IP板(類似暗盒)送讀出裝置讀出處理，可對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行改造。DR則是完全數(shù)字化的產(chǎn)品，完全改變了傳統(tǒng)X線膠片攝影過程，平板探測(cè)器(FPD)經(jīng)X線曝光后即時(shí)將X線信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，設(shè)備是一套全新的數(shù)字X線機(jī)。472、圖像質(zhì)量比較：圖像的空間分辨率CR>3.5LP/mm，DR>3.6LP/mm；密度分辨率CR>212灰階，DR>214灰階，DR的FPD顯示信息>CR的IP板，DR調(diào)制傳遞函數(shù)MTF高于CR。3、操作使用：目前醫(yī)院使用CR、DR已比較普及，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，使用X線傳統(tǒng)屏片攝影每個(gè)病人平均需要7.5分/人，采用CR攝影的需6分/人，而采用DR攝影的需要2.5分/人，CR可與原有的適合X線平片攝影的X線機(jī)系統(tǒng)配合使用，特別是可用在ICU、急診室等特殊科室的復(fù)雜體位的攝影，而DR系統(tǒng)則較適合透視與點(diǎn)片、攝影及各種造影檢查。48495051數(shù)字減影血管造影

DigitalSubtractionAngiography，DSADSA是數(shù)字X成像（DigitalRadiography,DR)的一個(gè)組成部分，是通過電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助成像的血管造影方法，是70年代以來應(yīng)用于臨床的一種嶄新的X線檢查新技術(shù)。它是應(yīng)用計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行兩次成像完成的。在注入造影劑之前，首先進(jìn)行第一次成像，并用計(jì)算機(jī)將圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)儲(chǔ)存起來。注入造影劑后，再次成像并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。兩次數(shù)字相減，消除相同的信號(hào)，得知一個(gè)只有造影劑的血管圖像。這種圖像較以往所用的常規(guī)腦血管造影所顯示的圖像，更清晰和直觀，一些精細(xì)的血管結(jié)構(gòu)亦能顯示出來。對(duì)觀察血管病變，血管狹窄的定位測(cè)量，診斷及介入治療提供了真實(shí)的立體圖像，為各種介入治療提供了必備條件。5253主要適用于全身血管性疾病及腫瘤的檢查及治療。應(yīng)用DSA進(jìn)行介入治療為心血管疾病的診斷和治療開辟了一個(gè)新的領(lǐng)域。主要應(yīng)用于冠心病、心律失常、瓣膜病和先天性心臟病的診斷和治療。數(shù)字減影血管造影(DSA)-禁忌癥：對(duì)造影劑過敏者。嚴(yán)重高血壓，舒張壓大于110mmHg(14.66kPa)者。嚴(yán)重肝、腎功能損害者。近期有心肌梗塞和嚴(yán)重心肌疾患、心力衰竭及心律不齊者。甲狀腺機(jī)能亢進(jìn)及糖尿病未控制者。54超聲成像人耳能聽到的聲音頻率為20Hz——20KHz。低于20Hz的聲波為次聲波，人耳是聽不到的。高于20KHz的聲波為超聲波，人耳也是聽不見的。超聲波之所以被廣泛用于醫(yī)療領(lǐng)域是因?yàn)樗性S多奇妙的特點(diǎn)：由于超聲波頻率高、波長(zhǎng)短，它可以像光那樣沿直線傳播，使得我們有可能向某已確定方向上發(fā)射超聲波。聲波是縱波，可以順利地在人體組織里傳播。超聲波遇到不同的介質(zhì)交接面時(shí)會(huì)產(chǎn)生反射波這些特點(diǎn)構(gòu)成了今天超聲儀器在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)。55超聲診斷學(xué)（Sonography）醫(yī)學(xué)超聲檢查(超聲檢查、超聲診斷學(xué)，sonography)是一種基于超聲波（超聲）的醫(yī)學(xué)影像學(xué)診斷技術(shù)，使肌肉和內(nèi)臟器官——包括其大小、結(jié)構(gòu)和病理學(xué)病灶——可視化。雖然物理學(xué)上使用的名詞“超聲”用于指所有頻率在人耳聽閾上限(20KHz)以上，但在醫(yī)學(xué)影像學(xué)中通常指頻帶比其高百倍以上的聲波。超聲頻率的選擇是對(duì)影像的空間分辨率和患者探查深度的折中。典型的診斷超聲掃描操作采用的頻率范圍為2MHz~13MHz。56超聲影像由聲波產(chǎn)生圖像經(jīng)由三個(gè)步驟：產(chǎn)生聲波接收回聲將這些回聲可視化。超聲成像的基本原理向人體發(fā)射一組超聲波，按一定的方向進(jìn)行掃描。根據(jù)監(jiān)測(cè)其回聲的延遲時(shí)間、強(qiáng)弱就可以判斷臟器的距離及性質(zhì)。經(jīng)過電子電路和計(jì)算機(jī)的處理，形成了我們今天的超聲圖像。57產(chǎn)生聲波在醫(yī)學(xué)超聲檢查中，壓電換能器（一般是陶瓷的）的相位陣列產(chǎn)生的短而強(qiáng)的聲音脈沖制造聲波。電線和換能器都封裝在探頭中。電脈沖使陶瓷振蕩產(chǎn)生一系列的聲音脈沖。聲波的頻率可表現(xiàn)為2至13兆赫中的任一頻率，遠(yuǎn)超于人耳能聽到的頻率。而醫(yī)學(xué)超聲的目的在于使由換能器散射出的聲波匯總產(chǎn)生單一聚焦成弧形的聲波。為了使聲波有效地傳導(dǎo)入人體（即阻抗匹配），探頭的表面由橡膠包被。為此，水基凝膠也涂布在探頭和患者皮膚之間。聲波部分地從不同組織之間的界面反射回探頭，即為回聲。由非常小的結(jié)構(gòu)散射的聲波也產(chǎn)生回聲。58接收回聲聲波返回探頭，與探頭發(fā)射聲波相似，只是過程恰恰相反。返回的聲波使探頭的單元振蕩并使振蕩轉(zhuǎn)化為電脈沖，脈沖由探頭發(fā)送至超聲主機(jī)，并處理成數(shù)字圖像。59形成圖像超聲儀必須確定接收到的回聲的3個(gè)要素：在探頭的眾多單元中是哪個(gè)單元接收到的回聲；回聲的信號(hào)強(qiáng)度；從探頭發(fā)射聲波到接收到其回聲用了多少時(shí)間。一旦超聲儀確定了這3點(diǎn)，即可明確圖像中哪個(gè)像素應(yīng)該顯示，亮度為多少。接收信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字圖像可比方為往一個(gè)空白的電子表格上填寫數(shù)據(jù)。接收脈沖的探頭單元決定電子表格的哪一'列'(如A，B，C列等)。接收回聲所用的時(shí)間決定哪一'行'(如1，2，3行等)，回聲的強(qiáng)度決定亮度(白色表示強(qiáng)回聲，黑色表示無回聲，不同的灰階表示2者之間的不同回聲)，如同在電子表格的格子里填入數(shù)據(jù)。60超聲設(shè)備61超聲的分類超聲波診斷儀可分為A、B、C、F四類，其中最常用的是B類。A型超聲波診斷儀是幅度調(diào)制型（amplitudemodulatedmode）的簡(jiǎn)稱。A型顯示是超聲技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)診斷中最早、最基本的方式。它主要適用于檢查肝、膽、脾、眼及腦等簡(jiǎn)單解剖結(jié)構(gòu)，測(cè)量線度以及獲得回波幅度的大小和形狀，通過分析回波幅度的分布以獲得組織的特征信息。62B型超聲診斷儀（簡(jiǎn)稱B超）是在A超基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它的工作原理與A超基本相同，也是利用脈沖回波成像技術(shù)。因此它的基本構(gòu)成也是由探頭、發(fā)射電路、接收電路和顯示系統(tǒng)組成。所不同的是：B超將A超的幅度調(diào)制顯示改為亮度調(diào)制顯示；B超的時(shí)基深度掃描時(shí)加在顯示器垂直方向上，并使聲束掃查受檢體的過程與在顯示器水平方向上的位移掃描相對(duì)應(yīng)；在回波信號(hào)處理與圖像處理各環(huán)節(jié)上，大部分的B超都應(yīng)用了專門的數(shù)字計(jì)算機(jī)控制數(shù)字信號(hào)的存儲(chǔ)與處理以及整個(gè)成像系統(tǒng)的運(yùn)行，使圖像質(zhì)量大為提高。63C型超聲診斷儀在B超廣泛地應(yīng)用于醫(yī)療診斷后，人們希望獲得與X透視相似的圖像，這就是C型超聲診斷的圖像。C型與B型的成像都是二維圖像。但C型的成像畫面是與超聲束垂直的，它與B型掃描面相差90°。C型檢查腫瘤組織，能顯示出腫瘤組織的擴(kuò)大范圍，這在臨床診斷中極為重要。F型超聲診斷儀F型與C型的原理基本相同。只不過C型超聲儀的延遲電路控制的距離選通門的開啟時(shí)刻是個(gè)可調(diào)常數(shù)。而F型的距離選通時(shí)間是隨位置變化的函數(shù)。這樣，F(xiàn)型的成像畫面不是一個(gè)平面，而是一個(gè)由位置函數(shù)決定的曲面。F型成像畫面可從三維角度去觀察體內(nèi)組織及病變情況。64彩超彩色B超，即”彩超”。其實(shí)彩超并不是看到了人體組織的真正的顏色，而是在黑白B超圖像基礎(chǔ)上加上以多普勒效應(yīng)原理為基礎(chǔ)的偽彩而形成的。多普勒效應(yīng)：當(dāng)波源和觀察者有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接受到波的頻率與波源發(fā)出的頻率并不相同的現(xiàn)象。對(duì)于靜止的觀測(cè)者來說，向著觀測(cè)者運(yùn)動(dòng)物體發(fā)出的聲波頻率會(huì)升高，相反頻率會(huì)降低。遠(yuǎn)方急駛過來的火車鳴笛聲變得尖細(xì)（即頻率變高，波長(zhǎng)變短），而離我們而去的火車鳴笛聲變得低沉（即頻率變低，波長(zhǎng)變長(zhǎng)）。當(dāng)超聲波碰到流向遠(yuǎn)離探頭液體時(shí)回聲頻率會(huì)降低,流向探頭的液體會(huì)使探頭接收的回聲信號(hào)頻率升高。利用計(jì)算機(jī)偽彩技術(shù)加以描述，使我們能判定超聲圖像中流動(dòng)液體的方向及流速的大小和性質(zhì)，并將此疊加在二維黑白超聲圖像上，形成了我們今天見到的彩超圖像。6566超聲診斷技術(shù)優(yōu)點(diǎn)超聲的掃查可以連貫地、動(dòng)態(tài)地觀察臟器的運(yùn)動(dòng)和功能；可以追蹤病變、顯示立體變化，而不受其成像分層的限制。目前超聲檢查已被公認(rèn)為膽道系統(tǒng)疾病首選的檢查方法。超聲對(duì)實(shí)質(zhì)性器官(肝、胰、脾、腎等)以外的臟器，還能結(jié)合多普勒技術(shù)監(jiān)測(cè)血液流量、方向，從而辨別臟器的受損性質(zhì)與程度。例如醫(yī)生通過心臟彩超，可直觀地看到心臟內(nèi)的各種結(jié)構(gòu)及是否有異常。超聲設(shè)備易于移動(dòng)，沒有創(chuàng)傷，對(duì)于行動(dòng)不便的患者可在床邊進(jìn)行診斷。價(jià)格低廉。超聲檢查的費(fèi)用一般為35-150元/次，是CT檢查的1/10，核磁共振的1/30。這對(duì)于大多數(shù)工薪階層來說，是比較能夠承受的。“B超”也因此經(jīng)常被用于健康查體。超聲對(duì)人體沒有輻射，對(duì)于特殊患者可以優(yōu)先采用。67超聲診斷技術(shù)缺點(diǎn)由于成像原理不同，幾種儀器對(duì)各種臟器的檢查也各有突出特點(diǎn)：超聲在清晰度、分辨率等方面，明顯弱于其他。超聲對(duì)腸道等空腔器官病變易漏診。氣體對(duì)超聲影響很大，患者容易受到患者腸氣干擾等多方面因素影響檢查結(jié)果超聲檢查需要改變體位屏氣等，對(duì)于骨折和不能配合病人不適用。檢查結(jié)果也易受醫(yī)師臨床技能水平的影響。孕婦濫查B超可能易致胎兒畸形。68正電子發(fā)射斷層掃描

（PET,Positronemissiontomography)將某種物質(zhì)，一般是生物生命代謝中必須的物質(zhì)，如：葡萄糖、蛋白質(zhì)、核酸、脂肪酸，標(biāo)記上短壽命的放射性核素（如F18，碳11等），注入人體后，通過對(duì)于該物質(zhì)在代謝中的聚集，來反映生命代謝活動(dòng)的情況，從而達(dá)到診斷的目的。放射性核素在衰變過程中釋放出一個(gè)正電子，在行進(jìn)1到3厘米后遇到一個(gè)電子后發(fā)生湮滅，從而產(chǎn)生方向基本相反的一對(duì)511KeV的能量。這些信息，通過高度靈敏的照相機(jī)捕捉，并經(jīng)計(jì)算機(jī)進(jìn)行散射和隨機(jī)信息的校正后，我們可以得到在生物體內(nèi)聚集情況的三維圖像。各醫(yī)院主要使用的物質(zhì)是氟代脫氧葡萄糖，簡(jiǎn)稱FDG。其機(jī)制是，人體不同組織的代謝狀態(tài)不同，在高代謝的惡性腫瘤組織中葡萄糖代謝旺盛，聚集較多，這些特點(diǎn)能通過圖像反映出來，從而可對(duì)病變進(jìn)行診斷和分析。69PET檢查的優(yōu)點(diǎn)PET是目前惟一可在活體上顯示生物分子代謝、受體及神經(jīng)介質(zhì)活動(dòng)的新型影像技術(shù)，現(xiàn)已廣泛用于多種疾病的診斷與鑒別診斷、病情判斷、療效評(píng)價(jià)、臟器功能研究和新藥開發(fā)等方面。靈敏度高。PET是一種反映分子代謝的顯像，當(dāng)疾病早期處于分子水平變化階段，病變區(qū)的形態(tài)結(jié)構(gòu)尚未呈現(xiàn)異常，MRI、CT檢查還不能明確診斷時(shí)，PET檢查即可發(fā)現(xiàn)病灶所在，并可獲得三維影像，還能進(jìn)行定量分析，達(dá)到早期診斷，這是目前其它影像檢查所無法比擬的。特異性高。MRI、CT檢查發(fā)現(xiàn)臟器有腫瘤時(shí)，是良性還是惡性很難做出判斷，但PET檢查可以根據(jù)惡性腫瘤高代謝的特點(diǎn)而做出診斷。70全身顯像。PET一次性全身顯像檢查便可獲得全身各個(gè)區(qū)域的圖像。安全性好。PET檢查需要的核素有一定的放射性，但所用核素量很少，而且半衰期很短（短的在12分鐘左右，長(zhǎng)的在120分鐘左右），經(jīng)過物理衰減和生物代謝兩方面作用，在受檢者體內(nèi)存留時(shí)間很短。一次PET全身檢查的放射線照射劑量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于一個(gè)部位的常規(guī)CT檢查，因而安全可靠。71PET的不足（1）對(duì)腫瘤的病理性質(zhì)的診斷仍有一定局限性，如，對(duì)于炎癥的特異性不好。（2）檢查者需要有較豐富的經(jīng)驗(yàn)，尤其對(duì)是對(duì)不同體形不同診斷需要的患者采用何種檢查體位，注射多少核素等問題需要積累經(jīng)驗(yàn)，另外讀片者有時(shí)候必須同時(shí)兼具發(fā)射科和核醫(yī)學(xué)科的知識(shí)。（3）檢查費(fèi)用昂貴，目前做一次全身PET檢查需花費(fèi)一萬元左右，不易推廣。72哪些病人適合做PET檢查？（1）腫瘤病人。目前PET檢查85％是用于腫瘤的檢查，因?yàn)榻^大部分惡性腫瘤葡萄糖代謝高，F(xiàn)DG作為與葡萄糖結(jié)構(gòu)相似的化合物，靜脈注射后會(huì)在惡性腫瘤細(xì)胞內(nèi)積聚起來，所以PET能夠鑒別惡性腫瘤與良性腫瘤及正常組織，同時(shí)也可對(duì)復(fù)發(fā)的腫瘤與周圍壞死及瘢痕組織加以區(qū)分，現(xiàn)多用于肺癌、乳腺癌、大腸癌、卵巢癌、淋巴瘤，黑色素瘤等的檢查，其診斷準(zhǔn)確率在90％以上。這種檢查對(duì)于惡性腫瘤病是否發(fā)生了轉(zhuǎn)移，以及轉(zhuǎn)移的部位一目了然，這對(duì)腫瘤診斷的分期，是否需要手術(shù)和手術(shù)切除的范圍起到重要的指導(dǎo)作用。據(jù)國外資料顯示，腫瘤病人術(shù)前做PET檢查后，有近三分之一需要更改原訂手術(shù)方案。在腫瘤化療、放療的早期，PET檢查即可發(fā)現(xiàn)腫瘤治療是否已經(jīng)起效，并為確定下一步治療方案提供幫助。有資料表明，PET在腫瘤化療、放療后最早可在24小時(shí)發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞的代謝變化。

73（2）神經(jīng)系統(tǒng)疾病和精神病患者。可用于癲癇灶定位、老年性癡呆早期診斷與鑒別、帕金森病病情評(píng)價(jià)以及腦梗塞后組織受損和存活情況的判斷。PET檢查在精神病的病理診斷和治療效果評(píng)價(jià)方面已經(jīng)顯示出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，并有望在不久的將來取得突破性進(jìn)展。在艾滋病性腦病的治療和戒毒治療等方面的新藥開發(fā)中有重要的指導(dǎo)作用。（3）心血管疾病患者。能檢查出冠心病心肌缺血的部位、范圍，并對(duì)心肌活力準(zhǔn)確評(píng)價(jià)，確定是否需要行溶栓治療、安放冠脈支架或冠脈搭橋手術(shù)。能通過對(duì)心肌血流量的分析，結(jié)合藥物負(fù)荷，測(cè)定冠狀動(dòng)脈儲(chǔ)備能力，評(píng)價(jià)冠心病的治療效果。7475單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像術(shù)(Single-PhotonEmissionComputedTomography，SPECT)單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像術(shù)(SPECT)和正電子發(fā)射斷層成像術(shù)(PET)是核醫(yī)學(xué)的兩種CT技術(shù)，由于它們都是對(duì)從病人體內(nèi)發(fā)射的射線成像，故統(tǒng)稱發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層成像術(shù)(EmissionComputedTomography，ECT)。SPEC基本原理：利用能夠放出純粹阿爾法光子的放射性核素或藥物注入或吸入人體，通過顯像儀的探頭對(duì)準(zhǔn)所要檢查的臟器接收被檢部位發(fā)出的射線，再通過光電倍增管將光電脈沖放大轉(zhuǎn)化成信號(hào)，然后采用與X-CT類似的重建算法計(jì)算出放射性同位素分布的斷層圖像。76SPECT優(yōu)勢(shì)最主要優(yōu)勢(shì)是能較高特異性地顯示臟器或病變的血流、功能和代謝的改變，有利于疾病的早期診斷及特異性診斷。骨顯像能同時(shí)顯示全身各個(gè)骨骼的形態(tài)及各個(gè)局部骨骼的血供和代謝情況，可早于Ｘ線半年以上診斷腫瘤骨轉(zhuǎn)移；無創(chuàng)性的心臟灌注顯像是目前診斷心肌缺血準(zhǔn)確性最高檢查方法（與冠脈造影對(duì)比，對(duì)冠心病診斷的靈敏度及特異性在９０％左右）；甲狀腺形態(tài)和功能的診斷及對(duì)甲狀腺結(jié)節(jié)的良惡性質(zhì)的鑒別具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)；腎臟動(dòng)態(tài)顯像對(duì)腎功能診斷的靈敏度明顯高于Ｘ線腎盂靜脈造影，對(duì)了解腎功能和尿路梗阻具有獨(dú)特價(jià)值；肝臟膠體、血流及血池顯像診斷肝海綿狀血管瘤的特異性達(dá)１００％；淋巴顯像對(duì)乳糜外溢的定位診斷具有其他影像學(xué)無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。77SPECT與PET的差別SPECT中使用的放射性物質(zhì)（氙-133、锝-99或碘-123）比PET中使用的放射性物質(zhì)的衰變時(shí)間更長(zhǎng)，它們輻射出單個(gè)的而不是成對(duì)的伽馬射線。SPECT能夠提供血液流動(dòng)和體內(nèi)放射性物質(zhì)分布的信息。它的圖像靈敏度較PET低，圖像的細(xì)節(jié)也沒有PET提供的多，但是SPECT技術(shù)比PET要便宜。SPECT中心比PET中心更容易找到，因?yàn)樗鼈儾恍枰ㄔ诹Ｗ蛹铀倨鞲浇?879腦電圖（electroencephalogram，EEG）生物電現(xiàn)象是生命活動(dòng)的基本特征之一，各種生物均有電活動(dòng)的表現(xiàn)，大如鯨魚，小到細(xì)菌，都有或強(qiáng)或弱的生物電。其實(shí)，英文細(xì)胞（cell）一詞也有電池的含義,無數(shù)的細(xì)胞就相當(dāng)于一節(jié)節(jié)微型的小電池，是生物電的源泉。人體也同樣廣泛地存在著生物電現(xiàn)象，因?yàn)槿梭w的各個(gè)組織器官都是由細(xì)胞組成的。對(duì)腦來說，腦細(xì)胞就是腦內(nèi)一個(gè)個(gè)“微小的發(fā)電站”。腦電圖是通過腦電圖描記儀將腦自身微弱的生物電放大記錄成為一種曲線圖，以幫助診斷疾病的一種現(xiàn)代輔助檢查方法。腦電圖對(duì)腦部疾病有一定的診斷價(jià)值，主要用于用于顱內(nèi)器質(zhì)性病變?nèi)绨d癇、腦炎、腦血管疾病及顱內(nèi)占位性病變等的檢查。腦電圖極易受各種因素干擾，應(yīng)注意識(shí)別和排除。8081828384腦磁圖大家都知道“電生磁，磁生電”的道理，也就是說，電場(chǎng)與磁場(chǎng)總是相伴而生的。既然人腦有生物電或電場(chǎng)的變化，那么肯定有磁場(chǎng)的存在。果然，科學(xué)家Cohen于1968年首次測(cè)到了腦磁場(chǎng)。由于人腦磁場(chǎng)比較微弱，加上地球磁場(chǎng)及其它磁場(chǎng)的干擾，必須有良好的磁屏蔽室和高靈敏度的測(cè)定儀才能測(cè)到。1971年，國外有人在磁屏蔽室內(nèi)首次記錄到了腦磁圖。腦磁測(cè)量是一種無損傷的探測(cè)方法，可以確定不同的生理活動(dòng)或心理狀態(tài)下腦內(nèi)產(chǎn)生興奮性部位，無疑是檢測(cè)腦疾病的有效方法之一。8586紅外成像和熱成像紅外線位于電磁波譜中的可見光譜段的紅端以外，介于可見光與微波之間，波長(zhǎng)為0.76～1000m，不能引起人眼的視覺。在實(shí)際應(yīng)用中，常將其分為三個(gè)波段：近紅外線，波長(zhǎng)范圍為0.76～1.5m；中紅外線，波長(zhǎng)范圍為1.5～5.6m；遠(yuǎn)紅外線，波長(zhǎng)范圍為5.6～1000m。它們產(chǎn)生的機(jī)理不太一致。分子都在不停地做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，并產(chǎn)生熱輻射，故自然界中的物體都能輻射出不同頻率的紅外線，如相機(jī)、紅外線膠片自身等。在常溫下，物體輻射出的紅外線位于中、遠(yuǎn)紅外線的光譜區(qū)，易引起物體分子的共振，有顯著的熱效應(yīng)。因此，又稱中、遠(yuǎn)紅外線為熱紅外。當(dāng)物體溫度升高到使原子的外層電子發(fā)生躍遷時(shí)，將會(huì)輻射出近紅外線，如太陽、紅外燈等高溫物體的輻射中就含有大量的近紅外線。87不同波段的紅外線成像原理和特點(diǎn)紅外遙感是指借助對(duì)紅外線敏感的探測(cè)器，不直接接觸物體，來記錄物體對(duì)紅外線的輻射、反射、散射等信息，通過分析，揭示出物體的特征及其變化的科學(xué)技術(shù)。紅外遙感技術(shù)中能獲得圖像信息的儀器有：使用紅外線膠片的照相機(jī)，具有紅外攝影功能的數(shù)碼相機(jī)，熱像儀等。雖然它們都利用紅外線工作，但成像原理和所成的圖像的物理意義有很大的區(qū)別。紅外攝影通常指利用紅外線膠片和數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行的攝影；前者屬于光學(xué)攝影類，后者屬于光電攝影類。88紅外攝影所成的紅外像利用了景物反射的近紅外線，體現(xiàn)了景物的幾何形狀；熱像儀對(duì)人體成的熱圖，是利用人體自身熱輻射獲得的表示人體表面溫度分布的圖像。89磁共振成像

（MagneticResonanceImaging，MRI）90磁共振成像基本原理利用人體內(nèi)固有的原子核，在外加磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生共振現(xiàn)象，吸收能量并釋放MR信號(hào)，將其采集并作為成像源，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理，形成人體MR圖像。成像條件：人體內(nèi)原子核—?dú)滟|(zhì)子（1H）外加磁場(chǎng)—主磁場(chǎng)（B0）三維梯度磁場(chǎng)（GxGyGz）射頻作用（RadioFrequence）中心控制系統(tǒng)—計(jì)算機(jī)91兩種理論解釋氫原子磁矩進(jìn)動(dòng)學(xué)說（經(jīng)典力學(xué)理論）氫原子核磁矩平時(shí)狀態(tài)----雜亂無章氫原子置于磁場(chǎng)的狀態(tài)----磁矩按磁力線方向排列施加射頻脈沖----原子核獲得能量射頻脈沖停止后----產(chǎn)生MR信號(hào)原子核的能級(jí)躍遷學(xué)說（量子力學(xué)理論）92弛豫弛豫過程：射頻脈沖去除后，在靜磁場(chǎng)作用下，質(zhì)子從高能量狀態(tài)（與磁場(chǎng)垂直位置）到低能量狀態(tài)（與磁場(chǎng)平行位置）的恢復(fù)過程。弛豫時(shí)間：射頻脈沖去除后，有靜磁場(chǎng)作用下，質(zhì)子恢復(fù)到平衡位置所需時(shí)間為弛豫時(shí)間。93縱向弛豫：90°射頻脈沖停止后，磁化分量Mz逐漸增大到最初值，呈指數(shù)規(guī)律緩慢增長(zhǎng)，由于是在Z軸上恢復(fù)，稱為縱向弛豫。

T1弛豫時(shí)間（縱向弛豫時(shí)間）規(guī)定為Mz達(dá)到其最終平衡狀態(tài)63%的時(shí)間橫向弛豫：90°射頻脈沖停止后，磁化分量Mxy很快衰減到零，呈指數(shù)規(guī)律衰減，稱為橫向弛豫。

T2弛豫時(shí)間（橫向弛豫時(shí)間）是指磁化分量Mxy衰減到原來值的37%的時(shí)間。94成像因素組織內(nèi)質(zhì)子密度（與信號(hào)成正比）T1值（與信號(hào)成反比）

T2值（與信號(hào)成正比）流空效應(yīng)（由于信號(hào)采集需一定的時(shí)間，快速流動(dòng)的血液不產(chǎn)生或只產(chǎn)生極低信號(hào)，與周圍組織、結(jié)構(gòu)間形成良好的對(duì)比，這種現(xiàn)象就是“流空效應(yīng)”。）95空間定位MR空間定位靠的是梯度磁場(chǎng)通過梯度磁場(chǎng)達(dá)到選層目的，稱選層梯度（Gslice——Gz）為了完成同一層面內(nèi)不同區(qū)域質(zhì)子信號(hào)的空間定位，需借助于與選層梯度垂直的另外兩個(gè)梯度：頻率編碼梯度：Gfreq——Gy

相位編碼梯度：Gphase——Gx96人體的三立面橫斷面冠狀面矢狀面97磁場(chǎng)均勻無梯度磁場(chǎng)有梯度982003年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)勞特布爾（1929~2007)美國伊利諾伊大學(xué)曼斯菲爾德（1933~)英國諾丁漢大學(xué)兩位獲獎(jiǎng)?wù)咴?0年代提出利用梯度磁場(chǎng)以獲得二維的核磁共振圖像及其改進(jìn)方法。這些發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致了在臨床診斷和醫(yī)學(xué)研究上獲得突破的磁共振成像儀的出現(xiàn)。99磁共振成像(MRI)系統(tǒng)控制臺(tái)射頻控制器梯度放大器以及主計(jì)算機(jī)梯度線圈檢查床射頻線圈100醫(yī)學(xué)磁共振成像儀(開放式)醫(yī)學(xué)磁共振成像儀醫(yī)院做醫(yī)學(xué)磁共振成像診斷101人體各部位的成像頭部頸部胸部102MRI的優(yōu)勢(shì)無電離輻射成像參數(shù)多（T1、T2、質(zhì)子密度、流空效應(yīng)）能提供組織的物理和生物化學(xué)特性流空效應(yīng)，不需造影劑即可觀察心臟和血管結(jié)構(gòu)無需移動(dòng)病人即可作多方向的掃描無顱底骨偽影103MRI的劣勢(shì)掃描時(shí)間較長(zhǎng)（一般為30分鐘）；危重病人，不能很好合作和配合病人不能檢查；磁體掃描膛較小，少數(shù)病人會(huì)有幽閉恐怖癥；帶有心臟起博器或體內(nèi)順磁性醫(yī)療裝置病人不能檢查；費(fèi)用較高（1000元以上/次）鈣無信號(hào)，對(duì)鈣化灶為病理特征的病變?cè)\斷受影響。104

正常顱腦T1加權(quán)像（T1WI）105正常顱腦T2加權(quán)像（T2WI）106MR波譜(MRspectroscopy，MRS)磁共振波譜學(xué)是利用MR中的化學(xué)位移來測(cè)定分子組成及空間構(gòu)型的一種檢測(cè)方法目前常用原子核有：1H，31P等1071HMRS常用來檢測(cè)體內(nèi)許多微量代謝物如肌酸(Cr)、膽堿(Cho)、谷氨酸(Glu)、谷氨酰氨(Gln)、乳酸(Lac)、N-乙酰天門冬氨酸(NAA)等，可根據(jù)這些代謝物的多少，分析組織代謝改變，以診斷疾病及判斷療效。常用于顱腦腫瘤及癲癇的診斷及研究。正常腦1HMRS星形細(xì)胞瘤1HMRS中Cho、Cr及Lac輕度升高，NAA顯著降低10831PMRS被廣泛應(yīng)用于研究組織能量代謝和生化改變。可檢測(cè)出7條不同的共振峰：磷酸單酯（PME）、磷酸二酯（PDE）、磷酸肌酸（PCr）、無機(jī)磷（Pi）和三磷酸腺苷（ATP）中、、磷原子。臨床應(yīng)用較多的是骨骼肌和心臟。正常心肌31PMRS犬心肌缺血31PMRS。Pi明顯增高，Pcr、ATP明顯減少。109與磁共振擴(kuò)散相關(guān)的MRI技術(shù)磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像(DiffusionWeightedImaging,DWI)磁共振擴(kuò)散張量成像(DiffusionTensorImaging