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1、总论,前言,医学影像检查技术课程是医学影技术专业的一门专业核心课程。在本课程中所学到的知识和技能，直接与临床医学影像检查技术岗位相对接，决定了将来从事医学影像技术工作应具有的知识与职业能力。本章主要介绍医学影像检查技术的概念、研究内容与发展历程，医学影技师的定位及职责；另对本课程的课程目标及学习方法作介绍，为后续学习打基础。,医学影像检查技术及其研究内容,医学影检查技术是利用多种专门成像机制，获取人体内部结构信息，以影像方式提供医学诊疗依据的学科，是由多门学科交叉而形成的应用技术。在医学领域中，以影像手段提供诊疗信息的方式很多，但是从医学影学科的建立与发展过程、影像检查属性以及临床岗位实际工作
2、来看，各种可见光成像技术未包括在影像科工作范畴内。,医学影检查技术是研究成像方法的学科，研究在成像过程中如何正确运用成像手段，克服不利因素，使被检者以最小的代价(痛苦、辐射损伤、费用、时间)，最大限度地提取真实的人体解剖结构、病理、生理生化(指功能成)信息，得到符合临床诊疗要求的影像。,医学影检查技术研究的主要内容是：X线摄影条件、X线检查体位、模拟和数字X线成体技术、X线造影检查技术、照片影像处理和打印技术、CT技术、磁共振成检查技术(magnetic resonance imaging.MRI)、放射诊断影像质量评价及管理。超声检查技术和影核医学检查技术虽然在系列教材中分别单列编写，但就其
3、技术属性讲，亦属于医学影检查技术的范畴。,医学影像检查技术的发展历程,X线摄影的发展,1895年11月8日，德国物理学家伦琴（Withelm Conrad Roentgen，18451923）在做真空管高压放电实验时，发现了一种肉眼看不见、但具有很强的穿透本领、能使某些物质发出荧光和使胶片感光的新型射线，即X射线，简称为X线。,1896年，德国西门子公司研制出世界上第一只X线管。20世纪1020年代，出现了常规X线机。其后，由于X线管、变压器和相关的仪器、设备以及人工对比剂的不断开发利用，尤其是体层装置、影像增强器、连续摄影、快速换片机、高压注射器、电视、电影和录像记录系统的应用，到20世纪6
4、0年代中、末期，已形成了较完整的学科体系，称为影像设备学。,常规X线技术的发展,从出现X线机到现在100多年的历史中，常规X线技术发展十分迅速，大体上可分为以下4个时代： 气体线管和感应圈时代(18951916年）。 这个时代的X线机主要是由气体X线管和感应圈组成，或由静电起电机组成。伦琴使用的X线机的管电压只有40kV50kV，管电流强度电流仅有1mA，当时拍摄一张手的X线照片要用30min1h。,热电子线管、变压器式高压发生器的实用化时代（19101925年）。 这个时期由于考林杰发明了热电子线管，纳斯科开发了变压器式高压发生装置，从而奠定了现代X线设备的基础。,防电击、防散射线设备的实用
5、化时代（19251945年）。 在这个时代的前半个时期，防电击、防散射型线机，三相高压发生器，电容充放电线装置，旋转阳极线球管相继出现，可以说是诊断线机的成熟时代。在年，西门子公司已能生产单相全波、k、,k、的线机；同年也制成了三相六峰k、1000的线机等产品。,高条件、大容量、控制技术现代化时代（年现在）。 大功率旋转阳极线球管的问世是线机大功率化的前提，并使线像质有了明显提高，使某些活动器官的诊断和细微结构的放大摄影成为可能。在这个时期各种辅助装置相继出现，也使线机本身及有关线诊断技术得到进一步的改进和提高，如断层、记波和光学缩影等。这时线成像设备已成为基础研究和临床各科诊疗工作中不可缺少
6、的常规设备了。,20世纪年代初，线影像增强器的出现，使诊断线机的性能和应用范围有了一个新的发展。最引人注目的是线电视、录像和间接动态摄影技术的出现，它们在一定程度上解决了动态检查、影像再现等问题，简化了操作，机械运动更灵活、安全，X线防护措施更完善，为现代医疗技术发展提供了日益完善的诊断手段。与此同期，尽管出现了一系列的新的影像技术，如型超声、红外热像、纤维光学内窥镜等，但线成像设备仍显示出越来越重要的地位。,1920年左右的X线检查,上个世纪初的技术人员防护设备,1918年最早一代的移动X线设备,早期的床旁X线检查,1941年护士正在操作床旁X线设备,上世纪五十年代，为了迎合儿童的特点，技术
7、人员在线设备上加装了木马,1942年，医护人员给一名婴儿做X线检查,自幼开始的熏陶，甚至已经让X线成为人们健康理念的一部分,1956年的选美比赛中，选手们甚至拍摄了X线，以展示她们标准的身材,就诊断影像领域而言:,数字化成像技术的出现, 不是为了创造一种 满足感官需要的新影像 图像处理的最高原则 是在优化( 美化?) 图像的同时, 保持诊断信息的正确性,造影技术的发展,普通X线摄影技术对于那些X线吸收差异比较大的组织和器官来说意义很大，但是对于对X线吸收的天然对比较小的组织结构则难以显示。于是利用引人对比剂来提高组织之间的对比的方法，应用于临床。,胃肠道造影检查始于1898年，开始使用的是硝酸
8、铋，由于副作用比较大，后来于1910年改用硫酸钡。1912年气体被应用于脑部造影，之后又被应用于腹腔、关节等部位，后来CT技术广泛应用，气体造影检查已淘汰。,碘制剂用于造影检查是在20世纪20年代初，剂型有油剂、水剂、片剂等，先后被应用于脊髓、胆道、尿路、心脏、血管以及生殖器官的造影检查。早期的无机碘制剂毒副作用大，有机碘制剂减少了毒副作用。20世纪60年代，提出了低渗性对比剂的概念，随之开发出了非离子型对比利，使对比剂的毒副作用大大减小。目前心血管造影检查几乎全部都是非离子型对比剂。,数字化X线技术的发展,数字减影血管造影DSA由美国的威斯康星大学的Mistretta组和亚利桑纳大学的Nad
9、elman组首先研制成功，于1980年11月在芝加哥召开的北美放射学会上公布于世。 DSA具有微创、实时成像、对比分辨力高、安全、简便等特点，目前，正向快速旋转三维成像实时减影方向发展，从而扩大了血管造影的应用范围。,计算机X线摄影（CR）是20世纪80年代开发的数字式成像设备。 CR具有减少曝光量和宽容度大等优点，更重要的是可作为数字化图像纳入图像存储与传输系统（PACS）。,20世纪90年代中期，随着X线实时高分辨力平板型探测器（FPD）的发明，数字X线成像（DR）设备逐步兴起，并逐步推广。,X线成像技术的巨变,美图秀秀,这个世界呼唤真实!,CT扫描机的发展简史,（一）CT的发明和诞生 1
10、917年， 雷登(JRadon) 指出对二维或三维的物体，可以从各个不同方向上的投影，用数学方法计算出唯一的一张重建图像。称之谓雷登变换。,360,1963年，美国数学学A.M.Cormark解决了图像重建的数学方法。 1967年， 豪斯菲尔德(Godfrey Hounsfield)制成了第一台可用于临床的CT。 1971年9月第一台头扫描CT机安装在英国的一所医院中。 1972年，第一张临床CT图像是在伦敦的AtkinsonMorley医院拍摄的。用9天时间采集数据，2.5小时重建一幅图像，区分衰减系数4%。,CT立即受到了医学界的热烈欢迎，成功震惊了整个医学界， CT的发明被认为是“自从伦
11、琴1895年发现X 线以来，在放射医学、医学物理和相关学科领域里，没有能与之相比拟的发明” Hounsfield 和 Cormack 因发明 CT 获得1979 年诺贝尔医学和生理学奖。,1974年，美国Georga Town医学中心的工程师Ledley设计出了全身CT扫描机，使CT的应用扩展到全身各个部位的影像学检查。,第五代CT,螺旋CT,与传统的扫描最大的不同在于数据的采集不是一层一层地进行的，而是连续的容积扫描。在扫描过程中，X线管连续的围绕病人旋转，与此同时，承托病人的扫描床匀速的向机架扫描孔内推进，这样X线束在病人的扫描部位的照射轨迹是螺旋状的，因此称为螺旋扫描，螺旋扫描是采集人体
12、组织一段体积的信息，因此这一技术也叫容积扫描。,双源CT,双源CT,顾名思义即装配有2个球管和对应的2个探测器系统的CT,最早的关于双(多)源CT的专利构想分别由德国西门子公司、美国GE公司及荷兰飞利浦公司分别提出。由于工程和技术方面的原因，目前仅西门子一家公司将此构想实现为产品。传统螺旋CT由于仅有一套X射线发生装置和一套探测器系统，所以在扫描高速运动物体时(比如冠状动脉)将会显得力不从心。通常情况下，,工程师通过加快CT的旋转速度来提高CT对运动物体的捕捉能力，但是受限于工业水平和CT旋转时产生的巨大离心力，目前最快的CT也只能达到0.27秒旋转一圈。双源CT系统同时使用了2个射线源和2个
13、探测器系统，能够以looms以内的时间分辨率采集与心电图同步的心脏和冠状动脉图像。该系统能够在不需要控制心率的情况下，对高心率、心率不规则甚至心律不齐患者进行心脏成像。同时，2个射线源能够输出不同能量的X射线。利用双能曝光技术明显改善CT的组织分辨力。,2008年，Gemstone材料探测器应用于CT，通过X线管电压(80kv和140kv)的瞬间切换可以产生101个单能级CT影像，其能谱技术在增强组织对比度、去除金属伪影，以及能量去骨质和碘无机物等临床应用上有一定的临床价值。其间，cT灌注成体技术的开发，是cT技术由单一的形态学诊断技术向功能性影像诊断技术发展的重要标志。,MRI检查技术的发展
14、,1946年美国加州大学Bloch和麻省哈佛大学Purcell发现核磁共振现象，并用于化学分析。 60年代 人们用磁共振技术检测了动物体内分布的氢，磷，氮的 NMR 信号，开始了对生物组织的化学分析研究。 1971年美国纽约州立大学Damadian发现老鼠正常组织与癌变组织氢原子核弛豫时间不同，肿瘤的T1、T2时间延长。 1972年纽约州立大学 Lauterbur 首先提出了利用磁场和射频相结合的方法来获得核磁共振 图像（两个充水试管MR像）。,布洛赫 (Felix Bloch),帕塞尔 (Edward Purcell),1973年Lauterbur用反投影法完成MRI实验室成像的工作。 19
15、74年Lauterbur 做出活鼠MR像。 1977年英国阿伯丁大学的Hinshow和Bottomley取得了第一幅人手腕关节剖面MR像。 Damadian 获得胸部 MR 像。 1978年英国阿伯丁大学Mallard取得了人体头部的磁共振图像。 1980年完成了MRI全身扫描。,1989年 国产 MR 机商品化。 1993年 至今，MR 机更新换代发展迅速， 目前已形成以下几种形式： 综合型（0.3T3.0T临床） 开放式（OPEN以低场为主） 专业型（神经、心脏、骨关节、乳腺等） 超高场机型（4.0T、7.0T、8.0T、9.4 T 、17.6T 研究） 超高速型（扫描成像速度极快、亚毫秒
16、级，具有MR实时成像及多种功能）,核磁共振空间定位方法开拓者劳特伯 (Paul Lauterbur),磁共振 EPI 序列发明者曼斯菲尔德 ( Peter Mansfield ),超声和放射性核素设备与技术,除此之外，超声检查技术、核医学检查技术(又称放射性核素显像)都是重要的医学影检查技术，这些技术与上述各种检查技术，共同构建起医学影检查技术体系。,需说明一点的是，医学影像检查技术经过了模拟、数字两个主要发展历程并逐步建立起来个较为完整的检查系统，这些影检查技术，各有所长，各有不足，它们相互弥补，不能互相替代，要遵循简便、安全、费用低廉且能达到诊断目的为原则来选择检查技术。,为确保这些检查技术发挥作用，必须树立世界卫生组织(WHO)提出的医学影像诊断质量保证(quahty QA)和质量控制(quality control，QC)的理念，即质量管理(qualitym
