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1、医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5第第1 1章章 医学影像技术概论医学影像技术概论 1.1医学影像技术发展历程医学影像技术发展历程1.2医学影像系统成像的物理共性医学影像系统成像的物理共性1.3计算机医学影像计算机医学影像1.4影响对医学图像评价的因素影响对医学图像评价的因素1.5医学影像设备的分类与组成医学影像设备的分类与组成医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5现代医学影像技术的应用与发展，印证了现代医学影像技术的应用与发展，印
2、证了100100多年来医学、生物、物理、电多年来医学、生物、物理、电子工程、计算机和网络通信技术的诞生与沿革。子工程、计算机和网络通信技术的诞生与沿革。数字医学影像新技术、新设备对医学影像诊断和数字影像治疗带来许多根数字医学影像新技术、新设备对医学影像诊断和数字影像治疗带来许多根本的改变。本的改变。医院里有哪些医学影像设备和是否开展数字影像介入治疗，在很大程度上医院里有哪些医学影像设备和是否开展数字影像介入治疗，在很大程度上代表了这家医院的现代化检查治疗的条件与诊治水平。代表了这家医院的现代化检查治疗的条件与诊治水平。目前现代医学技术的提升和现代影像技术的发展目前现代医学技术的提升和现代影像技
3、术的发展相互融合、相互推动、相相互融合、相互推动、相互依存互依存的趋势已经成为共识。的趋势已经成为共识。新的现代医学影像技术和设备的研制也已经成为新的现代医学影像技术和设备的研制也已经成为2121世纪现代医学技术和生世纪现代医学技术和生命科学发展的经济技术增长点。命科学发展的经济技术增长点。医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.51.1医学影像技术发展历程医学影像技术发展历程从从1895年德国物理学家伦琴发现年德国物理学家伦琴发现X光并由此拍出世界上第光并由此拍出世界上第一张伦琴夫人手部的一张伦琴夫人手部的X线透视照
4、片以来，医学影像技术从线透视照片以来，医学影像技术从无到有、从不完善到功能齐全、分类精细，经历了一个无到有、从不完善到功能齐全、分类精细，经历了一个0多年的发展过程。多年的发展过程。教学目标：教学目标：了解了解X射线、射线、CT、超声、超声、MRI、DSA、CR、DR、核医、核医学（学（ECT、PET、SPECT）等医学影像技术的发展历程）等医学影像技术的发展历程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.51 1、18951895年年1111月月8 8日，德国物理学家伦琴在做真空管、高压、放电实验时，日，德国物理学家伦琴
5、在做真空管、高压、放电实验时，发现了发现了X X射线或称射线或称X X线，并用于临床的骨折和体内异物的诊断。线，并用于临床的骨折和体内异物的诊断。 18961896年，德国西门子公司研制出世界上第一支年，德国西门子公司研制出世界上第一支X X线球管。线球管。 2020世纪世纪10-2010-20年代，出现了常规年代，出现了常规X X线机。线机。 2020世纪世纪6060年代中、末期形成了较完整的放射诊断或放射学年代中、末期形成了较完整的放射诊断或放射学（radiologyradiology）学科体系。）学科体系。第一张第一张X线照片线照片伦琴伦琴国产直接数字化国产直接数字化X摄影系统摄影系统医
6、学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.52 2 2 2、 1971197119711971年，世界上第一台用于颅脑的年，世界上第一台用于颅脑的年，世界上第一台用于颅脑的年，世界上第一台用于颅脑的CTCTCTCT扫描机（计算机人扫描机（计算机人扫描机（计算机人扫描机（计算机人体断层摄影术）由柯马克体断层摄影术）由柯马克体断层摄影术）由柯马克体断层摄影术）由柯马克( ( ( (A.M.CormackA.M.CormackA.M.CormackA.M.Cormack) ) ) )和郝恩斯费尔和郝恩斯费尔和郝恩斯费尔和郝恩斯费
7、尔( ( ( (G.N.HounsfieldG.N.HounsfieldG.N.HounsfieldG.N.Hounsfield) ) ) )首次研制成功。首次研制成功。首次研制成功。首次研制成功。1979197919791979年因此项技术的发明，年因此项技术的发明，年因此项技术的发明，年因此项技术的发明，柯马克、郝恩斯费尔获得了生理与医学诺贝尔奖。柯马克、郝恩斯费尔获得了生理与医学诺贝尔奖。柯马克、郝恩斯费尔获得了生理与医学诺贝尔奖。柯马克、郝恩斯费尔获得了生理与医学诺贝尔奖。世界上第一台世界上第一台4层层CT扫描机扫描机豪恩斯费尔德豪恩斯费尔德医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学
8、影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5n CT机的分代主要以其机的分代主要以其线管和探测器的关系、探测器的数目、排列线管和探测器的关系、探测器的数目、排列方式以及线管与探测器的运动方式来划分方式以及线管与探测器的运动方式来划分。到今天为止。到今天为止CT经历了经历了5代代发展，现在第发展，现在第6代代CT正在研发中。正在研发中。n第第1代代CT机只有一个探测器，扫描角度为机只有一个探测器，扫描角度为1，扫描时间，扫描时间270s/层。仅用层。仅用头部的扫描头部的扫描, 图像质量差图像质量差, 以平移加旋转的扫描运动方式进行以平移加旋转的扫描运动方式进行,称为
9、称为平平移移/旋转型旋转型。医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5n第第2代代CT机探测器的数目增加机探测器的数目增加520个左右，个左右，X线束呈扇型，线束呈扇型，扫描角度增加为扫描角度增加为360,扫描时间仍较长扫描时间仍较长,一般在一般在20s1min/层，扫描方式为层，扫描方式为窄扇形束窄扇形束扫描平移描平移-旋旋转方式方式 。医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5n第第3代代CT探测器数目一般多超过探测器数目一般多超过100个
10、，有的接近个，有的接近1000个，个，X线线扇形束扩大到扇形束扩大到4050，足以覆盖人体的横径，足以覆盖人体的横径,这样扫描就不需这样扫描就不需要再平移，而只需要旋转就可以了要再平移，而只需要旋转就可以了,故称为故称为旋转旋转/旋转型。旋转型。扫描扫描时间一般均在几秒钟时间一般均在几秒钟,最快速度最快速度0.5s，实现了亚秒级扫描。，实现了亚秒级扫描。医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5n第第1代到第代到第3代代CT机的机的X线管和探测器都是同步旋转的，而第线管和探测器都是同步旋转的，而第4代代CT机与之不同，
11、探测器呈机与之不同，探测器呈360环状固定排列在机架内环状固定排列在机架内(目前有的机型多达目前有的机型多达4800个探测器个探测器)，X线管则围绕人体和机线管则围绕人体和机架作架作360旋转旋转,把第把第4代称代称固定固定/旋转型旋转型(螺旋螺旋CT属此型属此型)。医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5n第第5代代CT机与第机与第1到第到第4代代CT机不同，在成像过程中机不同，在成像过程中X线管不需环绕机线管不需环绕机架作机诫运动，它是用架作机诫运动，它是用电子束方法产生旋转的电子束方法产生旋转的X线源线源,再穿
12、透人体由探再穿透人体由探测器接受测器接受,这种这种CT机称为电子束机称为电子束CT,也称超高速也称超高速CT，特点是扫描速度，特点是扫描速度很快很快,50100ms/层层,每秒最多可扫每秒最多可扫34层层,就其扫描速度是普通就其扫描速度是普通CT的的40倍，螺旋倍，螺旋CT的的20倍倍,可用于心脏一类运动器官的扫描。可用于心脏一类运动器官的扫描。医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5n第第1 1代代CTCT：扫描方式为平移：扫描方式为平移(translate)+(translate)+旋转旋转( (rotate)(
13、T+Rrotate)(T+R) )方式的方式的CTCT。n第第2 2代代CTCT：扫描方式为平移：扫描方式为平移(translate)+(translate)+旋转旋转( (rotate)(T+Rrotate)(T+R) )方式的方式的CTCT。n第第3 3代代CTCT：扫描方式为旋转：扫描方式为旋转+ +旋转旋转(R+R)(R+R)扫描方式的扫描方式的CTCT。n第第4 4代代CTCT：扫描方式为静止：扫描方式为静止(stationary)+(stationary)+旋转旋转(S+R)(S+R)扫描方式的扫描方式的CTCT。n第第5 5代代CTCT：扫描方式为静止：扫描方式为静止+ +静止静
14、止(S(SS)S)电子束扫描方式的电子束扫描方式的CTCT。现代螺旋现代螺旋CTCT结构图结构图第二代第二代1616层层CTCT第五代第五代CTCT医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 3、20世纪世纪50年代和年代和60年代超声和放射性核素也相继出现。年代超声和放射性核素也相继出现。n1942年奥地利科学家达西科（年奥地利科学家达西科（Dussik）首先将超声技术应用与临床）首先将超声技术应用与临床诊断，从此开始了医学超声影像设备的发展。诊断，从此开始了医学超声影像设备的发展。n1954年瑞典人应用年瑞典人应用
15、M型超声显示运动的心壁，称为超声心动图。型超声显示运动的心壁，称为超声心动图。n人类从人类从20世纪世纪50年代开始研究二维年代开始研究二维B型超声，至型超声，至70年代中期，实时二年代中期，实时二维超声开始应用。维超声开始应用。超声检查超声检查 ( (二尖瓣粘连二尖瓣粘连) ) 彩色超声检查彩色超声检查 ( (胎儿发育胎儿发育) )医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5n4、70年年代代末末80年年代代初初，超超声声、放放射射性性核核素素、MR-CT和和数数字字影影像像设备与与技技术逐逐步步兴起起。其其中中磁磁共
16、共振振成成像像（MagneticResonanceImaging，MRIMRI）是目前最）是目前最为先先进的影像的影像检查方法之一。方法之一。nMRI是是基基于于MR现象象的的医医学学影影像像技技术。MR现象象是是1946年年分分别由由美美国国斯斯坦坦福福大大学学物物理理系系Bloch教教授授和和哈哈佛佛大大学学的的Puecell教教授授领导的的小小组同同时独独立立发现的的。由由于于这一一发现在在物物理理、化化学学上上具具有有重重大大意意义，Bloch和和Puecell共同共同获得了得了1952年的年的诺贝尔尔物理学物理学奖。 曼斯曼斯.菲尔德菲尔德裴奥裴奥.劳特伯劳特伯 GESignaPro
17、file/oMRI医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5n5、20世世纪80年年代代推推出出了了数数字字减减影影血血管管造造影影（DSA）和和计算算机机X线摄影（影（CR）成像）成像设备与技与技术，其后又推出了数字，其后又推出了数字X线设备（DR）。）。n数数字字减减影影血血管管造造影影术是是常常规造造影影术与与电子子计算算机机处理理技技术相相结合合的的一一种种新新型型成成像像技技术。血血管管造造影影检查是是对注注入入血血管管造造影影剂前前后后的的图像像进行行相相减减，得得到到无无骨骨骼骼，内内脏，软组织背背景景的
18、的清清晰晰的的血血管管影影象，而血管的形象，而血管的形态，结构反映了多种疾病的基本信息。构反映了多种疾病的基本信息。医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5n计计算算机机X线线摄摄影影（CR）是是将将X线线摄摄照照的的影影像像信信息息记记录录在在影影像像板板（IP板板）上上，这这种种可可重重复复使使用用的的IP影影像像板板，替替代代了了胶胶片片，不不需需要要冲冲印印，因因此此也也称称为为干干板板。干干板板经经激激光光读读取取装装置置读读取取，由由计计算算机机精精确确计计算算处处理理后后，即即可可得得到到高高清清数数字
19、字图图像像，最最后后经经数数字字/模模拟拟转转换换器器转转换换，在在荧荧屏上显示出灰阶图像，有利于观察不同的组织结构。屏上显示出灰阶图像，有利于观察不同的组织结构。医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5n直接数字化直接数字化X射线摄影系统（射线摄影系统（digital ray DR）是利用电子技术将）是利用电子技术将X线信线信息的其它载体转变为电子载体，息的其它载体转变为电子载体，X线照射人体后不直接作用于胶片，被线照射人体后不直接作用于胶片，被探测器（探测器（Detector）接收并转换为数字化信号，获得）接收并
20、转换为数字化信号，获得X线衰减值线衰减值（attenuation value）的数字矩阵，经计算机处理，重建成图像。）的数字矩阵，经计算机处理，重建成图像。医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5n6、20世纪世纪90年代推出了更新、更强的核医学影像设备年代推出了更新、更强的核医学影像设备ECT，包括，包括PET、SPECT等设备。等设备。PET也称正光电子成像设备，主要的优势是也称正光电子成像设备，主要的优势是超强的医学影像的识别与诊断的能力，尤其是利用注入体内的增强超强的医学影像的识别与诊断的能力，尤其是利用注入
21、体内的增强显影剂或示踪剂，在体内循环可以动态地、靶向目标清晰地显示被显影剂或示踪剂，在体内循环可以动态地、靶向目标清晰地显示被检部位形态和功能的异常情况，甚至可以检查出细胞级别的病变。检部位形态和功能的异常情况，甚至可以检查出细胞级别的病变。GE GE 全数字全数字PET-CTPET-CTGE GE 生产的生产的 SPECTSPECTPET PET 图像图像医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.51.2医学影像系统成像的物理共性医学影像系统成像的物理共性n医学影像成像源共性是充分和准确的利用成像源的物理作医学影像成像
22、源共性是充分和准确的利用成像源的物理作用，获得人体内携带有某种物理量分布信息的影像数据。用，获得人体内携带有某种物理量分布信息的影像数据。n医学影像系统成像主要包括以下医学影像系统成像主要包括以下4个共性个共性 : 源源 源与物体源与物体(目标目标)的相互作用的相互作用 检测器检测器 电子系统电子系统 医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.51.2.1源与目源与目标的作用的作用1.源源体外源体外源:如如X射射线源、磁源、磁场源、超声源、源、超声源、电磁波源、磁波源、红外外线源源等，等，这些人体外部的能源称些人体外部的
23、能源称为外源。外源。外源共同的特点是外源共同的特点是对人体人体组织或器官具有已知和可控的或器官具有已知和可控的作用。作用。体内源体内源:如注入人体内部的同位素如注入人体内部的同位素辐射源，或人体自身的射源，或人体自身的热辐射源等。射源等。这些增些增强强显影影剂的的辐射非常低，射非常低，对人体无人体无损害，但由此害，但由此产生的医学影像却非常的清晰，并且受生的医学影像却非常的清晰，并且受检查的部位的部位靶向性（命中率）靶向性（命中率）准确。准确。医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.52.源与物体源与物体(目目标)的相
24、互作用的相互作用例如例如X射射线穿穿过人体人体时，就，就可以准确可以准确检测出某种源与每部出某种源与每部分人体分人体组织器官相互作用后的器官相互作用后的结果、指果、指标和参数，据此来和参数，据此来进行医学影像的行医学影像的诊断或治断或治疗。注意：源的生物安全注意：源的生物安全剂量，量，质量指量指标和和检测标准。准。医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5n3.检测器器n检测器的主要作用是器的主要作用是在体外在体外检测携携带有体内信息的信号有体内信息的信号。n检测器的形式与各种源的器的形式与各种源的类型有型有一一一一对
25、应的关系的关系。这些影像信号些影像信号检测器共同的作用和主要功能器共同的作用和主要功能评价指价指标很多很多是一是一样的，如的，如检测弱信号的灵敏度，弱信号的灵敏度，检测与与处理信号的速理信号的速度，以及度，以及检测用的源用的源剂量的低量的低强强度，达到向度，达到向更清晰、更快更清晰、更快速、更安全、更多速、更安全、更多维和更智能和更智能的方向的方向发展。展。医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5n1.2.2源的控制与信号源的控制与信号检测医学医学图像信息的清晰或准确与否，最基本和最重要的关像信息的清晰或准确与否，最
26、基本和最重要的关键问题就在就在于于对产生生图像信息源的精确控制与信号像信息源的精确控制与信号检出灵敏度的出灵敏度的设计。n例如：例如：X光影像光影像设备的性能指的性能指标主要有主要有5个：个：X线光源尺寸、光源尺寸、X线剂量、量、图像分辨率、像分辨率、图像灰度像灰度级和信噪比。目前和信噪比。目前对X线剂量控制指量控制指标：1、X光源尺寸：光源尺寸：一般包括光源直径和一般包括光源直径和X光光发射角度。射角度。2、X线剂量又可分量又可分为入射入射剂量、表面量、表面剂量、出射量、出射剂量、量、图像接收器像接收器剂量、量、身体身体剂量和有效量和有效剂量量6种。种。3、图像分辨率，用于像分辨率，用于测量
27、一台量一台设备能能记录或生成的空或生成的空间细节精度。分辨率精度。分辨率越高，越高，细节越精越精细。医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.54、图像灰度像灰度级，灰度，灰度级的数量由的数量由2N决定，决定，N是二是二进制数的位制数的位数，常称数，常称为位，用来表示每个像素的灰位，用来表示每个像素的灰阶精度。如果精度。如果N=8则有有256个灰度个灰度级，图像灰度精度的范像灰度精度的范围为灰度分辨力，也灰度分辨力，也称称为图像的像的对比度分辨力。位数越大，比度分辨力。位数越大，图像的灰度分辨力像的灰度分辨力越高。越高。
28、5、信噪比，有用的、信噪比，有用的图像信息像信息(信号信号)与无用信息与无用信息(噪声噪声)的数量之的数量之比。比。X线图像占医院中全部影像的像占医院中全部影像的80左右，是目前医学左右，是目前医学影像影像检查的主要方法。常的主要方法。常规X线成像操作成像操作简单、费用低廉，用低廉，它一直是它一直是临床床诊断中的主要成像断中的主要成像设备。医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.51.3计算机医学影像算机医学影像n教学要求：教学要求：1、了解点阵与矢量医学影像、了解点阵与矢量医学影像 格式格式2、熟悉医学图像处理常用技
29、术，虚拟医学影像、虚拟内窥镜、基于影像、熟悉医学图像处理常用技术，虚拟医学影像、虚拟内窥镜、基于影像的计算机辅助外科与辅助诊断。的计算机辅助外科与辅助诊断。3、掌握数字医学影像的颜色或灰度及计算机医学图像的分辨率概念、掌握数字医学影像的颜色或灰度及计算机医学图像的分辨率概念医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.51.3.1点点阵与矢量医学影像与矢量医学影像n点点阵图(位位图)与矢量与矢量图的区的区别；计算机算机图像分像分为点点阵图(又又称位称位图或或栅格格图像像)和矢量和矢量图形形两大两大类。1点阵图像点阵图像(Bi
30、tmap)点点阵图像，亦称像，亦称为位位图图像或像或绘制制图像，是由称作像像，是由称作像素的素的单个点按行列有序排列点个点按行列有序排列点阵组成的。成的。这些点以其不同些点以其不同的排列位置和染色（灰的排列位置和染色（灰阶）程度构成）程度构成图（形）像。（形）像。一幅二维的医学数字灰阶影像是由一幅二维的医学数字灰阶影像是由M行行*N列的像素点列的像素点构成，其中每个像素点用构成，其中每个像素点用28212个二进制数位来记录该位个二进制数位来记录该位像素的灰度值，即每个像素可以保存像素的灰度值，即每个像素可以保存2564096灰度值灰度值医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教
31、程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.52点点阵图的文件格式的文件格式点点阵图可以被保存成的文件可以被保存成的文件类型很多，如型很多，如*.bmp、*.pcx、*.gif、*.jpg、*.tif、Photoshop的的*.psd、kodakphotoCD的的*.pcd、corelphotopaint的的*.cpt等。等。点点阵图文件大小的文件大小的规律：律：图形面形面积越大，文件的字越大，文件的字节数越多，数越多，文件的色彩越丰富，文件的字文件的色彩越丰富，文件的字节数越多，数越多，这些特征是所有点些特征是所有点阵图文件所共有的。文件所共有的。医学影像实用技术教程医学影像实
32、用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.53.矢量图矢量图(vector)（1）矢量）矢量图及矢量及矢量图的特性的特性矢量矢量图，也称，也称为面向面向对象的象的图形或形或绘图图形，形，数学上定数学上定义矢量矢量图为一系列由一系列由线连接的点接的点。矢量矢量图主要由主要由线条和色条和色块组成，成，这些些图形可以分解形可以分解为单个的个的线条、条、文字、文字、圆、矩形、多、矩形、多边形等形等单个的个的图形元素，再用一个代数式来表达形元素，再用一个代数式来表达每个被分解出来的元素。每个被分解出来的元素。例如：一个矩形可以通例如：一个矩形可以通过指定左上角
33、的坐指定左上角的坐标(x1,y1)和右下角的坐和右下角的坐标(x2,y2)的四的四边形来表示。形来表示。医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.51.3.2数字医学影像的数字医学影像的颜色或灰度色或灰度现在在的的医医学学数数字字X光光成成像像设备主主要要有有CR和和DR两两类，产生生图像像的的灰灰度度一一般般可可以以达达到到812bit，既既图像像中中每每个个像像素素点点的灰度信息可以表的灰度信息可以表现出出2564096个灰度个灰度级别。如如果果采采集集的的是是彩彩色色图图像像信信息息，则则每每个个像像素素至至少少需
34、需要要用用三三个个字字节节24位位二二进进制制数数来来保保存存RGB（红红、绿绿、兰兰）信信息息，甚甚至有些彩色图像每个像素的信息量达到至有些彩色图像每个像素的信息量达到32位位40位精度。位精度。医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.51.3.3计算机医学算机医学图像的分辨率像的分辨率计计算算机机医医学学图图像像的的分分辨辨率率和和采采集集方方式式、转转换换精精度度、处处理方法及显示视窗的清晰度等诸多因素有关。理方法及显示视窗的清晰度等诸多因素有关。1图像分辨率图像分辨率2时间分辨率时间分辨率3空间分辨率空间分辨率
35、4显示分辨率显示分辨率医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.51.3.4 1.3.4 1.3.4 1.3.4 医学医学医学医学图图像像像像处处理常用技理常用技理常用技理常用技术术 医医医医学学学学图图像像像像处处理理理理的的的的目目目目的的的的是是是是提提提提高高高高医医医医学学学学图图像像像像目目目目视视判判判判读读的的的的清清清清晰晰晰晰度度度度，进进而提高而提高而提高而提高诊诊断的准确率，减少漏断的准确率，减少漏断的准确率，减少漏断的准确率，减少漏诊诊和和和和误诊误诊。1 1、 图像增像增强 2 2、图像分割像
36、分割医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.53 3、边缘检测 4 4、纹理分析理分析 相相同同的的组织在在相相同同的的成成像像条条件件下下每每次次都都会会产生生相相同同的的纹理理模模式式; ;不不同同组织其其超超声声图像像纹理理特特征征不不同同; ;同同一一组织当当其其内内部部结构构发生生改改变后后, ,其超声其超声图像的像的纹理特征亦不相同理特征亦不相同. . 利利用用计算算机机图像像处理理技技术可可对这种种纹理理特特征征进行行数数理理模模式式分分析析, ,寻找找能能反反映映纹理理特特征征的的数数理理参参量量, ,
37、从从而而达达到到对组织结构构特特征征进行行评价价的的目的。目的。医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.55 5、配准与融合、配准与融合 医医学学图像像配配准准是是指指对于于一一幅幅医医学学图像像寻求求一一种种( (或或一一系系列列) )空空间变换，使使它它与与另另一一幅幅医医学学图像像上上的的对应点点达达到到空空间上上的的一一致致。这种种一一致致是是指指人体上的同一解剖点在两人体上的同一解剖点在两张匹配匹配图像上有相同的空像上有相同的空间位置。位置。 医医学学影影像像的的融融合合，就就是是影影像像信信息息的的融融合合
38、，即即利利用用计算算机机技技术，将将各各种种影影像像学学检查如如CT-MRICT-MRI，CT-SPECTCT-SPECT，MRI-PETMRI-PET、MRI-DSAMRI-DSA等等所所得得到到的的图像像信信息息进行行数数字字化化综合合处理理，将将多多源源数数据据协同同应用用，进行行空空间配配准准后后，产生生一一种种全全新新的的信信息息影影像像，以以获得得研研究究对象象的的一一致致性性描描述述，同同时融合了各种融合了各种检查的的优势，从而达到，从而达到计算机算机辅助助诊断的目的。断的目的。6 6、图像像压缩 图像像压缩就就是是把把图像像文文件件的的大大小小进行行压缩变小小，同同时图片片的的
39、质量量又又不会失真到不能接受的程度。不会失真到不能接受的程度。医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.51.3.5三三维医学影像医学影像很多很多实用的影像用的影像设备不断开不断开发出具有三出具有三维图像重建的功能，像三像重建的功能，像三维CT、彩色三、彩色三维超声、核素成像超声、核素成像SPECT、PET等具有三等具有三维立体成像功立体成像功能。能。同同时为深化研究人体的器官形深化研究人体的器官形态和生理、生化、和生理、生化、细胞、蛋白胞、蛋白质、基因等重要的人基因等重要的人类信息。各个国家正在研究信息。各个国家正在研
40、究“数字虚数字虚拟人人”。“虚虚拟人人”在医学在医学领域有着广泛的域有着广泛的应用前景，用前景，为医学科研、教学和医学科研、教学和临床手床手术提提供形象而真供形象而真实的模型，也的模型，也为疾病疾病诊断、新断、新药检验及新及新诊疗手段的开手段的开发提供参考。提供参考。 医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.51三三维数字数字图像重建像重建越越来来越越多多的的图图像像以以及及三三维维重重建建技技术术已已经经变变成成外外科科手手术术计计划划、治治疗疗处处理理及及放放射射科科以以外外其其他他应应用用的的有有效效手手段段。它
41、它可可以以提提供供器器官官和和组织的的三三维结构信息，构信息，辅助医生助医生对病情做出正确的病情做出正确的诊断断;如如：多多平平面面重重建建（MPR）、最最大大强强度度投投影影（MaxIP）、最最小小密密度度投投影影（MinIP）、平平均均密密度度投投影影（AIP）、表表面面重重建建(SSD)、CT仿仿真内真内窥镜（CTVE）等。）等。图图1.17额骨骨纤维肉瘤三维重建图像额骨骨纤维肉瘤三维重建图像医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.52数字虚数字虚拟人人数数字字虚虚拟人人简称称“数数字字人人”或或“虚虚拟人人”，
42、是是为更更加加准准确确的的描描述述和和研研究究人人体体自自身身形形态结构构和和生生理理、生生化化功功能能指指标而而采采用用高高科科技技手手段段和和计算算机机图像像处理理技技术，通通过对“标准准人人体体”真真人人尸尸体体的的从从头到到脚脚做做高高精精细水水平平断断层（小小于于1mm层厚厚）解解剖剖处理理，并并实时采采集集全全部部数数字字高高清清晰晰图像。通像。通过大型大型计算机算机处理而理而实现的数字化虚的数字化虚拟人体。人体。数数字字化化虚虚拟拟人人包包括括三三个个研研究究阶阶段段：虚虚拟拟可可视视人人、虚虚拟拟物物理理人人和和虚虚拟生物人。拟生物人。医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医
43、学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5数字化人体切片数字化人体切片美国男性数字化人美国男性数字化人中国虚拟人女一号中国虚拟人女一号中国虚拟人女一号人体切片中国虚拟人女一号人体切片医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.53三维立体医学图像的临床应用三维立体医学图像的临床应用医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.51.3.6 1.3.6 虚拟内窥镜虚拟内窥镜 虚虚拟拟内内窥窥镜镜技技术术（Virtual V
44、irtual EndoscopeEndoscope，VEVE）是是将将CTCT和和MRMR获获得得的的原原始始容容积积数数据据与与计计算算机机三三维维图图像像技技术术相相结结合合，借借助助导导航航技技术术（NavigationNavigation）或或漫漫游游技技术术（FlythroughFlythrough）以以及及伪伪彩彩技技术术来来逼逼真真地地模拟腔道内镜检查的一种方法。模拟腔道内镜检查的一种方法。医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.51.3.7 1.3.7 基基于于影影像像的的计计算算机机辅辅助助外外科科(
45、computer (computer aided aided surgerysurgery，CAS)CAS) 随随着着CTCT、MRIMRI等等图图像像诊诊断断仪仪的的发发展展，使使计计算算机机虚虚拟拟现现实实技技术术在在医医学学中中的的应应用用得得到到了了飞飞速速的的发发展展。计计算算机机利利用用这这些些图图像像信信息息进进行行三三维维图图像像重重建建，为为外外科科医医生生进进行行手手术术模模拟拟、手手术术导导航航(navigator)(navigator)、手手术术定定位位、术术前前规规划划提提供供了了客观、准确、直观、科学的手段。客观、准确、直观、科学的手段。 1 1、手术模拟、手术模拟
46、 2 2、术前规划、术前规划 3 3、手术导航、手术导航医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.51.3.8 1.3.8 基于医学影像的计算机辅助诊断基于医学影像的计算机辅助诊断医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.51.4计算机医学影像算机医学影像n 对医学图像的评价产生影响包括对医学图像的评价产生影响包括成像质成像质量的客
47、观物理因素与人的视觉系统量的客观物理因素与人的视觉系统等主等主观因素。观因素。医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.51.4.1 1.4.1 影响对医学图像评价的客观因素影响对医学图像评价的客观因素各各种种成成像像系系统统最最后后供供给给医医生生的的图图像像都都是是经经过过加加工工处处理理的的实实际际信信号号。但但有有一一些些物物理理因因素素可可影影响响成成像像的的质质量量。包包括括X X线线的的发发射射光光谱谱、待待测测对对象象的的吸吸收收特特性性和和散散射射特特性性、增增感感屏屏的的吸吸收收特性及其发射光谱。特性
48、及其发射光谱。噪噪声声的的物物理理源源密密切切地地同同源源本本身身和和检检测测系系统统有有关关，因因此此测测量量时时应应按按需需选选择择。医医学学中中的的放放射射摄摄影影，有有如如下下几几种种类类型型的的噪噪声声干干扰扰，即即感感光光乳乳胶胶的的结结团团、胶胶片片的的物物理理形形变变、增增感感屏屏磷磷光光物物质的无规则漫射、胶片处理中杂斑的形成以及量子杂斑等。质的无规则漫射、胶片处理中杂斑的形成以及量子杂斑等。医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.51.4.2影响对医学图像评价的主观因素影响对医学图像评价的主观因素探
49、探讨讨主主观观因因素素对对医医学学图图像像评评价价的的影影响响应应该该从从眼眼睛睛这这个个特特殊殊的的光光学学系系统统说说起起。观观察察物物体体时时，要要想想看看清清楚楚它它，首首先先要要使使它它在在视视网网膜膜上上形形成成清清晰晰的的像像。为为了了使使不不同同距距离离的的物物体体都都能能在在网网膜膜上上形形成成清清晰晰的的像像，必必须须随随着着物物距距的的改改变变相相应应的的改改变变眼眼睛睛的的焦焦度度。晶晶状状体体实实际际上上是是一一个个可可变变焦焦距距的的透透镜镜，这这使使它它具具有有很很强强的的适适应应能力。能力。 医学中所遇到的各种图像基本上是由许多分离的亮点（像医学中所遇到的各种图
50、像基本上是由许多分离的亮点（像素）排列显示出来。因此素）排列显示出来。因此人的眼睛对于不同亮度之间的分辨能人的眼睛对于不同亮度之间的分辨能力力，在评价图像处理结果中也是必须考虑的重要方面。，在评价图像处理结果中也是必须考虑的重要方面。医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 人人的的视视觉觉系系统统适适应应光光强强度度的的范范围围很很宽宽。由由视视觉觉刺刺激激阈阈值值到到强强闪闪光光之之间间，光光强强度度的的级级别别约约为为1010级级。医医学学成成像像系系统统中中，常常将将各各种种信信息息用用具具有有各各种种灰灰度
51、度级级别别的的像像素素点点构构成成阵阵列列，以以显显示示“图图像像”，其其光光强强度度表表示示为为该该点点的的灰灰度度级级。灰灰度度级级的的最最小小值值认认为为是是黑黑，最最大大值值认为是白，而所有中间值都是由黑连续变为白时的灰度渐变级。认为是白，而所有中间值都是由黑连续变为白时的灰度渐变级。可可见见，平平面面上上的的像像素素位位置置可可用用坐坐标标表表示示，其其灰灰度度级级也也可可用用数数字字表表示示，因因此此所所谓谓数数字字图图像像就就是是在在空空间间坐坐标标上上和和亮亮度度上上都都是是已已经经离离散化了的像素矩阵图像。散化了的像素矩阵图像。为为了了得得到到高高质质量量的的数数字字图图像像
52、，阵阵列列像像素素的的数数目目和和灰灰度度级级别别需需要要多多少少才才好好？很很明明显显，图图像像清清晰晰度度主主要要取取决决于于像像素素数数目目。固固然然，这这些些参参量量的的增增加加将将使使图图像像更更加加接接近近原原始始信信息息。但但当当像像素素数数目目增增加加时时，对系统的存储量和数据处理量也随之增加。对系统的存储量和数据处理量也随之增加。医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.51.5医学影像医学影像设备的分的分类与与组成成n 数字化医学影像设备的发展和应用，已经成为建设数字化医院的数字化医学影像设备的发展和
53、应用，已经成为建设数字化医院的基础和提高诊断与治疗水平的保证。现在医院里常用的各种医学基础和提高诊断与治疗水平的保证。现在医院里常用的各种医学影像设备种类与型号很多，大致分为五种类型；影像设备种类与型号很多，大致分为五种类型；X线摄影系统、磁线摄影系统、磁共振摄影系统、超声诊断系统、核医学图像系统、核医学图像系共振摄影系统、超声诊断系统、核医学图像系统、核医学图像系统、红外影像系统与医用内窥镜检查系统。各类影像系统的功能统、红外影像系统与医用内窥镜检查系统。各类影像系统的功能和适宜检查的范围是不同的，因此人们正在研究运用医学影像比和适宜检查的范围是不同的，因此人们正在研究运用医学影像比较学、各
54、类医学影像融合技术来进一步提高诊断和治疗的水平。较学、各类医学影像融合技术来进一步提高诊断和治疗的水平。医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.51.5.1X线摄影系统线摄影系统医医学学X线线摄摄影影系系统统，泛泛指指所所有有采采用用X线线源源获获取取医医学学影影像像的的设设备备，这这里里包包括括常常规规胶胶片片X光光机机，计计算算机机成成像像X线线机机（CR）、数数字字X线线机机（DR）、断断层层扫扫描描X线线机机 （C T） 和和 血血 管管 数数 字字 减减 影影 （D S A） 等等 设设 备备 。医学影像实用
55、技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.51 1、常规、常规X X线影像技术线影像技术传传统统的的X X线线成成像像是是经经X X线线摄摄照照，将将影影像像信信息息记记录录在在胶胶片片上上，在在显显定定影影处处理理后后，影影像像才才能能于于照照片片上上显显示示。这这类类胶胶片片影影像像属属于于连连续续变变化化的的光光学学模模拟拟图图像像。现现今今仍仍有有7070以以上上X X线线影影像像诊诊断断是是用用增增感感屏屏-胶胶片片方方式式的的常常规规X X线线摄摄影影技技术术。原原因因是是；一一是是新新型型X X线线胶胶片片感感光光粒粒
56、度度非非常常高高，且且新新胶胶片片是是按按不不同同波波长长、不不同同能能谱谱段段的的专专用用胶胶片片，在在能能谱谱内内的的敏敏感感度度非非常常高高，比比原原来来胶胶片片高高出出三三个个数数量量级级，而而对对此此能能谱谱段段外外的的射射线线又又有有极极强强的的排排它它性性，尤尤其其对对可可见见光光极极不不敏敏感感，从从而而可可以以免免去去采采用用增增感感屏屏和和在在暗暗室室中中操操作作的的限限制制。二二是是新新X X线线胶胶片片的的敏敏感感度度高高，检检查查时时所所用用X X线线剂剂量量也也必必然然要要降降低低，可可减减少少1 12 2个个数数量量级级，这这些些新新型型的的胶胶片片保保持持住住了
57、了传传统统的的成成像像快快，空空间间分分辨辨率率高高的的优优势势，结结果果也也使使X X线线机机由由大大功功率率变变为为小小功功率率，可可制制作作出出体体积积小小重重量量轻轻、便便于携带的精密型小功率于携带的精密型小功率X X线机。线机。 医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.52 2、计算机成像、计算机成像X X线机（线机（ComputedRadiographyComputedRadiographyCRCR）目前己能目前己能做到从做到从X射线曝光到将模拟信号影像变为数字化影像，但这射线曝光到将模拟信号影像变为数字化
58、影像，但这中间要有较多的复杂处理过程，需要许多设备和处理时间。中间要有较多的复杂处理过程，需要许多设备和处理时间。如将影像增强如将影像增强-电视系统摄取到的电视系统摄取到的X线影像，从视频（模拟）线影像，从视频（模拟）信号经数字化转换成数字影像，并先用存储屏将信号经数字化转换成数字影像，并先用存储屏将X线影像记线影像记录下来，再经激光扫描转换成数字信号，送入计算机工作站录下来，再经激光扫描转换成数字信号，送入计算机工作站的数字化的数字化X线摄影方式。被称为线摄影方式。被称为ComputedRadiography,CR系统。系统。医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影
59、像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 CRCR的成像要经过影像信息的记录、读取、处理和显示等步骤。的成像要经过影像信息的记录、读取、处理和显示等步骤。CR系统首先系统首先将将X X线摄照的影像信息记录在影像板（线摄照的影像信息记录在影像板（image plateimage plate，IPIP）上，影像信息的记录是用一种含有微量元素铕的钡氟溴化合）上，影像信息的记录是用一种含有微量元素铕的钡氟溴化合物结晶制成的物结晶制成的IPIP代替代替X X线胶片线胶片, ,接受透过人体的接受透过人体的X X线线, ,使使IPIP感光感光, ,形成形成潜影。潜影。IPIP上的潜影用激光束对匀
60、速移动的上的潜影用激光束对匀速移动的IPIP整体进行精确而均匀整体进行精确而均匀的扫描，产生由激光激发出的辉尽性荧光，由自动跟踪的集光器的扫描，产生由激光激发出的辉尽性荧光，由自动跟踪的集光器收集，收集，再再经光电转换器转换读取潜影信息并转换成数字信号，再经光电转换器转换读取潜影信息并转换成数字信号，再经数字经数字/ /模拟转换器转换，在荧屏上显示出灰阶图像。模拟转换器转换，在荧屏上显示出灰阶图像。X X线影像信线影像信息由息由IPIP记录。记录。IPIP可重复使用达可重复使用达2-32-3万次。万次。 IPIP经过激光扫描后，则可得到一帧数字化图像。影像的数字化信经过激光扫描后，则可得到一帧
61、数字化图像。影像的数字化信号经图像后处理系统处理，可以在很大的范围内调整图像的特性，号经图像后处理系统处理，可以在很大的范围内调整图像的特性，提高图像的可视化程度，这是提高图像的可视化程度，这是CRCR优于优于X X线照片之处，而线照片之处，而X X线胶片上线胶片上的影像信息是不能改变的。的影像信息是不能改变的。医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 图像后处理的主要功能有：灰阶处理、窗位处理、数字减影血管图像后处理的主要功能有：灰阶处理、窗位处理、数字减影血管造影处理和造影处理和X X线吸收率减影处理等。灰阶处理
62、是通过图像处理系统线吸收率减影处理等。灰阶处理是通过图像处理系统的调整，可在人眼能辨别的范围内进行选择，以达到最佳的视觉的调整，可在人眼能辨别的范围内进行选择，以达到最佳的视觉效果，这有利于观察不同的组织结构。例如处理胸部片可以同时效果，这有利于观察不同的组织结构。例如处理胸部片可以同时显示两张显示肺和纵隔的最佳图像。窗位处理是对某一灰阶数字显示两张显示肺和纵隔的最佳图像。窗位处理是对某一灰阶数字信息的（上下限范围）内容（例如选择骨的灰阶范围），突出显信息的（上下限范围）内容（例如选择骨的灰阶范围），突出显示指定灰阶范围内的组织结构，以其对示指定灰阶范围内的组织结构，以其对X X线吸收率的细微
63、差别，得线吸收率的细微差别，得到最佳的显示，同时可对这些数字信号进行增强处理。窗位处理到最佳的显示，同时可对这些数字信号进行增强处理。窗位处理可提高影像对比度，这有利于显示不同的组织结构，如骨窗、纵可提高影像对比度，这有利于显示不同的组织结构，如骨窗、纵隔窗等。隔窗等。目目前前CRCR系系统统可可提提供供与与屏屏片片摄摄影影相相一一致致的的分分辨辨率率，CRCR数数字字化化的的信信息息经经过过计计算算机机图图像像处处理理，可可大大大大提提高高图图像像的的目目视视判判读读的的信信息息量量，增增加加了了显显示示图图像像的的层层次次，降降低低X X线线辐辐射射剂剂量量，减减少少辐辐射射损损伤伤，同同
64、时时医医学学数数字字图图像像还还可可以以长长时时间间保保存存而而不不失失真真，避避免免了了胶胶片片冲冲洗洗的环境污染，不易保管等诸多问题。的环境污染，不易保管等诸多问题。 医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.53 3、数字、数字X X线机（线机（DigitalRadiographyDRDigitalRadiographyDR）目目前前有有直直接接数数字字化化X X射射线线摄摄影影技技术术和和DRDR设设备备。这这些些新新型型装装置置不不再再采采用用X X线线胶胶片片，而而是是利利用用一一种种外外形形似似X X线线胶
65、胶片片暗暗盒盒的的探探测测器器，将将入入射射的的X X线线能能量量直直接接转转化化为为数数字字信信号号。由由SterkungSterkung公公司司研研制制出出的的“直直接接X X线线摄摄影影探探测测器器”（DRDDRD）是是用用非非晶晶态态硒硒涂涂覆覆在在薄薄膜膜晶晶体体营营（TFTTFT）阵阵列列上上。而而TrixeilTrixeil公公司司开开发发出出的的平平板板式式探探测测器器（FPDFPD）是是用用薄薄膜膜非非晶晶态态氢氢化化硅硅制制成成的的光光电电二二极极管管组组成成的的矩矩阵阵，每每个个光光电电二二极极管管即即为为最最小小感感光光单单元元或或象象素素。这这两两种种探探测测器器都都
66、可可在在接接收收X X线线摄摄影影曝曝光光后后，直接输出数字化影像信号。直接输出数字化影像信号。 医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.54 4、断层扫描、断层扫描X X线机线机CTCT 2020世世纪纪7070年年代代英英国国EMIEMI实实验验室室G GN NHounsfieldHounsfield工工程程师师在在参参考考19631963年年美美国国物物理理学学家家A AM MCormackCormack发发表表的的应应用用数数学学重重建建图图像像理理论论的的基基础础上上，把把电电子子计计算算机机断断层层摄摄像像
67、技技术术引引入入医医学学，使使电电子子计计算算机机技技术术与与X X射射线线机机相相结结合合，完完成成图图像像重重建建过过程程，首首先先推推出出了了世世界界上上第第一一台台X X射射线线计计算算机机断断层层扫扫描描机机（X-CTX-CT机机）。它它解解决决了了X X射射线线照照相相的的前前后后物物体体图图像像重重叠叠问问题题，大大大大提提高高了了医医学学诊诊断断的的可可靠靠性性和和准准确确性性，使使医医学学成成像像技技术向前跨了一大步。术向前跨了一大步。 医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 X-CTX-CT的的
68、出出现现使使医医学学成成像像形形成成了了全全新新的的概概念念。X-CTX-CT是是利利用用围围绕绕人人体体的的脏脏器器扫扫描描时时得得到到的的大大量量X X射射线线吸吸收收数数据据来来重重建建人人体体的的脏脏器器的的断断层层图图像像的的。当当一一束束细细（扇扇型型）X X射射线线通通过过人人体体的的脏脏器器的的一一个个断断层层时时，沿沿X X射射线线路路径径的的总总的的衰衰减减系系数数为为体体素素衰衰减减系系数数的的线线积积分分，它它可可用用一一探探测测器器进进行行测测量量。探探测测器器将将射射线线强强度度转转换换成成电电信信号号，这这些些信信号号经经过过数数字字化化后后由由计计算算机机处处理
69、理。通通过过围围绕绕人人体体的的脏脏器器在在不不同同角角度度上上进进行行多多次次测测量量，计计算算出出与与人人体体某某一一层层面面上上每每个个体体素素相相关关的的吸吸收收系系数数，并并将将该该层层面面的的二二维维吸吸收收系系数数矩矩阵阵存存储储到到计计算算机机中中，用用不不同同灰灰度度在在图图像像显显示示器器上上表表示示矩矩阵阵的的信信息息，所所显显示示的的图图像像上上每每个个象象素素的的灰灰度度即即为为层层面面上上相相应应体体素素的的吸吸收收系系数数的的量量度度，从从而而得得到到断断层层面面上上衰衰减减系系数数的的分分布布的的信信息息。由由于于X-CTX-CT技技术术得得到到的的是是人人体体
70、的的脏脏器一个断层面的图像，因此称为断层照相。器一个断层面的图像，因此称为断层照相。 医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5这这种种数数字字影影像像装装置置已已从从第第一一代代发发展展到到第第五五代代。目目前前常常用用的的则则是是第第三三、四四代代。这这两两代代CTCT技技术术的的持持续续发发展展主主要要体体现现在在提提高高速速度度、改改善善图图像像质质量量、开开发发新新的的功功能能，拓拓展展应应用用范范围围以以及及便便于于操操作作等等方方面面。如如对对螺螺旋旋扫扫描描而而言言,扫扫描描同同样样的的覆覆盖盖长长度度
71、可可节节省省四四分分之之一一到到五五分分之之一一的的时时间间，或或者者同同样样的的时时间间可可以以使使扫扫描描覆覆盖盖长长度度增增加加252533%33%。提提高高速速度度的的另另一一表表现现是是，缩缩短短图图像像重重建建的的时时间间。有有的的CTCT产产品品采采用用了了新新的的图图像像重重建建技技术术，分分别别使使重重建建时时间间达达到到1s1s，从从而而加加快快了了扫扫描描周周期期。有有些些高高档档CTCT均均有有了了连连续续成成像像或或称称透透视视的的功功能能，每每秒秒钟钟可可以以显显示示6 68 8幅幅图图像像。CTCT透透视视对对开开展展介介人人放放射射学学非非常常重重要要，可可减减
72、少少扫扫描描层层数数、降降低低病病人人的的X X线线曝曝射射剂剂量量，有有的的产产品品仅仅用用15mA15mA剂剂量量进进行行扫扫描描即即可可得得到到512x512512x512矩矩阵阵的的影影像像。目目前前正正在在进进一一步步研研究究用用10mA10mA的的X X线线曝曝射射剂剂量量进进行行CTCT透透视视技技术术。在在图图像像质质量量方方面面，高高档档的的低低压压环环螺螺旋旋CTCT机机的的空空间间分分辨辨率率已已达达201p201pcmcm，低低对对比比度度分分辨辨率率也也很很高高。这这大大大大提提高高了了辨辨别别软组织间差异的能力。软组织间差异的能力。 医学影像实用技术教程医学影像实用
73、技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5新新一一代代的的CTCT被被称称作作电电子子束束CTCT（EBCTEBCT），系系由由电电子子枪枪发发射射电电子子束束，经经偏偏转转线线圈圈改改受受电电子子束束方方向向，打打在在一一组组半半圆圆形形的的靶靶环环上上产产生生出出X X射射线线。当当X X线线通通过过被被检检人人体体后后，由由对对侧侧排排列列的的探探测测器器组组接接收收。因因无无机机械械运运动动，扫扫描描速速度度可可高高达达每每一一层层面面仅仅用用50ms50ms，时时间间分分辨辨率率很很好好，但但空空间间分分辨辨率率不不如如高高档档的的第第三三
74、代代和和第第四四代代机机。今今后后电电子子束束CTCT将将会会有有更更进进一一步步的的发发展展。我我国国有有些些医医院院已已正正式式启启用用电电子子束束CTCT。并并因因其其成成像像速速度度比比普普通通CTCT快快20204040倍倍，可可提提供供心心脏脏等等活活动动器器官官的的非非常常清清晰晰的的影影像像。X-CTX-CT经经过过多多代代的的发发展展，在在医医学学上上已已获获得得广广泛泛的的应应用用，目目前前已已可可用用来来诊诊断断脊脊柱柱和和头头部部损损伤伤，颅颅内内肿肿瘤瘤，脑脑中中血血凝凝块块，心心脏脏病病早早防防早早治治及及肌肌体体软软组组织织损损伤伤，胃胃肠肠疾疾病病，腰腰部部和和
75、骨骨盆盆恶性病变等等。恶性病变等等。 医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.55、数字减影血管造影系统（、数字减影血管造影系统（DSA）DSA即数字减影血管造影系统，为放射科各类血管造影及介入治疗的即数字减影血管造影系统，为放射科各类血管造影及介入治疗的专用设备，是与计算机相结合的血管造影技术，该技术可得到除去骨专用设备，是与计算机相结合的血管造影技术，该技术可得到除去骨骼、软组织影像的纯血管影像，从而更精确诊断血管疾病和介入治疗。骼、软组织影像的纯血管影像，从而更精确诊断血管疾病和介入治疗。DSA数字减影血管造影系
76、统具有以下特点：数字减影血管造影系统具有以下特点：实实时时成成像像：即即每每个个曝曝光光序序列列终终止止，立立即即得得到到减减影影图图像像，可可实实时时指指导导诊诊断与治疗。断与治疗。提高了密度分辨率：提高了密度分辨率：DSA可使可使1mm直径小血管和直径小血管和3mm直径肿瘤染色。直径肿瘤染色。减减少少造造影影剂剂用用量量。新新型型造造影影剂剂的的靶靶向向性性更更好好，动动态态示示综综性性清清晰晰，且且安安全全无毒副作用。无毒副作用。各种管处理功能。为介入手术导航提供了可靠的保证。各种管处理功能。为介入手术导航提供了可靠的保证。突出微小密度差。可高清晰显示微小血管循环状态图像。突出微小密度差
77、。可高清晰显示微小血管循环状态图像。减减少少胶胶片片用用量量。高高清清晰晰的的数数字字图图像像完完全全取取代代了了胶胶片片图图像像，降降低低成成本本，减减少环境污染。少环境污染。 医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5目前，应用目前，应用DSA可以开展如心脑血管、神经、呼吸、消化、可以开展如心脑血管、神经、呼吸、消化、骨骼、泌尿、妇科等涉及临床各科各系统疾病检查与治疗的骨骼、泌尿、妇科等涉及临床各科各系统疾病检查与治疗的高难度技术项目。如肝、肺、头颈部、盆腔等肿瘤介入治疗，高难度技术项目。如肝、肺、头颈部、盆腔等肿
78、瘤介入治疗，心脏大血管介入治疗，如冠状动脉造影术、冠脉内支架直接心脏大血管介入治疗，如冠状动脉造影术、冠脉内支架直接置入术、冠状动脉内溶检术、埋藏式心脏复率除颤器植入术，置入术、冠状动脉内溶检术、埋藏式心脏复率除颤器植入术，全脑治疗造影术、椎体成型术，大介入治疗，食管狭窄扩张，全脑治疗造影术、椎体成型术，大介入治疗，食管狭窄扩张，良恶性肿瘤的灌注栓塞治疗、各种血管畸形造影等。良恶性肿瘤的灌注栓塞治疗、各种血管畸形造影等。DSA可可以为广大患者提供更为高效、低价、优质、安全可靠的医疗以为广大患者提供更为高效、低价、优质、安全可靠的医疗服务。服务。医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实
79、用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.51.5.2磁共振摄影系统磁共振摄影系统20世纪世纪80年代将核磁共振技术应用于临床医学，由强磁场与人体年代将核磁共振技术应用于临床医学，由强磁场与人体被成像部位机体组织的原子核相互作用，机体组织的原子核及其被成像部位机体组织的原子核相互作用，机体组织的原子核及其所处的生理条件，在磁场作用下产生共振，改变所在位置的磁场所处的生理条件，在磁场作用下产生共振，改变所在位置的磁场强度而生成图像，既解决了强度而生成图像，既解决了CT机对人体组织细胞的一定损害性，机对人体组织细胞的一定损害性，又解决了可测出机体病变前的微小生理变化。核磁共
80、振成像已成又解决了可测出机体病变前的微小生理变化。核磁共振成像已成为医学影像诊断中的一个新的分支。为医学影像诊断中的一个新的分支。 磁共振成像（磁共振成像（MagneticResonanceImaging）MRIMRI）是目前最）是目前最为先进的影像检查方法之一，是一门新兴的无创性显示人体内部为先进的影像检查方法之一，是一门新兴的无创性显示人体内部结构的影像诊断技术，这一技术在问世不到结构的影像诊断技术，这一技术在问世不到2020年的时间里得到了年的时间里得到了迅猛发展，设备制造技术和诊断理论日臻完善。目前，迅猛发展，设备制造技术和诊断理论日臻完善。目前，MRIMRI设备在设备在大中城市医院已
81、较广泛应用，其对人体组织器官高分辨的图像，大中城市医院已较广泛应用，其对人体组织器官高分辨的图像，为临床提供了更为直观的人体内部结构图像信息及更丰富的有意为临床提供了更为直观的人体内部结构图像信息及更丰富的有意义的诊疗信息。义的诊疗信息。医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5核磁共振成像原理的原子核带有正电，许多元素的原子核，如核磁共振成像原理的原子核带有正电，许多元素的原子核，如1H、19FT和和31P等进行自旋运动。通常情况下，原子核自旋轴的等进行自旋运动。通常情况下，原子核自旋轴的排列是无规律的，但将其置于外
82、加磁场中时，核自旋空间取向从排列是无规律的，但将其置于外加磁场中时，核自旋空间取向从无序向有序过渡。自旋系统的磁化矢量由零逐渐增长，当系统达无序向有序过渡。自旋系统的磁化矢量由零逐渐增长，当系统达到平衡时，磁化强度达到稳定值。如果此时核自旋系统受到外界到平衡时，磁化强度达到稳定值。如果此时核自旋系统受到外界作用，如一定频率的射频激发原子核即可引起共振效应。在射频作用，如一定频率的射频激发原子核即可引起共振效应。在射频脉冲停止后，自旋系统已激化的原子核，不能维持这种状态，将脉冲停止后，自旋系统已激化的原子核，不能维持这种状态，将回复到磁场中原来的排列状态，同时释放出微弱的能量，成为射回复到磁场中
83、原来的排列状态，同时释放出微弱的能量，成为射电信号，把这许多信号检出，并使之时进行空间分辨，就得到运电信号，把这许多信号检出，并使之时进行空间分辨，就得到运动中原子核分布图像。原子核从激化的状态回复到平衡排列状态动中原子核分布图像。原子核从激化的状态回复到平衡排列状态的过程叫弛豫过程。它所需的时间叫弛豫时间。弛豫时间有两种的过程叫弛豫过程。它所需的时间叫弛豫时间。弛豫时间有两种即即T1和和T2，T1为自旋点阵或称为纵向驰豫时间，为自旋点阵或称为纵向驰豫时间，T2为自旋一自为自旋一自旋或称为横向弛豫时间。旋或称为横向弛豫时间。医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实
84、用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5MRI的影像虽然也以不同灰度显示，但反映的是的影像虽然也以不同灰度显示，但反映的是MR信号强度的信号强度的不同或弛豫时间不同或弛豫时间T1与与T2的长短，而不像的长短，而不像CT图像，灰度反映的是组图像，灰度反映的是组织密度。织密度。MRI图像一般可分为图像一般可分为T1加权像，加权像，T2加权像，质子密度像加权像，质子密度像这三种基本图像。脂肪在上述图像上为高信号，肌肉，肝脏，胰这三种基本图像。脂肪在上述图像上为高信号，肌肉，肝脏，胰腺等组织器官在腺等组织器官在T1加权像上为中等信号，而在加权像上为中等信号，而在T2加权像上则为较加权像上则为较
85、低信号，肺组织，大血管，钙化等在上述图像上一般均为低信号，低信号，肺组织，大血管，钙化等在上述图像上一般均为低信号，而肾，脾等组织器官在而肾，脾等组织器官在T1加权像上为较低信号，在质子像和加权像上为较低信号，在质子像和T2加加权像上为较高信号。而权像上为较高信号。而CT图像的对比度依赖于组织的图像的对比度依赖于组织的X线衰减系线衰减系统，脂肪为低密度，钙化为高密度，大血管为与肝，肾等相仿的统，脂肪为低密度，钙化为高密度，大血管为与肝，肾等相仿的密度。肿瘤密度与软组织密度近似，一般需注射造影剂才能更好密度。肿瘤密度与软组织密度近似，一般需注射造影剂才能更好的显示及定性。的显示及定性。医学影像实
86、用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5MRI提供的信息量不但大于医学影像学中的其他许多成像术，提供的信息量不但大于医学影像学中的其他许多成像术，而且不同于已有的成像术，因此，它对疾病的诊断具有很大的潜而且不同于已有的成像术，因此，它对疾病的诊断具有很大的潜在优越性。它可以直接作出横断面、矢状面、在优越性。它可以直接作出横断面、矢状面、冠状面和各种斜面冠状面和各种斜面的体层图像，不会产生的体层图像，不会产生CT检测中的伪影；不需注射造影剂；无电检测中的伪影；不需注射造影剂；无电离辐射，对机体没有不良影响。与离辐射，对机体没有不
87、良影响。与CT相比，它具有无放射线损害，相比，它具有无放射线损害，无骨性伪影，能多方面、多参数成像，有高度的软组织分辨能力，无骨性伪影，能多方面、多参数成像，有高度的软组织分辨能力，几乎适用于全身各系统的不同疾病，如肿瘤、炎症、创伤、退行几乎适用于全身各系统的不同疾病，如肿瘤、炎症、创伤、退行性病变以及各种先天性疾病的检查。对颅脑、脊椎和脊髓病的显性病变以及各种先天性疾病的检查。对颅脑、脊椎和脊髓病的显示优于示优于CT。它可不用血管造影剂，即显示血管的结构，故对血管、。它可不用血管造影剂，即显示血管的结构，故对血管、肿块、淋巴结和血管结构之间的相互鉴别，有其独到之处。它还肿块、淋巴结和血管结构
88、之间的相互鉴别，有其独到之处。它还有高于有高于CT数倍的软组织分辨能力，敏感地检出组织成份中水含量数倍的软组织分辨能力，敏感地检出组织成份中水含量的变化，因而常比的变化，因而常比CT更有效和更早地发现病变。更有效和更早地发现病变。MRI能清楚、全能清楚、全面地显示心腔、心肌、心包及心内其它细小结构，是诊断各种心面地显示心腔、心肌、心包及心内其它细小结构，是诊断各种心脏病以及心功能检查的可靠方法。脏病以及心功能检查的可靠方法。医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5从从20世纪世纪80年代初第一台磁共振扫描仪的问世到年
89、代初第一台磁共振扫描仪的问世到2003底，全世界底，全世界已有大约已有大约22000台台MRI设备应用于医学影像诊断、医学基础研究甚设备应用于医学影像诊断、医学基础研究甚至应用于医学治疗（至应用于医学治疗（MRI介入治疗）等，每年接受介入治疗）等，每年接受MRI检查的人检查的人数已超过数已超过6000万。近万。近23年中磁共振的发展特别是超高磁场年中磁共振的发展特别是超高磁场MRI系系统发展十分迅速，统发展十分迅速，2003年美国年美国FDA已批准了已批准了3T全身全身MRI系统（注：系统（注：磁场强度单位用特斯拉表示，磁场强度单位用特斯拉表示，3TMRI指的就是磁场强度达指的就是磁场强度达3
90、特斯特斯拉的磁共振系统，后面类推。）用于临床；拉的磁共振系统，后面类推。）用于临床；4TMRI系统最近已通系统最近已通过过FDA无明显危险许可证；无明显危险许可证；7TMRI已走出实验室并已对近百名健已走出实验室并已对近百名健康志愿者完成无事故和无明显危险安全记录测试；在实验室中康志愿者完成无事故和无明显危险安全记录测试；在实验室中9.4TMRI样机已完成对成年动物与后代等不良生物效应测试。由于市样机已完成对成年动物与后代等不良生物效应测试。由于市场对超高场场对超高场MRI的需求驱动，超高场磁体的研制目前已有明显进的需求驱动，超高场磁体的研制目前已有明显进展如展如12T或更高场强或更高场强MR
91、I磁体的技术难题已部分攻克或攻克。由磁体的技术难题已部分攻克或攻克。由于原来困扰于原来困扰MRI发展的各种技术障碍被一个又一个的克服，加速发展的各种技术障碍被一个又一个的克服，加速了了MRI技术的普及与应用。技术的普及与应用。医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.51.5.3医学超声诊断系统医学超声诊断系统超超声声波波是是当当今今人人体体病病变变无无创创伤伤、无无痛痛苦苦的的最最佳佳检检查查手手段段之之一一。20世世纪纪60年年代代将将超超声声波波技技术术应应用用于于临临床床诊诊断断，研研制制了了A型型、M型型、B型
92、型和和C型型超超声声诊诊断断仪仪，可可用用于于观观察察人人体体内内部部结结构构和和肿肿瘤瘤、囊囊肿肿的的诊诊断断以以及及检检查查脏脏器器、胎胎儿儿等等的的正正常常与与否否，经经过过长长期期的的实实际际使使用用及及观观察察分分析析，超声成像设备的频率和强度对人体安全基本无害。超声成像设备的频率和强度对人体安全基本无害。超超声声诊诊断断的的工工作作原原理理是是应应用用超超声声波波的的良良好好指指向向性性和和与与光光相相似似的的反反射射、折折射射、衰衰减减等等物物理理特特性性，通通过过超超声声仪仪，采采用用各各种种扫扫描描方方法法，将将超超声声波波发发射射到到体体内内，并并在在组组织织中中传传布布。
93、当当正正常常的的与与病病理理组组织织的的声声抗抗有有一一定定差差异异时时，将将此此回回声声信信号号接接收收处处理理后后，构构成成一一幅幅二二维维切切面面声声像像图图。由由于于各各组组织织的的界界面面形形态态、运运动动状状态态和和对对超超声声吸吸收收程程度度不不同同，其其回回声声有有一一定定的的共共性性和和特特性性，结结合合生生理理、病病理理与与临临床床知知识识和和一一系系列列人人体体切切面面声声像像图图，可对病变的部位、性质或功能障碍程度作出准确诊断。可对病变的部位、性质或功能障碍程度作出准确诊断。医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2
94、1.3 1.4 1.5彩色多普勒超声显像仪（彩超）是在彩色多普勒超声显像仪（彩超）是在B超的基础上增加了多超的基础上增加了多普勒血液成像技术的影像检查方法。被誉为普勒血液成像技术的影像检查方法。被誉为“无创伤的血管造无创伤的血管造影影”。配有高、中、低三种频率探头。检查时探头通过粘合剂。配有高、中、低三种频率探头。检查时探头通过粘合剂与相应部位皮肤接触，扫描结果在监视器上形成二维切面声像与相应部位皮肤接触，扫描结果在监视器上形成二维切面声像图，并以彩色照片形式把结果保存下来。开展心脏、大血管、图，并以彩色照片形式把结果保存下来。开展心脏、大血管、大脑动脉、肝、脾、肾、子宫、附件、前列腺、睾丸等
95、器官检大脑动脉、肝、脾、肾、子宫、附件、前列腺、睾丸等器官检查，对血流情况，结石、包块大小、质地、边界测值准确。同查，对血流情况，结石、包块大小、质地、边界测值准确。同时还能配合临床开展介入检查和治疗。时还能配合临床开展介入检查和治疗。医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.51.5.4核医学图像系统核医学图像系统核医学成像技术是一种以脏器内、外正常组织与病变组织之间的核医学成像技术是一种以脏器内、外正常组织与病变组织之间的放射性差别为基础的脏器或病变的显像方法。核医学成像检查是放射性差别为基础的脏器或病变的显像方法。
96、核医学成像检查是先通过有选择的让人体摄入某种放射性（微量、靶向准确、安全、先通过有选择的让人体摄入某种放射性（微量、靶向准确、安全、无害的增强示踪剂）药物，这些药物聚集在人体某个脏器中或参无害的增强示踪剂）药物，这些药物聚集在人体某个脏器中或参与体内某种代谢过程，体内的放射性核素能够放出与体内某种代谢过程，体内的放射性核素能够放出射线，核医学射线，核医学成像仪器可以对脏器组织中的放射性核素的浓度分布和代谢过程成像仪器可以对脏器组织中的放射性核素的浓度分布和代谢过程进行拍摄成像。核医学成像检查的方法，在医学上有广泛的应用，进行拍摄成像。核医学成像检查的方法，在医学上有广泛的应用，它与它与X-CT
97、X-CT的不同之处是的不同之处是X-CTX-CT的射线源在成像体的外部，而核医学的射线源在成像体的外部，而核医学成像的射线源在成像体的内部。核医学成像技术不仅可得人体脏成像的射线源在成像体的内部。核医学成像技术不仅可得人体脏器的解剖图像，还可得到生理，生化，病理过程及功能图像。甚器的解剖图像，还可得到生理，生化，病理过程及功能图像。甚至经过数学算法在计算机内可以重建人体内放射元素密度分布的至经过数学算法在计算机内可以重建人体内放射元素密度分布的三维三维“透明人体透明人体”图像。图像。医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4
98、1.5核医学影像设备主要有；核医学影像设备主要有；照相机、发射型计算机断层照相机、发射型计算机断层(ECT)(ECT)、单、单光子发射型计算机体层光子发射型计算机体层(SPECT)(SPECT)、正电子发射型计算机体层、正电子发射型计算机体层(PET)(PET)。1 1相机既是显像设备，又是一种无创伤性的功能检测与诊断的仪器。相机既是显像设备，又是一种无创伤性的功能检测与诊断的仪器。相机通过连续的显像，跟踪和记录放射性药物相机通过连续的显像，跟踪和记录放射性药物( (示踪剂示踪剂) )通过时某通过时某脏器的形态和功能，可以进行医学动态的观察研究。脏器的形态和功能，可以进行医学动态的观察研究。相
99、机由于检相机由于检查的时间相对较短，检查方便简单安全，因此特别适合儿童和危查的时间相对较短，检查方便简单安全，因此特别适合儿童和危重病人的临床医学影像检查。也由于检查迅速，更便于多体位、重病人的临床医学影像检查。也由于检查迅速，更便于多体位、多部位观察。通过对图像的数字化处理，可以获得更多有助于诊多部位观察。通过对图像的数字化处理，可以获得更多有助于诊断的信息。临床上经常用它对人体脏器进行静感式动态照相检查，断的信息。临床上经常用它对人体脏器进行静感式动态照相检查，主要用于心血管疾病的检查。主要用于心血管疾病的检查。医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教
100、程1.1 1.2 1.3 1.4 1.52 2发射型计算机断层发射型计算机断层(Emission(EmissionComputrdComputrdTomography,ECT)Tomography,ECT)简称简称ECTECT，它是继它是继相机之后又一重大发展的核素脏器显影检查的仪器。其基本相机之后又一重大发展的核素脏器显影检查的仪器。其基本原理是在体外从多角度采集体内某脏器放射性示踪剂分布的二维影原理是在体外从多角度采集体内某脏器放射性示踪剂分布的二维影像，而后经过计算机数据处理重建和显示脏器的三维图像，亦可获像，而后经过计算机数据处理重建和显示脏器的三维图像，亦可获得脏器的各种不同切面（水
101、平、冠状、失状）或角度的剖面影像，得脏器的各种不同切面（水平、冠状、失状）或角度的剖面影像，不仅可以准确定位病变部位，做体层显像检查，还能精确分析生理、不仅可以准确定位病变部位，做体层显像检查，还能精确分析生理、生化、代谢指标的改变，进行脏器组织功能的检查。生化、代谢指标的改变，进行脏器组织功能的检查。3 3单光子发射型计算机体层单光子发射型计算机体层(SPECT)(SPECT)，SPECTSPECT有两种类型，多探头型有两种类型，多探头型（称为扫描型）和（称为扫描型）和相机型。多探头相机型。多探头SPECTSPECT的探头由多个小型闪烁探的探头由多个小型闪烁探测器组成。测器组成。相机型相机型
102、SPECTSPECT是由高性能、大视野、多功能的是由高性能、大视野、多功能的相机和支相机和支架旋转装置，及图像分析处理、三维图像重建软件等软件组成，可架旋转装置，及图像分析处理、三维图像重建软件等软件组成，可进行多角度、多方位人体器官探查。由于进行多角度、多方位人体器官探查。由于SPECTSPECT具有具有相机的全部功相机的全部功能，还有新近开发出来的多种放射性示踪剂药物，因此在动态器官能，还有新近开发出来的多种放射性示踪剂药物，因此在动态器官功能检查或早期疾病诊断方面具有独到之处，从而功能检查或早期疾病诊断方面具有独到之处，从而SPECTSPECT在临床影像在临床影像检查的应用上得到了越加广
103、泛的重视。检查的应用上得到了越加广泛的重视。医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.54 4正电子发射型计算机体层正电子发射型计算机体层(PET)(PET)，是现代核素脏器显影检查技术中，是现代核素脏器显影检查技术中处于前沿的一种新仪器。它不仅克服了平面显影的缺点，而且大处于前沿的一种新仪器。它不仅克服了平面显影的缺点，而且大大促进了核医学影像学的发展，被认为是核医学发展的一个重要大促进了核医学影像学的发展，被认为是核医学发展的一个重要的、划时代的里程碑。的、划时代的里程碑。PETPET可以用人体物质组成元素可以用人体
104、物质组成元素(150(150，11C11C，13N13N等等) )来制造放射性药物，来制造放射性药物，PETPET特别适合做人体器官功能和生理变特别适合做人体器官功能和生理变化等方面观察与研究，尤其是对脑神经功能的研究具有独到之处，化等方面观察与研究，尤其是对脑神经功能的研究具有独到之处，其图像的清晰性、真实性被称为其图像的清晰性、真实性被称为“生命体层生命体层”或或“生化体层生化体层”，它也是目前唯一能够提供神经活动信息的医学仪器设备。它也是目前唯一能够提供神经活动信息的医学仪器设备。PETPET作为作为核医学成像设备与技术发展的新方向，日益受到人们的普遍重视。核医学成像设备与技术发展的新方
105、向，日益受到人们的普遍重视。医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.51.5.5红外影像、医用内窥镜红外影像、医用内窥镜20世纪世纪80年代以来内窥镜技术、红外线乳腺造影技术的应用和基年代以来内窥镜技术、红外线乳腺造影技术的应用和基因图谱的建立使临床对人体器脏的检查和手术手段往前跨了一大步，因图谱的建立使临床对人体器脏的检查和手术手段往前跨了一大步，对人体的研究更加透明、更深入具有实质性。对人体的研究更加透明、更深入具有实质性。红外热成像装置是利用红外线探测器检测人体表面辐射的红外线，红外热成像装置是利用红外线探测器检
106、测人体表面辐射的红外线，并将其转变为电信号，由红外线摄像头并将其转变为电信号，由红外线摄像头(IRCCD)获取视频信号，再经获取视频信号，再经过放大、滤波处理，送人计算机进行成像。因此用它可以诊断与温过放大、滤波处理，送人计算机进行成像。因此用它可以诊断与温度有关的疾病，特别是对浅表部位的肿瘤的诊断、乳房癌的早期诊度有关的疾病，特别是对浅表部位的肿瘤的诊断、乳房癌的早期诊断、末稍血管疾病的诊断、断肢再植成活情况的鉴别，及皮肤伤痛断、末稍血管疾病的诊断、断肢再植成活情况的鉴别，及皮肤伤痛的评价等。的评价等。医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1
107、.2 1.3 1.4 1.5医用红外热像仪通过对人体温度分布的显示医用红外热像仪通过对人体温度分布的显示(热图像热图像)，显现人体温度分布有无变化，变化的部位及其程度。各种炎症、显现人体温度分布有无变化，变化的部位及其程度。各种炎症、恶性肿瘤导致热图上相应部位的温度偏高；栓塞、微循环下降、恶性肿瘤导致热图上相应部位的温度偏高；栓塞、微循环下降、积液在热图上则有温度偏低的显示。积液在热图上则有温度偏低的显示。医用内窥镜是一种直接插入人体器官内腔进行实时观察内腔表医用内窥镜是一种直接插入人体器官内腔进行实时观察内腔表面形态的诊断器械，它所得到的图像是逼真和直观的。面形态的诊断器械，它所得到的图像是
108、逼真和直观的。内窥镜品种更多，几乎对人体所有腔体均有相应的内窥镜，如内窥镜品种更多，几乎对人体所有腔体均有相应的内窥镜，如食道镜、胃镜、小肠镜、大肠镜、胆道镜、纵膈镜、支气管镜、食道镜、胃镜、小肠镜、大肠镜、胆道镜、纵膈镜、支气管镜、尿道镜、膀胱镜、肾盂镜、阴道镜、子宫镜、腹腔镜、关节镜等。尿道镜、膀胱镜、肾盂镜、阴道镜、子宫镜、腹腔镜、关节镜等。最近推出的细径内窥镜，其直径仅为最近推出的细径内窥镜，其直径仅为007rnm，一个内窥镜可以，一个内窥镜可以作多种用途，甚至能进行冠状动脉的检查。作多种用途，甚至能进行冠状动脉的检查。医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影
109、像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5激光内窥镜和三维内窥镜亦在发展之中。激光内窥镜是将激光内窥镜和三维内窥镜亦在发展之中。激光内窥镜是将诊断和治疗功能结合在一起的新一代内窥镜产品。三维内窥镜可诊断和治疗功能结合在一起的新一代内窥镜产品。三维内窥镜可提供立体图像，能使高难度的手术得以顺利施行，且大大提高了提供立体图像，能使高难度的手术得以顺利施行，且大大提高了手术的安全系数。手术的安全系数。20世纪世纪60年代激光新技术的发明是年代激光新技术的发明是20世纪的重大科技成就之一。世纪的重大科技成就之一。激光的高方向性、高亮度性、高单色性及高相干性和生物学效应激光的高方向性、高亮度性
110、、高单色性及高相干性和生物学效应已广泛用于医学，医学激光器常用于手术切割、组织烧灼、凝结已广泛用于医学，医学激光器常用于手术切割、组织烧灼、凝结止血、光针穴位照射、激光血细胞计数、激光显微光谱分析、激止血、光针穴位照射、激光血细胞计数、激光显微光谱分析、激光全息照相诊断和激光多普勒血流测速等。光全息照相诊断和激光多普勒血流测速等。“激光医学激光医学”已成为已成为医学重要的分支学科。医学重要的分支学科。医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5本章小本章小结n现代医学影像技术的发展推动了医学诊断、治疗水平现代医学影像技术的发展推动了医学诊断、治疗水平的进步，为建设数字化医院提供了技术基础和科学的的进步，为建设数字化医院提供了技术基础和科学的手段。本章教学目的是：学习现代医学影像技术与设手段。本章教学目的是：学习现代医学影像技术与设备的发展历史，了解现在医学影像技术与设备的应用备的发展历史，了解现在医学影像技术与设备的应用现状，全面掌握今后应用医学影像检查与治疗的新技现状，全面掌握今后应用医学影像检查与治疗的新技术、新设备、新方法和新动向。术、新设备、新方法和新动向。
