医学成像技术进展

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1、医学成像进展综述医学成像技术取得了长足的发展，它是借助于某种能量与生物体的相互作用，提取生物体内组织或器官的形态、结构以及某些生理功能的信息，为生物组织研究和临床诊断提供影像信息的一门科学。所涉及的范围越来越广，有X线成像、超声波成像、磁共振成像、红外线成像、放射性核素成像、光学成像、电阻抗成像等。这些方法各有所长，互相补充，能为医生做出确切诊断，提供愈来愈详细和精确的信息。100多年来放医学影像设备迅速发展．条件日臻完善，医学成像技术日新月异，各种影像设备的分辨率不断提高，一些成像系统已具备了显微分辨能力，将活体影像学带进了基础科学，使其可以深入到细胞、分子水平，即其成像技术从宏观进入了微观

2、，分子影像学应运而生，医学影像进入了新的时代。1X线成像技术1895年伦琴发现了X射线（X-ray），这是19世纪医学诊断学上最伟大的发现。它是借助X射线通过人体时，各部组织对X线的吸收不同产生不同的阴影所形成的图像。这种图像是三维的人体的X线吸收分布投射在二维的成像媒质(如胶片)上形成的。所以它是把三维(立体的)实体信息压缩或堆积重棱在一个二维平面上的图像,是具有重叠特点的二维图像。随着计算机的发展，数字成像技术越来越广泛地代替传统的屏片摄影。数字X线检查技术包括计算机X线摄影、直接数字X线摄影、数字减影血管造影和X－CT等。X－CT的问世被公认为伦琴发现X射线以来的重大突破，是标志着医学影

3、像设备与计算机相结合的里程碑。自20世纪70年代初开始在临床应用以来，经过多次升级换代，由最初的普通头颅CT机发展到现在的高档滑环式螺旋CT和电子束CT。其结构和性能不断完善和高，可用于身体任何部位组织器官的检查，因其密度分辨率高，解剖结构显示清楚，对病变的定位和定性较高，已成为临床常用的影像检查方法。20世纪80年代初，CR在把传统的X线摄影数字化，DR是计算机数字化能力与常规X线摄影相结合的产物。所不同的是数字化方式不一样，但究其原理和成像过程仍属间接数字影像技术，不是最终发展方向。DDR是20世纪90年代开始开发的直接数字成像技术，它是采用平板探测器将X线信息直接数字化，不存在任何的中间

4、过程。数字图像不仅可以方便的将图像“冻结”在荧光屏上，而且可以进行各种各样的图像后处理。2核医学成像技术核医学成像系统又称放射性核素成像（RNI）系统，所检测信号是摄人体内的放射性核素所放出的射线，图像信号反映放射性核素的浓度分布，显示形态学信息和功能信息。核医学成像与其他影像学成像具有本质的区别，其影像取决于脏器或组织的血流、细胞功能、细胞数量、代谢活性和排泄引流情况等因素，而不是组织的密度变化。核素成像和X射线成像不同的是：X线图像显示的是X线吸收的分布，而核素成像显示的放射性活性分布。尽管放射性核素成像所表现的图像性质和用X线获得的图像有明显的不同，但它仍是三维的放射性核素分布投射到二维

5、的显示器上，和X线一样也是有重叠特点的二维图像。利用γ照相机就可以得到放射性核素的图像。γ照相机是含有检测γ射线的探头系统，确定γ射线闪烁点坐标的位置电路，反映γ射线强度的辉度调制电路和显示记录系统等的大型现代化设备。γ照相机在20世纪的60—70年代得以迅速发展，但其不足之处在于它只能进行平面显像而缺乏深度方面的信息。1963年Oavidkuhl提出了纵断层和栈断层的设想，但一直没能实现。1972年CT研制成功,是医学影像学的重大突破，亦向核医学提出挑战。CT技术问世后，将放射性核素扫描与CT技术结合起来，开发出发射型计算机体层扫描术（ECT）。ECT技术不仅能动态观察脏器的形态、功能和代谢

6、的变化，而且能进行体层显像和立体显像。ECT可分为单光子发射型计算机体层（SPECT）与正电子发射型计算机体层（PET）两类，两者的数据采集原理不同。PET/CT是将最先进的PET和CT的功能有机地结合在一起的一种全新的功能分子影像诊断设备。PET通过使用代谢显像剂、乏氧显像剂等药物，可以将肿瘤病灶的代谢信息表达出来，通过这些信息可以容易地确定肿瘤组织和正常组织及病灶周围的非肿瘤病变组织的界限，以及肿瘤病灶内瘤细胞的分布情况，真正做到以生物靶区为基础制定放疗计划。CT能够精确提供肿瘤病灶解剖结构。PET/CT融合的图像既能提供精确的解剖结构图像，又能提供生物靶区的材料。使用PET/CT制定放疗

7、计划对于临床来说是一个全新的分子影像领域，具有广阔的应用前景。3超声成像技术超声成像始于20世纪50年代后期，在80年代得到了迅速发展，是一种利用超声的物理特性和人体器官组织的声学性质差异来显示记录器官组织断面图像的新型非创伤性医学影像学技术。超声成像设备有利用超声回波的超声诊断仪、超声多普勒系统、谐波成像系统，及利用超声透射的超声计算机体层成像系统。前者应用更为广泛，根据其显示方式不同，可以分为