医学影像成像技术与原理

各种成像技术的临床应用的比较【摘要】 目的：对各种成像技术的临床应用进行比较分析，为临床科学合理应用提供参考。方法：根据各种成像技术的影像特点进行对比分析，评价成像性能、影像特点及其差别。结果：CR、DR和CT都是利用X线成像，超声用超声波成像，MRI则用人体中的氢核成像，其中CR与DR成像转换方式各自不同。结论：X线在骨肌系统和胸部多是首选；CT在中枢神经系统疾病、心及大血管疾病腹部及盆腔部疾病的诊断价值高；超声在各部位软组织器官、妇产科有重要应用；MRI对脑和脊髓及诊断乳腺疾病有重要价值。【关键词】 CR、DR、CT、超声、MRI、临床应用1 引言1895年发现X线以后不久，X线就被用于人体疾病检查，形成X线诊断学，并奠定了医学的基础成像。20世纪50年代到60年代开始应用超声与核素显像进行人体检查，出现了超声成像核闪烁显像。20年代70年代到80年代有相继出现了CT、MRI等新的成像技术。各种成像原理与方法不同，诊断价值与限度亦各异，了解并掌握各种成像技术的成像性能、影像特点及其差别有助于在临床上面对不用的疾病时用选用适合的成像技术进行检查，对诊断疾病更有利。2 各种成像技术的成像性能、影像特点2.1 CR影像特点(1)高灵敏度：即使密集很弱的信号也不会被噪声所掩盖而显示出来。(2)较高的空间分辨率(33 Lp,mn)：能分辨影像中较小的细节。(3)具有很高的线性度：在影像系统中，整个光谱范围内得到的信号与真实影像光强度呈线性关系。(4)大动态范围：系统能同时检测到极强和极弱的信号使影像显示出更丰富的层次。(5)识别性能优越：系统能准确地扫描出影像信息。显示最理想、高质量的图像。(6)宽容度大：可最大限度地减少X线照射量从而获得较佳的影像图像。2.2 DR的影像特点(1)图像质量高：空间分辨率36LPmm，DQE、MTF高，图像层次丰富。(2)时间分辨力高：成像速度快，曝光后几秒即可显示图像，优化改善了工作流程。(3)曝光宽容度大：成功率达100，可修正后处理调节。(4)后处理功能强大：有对比度、亮度、边缘处理、增强、黑自、反转、放大、缩小、测量等。(5)无胶片化：图像在计算机中存储、转输、调阅，节省了存储空间及胶片和冲片费用。(6)可与PACS融合131：可直接与PACS系统联网，实现远程会诊。2.3超声成像的影像特点（1）超声检查是无创性、无痛苦、无电离辐射的检查，对人体无损害，简便易行，对治疗后的病灶可重复检查，动态随访。（2）超声图像层次清楚，接近人体解剖真实结构，能清晰显示脏器大小、边缘形态、毗临关系和内部回声。（3）超声分辨力强，对小病灶有良好的显示能力，12mm的占位病变能清晰显示并准确定位和测量大小。2.4 MRI的影像特点（1）MRI所显示的解剖结构非常逼真，在良好清晰的解剖背景上，再显出病变影像，使得病变同解剖结构的关系更明确。（2）MRI的流空效应使血管腔不注入对比剂就可以显影（3）MRI可获得人体横面、冠状面、矢状面及任何方向断面的图像，利于病变的三维定位。（4）对心脏大血管的形态与动力学研究可在无创伤、无电离辐射下完成。3、各种成像技术的临床应用3.1 CR的临床应用1)CR系统在头颈部的应用：利用自动调节激光发光量和放大增益。可最大限度地减少X线曝光量。利用频率增强可清晰锐利显示颅骨线样骨折，利用空间频率原理口J清晰显示颅面骨骨折。(2)CR系统在胸部的应用：改善了胸部成像方式并提高了胸部影像的显示水平、曝光的宽容度，减少X线剂量与强大的图像后处理功能联合使用_廿r得到满意的图像。(3)CR系统在腹部的应用：具有很高的密度分辨率，多种图像后处理可充分显示腹部内的影像，扩大r应用范围。(4)CR系统在骨骼的应用：X曝光剂量低通过图像后处理可使骨皮质内缘显示更清晰，可直接测量，对定位定量精度明显提高骨结构显示更清晰，还可行矿物盐含量的定量分析。3.2 DR的临床应用(1)DR系统在头颈部的应用：照射条件低于屏片组合系统可清晰显示头颈部图像以及显示难以显示的上段胸椎。(2)DR系统在胸部的应用：可正负片反转，可突出胸部重点。选择性开窗显像，可调节窗宽、窗位等各种级别灰度，可处理边缘局部，可分别显示胸部各类器官曝光量在l一3 mAs。(3)DR系统在腹部应用：最大优点是实时采集和存储，回放图像处理，可电视定位，即时性和连续性，自动设定曝光条件。3.3 超声的临床应用（1）超声能清晰显示女性盆腔内的结构而成为妇科疾病诊断的重要手段。特别是在产科的应用，从早孕至分娩的全过程都可以用超声监护：观察胎儿的发育过程，判断胎儿成熟度以及有无先天畸形，了解胎盘及脐带的状况，等等。值得重视的是经阴道超声显像，能显示子宫、卵巢及附件的细微结构，显著提高了妇产科疾病的诊断准确性和灵敏性。经阴道彩色多普勒的应用，在高分辨力二维声像图基础上能显示盆腔、子宫及其肿瘤的较小血管和血流频谱特征，有助于了解病变的血流状态、良恶性肿块的鉴别以及宫外孕的早期诊断（2）超声心动图检查目前进入了频谱型和彩色多普勒型的新阶段，加之经食管超声及三维超声等先进技术的应用，可以全面、直观、精确、实时地观察心脏及大血管的解剖结构，心肌及辩膜的运动状态以及血流动力学状况，从而能够为心血管的生理病理情况提供准确的信息，把先天性心脏病、心脏瓣膜病、心肌病以及冠心病等。心脏病的诊断水平推进到了新的高度，并且对于许多手术病例，超声检查在术前、术中及术后的监视亦有很大帮助。（3）腔内超声、术中超声，可以发现某些疾病早期的细小病变，肿瘤侵犯范围的准确定位，有无周围淋巴结的转移等，用以进行肿瘤的分期和制定合理的主料方案。3.4 MRI的临床应用（1）在神经系统应用较为成熟。三维成像和流空效应使病变定位诊断更为准确，并可观察病变与血管的关系。对脑干、幕下区、枕大孔区、脊髓与椎间盘的显示明显优于CT。对脑脱髓鞘疾病、多发性硬化、脑梗塞、脑与脊髓肿瘤、血肿、脊髓先天异常与脊髓空洞症的诊断有较高价值。（2）纵隔在MRI上，脂肪与血管形成良好对比，易于观察纵隔肿瘤及其与血管间的解剖关系。对肺门淋巴结与中心型肺癌的诊断，帮助也较大。（3）心脏大血管在MRI上因可显示其内腔，所以，心脏大血管的形态学与动力学的研究可在无创伤的检查中完成。（4）对腹部与盆部器官，如肝、肾、膀胱，前列腺和子宫，颈部和乳腺，MRI检查也有相当价值。在恶性肿瘤的早期显示，对血管的侵犯以及肿瘤的分期方面优于CT。（5）骨髓在MRI上表现为高信号区，侵及骨髓的病变，如肿瘤、感染及代谢疾病，MRI上可清楚显示。在显示关节内病变及软组织方面也有其优势。4 结束语不同的成像技术和检查方法在诊断中都有各自的优势与不足，像CT虽然检查安全，但患者接受的射线剂量通常比X线摄影大。而且对于某一种疾病，可能用一种检查就可以明确诊断，例如外伤性骨折，X线检查就多可以做出诊断；也可能是一种检查不能发现病变，而另一种检查则可确诊，如肺的小结节性病变，胸部X线未发现，而CT则能检查并诊断为肺癌；也可能是综合几种成像手段与检查方法才能明确诊断。因此，需要掌握不同成像手段在不同疾病诊断在临床应用中的优势与限度，以便能恰当地选择一种或综合应用几种成像手段和检查方法，来进行诊断【参考文献】1 王家富，李勇，马铎，韩巍，王丽范. PETCT的原理及临床应用M .亚太传统医药,2010,06(9).2 甘泉，刘冬明，殷瑞根，刘文，赵天,万志水，王骏,王冬青，彭卫斌.CR与DR性能影像特点及其临床应用的比较研究J.医疗卫生装,2009, 30(2).3 李哓光. 多层螺旋CT的原理及临床应用M.当代医学，2010，7（2）.4 陆恩祥.血管超声的临床应用 期刊论文.辽宁医学杂志,15(3).5 鲁珊珊,王德杭,李永军,冯阳,周敏林,刘许慧. 全身MRI与核素骨扫描对骨转移瘤诊断价值的对照研究M.中华放射学杂志,2011,