医学成像系统概述

1、医学成像系统概述XXXXXXXXXX主要内容X射线成像系统 X-CT成像系统磁共振成像系统超声波成像系统放射性核素成像系统投影X线成像系统X射线的发现使人们意识到了X射线在医学成像中的应用前景。在此后的几十年中，X射线摄影技术有了不小的发展，包括使用旋转阳极X射线管、影像增强管及采用运动断层摄影等。投影X线成像系统X线产生1895，伦琴，1895年12月22日 第一张X射线照片1896，英国，X线首次应用在医疗方面X线管的早期发展离子X线管：结构简单，效率低，无防护，曝光时间长电子X线管：1913-1928，钨灯丝X线管，滤线栅，钨酸镉荧光屏，双焦点X线管旋转阳极X线管X线设备相关技术近几十年

2、的改进高千伏技术，荧光增强技术，高速增感屏，快速X线感光胶片，X线影像增强器等现代设备CR，DSA等X线设备目前存在问题X线产生效率低胶片对X线的敏感度不足投影X线成像系统威廉康拉德伦琴（18451923）1895年11月8日晚 意外发现。1895年12月22日 第一张X线照片投影X线成像系统普通X光机X光片投影X线成像系统由于常规的X射线成像技术是将人体三维结构投影到一个二维平面上，会产生图像重叠，造成读片困难。此外，投影X射线成像对软组织的分辨能力较差，使得它在临床中的应用也受到一定的限制。 为了获得脏器的清晰图像，人们又设计了一些特殊的X射线成像装置。如X射线数字减影装置(digital

3、 subtraction angiography，简称DSA)就是一个例子。投影X线成像系统DSA的基本工作原理是：将X射线机对准人体的某一部位，并将X射线造影剂注入人体血管中。如果在注入造影剂的前后分别摄取这同一部位的X射线图像，然后再将这两幅图像相减，那么就可以消除图像中相同结构的部分，而突出注人造影剂的血管部分。DSA在临床中已成功地用于血管网络的功能检查。投影X线成像系统DSA投影X线成像系统手部DSA肺部DSAX射线计算机断层成像 X射线计算机断层成像（Xray computed tomography，简称XCT），成功地解决了投影X射线成像中出现的影像重叠问题。1969设计成功，1

4、972公诸于世。1917，奥地利，雷当，重建算法1963，美国，柯马克，论文1967-1970，英国，EMI公司，豪斯菲尔德，第一台CT，1971/9放置在伦敦医院1972，第一张CT照片，用于诊断妇女脑囊肿1974，美国，第一台全身CT研制成功1975，美国，第一台全身CT临床使用1985，螺旋CT用于临床1998，多层探测器系统得到应用1979，柯马克与豪斯菲尔德获得诺贝尔生理与医学奖中国：1983，颅脑CT一代1988，颅脑CT二代1990，全身CT三代X射线计算机断层成像 主要技术：图像重建算法主要问题：成像速度X射线计算机断层成像 中国东软 双排螺旋CTX射线计算机断层成像 CT影像

5、磁共振成像系统 1945年美国学者Bloch和Purcell首先发现了核磁共振现象，从此产生了核磁共振谱学这门科学。它在广泛的学科领域中迅速发展成为对物质的最有效的非破坏性分析方法之一。核磁共振作为一种成像方法的应用是一个较新的发展。1973年P.C.Lauterbur第一个做出了仿真模块的二维核磁共振图像。之后又有人完成了对小物体成像。直至70年代后期，对人体的成像才获得成功。核磁共振成像系统也称为磁共振成像（magnetic resonance imaging，简称MRI）系统。磁共振成像系统 磁共振成像的过程是将人体置人一强磁场中，如果同时对人体施加一个一定频率的交变射频场，那么被探查的

6、质子就会产生共振，并向外辐射共振信号，在接受线圈中就会有感应电势产生。所接收到的信号经过计算机处理后，就可以得到清晰的人体断面图像。磁共振图像也是通过计算机处理后产生的图像。与CT不同的是，CT图中每个像素的数值代表的是人体组织中某一个体素对X线的衰减；而在磁共振图像中，每个像素的值代表的是从某个体素来的磁共振信号的强度，它与共振核子的密度有关。 磁共振成像系统 磁共振成像系统 MRI开放式MRI磁共振成像系统 MRI影像超声成像系统 超声成像设备是目前医院中仅次于投影X射线机使用得最频繁的成像设备。目前临床上使用的超声成像系统基本上都是采用脉冲回波方式成像(即B型超声显像仪)。超声成像的突出

7、优点是对人体无损、无创、无电离辐射，同时又能提供人体断面实时的动态图像。因此广泛地用于心脏或腹部的检查。除断面成像外，血流测量也是超声成像设备中的重要组成部分。超声血流测量是借助多普勒原理完成的。射入人体的一定频率的超声波在遇到运动的红血球时，血球产生的后向散射信号会出现多普勒频移。通过对多普勒回波信号的分析就能得到血流的方向与速度信息，这些信息是心血管疾病与脑血管疾病诊断中的重要依据。超声成像系统 20世纪 80年代初问世的超声彩色血流图（color flow mapping，简称CFM）是目前临床上使用的高档超声诊断仪。它的特点是把血流信息叠加到二维B型图像上。凡是指向换能器的血流在B超图

8、中用红颜色表示，而背离换能器的血流则用蓝颜色表示。由于在一张图像上既能看到脏器的解剖形态，又能看到动态血流，它在心血管疾病的诊断中发挥了很大的作用。医学诊断上所使用的超声波频率一般为0.5MHz15MHz，常用的是2.5MHz5MHz优点：对人体无损，无创，无电离辐射，实时动态，便宜缺点：图像分辨力难以突破超声成像系统 B超机实时超声影像放射性核素成像系统原理：给病人口服或静脉注射某种放射性示踪剂，使之进入人体后参与体内特定器官组织的循环和代谢，并不断地放出射线。这样我们就可在体外用各种专用探测仪器追踪探查，以数字、图像、曲线或照片的形式显示出病人体内脏器的形态和功能。特点：不仅可以看到器官形

9、态，还可以了解脏器代谢情况分辨率低，1CM左右目前主要设备：同位素扫描仪相机SPECT，单光子发射型CTPET，正电子发射型CT放射性核素成像系统PET是根据有一类放射性同位素在衰变过程中释放正电子的物理现象来设计的。正电子与电子相互作用发生湮灭现象后，会产生两个能量为511Kev且传播方向完全相反的光子，用一个符合检测器就可以检测出这种成对出现的射线光子。根据这样采集到的数据同样能重建出断层图像。PET系统价格昂贵，主要是在实验室或研究中心使用, 但目前已有少数医院将该设备用于临床。放射性核素成像系统PET-CT机PET-CT影像几种成像系统技术比较成像技术基本原理测试对象观察目的分辨力P22对人体伤害临床适用性普通X线各种组织对X线吸收不同吸收系数组织形态高大胸，骨X-CT计算机重建与处理吸收系数组织形态高大脑，肾，胆MRI氢原子的磁共