医学影像学发展概况.doc

第一篇 概论 医学影像解剖学是借助X线、CT、MRI、USG、ECT和PET等成像设备，研究正常人体各解剖结构的形态、位置及结构间相互关系，并侧重于临床医学实践的一门学科。与侧重于医学基础研究的断层解剖学不同，医学影像解剖学不仅研究正常人体解剖结构，还对人体部分器官的生理功能进行研究，是医学影像学发展的产物，并伴随医学影像学每一阶段的发展而发展。 第一章医学影像学的发展 【学习目标】 通过本章的学习，了解医学影像学的发展和临床应用状况；掌握现代影像学常用名词和基本概念。 1895年伦琴发现X线及X线在医学上的应用，在相当程度上改变了医学尤其是临床医学的进程，并为放射学及现代医学影像学的形成和发展奠定了基础（图1-1，图1-2）。到20世纪70年代初，计算机体层摄影（computed tomography，CT）的应用，使放射学进入了一个以体层成像和计算机图像重建为基础的新阶段。随后，磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）、放射性核素成像包括单光子发射体层摄影（single photon emission computed tomography ，SPECT）和正电子发射体层摄影（positron emission tomography，PET）、超声成像（ultrasonography，USG）、数字减影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）、数字X线成像等相继应用于临床，其间还有70年代中期介入放射学的应用和发展，从而形成了影像诊断学与介入放射学相结合的现代医学影像学。近年来，由于医学影像硬件技术、计算机技术和网络技术的进步，更进一步促进了医学影像学的发展。 图 图1-1 伦琴，X线的发现者 伦琴（1845~1923），德国物理学家，因发现X线（伦琴射线）和对X线的研究，而获得1901年第1届诺贝尔物理奖 图 图1-2 伦琴拍摄的世界上第1张X线片 照片中的手指为伦琴妻子安娜 ·贝莎的手指，第4根手指上的黑色影像为金戒指 第一节 X线检查 自伦琴发现X线后不久，德国西门子公司在1896年研制出世界上第1只X线管。20世纪10 ~ 20年代，装有X线管的常规X线机开始面市。随后，X线管、高压发生器和相关设备，特别是体层摄影装置、影像增强器、连续摄影、快速换片装置、高压注射器、电视、电影和录像记录系统的应用及对比剂的开发，到20世纪60年代中、后期，已形成了较完整的学科体系，称影像设备学。20世纪80年代，由于计算机技术的进步，X线设备和X线摄影技术的发展，计算机X线摄影（computed radiography，CR）开始应用于临床。CR的出现在较大程度上改善了普通X线摄影质量，解决了X线摄影的数字化问题，但没有改变普通X线摄影的工作模式和流程；直到90年代中期，数字化X线摄影（digital radiography，DR）进入临床应用，才终结了X线模拟成像阶段，使X线摄影步入数字化时代。DR不仅仅是提高了X线摄影质量，更重要的是改变了传统X线摄影的工作模式和流程。 CR是一套系统，工作流程与普通X线摄影相同，不同点在于X线影像信息的载体不同，即CR用影像板（imaging plate，IP）代替了X线胶片。IP是CR的关键部分，记录通过人体衰减的X线信息，通过激光扫描装置将贮存于IP上的潜影转换成电信号，再经过计算机存储和处理，以显示器（软拷贝）或胶片（硬拷贝）显示。CR图像可经网络存储和传输，使X线摄影的数字化得以实现。 DR是利用平板探测器（FDP）接受穿过人体的X线信息，然后直接将这些信息转化成数字信号，输送给图像处理系统，以显示器或胶片显示。DR的应用大大提高了图像质量，降低了曝光剂量。一些高级功能的开发和应用如能量减影、时间减影、组织均衡、计算机辅助诊断（computer-aided diagnosis，CAD）、图像拼接、体层合成和骨密度测量等，为临床提供了更多的诊断信息（图1-3，图1-4，图1-5）。 在CR、DR广泛应用的同时，为满足不同临床检查需求，更加多元化的X线设备如胃肠X线机、乳腺摄影X线机、床边X线机和牙科X线机等专用X线设备也跨入数字化，使得相应的X线成像质量得到进一步改善。 图 图1-3胸部常规X线片 图 图1-4胸部DR片（能量减影，去除骨骼） 图 图1-5胸部DR片（能量减影，去除软组织） 第二节 CT检查 一、CT设备的发展 1917年，奥地利数学家Radon在所提出的图像重建理论中指出，对二维或三维的物体可以从各个不同的方向上进行投影，并用数学方法计算出了一张重建图像。1963年，美国物理学家Cormack将图像重建的数学方法用于X线投影数据模型。1967年，英国工程师Ho