医学影像技术发展及应用

医学影像技术发展及应用

随着科学技术的发展,医学影像技术取得了长足的发展。目前在临床上应用广泛,对疾病的诊断提供了很大的科学和直观的依据,可以更好的配合临床的症状、化验等方面,为最终准确诊断病情起到不可替代的作用;同时也很好的应用在治疗方面。目前它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、光学成像等。

人体成像的首次试验要追溯到1895年,德国物理学家伦琴发现了X线。伦琴借助这种射线的穿透本领摄取了人体内组织的图像,因而震动了全世界。X线的发现伊始即用于医学临床,首先始用于骨折和体内异物的检查,以后又逐步用于人体其它部分的检查。与此同时,各种X线机的相继出现。1896年,德国西门子公司研制出世界上第一个X线管。20世纪10~20年代,出现了常规X线机。其后,由于X 射线管、高压变压器和相关的仪器、设备以及人工对比剂的不断开发利用,尤其始体层装置、影像增强器、连续摄影、快速换片机、高压注射器电视、电影和录像记录系统的应用,到了20世纪60年代中、末期,已形成了较完整的科学体系,称为影像设备学。

1972年,英国工程师汉斯菲尔德首次研制成功世界上第一台由于颅脑的X线计算机体层摄影设备,简称X-CT设备,或CT设备。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提高,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年代初期用于临床的磁共振成像设备,简称为MRI设备。它是一种新的非电离辐射式医学成像设备。MRI设备的密度分辨能力高,通过调整梯度磁场的方向和方式,可以直接摄取横、冠、矢状层面和斜位等不同体位的体层图像,这是它优于CT设备的特点之一。迄今,MRI设备已广泛应用于全身各系统,其中以中枢神经、心血管系统、肢体关节和盆腔等效果最好。随着新型磁共振机的开发,揭开了磁共振应用领域新的一页,即运动MR和介入MR的应用和研究。MR血管成像、MR水成像、MR血流成像、脏器功能的检测、MR波谱分析、动脉血质子标记技术、抗血管生成因子辅助MR功能成像等技术的应用,使磁共振成像进一步突破了影像学仅应用于显示大体解剖和大体病理学改变的技术范围,向显示细胞学的、分子水平的以至基因水平的成像方面发展。

数字减影血管造影DSA、计算机X射线摄影CR和数字摄影DR是20世纪80年代、90年代开发的数字X线机。前者具有少创、实时成像、对比分辨能力高、安全、简便等特点,目前,正向快速旋转三维成像实时减影方向发展,从而扩大血管造影的应用范围。后者具有减少曝光量和宽容度大等优点,更重要的是可以作为数字化图像纳入图

像存储与传输系统PACA。而X线实时高分辨力成像板将是最有革命性、最有发展前途的影像探测器之一。

超声US医学是声学、医学、光学及电子学相结合的学科。包括超声诊断学、超声治疗学和生物医学超声工程,涉及的内容广泛,在预防、诊断、治疗疾病中有很高的价值。根

据其显示方式不同,可以分为A、B型、C型、M型、P型等。目前,医院中用的最多的是B 型USG设备,俗称B超,其横向分辨力可达到2mm以内,所得到的软组织图像清晰而富有层次。利用US多普勒系统,可实现各种血流参量的测量,是近年来广泛应用的又一种US技术。临床上,USG设备在甲状腺、乳房、心血管、肝脏、胆囊、泌尿科和妇产科等方面有其独到之处。

红外线成像技术的热像仪不主动发射任何射线,而是被动接收人体所辐射的“热线”——红外线,形成人体的“热”影像,是人体的二维“热”分布图像。由于人体器质性的组织结构和形态变化,只能在疾病发展到一定程度才会出现,而远红外线诊断技术正是采集这种组织结构、形态和功能的变化来诊断疾病。红外线成像技术不仅对组织器官的炎症、疼痛、血液循环状态等有重要的诊断价值,而且对恶性肿瘤的诊断及转移倾向,肿瘤状况也有着重要的临床价。

随着光子学的骤然兴起,近年来科学家们研制了一系列光学与光子学取像方法。共焦扫描光学显微镜可得到样品中一个薄层图像,图像具有高的对比度和高的分辨率。扫描近场光学显微术其分辨率突破了光学衍射极限,可达结合相应的光谱技术探测生物样品微区的超微

光谱图像,特别是为生物单个大分子探测开辟了一条新的途径。光学相干显微术是从强散射介质中获取图像的最有发展前途的一种新技术,利用这种技术已成功地监测了胚胎发育过程中的形态变化,鉴别正常与非正常基因的表达。用这种技术还可以对活体眼睛进行成像,测量视网膜结构、拍摄黄斑疾病等。光学成像技术在活体生物组织内部微结构的测量和疾病诊断等方面有重要的应用价值。

21世纪随着科技的发展,我们有理由相信医学影像技术必将得到更快、更好及更全面地发展,为人类的健康作出更大的贡献。