现代医学影像成像原理及其临床应用

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**章概论 医学影像成像是指将某种能量的物理因子（如X线、电磁场、电子束、超声、核素、微波、红外线等）作为信息载体，它们透过人体后,可形成反映人体内部组织、器官的结构、形态、密度和功能的信息，通过影像成像方式表现人体实际解剖结构和时间分布上的对应关系，影像成像还可携带人体机能、生化成分等生物学信息。根据医学影像图像所反映的对应组织、器官结构的形态、密度和功能信息，医师可判断被检者的组织、器官是否异常以及异常程度，并以此来诊断、治疗与研究疾病。 医学影像成像技术包括检查技术和图像后处理技术。它对诊断与研究疾病至关重要。医学影像成像技术经过百余年的发展： 从伦琴发现X线到**张手的X线片，随着计算机断层扫描成像、磁共振成像、介入放射治疗等影像技术、影像诊断和影像治疗的相继问世，医学影像学从无到有，从小到大，尤其是近期，发展迅猛，当今医学影像成像技术已进入全新的数字影像时代，医学影像成像技术**着临床诊断和治疗技术的发展。医学影像成像技术是医学发展潮流中的一个热点，推动了医学的发展，尤其是介入放射学的出现，使放射影像从单纯的诊断手段演变为具有诊疗双重功能的“利器”。医学影像成像技术在整个现代医学领域占有举足轻重的地位，医学影像科已成为与内、外、妇、儿科并列的临床学科。进入21世纪，医学影像学必将得到*快、*好及*全面的发展，必将对人类的健康做出*大的贡献。 **节各种医学影像的特点 医学影像成像技术随着医学影像设备的发展和时代进步，从常规X线成像技术发展到计算机X线摄影（computed radiography,CR）成像技术、数字X线摄影（digital radiography,DR）成像技术、数字减影血管造影（digital subtracted angiography,DSA）成像技术、计算机断层扫描（computed tomography,CT）成像技术、磁共振（magnetic resonance,MR）成像技术、超声（ultrasonic,US）成像技术、发射计算机断层（emission computed tomography,ECT）成像技术、单光子发射型计算机断层（single photon emission computed tomography,SPECT）成像技术、正电子发射断层成像（positron emission tomography,PET）技术以及微波成像技术、红外成像技术等。医学影像由于含有丰富的人体组织、器官信息，能以**直观的形式向人们展示人体内部组织结构、形态或脏器的功能，医学影像学已成为医学研究及临床诊断中*活跃的领域之一。 医学影像学是以人体宏观解剖结构和功能为研究对象，按其信息载体不同，分为X线成像、MR成像、US成像、核医学成像等。 一、 X线成像特点 X线成像是指X线通过不同密度和厚度的人体组织得到衰减程度不同的X线并以此来显示脏器形态影像。X线成像包括常规X线成像、CR成像、DR成像、DSA成像、CT成像。常规X线成像适用范围广，信息量大，影像丰富细腻，在实时、形态动态观察方面有优势，但在数字化时代，常规X线成像应用逐步减少，数字化X线成像应用迅速增加，包括以下4种： （一） 计算机X线摄影成像 计算机X线摄影（CR）成像是指X线通过被检者射入影像板(imaging plate,IP)，X线光子被IP荧光颗粒吸收，释放电子形成潜影，用激光照射时，X线光子由光电倍增管检测后转为电信号，模数(analog/digital,A／D)转换后，经计算机处理形成X线影像图像。 （二） 数字X线摄影成像 数字X线摄影（digital radiography,DR）成像利用探测器（flat panel detector，FPD）吸收通过人体的X线，产生荧光信号，再将光信号转为电信号，经A／D转换和计算机处理形成影像。探测器分为非晶硒直接转换探测器和非晶硅间接转换探测器。前者将X线直接转换为电信号，称直接数字X线摄影； 后者将X线先转换为荧光再转为电信号，称为间接数字X线摄影。 （三） 数字减影血管造影成像 数字减影血管造影（DSA）成像将常规X线技术与计算机技术结合，减去不必要的影像背景，可清晰显示临床诊断需要的血管影像图像。 （四） 计算机断层扫描成像 计算机断层扫描（CT）成像是指X线射束通过人体后到达探测器，对被检者进行扫描，利用计算机技术对探测器获得的投影数据进行分析处理，获得有价值的图像信息，并进行图像重建、图像显示，用特殊软件处理成符合临床诊断需要的医学影像图像。 二、 磁共振成像特点 （一） 磁共振 磁共振（MR）是一种生物磁自旋成像技术，它利用原子核自旋运动的特性，在外加磁场内，经射频脉冲激励后产生信号，用探测器检测弛豫信号并将该信号输入计算机，经过处理转换后在屏幕上显示图像。MR提供的信息量不仅大于医学影像学中的其他许多成像技术，而且可以直接做出横断面、矢状面、冠状面和各种斜面的体层图像， 因此，磁共振成像（magnetic resonance imaging,MRI）诊断疾病具有很大的优越性。MR设备是一种非电离辐射医学影像设备，无创伤，无损伤，无辐射，已广泛用于全身各系统检查，其中以中枢神经系统、心血管系统、盆腔实质脏器、四肢关节、软组织显像较好。 （二） MR波谱分析 MR波谱分析（magnetic resonance spectroscopy，MRS）通过无创伤性检查获取机体物质代谢功能、生物学信息。功能MRI（functional MRI，fMRI）为脑组织、生理解剖、手术设计、组织功能的研究提供帮助。MR可有效早期诊断脑梗死、脑膜内血肿、脑膜外血肿、脑肿瘤、颅内动脉瘤、动静脉血管畸形、脑缺血、椎管内肿瘤、脊髓空洞症和脊髓积水等常见疾病，同时对腰椎间盘后突、原发性肝癌等疾病的诊断也很有效。但MR也有不足之处，它的空间分辨率不及CT，带有心脏起搏器的患者或有某些金属异物的部位不能做MR的检查。 《现代医学影像成像原理及其临床应用》为医学类非医学影像专业学生系统学习医学影像成像原理、设备结构、检查技术、图像处理、临床应用等相关知识的参考书。本书主要内容包括X线成像、X线计算机断层成像、磁共振成像、超声成像和核素成像，将医学影像成像原理、医学影像新技术、医学影像设备特性与特定疾病的临床诊疗有机结合，使医学类学生*加了解医学成像原理，针对不同疾病或者解剖学结构、生理学和病理学信息，能够灵活运用各种医学影像技术。全书知识脉络清晰，内容简洁实用，图文并茂，便于学生学习。