醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)第一章緒論

肇慶醫(yī)學(xué)高等專(zhuān)科學(xué)校醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)2023/2/52課程簡(jiǎn)介生物醫(yī)學(xué)工程生物醫(yī)學(xué)圖像學(xué)醫(yī)學(xué)圖像處理醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)成像原理、成像設(shè)備、成像系統(tǒng)2023/2/53課程簡(jiǎn)介醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)：

以醫(yī)學(xué)圖像形成過(guò)程中的成像設(shè)備為研究對(duì)象，以成像設(shè)備的基本構(gòu)造、工作原理、維護(hù)保養(yǎng)、安裝維修、使用方法、操作規(guī)程等為研究?jī)?nèi)容，已成為BME領(lǐng)域中的一門(mén)新的學(xué)科，也是醫(yī)學(xué)影像技術(shù)專(zhuān)業(yè)必修的課程之一。2023/2/54課程學(xué)習(xí)理論課：42個(gè)課時(shí)，結(jié)合專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)及需要，對(duì)教材進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑?、刪，突出重點(diǎn)實(shí)訓(xùn)課：12個(gè)課時(shí)，采用分組進(jìn)行實(shí)踐操作演示，實(shí)現(xiàn)每個(gè)學(xué)生均能較好地進(jìn)行儀器設(shè)備學(xué)習(xí)或仿真訓(xùn)練操作2023/2/55學(xué)習(xí)目標(biāo)1.

了解與熟悉醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理；2.

具有一定的醫(yī)學(xué)影像設(shè)備操作和使用技能；3.

了解醫(yī)學(xué)影像設(shè)備主要部件的日常維護(hù)方法；4.為后續(xù)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)和從事臨床實(shí)踐奠定基礎(chǔ)。肇慶醫(yī)學(xué)高等專(zhuān)科學(xué)校醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)第一章緒論2023/2/57學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的發(fā)展歷程;2.熟悉醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的分類(lèi)；3.掌握診斷用X線(xiàn)機(jī)基本組成和分類(lèi)。2023/2/58主要內(nèi)容一、醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的發(fā)展歷程；二、醫(yī)學(xué)影像設(shè)備分類(lèi)；三、X線(xiàn)機(jī)概論；四、診斷用X線(xiàn)機(jī)的臨床應(yīng)用。2023/2/59一醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的發(fā)展歷程1895年德國(guó)物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)X線(xiàn)

→常規(guī)X線(xiàn)機(jī)→

X線(xiàn)計(jì)算機(jī)體層成像(CT)、磁共振成像(MRI)、超聲成像(US)、γ閃爍成像、發(fā)射型計(jì)算機(jī)體層成像(ECT)等→

醫(yī)學(xué)設(shè)備體系2023/2/510一醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的發(fā)展歷程1.常規(guī)X線(xiàn)設(shè)備的發(fā)展

1896年第一支X線(xiàn)管

→

20世紀(jì)10-20年代常規(guī)X線(xiàn)機(jī)（密度差別較大的骨折、體內(nèi)異物）→

此后

X線(xiàn)管、高壓發(fā)生器、相關(guān)的儀器和裝置的發(fā)展（人體各部分的檢查）→

20世紀(jì)60年代中、末期

《放射診斷學(xué)》學(xué)科體系的形成

常規(guī)X線(xiàn)設(shè)備是醫(yī)學(xué)影像設(shè)備大家庭中的一名老成員，至今仍是基本的、有效的臨床檢查設(shè)備之一，尤其對(duì)骨骼系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、胃腸道以及心血管系統(tǒng)疾病的診斷，仍占有重要和主導(dǎo)作用。2023/2/511一醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的發(fā)展歷程2.X-CT設(shè)備的誕生

（1）1972年英國(guó)豪斯菲爾德首臺(tái)X-CT顱腦檢查橫斷面體層成像

近30年

X-CT設(shè)備更新了五代掃描時(shí)間3-5分鐘縮短至0.5s甚至更短超高速CT(UFCT)、螺旋CT(SCT)、多層螺旋CT(MSCT)

（2）20世紀(jì)80年代

MRI設(shè)備應(yīng)用于臨床非電離輻射式橫、冠、矢狀斷面和斜位體層像生理功能圖像

（3）20世紀(jì)80年代

DSA和CR開(kāi)始應(yīng)用

90年代中期

DR應(yīng)用于臨床方便接入PACS

（4）多設(shè)備相互融合如PET-CT、PET-MRI等形態(tài)圖像與功能圖像融合2023/2/512一醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的發(fā)展歷程3.現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像設(shè)備體系的建立

20世紀(jì)60年代

介入放射學(xué)興起→

70年代中期應(yīng)用于臨床微創(chuàng)、安全、經(jīng)濟(jì)

20世紀(jì)90年代

立體定向放射外科設(shè)備應(yīng)用于臨床

如60Co、醫(yī)用直線(xiàn)加速器、γ-刀和X-刀等

不開(kāi)顱手術(shù)治療腦部腫瘤多種類(lèi)型的醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備和醫(yī)學(xué)影像治療設(shè)備相結(jié)合，共同構(gòu)成了現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像設(shè)備體系。2023/2/513一醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的發(fā)展歷程4.我國(guó)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的發(fā)展簡(jiǎn)況19世紀(jì)未

X線(xiàn)知識(shí)→

1911年

捐贈(zèng)小型X線(xiàn)機(jī)1915年

引進(jìn)

→

1951年

試制X線(xiàn)機(jī)→

1953年

批量生產(chǎn)

→

1973年研制乳腺攝影X線(xiàn)機(jī)1983年第一臺(tái)顱腦CT試制成功→

1988年第二代顱腦CT問(wèn)世→

1990年第三代全身CT研制成功國(guó)產(chǎn)化率達(dá)80%1989年以來(lái)先后研制出永磁型和超導(dǎo)型MRI、X-刀、全身γ-刀等設(shè)備→

20世紀(jì)90年代初形成較完整的規(guī)模2023/2/514二醫(yī)學(xué)影像設(shè)備分類(lèi)1.醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備主要用于臨床疾病檢查和診斷，按照?qǐng)D像信息載體的不同可分為：（1）X線(xiàn)設(shè)備：常規(guī)X線(xiàn)機(jī)、CR、DR、DSA、CT等。（2）US設(shè)備（3）MRI設(shè)備（4）核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備（5）熱成像設(shè)備（6）醫(yī)學(xué)用光學(xué)設(shè)備（醫(yī)學(xué)內(nèi)鏡）2023/2/515二醫(yī)學(xué)影像設(shè)備分類(lèi)熱成像設(shè)備：通過(guò)測(cè)量體表紅外信號(hào)和體內(nèi)的微波信號(hào)，實(shí)現(xiàn)人體成像的設(shè)備。（紅外成像、紅外照相、紅外攝影、光機(jī)掃描成像）用途：①評(píng)價(jià)血液分布是否正常；②評(píng)價(jià)交感神經(jīng)系統(tǒng)的活動(dòng)；③研究皮下組織所增加的代謝熱或動(dòng)脈血流通過(guò)熱傳導(dǎo)使體溫升高的情況。（提示與參考）醫(yī)學(xué)內(nèi)鏡：可直接觀察人體內(nèi)臟空腔器官的黏膜組織形態(tài)和病變，從而提高了診斷的準(zhǔn)確性。種類(lèi)：光導(dǎo)纖維內(nèi)鏡、電子內(nèi)鏡、超聲內(nèi)鏡、激光內(nèi)鏡、三維內(nèi)鏡等。2023/2/516二醫(yī)學(xué)影像設(shè)備分類(lèi)2.醫(yī)學(xué)影像治療設(shè)備（1）介入放射學(xué)設(shè)備：以影像診斷學(xué)為基礎(chǔ)，在影像設(shè)備的導(dǎo)向下，利用經(jīng)皮穿刺和導(dǎo)管技術(shù)等，對(duì)一些疾病進(jìn)行非手術(shù)治療或者用以取得組織學(xué)、細(xì)菌學(xué)、生理和生化材料，以明確病變性質(zhì)。醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的導(dǎo)向是完成介入治療的關(guān)鍵。（2）立體定向放射外科設(shè)備：利用現(xiàn)代X-CT、MRI或DSA設(shè)備對(duì)病變區(qū)域做高精度定位，經(jīng)專(zhuān)用治療計(jì)劃系統(tǒng)做出最優(yōu)治療計(jì)劃，用X-刀或γ-刀以等中心照射方式，按治療計(jì)劃作單平面或多個(gè)非平面的單位或多次劑量照射，殺死腫瘤細(xì)胞。2023/2/517三X線(xiàn)機(jī)概論

X線(xiàn)機(jī)按用途可分為醫(yī)用X線(xiàn)機(jī)和工業(yè)用X線(xiàn)機(jī)，醫(yī)用X線(xiàn)機(jī)又可分為診斷用X線(xiàn)機(jī)和治療用X線(xiàn)機(jī)兩種。1.X線(xiàn)機(jī)的組成

由X線(xiàn)發(fā)生裝置和外圍裝置兩大部分組成（圖1-1）。（1）X線(xiàn)發(fā)生裝置：也稱(chēng)為主機(jī)裝置，任務(wù)是產(chǎn)生X線(xiàn)，并控制其“質(zhì)”與“量”。主要包括以下三部分：

①X線(xiàn)管裝置：由X線(xiàn)管和防電擊防散射的管套組成。

②高壓發(fā)生裝置：為產(chǎn)生X線(xiàn)提供直流高壓和燈絲加熱電壓。

③控制裝置：控制X線(xiàn)的產(chǎn)生時(shí)間，調(diào)節(jié)X線(xiàn)的質(zhì)與量并對(duì)其進(jìn)行指示。2023/2/518三X線(xiàn)機(jī)概論（2）外圍裝置：X線(xiàn)機(jī)根據(jù)臨床檢查而裝配的各種機(jī)械輔助裝置、影像裝置和記錄裝置。外圍裝置的多少、復(fù)雜程度和類(lèi)型，取決于X線(xiàn)機(jī)整機(jī)所具有的功能、功率的大小和自動(dòng)程度的高低?？刂蒲b置電源X線(xiàn)管裝置高壓發(fā)生裝置外圍裝置2023/2/519三X線(xiàn)機(jī)概論

X線(xiàn)機(jī)可按照高壓電源頻率、結(jié)構(gòu)形式、最大輸出功率、應(yīng)用范圍等分為多種類(lèi)型。2.X線(xiàn)機(jī)的分類(lèi)（1）按高壓電源頻率分：高壓變壓器初級(jí)的供電電源

①工頻X線(xiàn)機(jī)：高壓電源頻率為50Hz或60Hz；

②中頻X線(xiàn)機(jī)：400Hz至20kHz范圍內(nèi)；

③高頻X線(xiàn)機(jī)：20kHz以上。（2）按最大輸出功率分：X線(xiàn)管的標(biāo)準(zhǔn)功率

①小型：管電流＜200mA，90kV＜最高管電壓＜100kV；

②中型：

200mA＜管電流＜500mA，100kV＜最高管電壓

＜125kV；

③大型：500mA＜管電流，125kV＜最高管電壓＜150kV。2023/2/520三X線(xiàn)機(jī)概論（3）按結(jié)構(gòu)形式分：①便攜式：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，裝卸方便，使用組合式機(jī)頭，適合在醫(yī)院外做流動(dòng)性檢查，輸出功率小。②移動(dòng)式：結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，移動(dòng)方便，可進(jìn)行床邊X線(xiàn)攝影、手術(shù)監(jiān)視、介入手術(shù)等。③固定式：組件多而重，體積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能較多。（4）按應(yīng)用范圍分：①綜合型：具有透視、攝影或特殊檢查等多種功能，適合對(duì)患者各部位作多種疾患的X線(xiàn)檢查。②專(zhuān)用型：專(zhuān)為臨床診斷工作的特殊需要或適應(yīng)某些專(zhuān)科疾患的檢查而設(shè)計(jì)的，并配有各種專(zhuān)用的外圍裝置。2023/2/521四診斷用X線(xiàn)機(jī)的臨床應(yīng)用

X線(xiàn)機(jī)產(chǎn)生的X線(xiàn)穿透人體后，形成帶有人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息的不可見(jiàn)的X線(xiàn)像。透視時(shí)，通過(guò)熒光屏、X-TV或數(shù)字X線(xiàn)裝置；攝影時(shí)，通過(guò)X線(xiàn)膠片或數(shù)字X線(xiàn)裝置，最終得到人眼可分辨的可見(jiàn)圖像，供診斷醫(yī)師分析，達(dá)到診斷疾病的目的。診斷用X線(xiàn)機(jī)產(chǎn)生X線(xiàn)穿透人體不可見(jiàn)X線(xiàn)像熒光屏X-TV數(shù)字X線(xiàn)裝置X線(xiàn)膠片透視攝影可見(jiàn)像可見(jiàn)像2023/2/522四診斷用X線(xiàn)機(jī)的臨床應(yīng)用1.X線(xiàn)透視（1）普通透視：利用X線(xiàn)穿透人體被檢部位，因人體不同組織間的密度差異，或正常組織與病變組織間的密度差異而形成具有天然對(duì)比的圖像，最終實(shí)現(xiàn)臨床診斷的一種檢查方法。（2）胃腸鋇劑透視：借助于硫酸鋇造影劑，使缺乏天然對(duì)比的組織形成具有一定對(duì)比圖像的檢查方法，也稱(chēng)胃腸透視或鋇劑透視。2023/2/523四診斷用X線(xiàn)機(jī)的臨床應(yīng)用2.X線(xiàn)攝影（1）一般攝影：利用X線(xiàn)的穿透作用、熒光作用、感光作用和人體各組織對(duì)X線(xiàn)的吸收能力不同，使膠片感光而形成圖像的一種檢查方法?？煞譃槠胀〝z影與濾線(xiàn)器攝影。（2）X線(xiàn)造影：將人工造影劑引入器官內(nèi)及其周?chē)藶榈厥蛊洚a(chǎn)生密度差別，形成具有一定對(duì)比的圖像，以擴(kuò)大X線(xiàn)檢查范圍。常見(jiàn)方式有點(diǎn)片攝影、心血管造影等。（3）特殊攝影：包括高千伏攝影（管電壓＞120kV）、軟X線(xiàn)攝影（管電壓＜40kV時(shí)產(chǎn)生的X線(xiàn)）、體層攝影等。3.介入治療利用影像設(shè)備的導(dǎo)向和定位作用，準(zhǔn)確地對(duì)病灶進(jìn)行診斷或治療。2023/2/524四縱向體層攝影裝置1.體層成像基本原理AA’OCEP’PD2023/2/525四專(zhuān)用X線(xiàn)機(jī)1.牙科X線(xiàn)機(jī)專(zhuān)門(mén)用于拍攝牙片的X線(xiàn)機(jī)。輸出功率小，采用組合式機(jī)頭，照射野范圍小，多采用指向性強(qiáng)的遮線(xiàn)器，直接對(duì)準(zhǔn)受檢部位。X線(xiàn)管頭可任意移動(dòng)與固定。2.口腔全景X線(xiàn)機(jī)把呈曲面分布的頜部展開(kāi)排列成一幅圖像的攝影方法，也是一種體層攝影。2023/2/526四專(zhuān)用X線(xiàn)機(jī)3.乳腺攝影X線(xiàn)機(jī)用于女性乳腺攝影檢查的專(zhuān)用X線(xiàn)機(jī)，也可以用于非金屬異物和其他軟組織如血管瘤、陰囊等的攝影。管電壓一般在20-50kV之間，使用鉬靶或銠靶X線(xiàn)管，產(chǎn)生軟射線(xiàn)。4.床邊X線(xiàn)機(jī)屬于移動(dòng)式X線(xiàn)機(jī)，可方便地移到病房對(duì)患者進(jìn)行床邊X線(xiàn)攝影。特點(diǎn)為具有流動(dòng)性，對(duì)電源要求不高。2023/2/527四專(zhuān)用X線(xiàn)機(jī)5.手術(shù)用X線(xiàn)機(jī)屬于移動(dòng)式X線(xiàn)機(jī)，主要用于急癥室或手術(shù)過(guò)程中的透視。如對(duì)義務(wù)進(jìn)行透視定位、觀察骨折復(fù)位過(guò)程及固定情況、檢查結(jié)石去除是否徹底等。6.數(shù)字胃腸X