第一章醫(yī)學(xué)成像技術(shù)概論

課程介紹醫(yī)學(xué)成像技術(shù)作為醫(yī)學(xué)圖像研究領(lǐng)域中的一個(gè)研究方向，是物理學(xué)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、工程數(shù)學(xué)及材料科學(xué)與精細(xì)加工等多種高新技術(shù)相互滲透的產(chǎn)物。醫(yī)學(xué)影像由于含有及其豐富的人體信息，能以非常直觀的形式向人們展示人體內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)、形態(tài)或臟器的功能等，因此，醫(yī)學(xué)成像已成為醫(yī)學(xué)研究及臨床診斷中最活躍的領(lǐng)域之一。第一頁(yè)，共104頁(yè)。作為生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的一門(mén)重要專業(yè)核心課程，醫(yī)學(xué)成像技術(shù)將為學(xué)生對(duì)實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)自動(dòng)化所必須的圖像化診斷提供依據(jù)，使學(xué)生從醫(yī)學(xué)成像原理、醫(yī)學(xué)成像設(shè)備及醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)分析等方面系統(tǒng)掌握該研究領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)，了解該領(lǐng)域的最新發(fā)展方向。第二頁(yè)，共104頁(yè)。

掌握X射線成像、磁共振成像、核醫(yī)學(xué)成像、超聲成像的基本原理，了解各種基本的成像裝置及系統(tǒng)的性能，培養(yǎng)較強(qiáng)的抽象與邏輯思維能力以及用理論解決實(shí)際問(wèn)題的能力，從而初步具備研究醫(yī)學(xué)成像方法、系統(tǒng)以及設(shè)備的能力。學(xué)習(xí)目的：第三頁(yè)，共104頁(yè)。MainJournalsScienceNatureIEEETransactiononBiomedicalEngineeringIEEETransactiononMedicalImagingMagneticResonanceImagingMedicalPhysicsPhysicsinMedicineandBiology……第四頁(yè)，共104頁(yè)。參考網(wǎng)站1、

自由軟件CTSim

2、《IEEETransactionsonMedicalImaging》雜志的網(wǎng)站

3、

中國(guó)電子學(xué)會(huì)主頁(yè)

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中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)臨床醫(yī)學(xué)在線

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中國(guó)放射影像專業(yè)網(wǎng)站：開(kāi)設(shè)影像數(shù)據(jù)庫(kù)、影像教學(xué)庫(kù)、遠(yuǎn)程會(huì)診、資源檢索等欄目第五頁(yè)，共104頁(yè)。6、

悉尼大學(xué)放射學(xué)系圖像和放射學(xué)---教學(xué)和研究的資料，包括一些醫(yī)學(xué)圖像和放射學(xué)的數(shù)據(jù)庫(kù)。7、

辛辛那提大學(xué)醫(yī)學(xué)院影像教程，由辛辛那提大學(xué)醫(yī)學(xué)院編制，點(diǎn)擊可以發(fā)現(xiàn)具有沖擊力的電影和醫(yī)學(xué)院一、二年級(jí)課程的網(wǎng)頁(yè)。8、

功能核磁共振數(shù)據(jù)中心，是一個(gè)基于數(shù)據(jù)共享原則建立的世界水平的數(shù)據(jù)中心，它的目的是促進(jìn)腦科學(xué)的大發(fā)展。任何研究者都可以免費(fèi)得到數(shù)據(jù)及標(biāo)準(zhǔn)的說(shuō)明文檔。

9、

醫(yī)學(xué)院影像技術(shù)網(wǎng)站。第六頁(yè)，共104頁(yè)。如何查閱文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)非常重要?。?！——教材（論著、論文等）后面的參考文獻(xiàn)可以為你提供一個(gè)研究某個(gè)問(wèn)題的信息鏈條（信息網(wǎng)）！第七頁(yè)，共104頁(yè)。課時(shí)安排總學(xué)時(shí)：48學(xué)時(shí)課堂講授：40學(xué)時(shí)

實(shí)驗(yàn)：8學(xué)時(shí)第一章醫(yī)學(xué)成像技術(shù)概論

3學(xué)時(shí)第二章普通X射線成像8學(xué)時(shí)第三章數(shù)字X射線成像5學(xué)時(shí)第四章X射線計(jì)算機(jī)體層成像（X-CT)8學(xué)時(shí)第五章醫(yī)學(xué)磁共振成像10學(xué)時(shí)第六章核醫(yī)學(xué)成像6學(xué)時(shí)第八頁(yè)，共104頁(yè)?？己谁h(huán)節(jié)：平時(shí)成績(jī)：20分半期考試：10分實(shí)驗(yàn)：20分期末考試：50分答疑時(shí)間：每周二下午答疑地點(diǎn)：主樓西404聯(lián)系方式：電話第九頁(yè)，共104頁(yè)?！?點(diǎn)”問(wèn)題——1筆4線連9點(diǎn)打破常規(guī)跳出定勢(shì)第十頁(yè)，共104頁(yè)。第一章醫(yī)學(xué)成像技術(shù)概論問(wèn)題：什么是醫(yī)學(xué)成像?

醫(yī)學(xué)成像是借助于某種介質(zhì)（如X線、電磁場(chǎng)、超聲波、放射性核素等）與人體的相互作用，把人體內(nèi)部組織、器官的形態(tài)結(jié)構(gòu)、密度、功能等，以圖像的方式表達(dá)出來(lái)，提供給診斷醫(yī)生，使醫(yī)生能根據(jù)自己的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)對(duì)醫(yī)學(xué)圖像中所提供的信息進(jìn)行判斷，從而對(duì)病人的健康狀況進(jìn)行判斷的一門(mén)科學(xué)技術(shù)。第十一頁(yè)，共104頁(yè)。問(wèn)題：醫(yī)學(xué)成像的目的是什么？

通過(guò)各種方式探測(cè)人體，獲得人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的形態(tài)、功能等信息，將其轉(zhuǎn)變?yōu)楦鞣N圖像顯示出來(lái)，進(jìn)行醫(yī)學(xué)研究和診斷。第十二頁(yè)，共104頁(yè)。醫(yī)學(xué)成像及相關(guān)的圖像處理技術(shù)在生命科學(xué)研究、醫(yī)學(xué)診斷、臨床治療等方面起著重要的作用，X射線、CT、MRI的發(fā)現(xiàn)或發(fā)明者獲得諾貝爾獎(jiǎng)，就是其重要價(jià)值的印證。第十三頁(yè)，共104頁(yè)。倫琴夫人的手指?jìng)惽僖虬l(fā)現(xiàn)X射線獲得首屆諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。第十四頁(yè)，共104頁(yè)。Hounsfield和Cormack因發(fā)明CT獲得1979年諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)。

第十五頁(yè)，共104頁(yè)。Bloch和Purcell因發(fā)現(xiàn)NMR現(xiàn)象獲得1952年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。第十六頁(yè)，共104頁(yè)。發(fā)明MRI中Fourier重建方法的Ernst獲得1991年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

第十七頁(yè)，共104頁(yè)。Lauterbur和Mansfield因發(fā)明MRI方法獲得2003年諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)。

第十八頁(yè)，共104頁(yè)。醫(yī)學(xué)影像學(xué)的組成醫(yī)學(xué)影像學(xué)X線成像可見(jiàn)光成像X線計(jì)算機(jī)體層成像磁共振成像紅外、微波成像放射性核素成像阻抗成像超聲成像第十九頁(yè)，共104頁(yè)。醫(yī)學(xué)影像學(xué)的主要內(nèi)容醫(yī)學(xué)影像學(xué)醫(yī)學(xué)影像成像原理醫(yī)學(xué)影像處理技術(shù)醫(yī)學(xué)影像臨床應(yīng)用技術(shù)圖像形成過(guò)程的物理原理對(duì)已獲得的圖像作進(jìn)一步的處理獲得最客觀的診斷及最優(yōu)治療方案的選擇、確定和實(shí)施第二十頁(yè)，共104頁(yè)。專業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展前景倫琴（wilhelmkonradRoentgen)1895年發(fā)現(xiàn)X線以后不久，X線就被用于對(duì)人體進(jìn)行檢測(cè)，從而形成了放射診斷學(xué)（diagnosticradiology)的新學(xué)科，并奠定了醫(yī)學(xué)影像學(xué)（medicalimaging)的基礎(chǔ)。第二十一頁(yè)，共104頁(yè)。上世紀(jì)50－60年代開(kāi)始應(yīng)用超聲與核素掃描進(jìn)行人體檢查，出現(xiàn)了超聲成像（USG）和γ閃爍成像（γ－scientigraphy)。70年代和80年代相繼出現(xiàn)了X線計(jì)算機(jī)體層成像（X-CT)、磁共振成像（MRI)和發(fā)射體層成像（ECT),包括單光子發(fā)射體層成像（SPECT)與正電子發(fā)射體層成像（PET)等新的成像技術(shù)。第二十二頁(yè)，共104頁(yè)。70年代迅速興起了介入放射學(xué)（interventionalradiology)，介入超聲和超聲組織定位，MRI和CT的立體組織定位等，以及PET在分子水平上利用影像技術(shù)研究人體心、腦代謝和受體功能，大大擴(kuò)展了本專業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域。近年來(lái)，我國(guó)醫(yī)學(xué)影像學(xué)發(fā)展非常迅速，醫(yī)學(xué)影像設(shè)備不斷更新，檢查技術(shù)不斷完善，介入治療的效果已提高到一個(gè)新的水平，并有力地促進(jìn)了臨床醫(yī)學(xué)的發(fā)展。第二十三頁(yè)，共104頁(yè)。

現(xiàn)在，除了X線診斷設(shè)備外，USG、CT等已在較多醫(yī)療單位應(yīng)用，PET、X-刀、全身γ刀等也在較高的醫(yī)療中心使用。作為學(xué)術(shù)團(tuán)體的中華醫(yī)學(xué)會(huì)放射、超聲、磁共振等有力地推動(dòng)了國(guó)內(nèi)和國(guó)際地學(xué)術(shù)交流，世界性的北美放射學(xué)會(huì)也代表了世界醫(yī)學(xué)影像學(xué)最高水平。我國(guó)醫(yī)學(xué)影像學(xué)高等教育已開(kāi)展十余年，是目前發(fā)展較快的一門(mén)學(xué)科。“全國(guó)高等醫(yī)學(xué)影像教育研究會(huì)”于1999年8月23日在天津正式成立，這可以說(shuō)是我國(guó)醫(yī)學(xué)影像學(xué)高等教育發(fā)展史中的里程碑。第二十四頁(yè)，共104頁(yè)。我國(guó)醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的發(fā)展1951年上海精密醫(yī)療器械廠試制第一臺(tái)X線機(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裝置研究成功近期永磁型和超導(dǎo)型MRI,X-刀,全身刀等設(shè)備第二十五頁(yè)，共104頁(yè)。百聞不如一見(jiàn)Onepictureisworthmorethantenthousandwords.

Anonymous第二十六頁(yè)，共104頁(yè)。X片(X-rayFilm)第二十七頁(yè)，共104頁(yè)。CT(ComputerizedTomography)第二十八頁(yè)，共104頁(yè)。CT第二十九頁(yè)，共104頁(yè)。MRI(MagneticResonanImagceing)第三十頁(yè)，共104頁(yè)。PET(PositronEmissionComputerizedTomo.)第三十一頁(yè)，共104頁(yè)。UltrasoundImaging第三十二頁(yè)，共104頁(yè)?？鞓?lè)地學(xué)習(xí)有興趣才有樂(lè)趣！有了樂(lè)趣，學(xué)習(xí)就不再成為一種負(fù)擔(dān)！培養(yǎng)興趣比多掌握幾個(gè)公式更重要！學(xué)習(xí)成為樂(lè)趣，教師就可以下課了！第三十三頁(yè)，共104頁(yè)。第一節(jié)醫(yī)學(xué)成像技術(shù)的分類

按其成像原理和技術(shù)的不同，分為兩大領(lǐng)域：一、以研究生物體微觀結(jié)構(gòu)為主要對(duì)象的生物醫(yī)學(xué)顯微圖像學(xué)(biomedicalmicroimaging,BMMI)二、以人體宏觀解剖結(jié)構(gòu)及功能為研究對(duì)象的現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像學(xué)(modernmedicalimaging,MMI)第三十四頁(yè)，共104頁(yè)。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)成像按其信息載體可分為以下幾種基本類型：（1）X線成像：測(cè)量穿過(guò)人體組織、器官后的X線強(qiáng)度；（2）磁共振成像：測(cè)量人體組織中同類元素原子核的磁共振信號(hào)；（3）核素成像：測(cè)量放射性藥物在體內(nèi)放射出的γ射線；（4）超聲成像：測(cè)量人體組織、器官對(duì)超聲的反射波或透射波；（5）光學(xué)成像：直接利用光學(xué)及電視技術(shù)，觀察人體器官形態(tài)；（6）紅外、微波成像：測(cè)量體表的紅外信號(hào)和體內(nèi)的微波輻射信號(hào)。第三十五頁(yè)，共104頁(yè)。一、X線成像X線投照第三十六頁(yè)，共104頁(yè)。1901

倫琴(Roentgen) 發(fā)現(xiàn)X射線(1895)1914

勞厄（Laue） 晶體的X射線衍射1915

布拉格父子(Bragg) 分析晶體結(jié)構(gòu)1917 巴克拉(Barkla) 發(fā)現(xiàn)元素的標(biāo)識(shí)X射線1924

塞格巴恩(Siegbahn) X射線光譜學(xué)1927

康普頓(Compton等六人) 康普頓效應(yīng)1936

德拜(Debye) 化學(xué)1946

馬勒(Muller) 醫(yī)學(xué)1962 沃生(Wason等三人) 醫(yī)學(xué)1964

霍奇金(Hodgkin) 化學(xué)1979

柯馬克和豪森菲爾德（Cormack/Hounsfield）醫(yī)學(xué)1981 塞格巴恩(Siegbahn)物理同X射線有關(guān)的諾貝爾獎(jiǎng)第三十七頁(yè)，共104頁(yè)。診斷用X線機(jī)分類

(1)透視用X線機(jī)

(2)普通攝影用X線機(jī)

(3)消化道造影用X線機(jī)

(4)胸部攝影用X線機(jī)

(5)心血管造影用X線機(jī)

(6)其他第三十八頁(yè)，共104頁(yè)。第三十九頁(yè)，共104頁(yè)。X射線診斷系統(tǒng)第四十頁(yè)，共104頁(yè)。

數(shù)字血管減影系統(tǒng)

___計(jì)算機(jī)與常規(guī)X線血管造影的結(jié)合減影技術(shù)的基本內(nèi)容:

把人體同一部位的兩幀影像相減,從而得出其差值部分，減影像中骨骼和軟組織等背景影像被消除，只留下含有造影劑的血管影像。第四十一頁(yè)，共104頁(yè)。第四十二頁(yè)，共104頁(yè)。第四十三頁(yè)，共104頁(yè)。GE1250MA心血管造影機(jī)第四十四頁(yè)，共104頁(yè)。

移動(dòng)式C型臂手術(shù)X線機(jī)第四十五頁(yè)，共104頁(yè)。冠狀動(dòng)脈X光介入治療術(shù)

第四十六頁(yè)，共104頁(yè)。數(shù)字X線影像設(shè)備CR（ComputedRadiography)系統(tǒng)第四十七頁(yè)，共104頁(yè)。DR（DigitalRadiography）數(shù)字放射攝影系統(tǒng)

DirectRayX光直接數(shù)字成像采集系統(tǒng)

第四十八頁(yè)，共104頁(yè)。X射線計(jì)算機(jī)斷層成像(X-CT)1.歷史的回顧：CT的發(fā)展1895年倫琴發(fā)現(xiàn)X線,為CT誕生打下基礎(chǔ)。1917年奧地利數(shù)學(xué)家提出圖像重建理論的數(shù)學(xué)方法。1963年描述了計(jì)算人體吸收分布特性的技術(shù)方法。1972年G.N.Housfield和J.Ambrose進(jìn)行了第一次臨床CT檢查。1974年共安裝60臺(tái)臨床CT(頭顱CT)。第四十九頁(yè)，共104頁(yè)。

1975年第一臺(tái)全身CT投入臨床使用。

1979年Hounsfield和Cormack榮獲諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

1989年和P.Vock進(jìn)行了第一次螺旋CT的臨床檢查。

1998年多層探測(cè)器系統(tǒng)得到應(yīng)用。

2000年共安裝大約30000臺(tái)臨床CT(全身CT)。第五十頁(yè)，共104頁(yè)。東芝螺旋CT第五十一頁(yè)，共104頁(yè)。第五十二頁(yè)，共104頁(yè)。第五十三頁(yè)，共104頁(yè)。第五十四頁(yè)，共104頁(yè)。第五十五頁(yè)，共104頁(yè)。二、磁共振成像

概述：磁共振成像（MRI)在顯示顱底及后顱凹的疾病上明顯地優(yōu)于X-CT，是枕骨大孔部位病變最正確的診斷方法，對(duì)腦干、大腦、和脊髓等中樞神經(jīng)系統(tǒng)的病變有較高的探測(cè)靈敏度。由于MR成像參數(shù)較多（原子核密度、縱向馳豫時(shí)間T1和橫向弛豫時(shí)間T2)，它不但能從形態(tài)上，而且能從器質(zhì)上和新陳代謝的情況上診斷各種疾病，因此在臨床上的應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)大。第五十六頁(yè)，共104頁(yè)。第五十七頁(yè)，共104頁(yè)。三、核醫(yī)學(xué)成像概述：核醫(yī)學(xué)成像是一種以臟器內(nèi)外或臟器內(nèi)正常組織與病變之間的放射性濃度差別為基礎(chǔ)的臟器或病變的顯像方法。第五十八頁(yè)，共104頁(yè)。經(jīng)典的核醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)同位素閃爍掃描機(jī)照相機(jī)發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層成像（ECT）單光子發(fā)射型計(jì)算機(jī)體層（SPECT)正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)體層（PET）第五十九頁(yè)，共104頁(yè)。單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像儀（SPECT）

第六十頁(yè)，共104頁(yè)。正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)體層成像(PET)第六十一頁(yè)，共104頁(yè)。四、超聲成像超聲成像的發(fā)展1928年研究超聲的生物效應(yīng)；1950年應(yīng)用A型超聲顯示儀對(duì)人體進(jìn)行檢查；60年代應(yīng)用超聲波進(jìn)行理療，眼科及牙科手術(shù)；70年代實(shí)時(shí)B型超聲顯像儀應(yīng)用于臨床；80年代圖像質(zhì)量大為提高，各種特殊探頭出現(xiàn)彩色多普勒超聲診斷儀出現(xiàn)。第六十二頁(yè)，共104頁(yè)。超聲診斷儀的基本結(jié)構(gòu)超聲診斷儀的基本結(jié)構(gòu)包括：探頭、顯示器、基本電路超聲診斷儀的類型A型超聲診斷儀（幅度顯示）M型超聲診斷儀（運(yùn)動(dòng)顯示）B型超聲診斷儀（切面顯示）彩色多普勒超聲診斷儀第六十三頁(yè)，共104頁(yè)。普及型B超第六十四頁(yè)，共104頁(yè)。便攜式B超第六十五頁(yè)，共104頁(yè)。第六十六頁(yè)，共104頁(yè)。第六十七頁(yè)，共104頁(yè)。第六十八頁(yè)，共104頁(yè)。實(shí)例：第六十九頁(yè)，共104頁(yè)。第七十頁(yè)，共104頁(yè)。第七十一頁(yè)，共104頁(yè)。第七十二頁(yè)，共104頁(yè)。第七十三頁(yè)，共104頁(yè)。第七十四頁(yè)，共104頁(yè)。第二節(jié)醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的評(píng)價(jià)應(yīng)從各個(gè)不同角度全面分析成像系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，并指明其臨床適用范圍。一、電磁波透射成像的分析

醫(yī)學(xué)成像模式的分類醫(yī)學(xué)影像的獲得有賴于某種形式的能量與人體組織相互作用的物理過(guò)程（如X線成像、超聲成像、磁共振成像等）醫(yī)學(xué)影像是反映人體生命過(guò)程中自身發(fā)出的某種信息（如紅外成像等）第七十五頁(yè)，共104頁(yè)。用透射方法成像時(shí)，需考慮的主要因素：分辨力、衰減從分辨力的角度考慮：用于成像的輻射波的波長(zhǎng)至少應(yīng)小于1.0cm從衰減的角度考慮：若衰減過(guò)大，則很難檢測(cè)到透過(guò)人體的射線；若衰減過(guò)小，則不能得到對(duì)比清晰的圖像。第七十六頁(yè)，共104頁(yè)。電磁波譜及其用于醫(yī)學(xué)成像的波段音頻射頻紅外線可見(jiàn)光紫外線X射線γ射線20k20300G100μ

0.76μ

0.4μ

0.01?

100

?長(zhǎng)波中波短波超短波微波亞毫米波超長(zhǎng)波放射線設(shè)備使用的頻譜頻率(Hz)波長(zhǎng)(M)第七十七頁(yè)，共104頁(yè)。二、超聲成像與X線成像的比較超聲波與X線在人體組織中的傳播過(guò)程不同，因此這兩種成像方式有明顯不同的特點(diǎn)：1、X線波長(zhǎng)短（1×10－12～5×10－11m），在人體內(nèi)沿直線傳播，不受組織差異的影響，圖像分辨率高；診斷用超聲波波長(zhǎng)為0.5mm左右，在人體中傳播時(shí)將發(fā)生衍射，造成圖像分辨力降低，這是超聲成像制約因素。第七十八頁(yè)，共104頁(yè)。2、空氣對(duì)超聲波呈現(xiàn)明顯的衰減特性；而空氣對(duì)X線的衰減作用可忽略不計(jì)。3、超聲成像可直接獲取三維空間中某一特定點(diǎn)的信息，即可方便地獲取人體斷面圖像；而X線難以有選擇地對(duì)所指定的平面成像。第七十九頁(yè)，共104頁(yè)。4、對(duì)人體有無(wú)危害是它們之間的一個(gè)重要區(qū)別。

5、具有各自最適宜的臨床應(yīng)用范圍。脈沖回波式超聲適用于腹內(nèi)軟組織結(jié)構(gòu)或心臟的顯像，不宜對(duì)胸腔肺部進(jìn)行檢查；X線探查胸腔很成功，但對(duì)腹部檢查只能顯示極少的器官（若采用X線造影法，也可有選擇地對(duì)特定器官顯像。）第八十頁(yè)，共104頁(yè)。三、形態(tài)學(xué)成像與功能成像形態(tài)學(xué)成像：

X線成像顯示的是人體結(jié)構(gòu)的解剖學(xué)形態(tài)，對(duì)疾病的診斷主要是根據(jù)形態(tài)上的密度變化，較難在病理研究中發(fā)揮作用。功能成像：放射性同位素能直接顯示臟器功能，特別是代謝方面的問(wèn)題。功能成像一般可分為有源和無(wú)源兩類。將某種放射性物質(zhì)引入人體內(nèi)，通過(guò)在體外檢測(cè)其輻射能量來(lái)判斷某個(gè)臟器的功能。直接檢測(cè)人體在生命過(guò)程中產(chǎn)生的圍繞人體的物理場(chǎng)及各種輻射，也可用于臟器功能的檢查。第八十一頁(yè)，共104頁(yè)。四、對(duì)人體的安全性電離輻射對(duì)人體造成的損傷評(píng)價(jià)X線與放射性同位素成像給人體造成電離輻射損傷時(shí)注意其差別；X線攝影時(shí)，輻射強(qiáng)度相對(duì)較大，但照射時(shí)間短；放射性同位素材料濃度雖低，但對(duì)人體的照射持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間，直至其排出體外或衰變結(jié)束。直接損傷（如局部發(fā)紅、脫發(fā)、有可能增加某些疾病的發(fā)病率等）遺傳性損傷第八十二頁(yè)，共104頁(yè)。因此，進(jìn)行X線檢查時(shí)應(yīng)盡可能減少對(duì)人體的照射劑量；選擇放射性材料時(shí)，應(yīng)考慮其具有較短的半衰期。超聲成像無(wú)損、無(wú)創(chuàng)，特別是對(duì)敏感區(qū)域，如胎兒與眼部的檢查，比X線安全得多。但對(duì)發(fā)育初期的胚胎，也應(yīng)慎用。第八十三頁(yè)，共104頁(yè)。四大成像技術(shù)比較成像技術(shù)成像方式測(cè)試對(duì)象觀察目的信息量成像效果普通X線各組織對(duì)X線吸收不同吸收系數(shù)組織形態(tài)大三維組織成像在二維平面上CT(適用于腦、各組織對(duì)X線吸收差異；吸收系數(shù)組織形態(tài)中二維斷面影像；空間分辨力腎、膽囊、計(jì)算機(jī)圖像重建與處理較屏－片系統(tǒng)差；密度分血栓）辨力高。MRI（適用于利用生物組織中氫原子質(zhì)子參數(shù)組織形態(tài)大二維分布像；空間分辨力較腦、心、腎、的原子核的磁共振現(xiàn)象密度分布化學(xué)組成高膽囊、血栓）；重建圖像T1、T2

USI（適用于MHz超聲脈沖輻射人體時(shí)聲阻體內(nèi)界面中分辨力較高膽囊、胎兒、，遇聲阻抗變化界面發(fā)生形狀血管系統(tǒng)）反射、散射的聲回波像。核素成像自發(fā)射；核素（放射組織形態(tài)小獲得體內(nèi)臟器和組織的形態(tài)（ECT、γ

重建成像活性）分布器官代謝圖像；觀測(cè)器官的功能；觀照相機(jī)等）功能測(cè)組織的生理、生化現(xiàn)象。

第八十四頁(yè)，共104頁(yè)。第三節(jié)醫(yī)學(xué)成像技術(shù)展望

在保證人身安全的前提下，努力改進(jìn)信息傳遞方式，提高信息傳遞效率并開(kāi)創(chuàng)新的信息表達(dá)方式，提高圖像顯示質(zhì)量；其最終的醫(yī)療意義是更精確地發(fā)現(xiàn)人體組織初期病理變化，為早期診斷、治療提供依據(jù)。

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像學(xué)未來(lái)發(fā)展趨向：第八十五頁(yè)，共104頁(yè)。磁共振方面：磁共振波譜成像（MRS）

超聲方面：彩色血流成像（CFM）、腔內(nèi)超聲成像、數(shù)字處理三維圖像顯示、超聲CT等。

CT方面：繼續(xù)提高空間分辨力和掃描速度；重點(diǎn)研究疾病在新陳代謝方面的變化；降低成本。一、開(kāi)發(fā)超高分辨力的顯示系統(tǒng)二、提高成像設(shè)備的性能，增加新的功能第八十六頁(yè)，共104頁(yè)。三、醫(yī)學(xué)圖像數(shù)字化醫(yī)學(xué)成像的兩種方法：綜合數(shù)字圖像診斷裝置（TDIS）將得到發(fā)展

獨(dú)立診斷工作站聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)模擬方法（普通屏－片系統(tǒng)成像、光學(xué)系統(tǒng)成像、電視技術(shù)的圖像等）數(shù)字方法（CT、MRI、DSA、ECT、超聲、微波成像等）獨(dú)立診斷工作站MR醫(yī)學(xué)教學(xué)圖像X線超聲CT核醫(yī)學(xué)第八十七頁(yè)，共104頁(yè)。醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)將向著從模擬圖像到數(shù)字圖像、從平面圖像到立體圖像、從局部圖像到整體圖像、從宏觀圖像到微觀圖像、從靜態(tài)圖像到動(dòng)態(tài)圖像、從形態(tài)圖像到功能圖像、從單一圖像到綜合圖像等方向發(fā)展。即是要獲得多時(shí)相（動(dòng)態(tài)）圖像、多維圖像、多參數(shù)圖像、多模式圖像，以供臨床多種診斷指標(biāo)（包括病灶檢測(cè)、定性、臟器功能評(píng)估、血流估計(jì)等）、治療（包括三維定位、體積計(jì)算、外科手術(shù)規(guī)劃等）的多種參考以及多地域顯示觀察。醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)第八十八頁(yè)，共104頁(yè)。四、醫(yī)學(xué)圖像存儲(chǔ)與通訊系統(tǒng)

（picturearchivingandcommunicationsystems,PACS)PACS是基于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)和通訊技術(shù)，替代傳統(tǒng)的膠片格式圖像，以數(shù)字格式處理圖像，從而以高效率、高性能價(jià)格比來(lái)檢查、存儲(chǔ)、查詢、提取醫(yī)學(xué)圖像。其特點(diǎn)是利用計(jì)算機(jī)通訊網(wǎng)絡(luò)在圖像獲取設(shè)備、圖像存儲(chǔ)設(shè)備、醫(yī)學(xué)圖像工作站等PACS設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送。第八十九頁(yè)，共104頁(yè)。1.全規(guī)模PACS(full-servicePACS)

涵蓋全放射科和醫(yī)學(xué)影像學(xué)科范圍，包括所有醫(yī)學(xué)成像設(shè)備，有獨(dú)立的影像存儲(chǔ)及管理亞系統(tǒng)，足夠量的軟拷貝顯示和硬拷貝輸出設(shè)備，以及臨床影像瀏覽，會(huì)診系統(tǒng)和遠(yuǎn)程放射學(xué)服務(wù)。PACS類型及其特征第九十頁(yè)，共104頁(yè)。2.數(shù)字化PACS(digitalPACS)

包括常規(guī)X-線影像以外的所有數(shù)字影像設(shè)備如（CT、MRI、DSA等），具備獨(dú)立的影像存儲(chǔ)及管理亞系統(tǒng)和必要的軟硬拷貝輸出設(shè)備。3.小型PACS(mini-PACS)

局限于單一醫(yī)學(xué)影像部門(mén)或影像亞專業(yè)范圍內(nèi)，在醫(yī)學(xué)影像學(xué)科內(nèi)部分地實(shí)現(xiàn)影像的數(shù)字化傳輸、存儲(chǔ)和軟拷貝顯示功能。

第九十一頁(yè)，共104頁(yè)。應(yīng)用PACS系統(tǒng)可望取得以下明顯效果：

※實(shí)現(xiàn)過(guò)去與現(xiàn)在的圖像對(duì)比，提高診斷精度；

※經(jīng)過(guò)圖像處理，可以更容易、更精確地發(fā)現(xiàn)病灶；

※除查詢病歷和其他資料外，還可以作化驗(yàn)、心電圖記錄，比人工取片、查尋等更省時(shí)省力。

※從臨床使用的角度來(lái)看，其操作的實(shí)時(shí)性和獲得圖像信息的可靠性，尤其可貴。第九十二頁(yè)，共104頁(yè)。第四節(jié)關(guān)于電離輻射的基本知識(shí)

一、電離與電離輻射

電離：原子的軌道電子逸離原子的過(guò)程。

直接電離：由具有足夠動(dòng)能的帶電離子與原子中的電子相互碰撞引起，如快速運(yùn)動(dòng)的電子、質(zhì)子、α粒子等都有可能直接使空氣電離。

間接電離：不帶電離子（光子、中子等）在引起核轉(zhuǎn)變的過(guò)程中產(chǎn)生出新的高能粒子，由這些粒子再直接或間接引起物質(zhì)的電離。

直接致電離粒子間接致電離粒子第九十三頁(yè)，共104頁(yè)。電離輻射：能夠直接或間接使空氣電離的輻射。

產(chǎn)生高能的次級(jí)帶電離子（通常為電子）帶電粒子產(chǎn)生大部分電離過(guò)程（次級(jí)電離）例如：一個(gè)30keV的次級(jí)電子，大約能電離1000個(gè)原子。X射線或γ射線光子的致電離過(guò)程：輻射源能量吸收介質(zhì)第九十四頁(yè)，共104頁(yè)。二、常用的輻射單位照射量(X)及其單位倫琴(R)定義：

X或γ射線在空氣中電離出的同一種符號(hào)的總電量Q對(duì)空氣質(zhì)量m的微商。單位：倫琴(R)1R是指1cm3干燥空氣(0.001293g)在X或γ射線照射下所產(chǎn)生的正(或負(fù))離子的總電荷量為1靜電單位電量時(shí)的照射量。即1R是在1kg空氣中產(chǎn)生2.58×10-4C/kg電荷量時(shí)的