醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)第一章醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)概論資料課件

醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)

教學(xué)課件韓豐談主編醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)

教學(xué)課件韓豐談主編1第一章醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)概論第一節(jié)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的發(fā)展簡史

第二節(jié)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的分類

第一章醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)概論第一節(jié)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的發(fā)展簡史2第一節(jié)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的發(fā)展簡史

1895年11月8日，德國物理學(xué)家倫琴（WithelmConradRoentgen，1845~1923）在做真空管高壓放電實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一種肉眼看不見、但具有很強(qiáng)的穿透本領(lǐng)、能使某些物質(zhì)發(fā)出熒光和使膠片感光的新型射線，即X射線，簡稱為X線。1896年，德國西門子公司研制出世界上第一只X線管。20世紀(jì)10~20年代，出現(xiàn)了常規(guī)X線機(jī)。其后，由于X線管、高壓變壓器和相關(guān)的儀器、設(shè)備以及人工對(duì)比劑的不斷開發(fā)利用，尤其是體層裝置、影像增強(qiáng)器、連續(xù)攝影、快速換片機(jī)、高壓注射器、電視、電影和錄像記錄系統(tǒng)的應(yīng)用，到20世紀(jì)60年代中、末期，已形成了較完整的學(xué)科體系，稱為影像設(shè)備學(xué)。第一節(jié)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的發(fā)展簡史1895年1131972年，英國工程師漢斯菲爾德（G.N.Hounsfield）首次研制成功世界上第一臺(tái)用于顱腦的X線計(jì)算機(jī)體層攝影（x-raycomputedtomography，X-CT）設(shè)備，簡稱為X-CT設(shè)備，或CT設(shè)備。CT設(shè)備是橫斷面體層，無前后影像重疊，不受層面上下組織的干擾；同時(shí)由于密度分辨力顯著提高，能分辨出0.1%~0.5%X線衰減系數(shù)的差異，比傳統(tǒng)的X線檢查高10~20倍；還能以數(shù)字形式（CT值）作定量分析。1972年，英國工程師漢斯菲爾德（G.N.H4近30年來，CT設(shè)備的更新速度極快，掃描時(shí)間由最初的幾分鐘向亞秒級(jí)發(fā)展，圖像快速重建時(shí)間最快的已達(dá)0.75s（512×512矩陣），空間分辨力也提高到0.1mm。寬探測器多層螺旋CT設(shè)備得到了廣泛的普及，功能有了進(jìn)一步的擴(kuò)展。大孔徑CT設(shè)備可兼顧日常應(yīng)用與腫瘤病人定位，組合型CT設(shè)備可在完成CT檢查后直接進(jìn)行正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)體層（positiveemissioncomputedtomography，PET）檢查，使CT的形態(tài)學(xué)信息與PET的功能性信息通過工作站準(zhǔn)確融合，可以更準(zhǔn)確地完成定性與定量的診斷。近30年來，CT設(shè)備的更新速度極快，掃描時(shí)間由最初的幾分鐘向5平板探測器CT設(shè)備目前尚在開發(fā)階段，一旦技術(shù)成熟，從機(jī)器設(shè)計(jì)、信息模式、成像速度、射線劑量到運(yùn)行成本都會(huì)有根本性的改變，將會(huì)引起CT設(shè)備的又一次革命。平板探測器CT設(shè)備目前尚在開發(fā)階段，一旦技術(shù)620世紀(jì)80年代初用于臨床的磁共振成像（magneticresonanceimaging，MRI）設(shè)備，簡稱為MRI設(shè)備。它是一種新的非電離輻射式醫(yī)學(xué)成像設(shè)備。MRI設(shè)備的密度分辨力高，通過調(diào)整梯度磁場的方向和方式，可直接攝取橫、冠、矢狀層面和斜位等不同體位的體層圖像，這是它優(yōu)于CT設(shè)備的特點(diǎn)之一。迄今，MRI設(shè)備已廣泛用于全身各系統(tǒng)，其中以中樞神經(jīng)、心血管系統(tǒng)、肢體關(guān)節(jié)和盆腔等效果最好。20世紀(jì)80年代初用于臨床的磁共振成像（magn7中場超導(dǎo)（0.7T）開放型MRI設(shè)備進(jìn)一步普及，它便于開展介入操作和檢查中監(jiān)護(hù)病人，克服了幽閉恐懼病人和不合作病人應(yīng)用MRI檢查的限制。雙梯度場技術(shù)可在較小的范圍內(nèi)達(dá)到更高的梯度場強(qiáng)，有利于完成各種高級(jí)成像技術(shù)，如功能成像、彌散成像等。降噪措施和成像專用線圈也都有了較大的進(jìn)步，如功能成像線圈和肢體血管成像線圈等。腹部診斷效果已接近和達(dá)到CT設(shè)備水平，腦影像的分辨力在常規(guī)掃描時(shí)間下提高了數(shù)千倍，而顯微成像的分辨力達(dá)到50~10μm，現(xiàn)已成為醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備中最重要的組成部分。中場超導(dǎo)（0.7T）開放型MRI設(shè)備進(jìn)一步普8生物體磁共振波譜分析（magneticresonancespectroscopy，MRS）具有研究機(jī)體物質(zhì)代謝的功能和潛力，今后如能實(shí)現(xiàn)MRI設(shè)備與MRS結(jié)合的臨床應(yīng)用，將會(huì)引起醫(yī)學(xué)診斷學(xué)上一個(gè)新的突破。生物體磁共振波譜分析（magneticre9數(shù)字減影血管造影（digitalsubtractionangiography，DSA）、計(jì)算機(jī)X線攝影（computedradiography，CR）和數(shù)字?jǐn)z影（digitalradiography，DR）是20世紀(jì)80年代、90年代開發(fā)的數(shù)字X線機(jī)。前者具有少創(chuàng)、實(shí)時(shí)成像、對(duì)比分辨力高、安全、簡便等特點(diǎn)，目前，正向快速旋轉(zhuǎn)三維成像實(shí)時(shí)減影方向發(fā)展，從而擴(kuò)大了血管造影的應(yīng)用范圍。后者具有減少曝光量和寬容度大等優(yōu)點(diǎn)，更重要的是可作為數(shù)字化圖像納入圖像存儲(chǔ)與傳輸系統(tǒng)（picturearchivingandcommunicationsystems，PACS）。而X線實(shí)時(shí)高分辨力成像板將是最具革命性、最有發(fā)展前途的影像探測器之一。數(shù)字減影血管造影（digitalsubtr1020世紀(jì)50年代和60年代，超聲成像（ultrasonography，USG）設(shè)備和核醫(yī)學(xué)設(shè)備相繼出現(xiàn)，當(dāng)時(shí)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用往往各成系統(tǒng)。1972年X-CT設(shè)備的開發(fā)，使醫(yī)學(xué)影像設(shè)備進(jìn)入了一個(gè)以計(jì)算機(jī)和體層成像相結(jié)合、以圖像重建為基礎(chǔ)的新階段。70年代末80年代初，超聲CT（ultrasonicCT，UCT）、放射性核素CT和數(shù)字X線機(jī)逐步興起，并應(yīng)用于臨床。盡管這些設(shè)備的成像參數(shù)、診斷原理和檢查方法各不相同，但其結(jié)果都是形成某種影像，并依此進(jìn)行診斷。20世紀(jì)50年代和60年代，超聲成像（ult11介入放射學(xué)自20世紀(jì)60年代興起，于70年代中期逐步應(yīng)用于臨床，近年來尤以介入治療進(jìn)展迅速。因其具有安全、簡便、經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)，深受醫(yī)生和病人的普遍重視與歡迎，現(xiàn)仍處于不斷發(fā)展和完善的過程之中。90年代倍受人們青睞的立體定向放射外科學(xué)設(shè)備，由于它可以不作開顱手術(shù)而治療一些腦疾患，很受歡迎，全世界都在積極開發(fā)和應(yīng)用這種高新設(shè)備。介入放射學(xué)設(shè)備與立體定向放射外科學(xué)設(shè)備，都是通過醫(yī)學(xué)影像設(shè)備來引導(dǎo)或定位的，所以也屬于醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的范疇。介入放射學(xué)自20世紀(jì)60年代興起，于70年代12綜上所述，多種類型的醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備與醫(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。綜上所述，多種類型的醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備與醫(yī)學(xué)影13醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)第一章醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)概論資料課件14第二節(jié)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的分類現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像設(shè)備可分為兩大類，即醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備和醫(yī)學(xué)影像治療設(shè)備。一、診斷用設(shè)備按照影像信息的載體來區(qū)分，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備主要有以下幾種類型：①X線設(shè)備（含X-CT設(shè)備）；②MRI設(shè)備；③超聲設(shè)備；④核醫(yī)學(xué)設(shè)備；⑤熱成像設(shè)備；⑥光學(xué)成像設(shè)備（醫(yī)用內(nèi)鏡）。第二節(jié)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的分類現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像設(shè)備15（一）X線設(shè)備X線設(shè)備通過測量穿透人體的X線來實(shí)現(xiàn)人體成像。X線成像反映的是人體組織的密度變化，顯示的是臟器的形態(tài)，而對(duì)臟器功能和動(dòng)態(tài)方面的檢測較差。此類設(shè)備主要有常規(guī)X線機(jī)、數(shù)字X線機(jī)和X-CT設(shè)備等。以X線作為醫(yī)學(xué)影像信息的載體，出于兩方面的考慮，即分辨力和衰減系數(shù)。從分辨力來看，為了獲得有價(jià)值的影像，輻射波長應(yīng)小于5×10-11m。另一方面，當(dāng)輻射波通過人體時(shí)，應(yīng)呈現(xiàn)衰減特性。若衰減過大，則透射人體的輻射波微弱，當(dāng)測量透射人體的輻射波時(shí)，由于噪聲的存在，很可能導(dǎo)致測量結(jié)果無意義。反之，若輻射波透射人體時(shí)幾乎無衰減，則因無法精確的測量衰減部分而失效。（一）X線設(shè)備16在X線設(shè)備中，屏-片組合分辨力較高，可達(dá)到5~10LP/mm，且使用方便、價(jià)格較低，是目前各級(jí)醫(yī)院中使用最普遍的設(shè)備之一。但它得到的是人體不同深度組織信息疊加在一起的二維圖像，所以病變的深度很難確定，且對(duì)軟組織分辨不佳。數(shù)字X線機(jī)使用曝光量寬容度大，可獲得數(shù)字化影像，便于進(jìn)行圖像的后處理，且擴(kuò)大了診斷范圍，利于胃腸和心臟等部位的檢查。X-CT影像的空間分辨力可小于0.5mm，能分辨組織的密度差別可達(dá)到0.5％。X-CT影像的清晰度很高，可確定受檢臟器的位置、大小和形態(tài)變化。在X線設(shè)備中，屏-片組合分辨力較高，可達(dá)到517（二）MRI設(shè)備MRI設(shè)備通過測量構(gòu)成人體組織中某些元素的原子核的磁共振信號(hào)，實(shí)現(xiàn)人體成像。20世紀(jì)40年代發(fā)現(xiàn)了物質(zhì)的磁共振現(xiàn)象，20世紀(jì)80年代MRI設(shè)備應(yīng)用于臨床。MRI影像的空間分辨力一般為0.5~1.7mm，不如X-CT；但它對(duì)組織的分辨遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于X-CT，在MRI影像上可顯示軟組織、肌肉、肌腱、脂肪、韌帶、神經(jīng)、血管等。此外，它還有一些特殊的優(yōu)點(diǎn)：①M(fèi)RI剖面的定位完全是通過調(diào)節(jié)磁場，用電子方式確定的，因此能完全自由地按照要求選擇層面；②MRI對(duì)軟組織的對(duì)比度比X-CT優(yōu)越，能非常清楚地顯示腦灰質(zhì)與白質(zhì)；③MR信號(hào)含有較豐富的有關(guān)受檢體生理、生化特性的信息，而X-CT只能提供密度測量值；④MRI能在活體組織中探測體內(nèi)的化學(xué)性質(zhì)，提供關(guān)于內(nèi)部器官或細(xì)胞新陳代謝方面的信息；⑤MRI無電離輻射。目前，尚未見到MR對(duì)人體危害的報(bào)道。（二）MRI設(shè)備18MRI的缺點(diǎn)：①與X-CT相比，成像時(shí)間較長；②植入金屬的病人，特別是植入心臟起搏器的病人，不能進(jìn)行MRI檢查；③設(shè)備購置與運(yùn)行的費(fèi)用較高。總之，MRI設(shè)備可作任意方向的體層檢查，能反映人體分子水平的生理、生化等方面的功能特性，對(duì)某些疾?。ㄈ缒[瘤）可作早期或超早期診斷，是一種很有發(fā)展前途和潛力的高技術(shù)設(shè)備。MRI的缺點(diǎn)：①與X-CT相比，成像時(shí)間較長19（三）診斷用超聲設(shè)備診斷用超聲設(shè)備分為利用超聲（ultrasound，US）回波的USG設(shè)備和利用US透射的超聲CT（ultrasonographyCT，UCT）兩大類。USG設(shè)備，根據(jù)其顯示方式不同，可以分為A型（幅度顯示）、B型（切面顯示）、C型（亮度顯示）、M型（運(yùn)動(dòng)顯示）、P型（平面目標(biāo)顯示）等。目前，醫(yī)院中用的最多的是B型USG設(shè)備，俗稱B超，其橫向分辨力可達(dá)到2mm以內(nèi)，所得到的軟組織圖像清晰而富有層次。利用US多普勒系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)各種血流參量的測量，是近年來廣泛應(yīng)用的又一種US技術(shù)。臨床上，USG設(shè)備在甲狀腺、乳房、心血管、肝臟、膽囊、泌尿科和婦產(chǎn)科等方面有其獨(dú)到之處。目前UCT所需掃描時(shí)間較長，且分辨力低，有待于進(jìn)一步改進(jìn)與提高。但由于它是一種無損傷和非侵入式的診斷設(shè)備，因此將來可能成為主要的影像診斷設(shè)備。（三）診斷用超聲設(shè)備20X線成像與US成像是當(dāng)前用得最為普遍的兩種檢查方法，但對(duì)人體有無危害是它們之間的一個(gè)重要區(qū)別。就X線來說，盡管現(xiàn)在已經(jīng)顯著地降低了診斷用劑量，但其危害性仍不容忽視。實(shí)踐表明，它將導(dǎo)致癌癥、白血癥和白內(nèi)障等疾病的發(fā)病率增加。而從現(xiàn)有資料來看，目前診斷用US劑量還未有使受檢者發(fā)生不良反應(yīng)的報(bào)道。此外，X線在體內(nèi)沿直線傳播，不受組織差異的影響，是其有利的一面，但不利的一面是難以有選擇地對(duì)所指定的平面成像。對(duì)US波來說，不同物質(zhì)的折射率變化范圍相當(dāng)大，這將造成影像失真。但它在絕大部分組織中的傳播速度是相近的，骨骼和含有空氣的組織（如肺）除外。US波和X線這些不同的輻射特性，確定了各自最適宜的臨床應(yīng)用范圍。例如，US脈沖回波法適用于腹內(nèi)結(jié)構(gòu)或心臟的顯像，而利用X線對(duì)腹部檢查只能顯示極少的內(nèi)部器官（若采用X線造影法，也可有選擇地對(duì)特定器官顯像）；對(duì)于胸腔，因肺部含有空氣而不宜用US檢查，用X線則可獲得較為滿意的結(jié)果。X線成像與US成像是當(dāng)前用得最為普遍的兩種21（四）核醫(yī)學(xué)設(shè)備核醫(yī)學(xué)設(shè)備通過測量人體某一器官（或組織）對(duì)標(biāo)記有放射性核素藥物的選擇性吸收、儲(chǔ)聚和排泄等代謝功能，實(shí)現(xiàn)人體功能成像。主要有γ相機(jī)、單光子發(fā)射型CT（singlephotonemissionCT，SPECT）和正電子發(fā)射型CT（positiveemissionCT，PET）。γ相機(jī)既是顯像儀器，又是功能儀器。臨床上可用它對(duì)臟器進(jìn)行靜態(tài)或動(dòng)態(tài)照相檢查。動(dòng)態(tài)照相主要用于心血管疾病的檢查。因?yàn)镾PECT具有γ相機(jī)的全部功能，又具有體層功能，所以明顯提高了診斷病變的定位能力；加上各種新開發(fā)出來的放射性藥物，從而在臨床上得到日益廣泛的應(yīng)用。SPECT能做動(dòng)態(tài)功能檢查或早期疾病診斷。缺點(diǎn)是圖像清晰度不如X-CT，檢查時(shí)要使用放射性藥物。PET可以用人體組織的某些組成元素（如15O、11C、13N等）來制造放射性藥物，特別適合作人體生理和功能方面的研究，尤其是對(duì)腦神經(jīng)功能的研究。在其附近需要有生產(chǎn)半衰期較短的放射性核素的加速器和放射化學(xué)實(shí)驗(yàn)室。（四）核醫(yī)學(xué)設(shè)備22核醫(yī)學(xué)成像只需極低濃度的放射性物質(zhì)，這與X線成像時(shí)口服硫酸鋇不同。一般情況下，核醫(yī)學(xué)成像的橫向分辨力很難達(dá)到1.0cm；且圖像比較模糊，這是因?yàn)橛邢薜墓庾訑?shù)目所致。相比之下，X線成像具有高分辨力和低量子噪聲。核醫(yī)學(xué)成像只需極低濃度的放射性物質(zhì)，這與X線23（五）熱成像設(shè)備熱成像設(shè)備通過測量體表的紅外信號(hào)和體內(nèi)的微波信號(hào)實(shí)現(xiàn)人體成像。紅外輻射能量與溫度有關(guān)，因此又可以說，熱成像就是利用溫度信息成像。研究人體的溫度分布，對(duì)于了解人體生理狀況、診斷疾病具有重要意義。影響體表溫度的因素很多，最主要的是皮下毛細(xì)血管網(wǎng)的血流情況。血流受控于棘狀血管舒縮中心，其四肢的交感神經(jīng)系統(tǒng)主要控制著血管舒縮的節(jié)律。因此，利用熱成像，首先可以評(píng)價(jià)血流分布是否正常；其次，可以評(píng)價(jià)交感神經(jīng)系統(tǒng)的活動(dòng)；還可以研究皮下組織所增加的代謝熱或動(dòng)脈血流通過熱傳導(dǎo)使體溫升高的情況。此外，前后皮膚溫度還受其他因素的影響，如傷痛感受器、化學(xué)受體、丘腦下部等。由于出汗而形成的局部熱蒸發(fā)損失，也需予以考慮。（五）熱成像設(shè)備24醫(yī)用熱成像設(shè)備一般包括紅外成像、紅外照相、紅外攝像和光機(jī)掃描成像等。光機(jī)掃描熱成像儀將人體的熱像轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)變化的圖像電信號(hào)，經(jīng)放大處理即可在顯示器上顯示熒光影像。其優(yōu)點(diǎn)是溫度分辨力可達(dá)0.1~0.01K，且具有靈敏度高、空間分辨力高。目前，光機(jī)掃描熱成像儀已應(yīng)用于乳腺癌的普查和診斷，血管瘤和血管閉塞情況的檢查和診斷，以及妊娠的早期診斷等。還有一種熱釋電攝像機(jī)，將輸入的熱輻射由紅外透鏡聚焦，在攝像管靶面上產(chǎn)生空間和強(qiáng)度變化與熱體溫度分布相同的電荷圖形，最后把反映溫度情況的電像轉(zhuǎn)變?yōu)橐曨l信號(hào)輸出。熱釋電攝像機(jī)在整個(gè)紅外光譜區(qū)響應(yīng)相當(dāng)平穩(wěn)，又無需制冷，具有電子掃描、能與電視兼容等優(yōu)點(diǎn)，是一種很有發(fā)展前途的熱成像系統(tǒng)。但目前它存在著靈敏度低、工作距離近、性能指標(biāo)比光機(jī)掃描熱像儀差的缺陷，有待于進(jìn)一步完善與提高。醫(yī)用熱成像設(shè)備一般包括紅外成像、紅外照相、紅25體內(nèi)以電磁波方式向外傳播的熱輻射，其中含有微波成分。微波成像系統(tǒng)借助于體外的微波天線接收體內(nèi)傳出的微波，并通過高靈敏度的熱輻射計(jì)以實(shí)現(xiàn)溫度測量。如測量某一特定頻率的信號(hào)，即可得到從體表到某一深度的平均溫度。若采用多波段輻射計(jì)，并對(duì)測量數(shù)據(jù)作適當(dāng)處理，就能推斷出不同深度組織的溫度。如以溫度為參變量，則可獲得不同深度的體層圖像。由于引起人體組織溫度的異常分布有各種各樣的原因，因此，熱成像設(shè)備所提供的信息僅供診斷參考，不能作為診斷依據(jù)。體內(nèi)以電磁波方式向外傳播的熱輻射，其中含有微26（六）醫(yī)用內(nèi)鏡前述各種醫(yī)學(xué)影像設(shè)備雖然在某種程度上能顯示出人體的內(nèi)部組織形態(tài)，但這種顯示是間接的、非直觀的。真正能做到直觀的儀器，目前唯有內(nèi)鏡。利用光學(xué)內(nèi)鏡，能使人眼直接看到人體內(nèi)臟器官的組織形態(tài)，從而提高了診斷的準(zhǔn)確性。內(nèi)鏡的診療優(yōu)勢，已成為醫(yī)學(xué)界的共識(shí)。醫(yī)用內(nèi)鏡的種類很多，目前臨床上用得最多的是光導(dǎo)纖維內(nèi)鏡（纖鏡），而最有發(fā)展?jié)摿Φ氖请娮觾?nèi)鏡。（六）醫(yī)用內(nèi)鏡27光導(dǎo)纖維內(nèi)鏡（簡稱為纖鏡）以胃腸內(nèi)鏡為例，它是由頭端部、直徑為7.9~12.8mm的可彎插入管以及將光源和頭端部連接起來的連接管組成。頭端部由目鏡，遠(yuǎn)端彎角，抽吸和送水的各種控制件及工作鉗孔等組成，可以手持。纖鏡可彎曲的套管中密封有傳像束和導(dǎo)光束，它們將頭端和末端連接在一起。導(dǎo)光束將來自光源的光傳輸?shù)絻?nèi)鏡的末端以照明視物。傳像束將圖像作為反射光傳回到目鏡。導(dǎo)光束和傳像束由30000~50000根光學(xué)纖維構(gòu)成，它們即使在彎曲時(shí)也能進(jìn)行雙向光傳輸。傳像束要連貫地排列，使每根纖維在內(nèi)鏡頭、尾兩端的相對(duì)位置保持一致，以便在目鏡中重建一幅十分逼真的圖像。光導(dǎo)纖維內(nèi)鏡（簡稱為纖鏡）以胃腸內(nèi)鏡為例，它28電子內(nèi)鏡的功能比光導(dǎo)纖維內(nèi)鏡多得多，是內(nèi)鏡的一大進(jìn)步。它主要由內(nèi)鏡、光源、視頻處理中心、視頻顯示系統(tǒng)、圖像與病人數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)及附屬裝置組成。其最大的特點(diǎn)是采用電荷耦合器（chargescoupleddevice，CCD）將觀察到的物像由光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并傳輸?shù)揭曨l中心進(jìn)行處理，達(dá)到最終顯示的目的。傳輸?shù)奖O(jiān)視器的圖像還可記錄下來，用視頻打印機(jī)打印，也可傳輸?shù)搅硪粓鏊M(jìn)行同時(shí)觀察。電子內(nèi)鏡的功能比光導(dǎo)纖維內(nèi)鏡多得多，是內(nèi)鏡的2920世紀(jì)80年代初，USG內(nèi)鏡問世。它是將US探頭和內(nèi)鏡連在一起，在內(nèi)鏡的引導(dǎo)下，將US探頭送入體內(nèi)進(jìn)行掃描，所得到的信息要比在體表上獲得的掃描信息準(zhǔn)確詳細(xì)。目前這類設(shè)備主要用線性和扇形兩種掃描方式，而采用凸式掃描做彩色多普勒和B型圖像顯示則較為少見。此外，激光內(nèi)鏡和三維內(nèi)鏡亦在發(fā)展之中。前者是將診斷與治療功能結(jié)合在一起的新一代內(nèi)鏡。后者可提供立體圖像，能使許多高難度的手術(shù)得以順利實(shí)施，且大大提高了手術(shù)的安全系數(shù)，是內(nèi)鏡發(fā)展史上又一新進(jìn)展。20世紀(jì)80年代初，USG內(nèi)鏡問世。它是將U30醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)第一章醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)概論資料課件31二、治療用設(shè)備（一）介入放射學(xué)設(shè)備所謂介入放射學(xué)（interventionalradiology）系統(tǒng)，就是借助高精度計(jì)算機(jī)化的影像儀器的觀察，通過導(dǎo)管深入體內(nèi)，對(duì)疾病直接進(jìn)行診斷與治療的一種新型設(shè)備與技術(shù)。它的問世，使臨床某些疾病由不可治變?yōu)榭芍危怪委煹碾y度由大變小，使有創(chuàng)傷變成少創(chuàng)傷甚至無創(chuàng)傷，使病人免受或減輕了手術(shù)之苦，操作比較安全，治療效果也較好。利用介入放射學(xué)系統(tǒng)開展診療工作，對(duì)提高某些心血管病、腦血管病、腫瘤等重大疾患的診療水平，提高治愈率與存活率，改善生活質(zhì)量，發(fā)揮了重要作用。二、治療用設(shè)備32醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的導(dǎo)向是完成介入治療的關(guān)鍵。這需要一套由機(jī)械、儀器儀表、計(jì)算機(jī)、光學(xué)儀器等多種儀器組成的大型精密儀器設(shè)備系統(tǒng)。特別是20世紀(jì)80年代初發(fā)展起來的影像技術(shù)與計(jì)算機(jī)結(jié)合的DSA問世后，由于它能實(shí)時(shí)地向醫(yī)生提供導(dǎo)管導(dǎo)向的位置、局部循環(huán)結(jié)構(gòu)、栓塞或擴(kuò)張的效果等有關(guān)介入診療的信息，因而具有極大的優(yōu)越性，目前可以說已基本取代了常規(guī)的血管造影設(shè)備。而計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，使DSA向智能化、光纖網(wǎng)絡(luò)的綜合快速數(shù)據(jù)處理能力、無膠片處理方式、盡可能低的X線劑量、不分散注意力和操作方便的界面、最快最好的圖像處理技術(shù)方向發(fā)展，從而為介入放射學(xué)提供了有力的保證。醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的導(dǎo)向是完成介入治療的關(guān)鍵。這需33醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的導(dǎo)向是完成介入治療的關(guān)鍵。這需要一套由機(jī)械、儀器儀表、計(jì)算機(jī)、光學(xué)儀器等多種儀器組成的大型精密儀器設(shè)備系統(tǒng)。特別是20世紀(jì)80年代初發(fā)展起來的影像技術(shù)與計(jì)算機(jī)結(jié)合的DSA問世后，由于它能實(shí)時(shí)地向醫(yī)生提供導(dǎo)管導(dǎo)向的位置、局部循環(huán)結(jié)構(gòu)、栓塞或擴(kuò)張的效果等有關(guān)介入診療的信息，因而具有極大的優(yōu)越性，目前可以說已基本取代了常規(guī)的血管造影設(shè)備。而計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，使DSA向智能化、光纖網(wǎng)絡(luò)的綜合快速數(shù)據(jù)處理能力、無膠片處理方式、盡可能低的X線劑量、不分散注意力和操作方便的界面、最快最好的圖像處理技術(shù)方向發(fā)展，從而為介入放射學(xué)提供了有力的保證。醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的導(dǎo)向是完成介入治療的關(guān)鍵。這需34介入性導(dǎo)管，根據(jù)用途可分為兩類，即診斷用導(dǎo)管和治療用導(dǎo)管及其附件。前者包括心血管、腦血管造影導(dǎo)管，肝、腎、胰、脾等內(nèi)臟器官用導(dǎo)管十余種。這種導(dǎo)管要有一定耐壓性和滿足大流量的要求（15~25ml/s）。后者如消化道治療導(dǎo)管、腫瘤化療用導(dǎo)管、射頻消融導(dǎo)管、溶栓導(dǎo)管、二尖辮球囊擴(kuò)張導(dǎo)管等。其附件有血管內(nèi)支架（自膨脹型、球囊膨脹型、形狀記憶型）、導(dǎo)絲（引導(dǎo)導(dǎo)管用）等。介入性導(dǎo)管，根據(jù)用途可分為兩類，即診斷用導(dǎo)管35專家預(yù)測，在21世紀(jì)，應(yīng)用微電子、分子生物學(xué)和基因工程的新成果，集多功能如內(nèi)鏡、USG設(shè)備、血流壓力測量等于一體的新一代治療導(dǎo)管及傳輸裝置將進(jìn)一步發(fā)展。應(yīng)用生物適應(yīng)性良好的材料、內(nèi)支架、留置用導(dǎo)管的研制和臨床應(yīng)用將有助于進(jìn)一步提高介入治療的水平。開放式MRI設(shè)備與其相應(yīng)配套裝置的開發(fā)以及與USG設(shè)備的配合使用，將使介入治療技術(shù)向低或無放射線方向發(fā)展。影像設(shè)備的研制、開發(fā)，使實(shí)時(shí)成像和立體成像引導(dǎo)下的介入性操作成為可能，加上新的抗癌藥物、栓塞劑和基因療法的應(yīng)用，將進(jìn)一步提高介入治療的精度與療效。專家預(yù)測，在21世紀(jì)，應(yīng)用微電子、分子生物學(xué)36（二）立體定向放射外科學(xué)設(shè)備立體定向放射外科（stereotacticradiosugery，SRS）或稱立體定向放射治療（stereotacticradiotherapy，SRT），是一門新的醫(yī)療技術(shù)。它是利用現(xiàn)代X-CT設(shè)備、MRI設(shè)備或DSA設(shè)備，加上立體定向頭架裝置對(duì)顱內(nèi)病變區(qū)做高精度定位；經(jīng)過專用治療計(jì)劃系統(tǒng)（具有三維顯示和計(jì)算功能的計(jì)算機(jī)）做出最優(yōu)化治療計(jì)劃；運(yùn)用邊緣尖銳的小截面光子束（MV級(jí)）以等中心照射方式聚焦于病變區(qū)（位于等中心處），按治療計(jì)劃作單平面或多個(gè)非共面的單次或多次劑量照射。由于照射野邊緣劑量下降很陡，就像用刀切一樣，所以，用γ射線時(shí)稱為γ-刀，用X線時(shí)稱為X-刀。無論是γ-刀，還是X-刀，都不是將病變切除，而是用放射線將腫瘤細(xì)胞殺死。（二）立體定向放射外科學(xué)設(shè)備37γ-刀的主體結(jié)構(gòu)是一個(gè)半球形金屬屏蔽系統(tǒng)，其中排列著201個(gè)60Co源，每個(gè)60Co源均有雙重不銹鋼屏蔽，它所發(fā)出的γ射線經(jīng)準(zhǔn)直校正后，形成一個(gè)狹光束，聚焦于半球的中心。準(zhǔn)直分為內(nèi)外兩層，外準(zhǔn)直與60Co源一起固定于主機(jī)內(nèi)，內(nèi)準(zhǔn)直為半球形頭盔，根據(jù)孔洞直徑分為4mm、8mm、14mm、18mm四種，以適應(yīng)不同大小的病變。也可以通過堵塞部分準(zhǔn)直孔來適應(yīng)不同形狀的腫瘤。病人須戴上立體定向頭架通過X-CT設(shè)備、MRI設(shè)備或DSA設(shè)備進(jìn)行定位。治療時(shí)，病人平臥在治療床上，劑量計(jì)算由專用計(jì)算機(jī)完成。γ-刀的主體結(jié)構(gòu)是一個(gè)半球形金屬屏蔽系統(tǒng)，其38γ-刀與X-刀相比，各有其優(yōu)缺點(diǎn)。前者機(jī)械精度高，易操作。但非常昂貴，需現(xiàn)場裝源且5~10年更換一次，照射體積及形狀改變范圍小，只能治療顱內(nèi)病變。后者相對(duì)便宜，既可作X-刀又可做放療，按病變需要治療時(shí)其體積和形狀變化范圍大，劑量準(zhǔn)確。但機(jī)械精度差一些，須用計(jì)算機(jī)控制照射，操作較復(fù)雜?？傊?，立體定向放射外科（手術(shù)）有以下優(yōu)點(diǎn)：①以立體影像定位；②形成立體劑量分布；③易選擇合適的劑量進(jìn)行照射；④腫瘤受到最大劑量照射但周圍正常組織的照射量較少；⑤適于治療小的、邊界清楚的腫瘤。它完全符合現(xiàn)代放射治療發(fā)展的高劑量、高精度、高療效及低損傷的主流方向。（韓豐談徐躍）γ-刀與X-刀相比，各有其優(yōu)缺點(diǎn)。前者機(jī)械精度高39謝謝你的閱讀知識(shí)就是財(cái)富豐富你的人生謝謝你的閱讀知識(shí)就是財(cái)富40醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)

教學(xué)課件韓豐談主編醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)

教學(xué)課件韓豐談主編41第一章醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)概論第一節(jié)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的發(fā)展簡史

第二節(jié)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的分類

第一章醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)概論第一節(jié)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的發(fā)展簡史42第一節(jié)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的發(fā)展簡史

1895年11月8日，德國物理學(xué)家倫琴（WithelmConradRoentgen，1845~1923）在做真空管高壓放電實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一種肉眼看不見、但具有很強(qiáng)的穿透本領(lǐng)、能使某些物質(zhì)發(fā)出熒光和使膠片感光的新型射線，即X射線，簡稱為X線。1896年，德國西門子公司研制出世界上第一只X線管。20世紀(jì)10~20年代，出現(xiàn)了常規(guī)X線機(jī)。其后，由于X線管、高壓變壓器和相關(guān)的儀器、設(shè)備以及人工對(duì)比劑的不斷開發(fā)利用，尤其是體層裝置、影像增強(qiáng)器、連續(xù)攝影、快速換片機(jī)、高壓注射器、電視、電影和錄像記錄系統(tǒng)的應(yīng)用，到20世紀(jì)60年代中、末期，已形成了較完整的學(xué)科體系，稱為影像設(shè)備學(xué)。第一節(jié)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的發(fā)展簡史1895年11431972年，英國工程師漢斯菲爾德（G.N.Hounsfield）首次研制成功世界上第一臺(tái)用于顱腦的X線計(jì)算機(jī)體層攝影（x-raycomputedtomography，X-CT）設(shè)備，簡稱為X-CT設(shè)備，或CT設(shè)備。CT設(shè)備是橫斷面體層，無前后影像重疊，不受層面上下組織的干擾；同時(shí)由于密度分辨力顯著提高，能分辨出0.1%~0.5%X線衰減系數(shù)的差異，比傳統(tǒng)的X線檢查高10~20倍；還能以數(shù)字形式（CT值）作定量分析。1972年，英國工程師漢斯菲爾德（G.N.H44近30年來，CT設(shè)備的更新速度極快，掃描時(shí)間由最初的幾分鐘向亞秒級(jí)發(fā)展，圖像快速重建時(shí)間最快的已達(dá)0.75s（512×512矩陣），空間分辨力也提高到0.1mm。寬探測器多層螺旋CT設(shè)備得到了廣泛的普及，功能有了進(jìn)一步的擴(kuò)展。大孔徑CT設(shè)備可兼顧日常應(yīng)用與腫瘤病人定位，組合型CT設(shè)備可在完成CT檢查后直接進(jìn)行正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)體層（positiveemissioncomputedtomography，PET）檢查，使CT的形態(tài)學(xué)信息與PET的功能性信息通過工作站準(zhǔn)確融合，可以更準(zhǔn)確地完成定性與定量的診斷。近30年來，CT設(shè)備的更新速度極快，掃描時(shí)間由最初的幾分鐘向45平板探測器CT設(shè)備目前尚在開發(fā)階段，一旦技術(shù)成熟，從機(jī)器設(shè)計(jì)、信息模式、成像速度、射線劑量到運(yùn)行成本都會(huì)有根本性的改變，將會(huì)引起CT設(shè)備的又一次革命。平板探測器CT設(shè)備目前尚在開發(fā)階段，一旦技術(shù)4620世紀(jì)80年代初用于臨床的磁共振成像（magneticresonanceimaging，MRI）設(shè)備，簡稱為MRI設(shè)備。它是一種新的非電離輻射式醫(yī)學(xué)成像設(shè)備。MRI設(shè)備的密度分辨力高，通過調(diào)整梯度磁場的方向和方式，可直接攝取橫、冠、矢狀層面和斜位等不同體位的體層圖像，這是它優(yōu)于CT設(shè)備的特點(diǎn)之一。迄今，MRI設(shè)備已廣泛用于全身各系統(tǒng)，其中以中樞神經(jīng)、心血管系統(tǒng)、肢體關(guān)節(jié)和盆腔等效果最好。20世紀(jì)80年代初用于臨床的磁共振成像（magn47中場超導(dǎo)（0.7T）開放型MRI設(shè)備進(jìn)一步普及，它便于開展介入操作和檢查中監(jiān)護(hù)病人，克服了幽閉恐懼病人和不合作病人應(yīng)用MRI檢查的限制。雙梯度場技術(shù)可在較小的范圍內(nèi)達(dá)到更高的梯度場強(qiáng)，有利于完成各種高級(jí)成像技術(shù)，如功能成像、彌散成像等。降噪措施和成像專用線圈也都有了較大的進(jìn)步，如功能成像線圈和肢體血管成像線圈等。腹部診斷效果已接近和達(dá)到CT設(shè)備水平，腦影像的分辨力在常規(guī)掃描時(shí)間下提高了數(shù)千倍，而顯微成像的分辨力達(dá)到50~10μm，現(xiàn)已成為醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備中最重要的組成部分。中場超導(dǎo)（0.7T）開放型MRI設(shè)備進(jìn)一步普48生物體磁共振波譜分析（magneticresonancespectroscopy，MRS）具有研究機(jī)體物質(zhì)代謝的功能和潛力，今后如能實(shí)現(xiàn)MRI設(shè)備與MRS結(jié)合的臨床應(yīng)用，將會(huì)引起醫(yī)學(xué)診斷學(xué)上一個(gè)新的突破。生物體磁共振波譜分析（magneticre49數(shù)字減影血管造影（digitalsubtractionangiography，DSA）、計(jì)算機(jī)X線攝影（computedradiography，CR）和數(shù)字?jǐn)z影（digitalradiography，DR）是20世紀(jì)80年代、90年代開發(fā)的數(shù)字X線機(jī)。前者具有少創(chuàng)、實(shí)時(shí)成像、對(duì)比分辨力高、安全、簡便等特點(diǎn)，目前，正向快速旋轉(zhuǎn)三維成像實(shí)時(shí)減影方向發(fā)展，從而擴(kuò)大了血管造影的應(yīng)用范圍。后者具有減少曝光量和寬容度大等優(yōu)點(diǎn)，更重要的是可作為數(shù)字化圖像納入圖像存儲(chǔ)與傳輸系統(tǒng)（picturearchivingandcommunicationsystems，PACS）。而X線實(shí)時(shí)高分辨力成像板將是最具革命性、最有發(fā)展前途的影像探測器之一。數(shù)字減影血管造影（digitalsubtr5020世紀(jì)50年代和60年代，超聲成像（ultrasonography，USG）設(shè)備和核醫(yī)學(xué)設(shè)備相繼出現(xiàn)，當(dāng)時(shí)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用往往各成系統(tǒng)。1972年X-CT設(shè)備的開發(fā)，使醫(yī)學(xué)影像設(shè)備進(jìn)入了一個(gè)以計(jì)算機(jī)和體層成像相結(jié)合、以圖像重建為基礎(chǔ)的新階段。70年代末80年代初，超聲CT（ultrasonicCT，UCT）、放射性核素CT和數(shù)字X線機(jī)逐步興起，并應(yīng)用于臨床。盡管這些設(shè)備的成像參數(shù)、診斷原理和檢查方法各不相同，但其結(jié)果都是形成某種影像，并依此進(jìn)行診斷。20世紀(jì)50年代和60年代，超聲成像（ult51介入放射學(xué)自20世紀(jì)60年代興起，于70年代中期逐步應(yīng)用于臨床，近年來尤以介入治療進(jìn)展迅速。因其具有安全、簡便、經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)，深受醫(yī)生和病人的普遍重視與歡迎，現(xiàn)仍處于不斷發(fā)展和完善的過程之中。90年代倍受人們青睞的立體定向放射外科學(xué)設(shè)備，由于它可以不作開顱手術(shù)而治療一些腦疾患，很受歡迎，全世界都在積極開發(fā)和應(yīng)用這種高新設(shè)備。介入放射學(xué)設(shè)備與立體定向放射外科學(xué)設(shè)備，都是通過醫(yī)學(xué)影像設(shè)備來引導(dǎo)或定位的，所以也屬于醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的范疇。介入放射學(xué)自20世紀(jì)60年代興起，于70年代52綜上所述，多種類型的醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備與醫(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。綜上所述，多種類型的醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備與醫(yī)學(xué)影53醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)第一章醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)概論資料課件54第二節(jié)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的分類現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像設(shè)備可分為兩大類，即醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備和醫(yī)學(xué)影像治療設(shè)備。一、診斷用設(shè)備按照影像信息的載體來區(qū)分，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備主要有以下幾種類型：①X線設(shè)備（含X-CT設(shè)備）；②MRI設(shè)備；③超聲設(shè)備；④核醫(yī)學(xué)設(shè)備；⑤熱成像設(shè)備；⑥光學(xué)成像設(shè)備（醫(yī)用內(nèi)鏡）。第二節(jié)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的分類現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像設(shè)備55（一）X線設(shè)備X線設(shè)備通過測量穿透人體的X線來實(shí)現(xiàn)人體成像。X線成像反映的是人體組織的密度變化，顯示的是臟器的形態(tài)，而對(duì)臟器功能和動(dòng)態(tài)方面的檢測較差。此類設(shè)備主要有常規(guī)X線機(jī)、數(shù)字X線機(jī)和X-CT設(shè)備等。以X線作為醫(yī)學(xué)影像信息的載體，出于兩方面的考慮，即分辨力和衰減系數(shù)。從分辨力來看，為了獲得有價(jià)值的影像，輻射波長應(yīng)小于5×10-11m。另一方面，當(dāng)輻射波通過人體時(shí)，應(yīng)呈現(xiàn)衰減特性。若衰減過大，則透射人體的輻射波微弱，當(dāng)測量透射人體的輻射波時(shí)，由于噪聲的存在，很可能導(dǎo)致測量結(jié)果無意義。反之，若輻射波透射人體時(shí)幾乎無衰減，則因無法精確的測量衰減部分而失效。（一）X線設(shè)備56在X線設(shè)備中，屏-片組合分辨力較高，可達(dá)到5~10LP/mm，且使用方便、價(jià)格較低，是目前各級(jí)醫(yī)院中使用最普遍的設(shè)備之一。但它得到的是人體不同深度組織信息疊加在一起的二維圖像，所以病變的深度很難確定，且對(duì)軟組織分辨不佳。數(shù)字X線機(jī)使用曝光量寬容度大，可獲得數(shù)字化影像，便于進(jìn)行圖像的后處理，且擴(kuò)大了診斷范圍，利于胃腸和心臟等部位的檢查。X-CT影像的空間分辨力可小于0.5mm，能分辨組織的密度差別可達(dá)到0.5％。X-CT影像的清晰度很高，可確定受檢臟器的位置、大小和形態(tài)變化。在X線設(shè)備中，屏-片組合分辨力較高，可達(dá)到557（二）MRI設(shè)備MRI設(shè)備通過測量構(gòu)成人體組織中某些元素的原子核的磁共振信號(hào)，實(shí)現(xiàn)人體成像。20世紀(jì)40年代發(fā)現(xiàn)了物質(zhì)的磁共振現(xiàn)象，20世紀(jì)80年代MRI設(shè)備應(yīng)用于臨床。MRI影像的空間分辨力一般為0.5~1.7mm，不如X-CT；但它對(duì)組織的分辨遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于X-CT，在MRI影像上可顯示軟組織、肌肉、肌腱、脂肪、韌帶、神經(jīng)、血管等。此外，它還有一些特殊的優(yōu)點(diǎn)：①M(fèi)RI剖面的定位完全是通過調(diào)節(jié)磁場，用電子方式確定的，因此能完全自由地按照要求選擇層面；②MRI對(duì)軟組織的對(duì)比度比X-CT優(yōu)越，能非常清楚地顯示腦灰質(zhì)與白質(zhì)；③MR信號(hào)含有較豐富的有關(guān)受檢體生理、生化特性的信息，而X-CT只能提供密度測量值；④MRI能在活體組織中探測體內(nèi)的化學(xué)性質(zhì)，提供關(guān)于內(nèi)部器官或細(xì)胞新陳代謝方面的信息；⑤MRI無電離輻射。目前，尚未見到MR對(duì)人體危害的報(bào)道。（二）MRI設(shè)備58MRI的缺點(diǎn)：①與X-CT相比，成像時(shí)間較長；②植入金屬的病人，特別是植入心臟起搏器的病人，不能進(jìn)行MRI檢查；③設(shè)備購置與運(yùn)行的費(fèi)用較高。總之，MRI設(shè)備可作任意方向的體層檢查，能反映人體分子水平的生理、生化等方面的功能特性，對(duì)某些疾病（如腫瘤）可作早期或超早期診斷，是一種很有發(fā)展前途和潛力的高技術(shù)設(shè)備。MRI的缺點(diǎn)：①與X-CT相比，成像時(shí)間較長59（三）診斷用超聲設(shè)備診斷用超聲設(shè)備分為利用超聲（ultrasound，US）回波的USG設(shè)備和利用US透射的超聲CT（ultrasonographyCT，UCT）兩大類。USG設(shè)備，根據(jù)其顯示方式不同，可以分為A型（幅度顯示）、B型（切面顯示）、C型（亮度顯示）、M型（運(yùn)動(dòng)顯示）、P型（平面目標(biāo)顯示）等。目前，醫(yī)院中用的最多的是B型USG設(shè)備，俗稱B超，其橫向分辨力可達(dá)到2mm以內(nèi)，所得到的軟組織圖像清晰而富有層次。利用US多普勒系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)各種血流參量的測量，是近年來廣泛應(yīng)用的又一種US技術(shù)。臨床上，USG設(shè)備在甲狀腺、乳房、心血管、肝臟、膽囊、泌尿科和婦產(chǎn)科等方面有其獨(dú)到之處。目前UCT所需掃描時(shí)間較長，且分辨力低，有待于進(jìn)一步改進(jìn)與提高。但由于它是一種無損傷和非侵入式的診斷設(shè)備，因此將來可能成為主要的影像診斷設(shè)備。（三）診斷用超聲設(shè)備60X線成像與US成像是當(dāng)前用得最為普遍的兩種檢查方法，但對(duì)人體有無危害是它們之間的一個(gè)重要區(qū)別。就X線來說，盡管現(xiàn)在已經(jīng)顯著地降低了診斷用劑量，但其危害性仍不容忽視。實(shí)踐表明，它將導(dǎo)致癌癥、白血癥和白內(nèi)障等疾病的發(fā)病率增加。而從現(xiàn)有資料來看，目前診斷用US劑量還未有使受檢者發(fā)生不良反應(yīng)的報(bào)道。此外，X線在體內(nèi)沿直線傳播，不受組織差異的影響，是其有利的一面，但不利的一面是難以有選擇地對(duì)所指定的平面成像。對(duì)US波來說，不同物質(zhì)的折射率變化范圍相當(dāng)大，這將造成影像失真。但它在絕大部分組織中的傳播速度是相近的，骨骼和含有空氣的組織（如肺）除外。US波和X線這些不同的輻射特性，確定了各自最適宜的臨床應(yīng)用范圍。例如，US脈沖回波法適用于腹內(nèi)結(jié)構(gòu)或心臟的顯像，而利用X線對(duì)腹部檢查只能顯示極少的內(nèi)部器官（若采用X線造影法，也可有選擇地對(duì)特定器官顯像）；對(duì)于胸腔，因肺部含有空氣而不宜用US檢查，用X線則可獲得較為滿意的結(jié)果。X線成像與US成像是當(dāng)前用得最為普遍的兩種61（四）核醫(yī)學(xué)設(shè)備核醫(yī)學(xué)設(shè)備通過測量人體某一器官（或組織）對(duì)標(biāo)記有放射性核素藥物的選擇性吸收、儲(chǔ)聚和排泄等代謝功能，實(shí)現(xiàn)人體功能成像。主要有γ相機(jī)、單光子發(fā)射型CT（singlephotonemissionCT，SPECT）和正電子發(fā)射型CT（positiveemissionCT，PET）。γ相機(jī)既是顯像儀器，又是功能儀器。臨床上可用它對(duì)臟器進(jìn)行靜態(tài)或動(dòng)態(tài)照相檢查。動(dòng)態(tài)照相主要用于心血管疾病的檢查。因?yàn)镾PECT具有γ相機(jī)的全部功能，又具有體層功能，所以明顯提高了診斷病變的定位能力；加上各種新開發(fā)出來的放射性藥物，從而在臨床上得到日益廣泛的應(yīng)用。SPECT能做動(dòng)態(tài)功能檢查或早期疾病診斷。缺點(diǎn)是圖像清晰度不如X-CT，檢查時(shí)要使用放射性藥物。PET可以用人體組織的某些組成元素（如15O、11C、13N等）來制造放射性藥物，特別適合作人體生理和功能方面的研究，尤其是對(duì)腦神經(jīng)功能的研究。在其附近需要有生產(chǎn)半衰期較短的放射性核素的加速器和放射化學(xué)實(shí)驗(yàn)室。（四）核醫(yī)學(xué)設(shè)備62核醫(yī)學(xué)成像只需極低濃度的放射性物質(zhì)，這與X線成像時(shí)口服硫酸鋇不同。一般情況下，核醫(yī)學(xué)成像的橫向分辨力很難達(dá)到1.0cm；且圖像比較模糊，這是因?yàn)橛邢薜墓庾訑?shù)目所致。相比之下，X線成像具有高分辨力和低量子噪聲。核醫(yī)學(xué)成像只需極低濃度的放射性物質(zhì)，這與X線63（五）熱成像設(shè)備熱成像設(shè)備通過測量體表的紅外信號(hào)和體內(nèi)的微波信號(hào)實(shí)現(xiàn)人體成像。紅外輻射能量與溫度有關(guān)，因此又可以說，熱成像就是利用溫度信息成像。研究人體的溫度分布，對(duì)于了解人體生理狀況、診斷疾病具有重要意義。影響體表溫度的因素很多，最主要的是皮下毛細(xì)血管網(wǎng)的血流情況。血流受控于棘狀血管舒縮中心，其四肢的交感神經(jīng)系統(tǒng)主要控制著血管舒縮的節(jié)律。因此，利用熱成像，首先可以評(píng)價(jià)血流分布是否正常；其次，可以評(píng)價(jià)交感神經(jīng)系統(tǒng)的活動(dòng)；還可以研究皮下組織所增加的代謝熱或動(dòng)脈血流通過熱傳導(dǎo)使體溫升高的情況。此外，前后皮膚溫度還受其他因素的影響，如傷痛感受器、化學(xué)受體、丘腦下部等。由于出汗而形成的局部熱蒸發(fā)損失，也需予以考慮。（五）熱成像設(shè)備64醫(yī)用熱成像設(shè)備一般包括紅外成像、紅外照相、紅外攝像和光機(jī)掃描成像等。光機(jī)掃描熱成像儀將人體的熱像轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)變化的圖像電信號(hào)，經(jīng)放大處理即可在顯示器上顯示熒光影像。其優(yōu)點(diǎn)是溫度分辨力可達(dá)0.1~0.01K，且具有靈敏度高、空間分辨力高。目前，光機(jī)掃描熱成像儀已應(yīng)用于乳腺癌的普查和診斷，血管瘤和血管閉塞情況的檢查和診斷，以及妊娠的早期診斷等。還有一種熱釋電攝像機(jī)，將輸入的熱輻射由紅外透鏡聚焦，在攝像管靶面上產(chǎn)生空間和強(qiáng)度變化與熱體溫度分布相同的電荷圖形，最后把反映溫度情況的電像轉(zhuǎn)變?yōu)橐曨l信號(hào)輸出。熱釋電攝像機(jī)在整個(gè)紅外光譜區(qū)響應(yīng)相當(dāng)平穩(wěn)，又無需制冷，具有電子掃描、能與電視兼容等優(yōu)點(diǎn)，是一種很有發(fā)展前途的熱成像系統(tǒng)。但目前它存在著靈敏度低、工作距離近、性能指標(biāo)比光機(jī)掃描熱像儀差的缺陷，有待于進(jìn)一步完善與提高。醫(yī)用熱成像設(shè)備一般包括紅外成像、紅外照相、紅65體內(nèi)以電磁波方式向外傳播的熱輻射，其中含有微波成分。微波成像系統(tǒng)借助于體外的微波天線接收體內(nèi)傳出的微波，并通過高靈敏度的熱輻射計(jì)以實(shí)現(xiàn)溫度測量。如測量某一特定頻率的信號(hào)，即可得到從體表到某一深度的平均溫度。若采用多波段輻射計(jì)，并對(duì)測量數(shù)據(jù)作適當(dāng)處理，就能推斷出不同深度組織的溫度。如以溫度為參變量，則可獲得不同深度的體層圖像。由于引起人體組織溫度的異常分布有各種各樣的原因，因此，熱成像設(shè)備所提供的信息僅供診斷參考，不能作為診斷依據(jù)。體內(nèi)以電磁波方式向外傳播的熱輻射，其中含有微66（六）醫(yī)用內(nèi)鏡前述各種醫(yī)學(xué)影像設(shè)備雖然在某種程度上能顯示出人體的內(nèi)部組織形態(tài)，但這種顯示是間接的、非直觀的。真正能做到直觀的儀器，目前唯有內(nèi)鏡。利用光學(xué)內(nèi)鏡，能使人眼直接看到人體內(nèi)臟器官的組織形態(tài)，從而提高了診斷的準(zhǔn)確性。內(nèi)鏡的診療優(yōu)勢，已成為醫(yī)學(xué)界的共識(shí)。醫(yī)用內(nèi)鏡的種類很多，目前臨床上用得最多的是光導(dǎo)纖維內(nèi)鏡（纖鏡），而最有發(fā)展?jié)摿Φ氖请娮觾?nèi)鏡。（六）醫(yī)用內(nèi)鏡67光導(dǎo)纖維內(nèi)鏡（簡稱為纖鏡）以胃腸內(nèi)鏡為例，它是由頭端部、直徑為7.9~12.8mm的可彎插入管以及將光源和頭端部連接起來的連接管組成。頭端部由目鏡，遠(yuǎn)端彎角，抽吸和送水的各種控制件及工作鉗孔等組成，可以手持。纖鏡可彎曲的套管中密封有傳像束和導(dǎo)光束，它們將頭端和末端連接在一起。導(dǎo)光束將來自光源的光傳輸?shù)絻?nèi)鏡的末端以照明視物。傳像束將圖像作為反射光傳回到目鏡。導(dǎo)光束和傳像束由30000~50000根光學(xué)纖維構(gòu)成，它們即使在彎曲時(shí)也能進(jìn)行雙向光傳輸。傳像束要連貫地排列，使每根纖維在內(nèi)鏡頭、尾兩端的相對(duì)位置保持一致，以便在目鏡中重建一幅十分逼真的圖像。光導(dǎo)纖維內(nèi)鏡（簡稱為纖鏡）以胃腸內(nèi)鏡為例，它68電子內(nèi)鏡的功能比光導(dǎo)纖維內(nèi)鏡多得多，是內(nèi)鏡的一大進(jìn)步。它主要由內(nèi)鏡、光源、視頻處理中心、視頻顯示系統(tǒng)、圖像與病人數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)及附屬裝置組成。其最大的特點(diǎn)是采用電荷耦合器（chargescoupleddevice，CCD）將觀察到的物像由光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并傳輸?shù)揭曨l中心進(jìn)行處理，達(dá)到最終顯示的目的。傳輸?shù)奖O(jiān)視器的圖像還可記錄下來，用視頻打印機(jī)打印，也可傳輸?shù)搅硪粓鏊M(jìn)行同時(shí)觀察。電子內(nèi)鏡的功能比光導(dǎo)纖維內(nèi)鏡多得多，是內(nèi)鏡的6920世紀(jì)80年代初，USG內(nèi)鏡問世。它是將US探頭和內(nèi)鏡連在一起，在內(nèi)鏡的引導(dǎo)下，將US探頭送入體內(nèi)進(jìn)行掃描，所得到的信息要比在體表上獲得的掃描信息準(zhǔn)確詳細(xì)。目前這類設(shè)備主要用線性和扇形兩種掃描方式，而采用凸式掃描做彩色多普勒和B型圖像顯示則較為少見。此外，激光內(nèi)鏡和三維內(nèi)鏡亦在發(fā)展之中。前者是將診斷與治療功能結(jié)合在一起的新一代內(nèi)鏡。后者可提供立體圖像，能使許多高難度的手術(shù)得以順利實(shí)施，且大大提高了手術(shù)的安全系數(shù)，是內(nèi)鏡發(fā)展史上又一新進(jìn)展。20世紀(jì)80年代初，USG內(nèi)鏡問世。它是將U70醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)第一章醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)概論資料課件71二、治療用設(shè)備（一）介入放射學(xué)設(shè)備所謂介入放射學(xué)（interventionalradiology）系統(tǒng)，就是借助高精度計(jì)算機(jī)化的影像儀器的觀察，通過導(dǎo)管深入體內(nèi)，對(duì)疾病直接進(jìn)行診斷與治療的一種新型設(shè)備與技術(shù)。它的問世，使臨床某些疾病由不可治變?yōu)榭芍?，使治療的難度由大變小，使有創(chuàng)傷變成少創(chuàng)傷甚至無創(chuàng)傷，使病人免受或減輕了手術(shù)之苦，操作比較安全，治療效果也較好。利用介入放射學(xué)系統(tǒng)開展診療工作，對(duì)提高某些心血管病、腦血管病、腫瘤等重大疾患的診療水平，提高治愈率與存活率，改善生活質(zhì)量，發(fā)揮了重要作用。二、治療用設(shè)備72醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的導(dǎo)向是完成介入治療的關(guān)鍵。這需要一套由機(jī)械、儀器儀表、計(jì)算機(jī)、光學(xué)儀器等多種儀器組成的大型精密儀器設(shè)備系統(tǒng)。特別是20世紀(jì)80年代初發(fā)展起來的影像技術(shù)與計(jì)算機(jī)結(jié)合的DSA問世后，由于它能實(shí)時(shí)地向醫(yī)生提供導(dǎo)管導(dǎo)向的位置、局部循環(huán)結(jié)構(gòu)、栓塞