醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)第一章緒論

肇慶醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)2023/2/52課程簡介生物醫(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課程簡介醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)：

以醫(yī)學(xué)圖像形成過程中的成像設(shè)備為研究對象，以成像設(shè)備的基本構(gòu)造、工作原理、維護保養(yǎng)、安裝維修、使用方法、操作規(guī)程等為研究內(nèi)容，已成為BME領(lǐng)域中的一門新的學(xué)科，也是醫(yī)學(xué)影像技術(shù)專業(yè)必修的課程之一。2023/2/54課程學(xué)習(xí)理論課：42個課時，結(jié)合專業(yè)特點及需要，對教材進行適當(dāng)?shù)脑?、刪，突出重點實訓(xùn)課：12個課時，采用分組進行實踐操作演示，實現(xiàn)每個學(xué)生均能較好地進行儀器設(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、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方法；4.為后續(xù)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)和從事臨床實踐奠定基礎(chǔ)。肇慶醫(yī)學(xué)高等?？茖W(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；3.掌握診斷用X線機基本組成和分類。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；三、X線機概論；四、診斷用X線機的臨床應(yīng)用。2023/2/59一醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的發(fā)展歷程1895年德國物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)X線

→常規(guī)X線機→

X線計算機體層成像(CT)、磁共振成像(MRI)、超聲成像(US)、γ閃爍成像、發(fā)射型計算機體層成像(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線設(shè)備的發(fā)展

1896年第一支X線管

→

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

此后

X線管、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年英國豪斯菲爾德首臺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

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)用直線加速器、γ-刀和X-刀等

不開顱手術(shù)治療腦部腫瘤多種類型的醫(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.我國醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的發(fā)展簡況19世紀(jì)未

X線知識→

1911年

捐贈小型X線機1915年

引進

→

1951年

試制X線機→

1953年

批量生產(chǎn)

→

1973年研制乳腺攝影X線機1983年第一臺顱腦CT試制成功→

1988年第二代顱腦CT問世→

1990年第三代全身CT研制成功國產(chǎn)化率達(dá)80%1989年以來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，按照圖像信息載體的不同可分為：（1）X線設(shè)備：常規(guī)X線機、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)備分類熱成像設(shè)備：通過測量體表紅外信號和體內(nèi)的微波信號，實現(xiàn)人體成像的設(shè)備。（紅外成像、紅外照相、紅外攝影、光機掃描成像）用途：①評價血液分布是否正常；②評價交感神經(jīng)系統(tǒng)的活動；③研究皮下組織所增加的代謝熱或動脈血流通過熱傳導(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：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，對一些疾病進行非手術(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)備對病變區(qū)域做高精度定位，經(jīng)專用治療計劃系統(tǒng)做出最優(yōu)治療計劃，用X-刀或γ-刀以等中心照射方式，按治療計劃作單平面或多個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線機概論

X線機按用途可分為醫(yī)用X線機和工業(yè)用X線機，醫(yī)用X線機又可分為診斷用X線機和治療用X線機兩種。1.X線機的組成

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

①X線管裝置：由X線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線提供直流高壓和燈絲加熱電壓。

③控制裝置：控制X線的產(chǎn)生時間，調(diào)節(jié)X線的質(zhì)與量并對其進行指示。2023/2/518三X線機概論（2）外圍裝置：X線機根據(jù)臨床檢查而裝配的各種機械輔助裝置、影像裝置和記錄裝置。外圍裝置的多少、復(fù)雜程度和類型，取決于X線機整機所具有的功能、功率的大小和自動程度的高低。控制裝置電源X線管裝置高壓發(fā)生裝置外圍裝置2023/2/519三X線機概論

X線機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型。2.X線機的分類（1）按高壓電源頻率分：高壓變壓器初級的供電電源

①工頻X線機：高壓電源頻率為50Hz或60Hz；

②中頻X線機：400Hz至20kHz范圍內(nèi)；

③高頻X線機：20kHz以上。（2）按最大輸出功率分：X線管的標(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線機概論（3）按結(jié)構(gòu)形式分：①便攜式：結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，裝卸方便，使用組合式機頭，適合在醫(yī)院外做流動性檢查，輸出功率小。②移動式：結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，移動方便，可進行床邊X線攝影、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，適合對患者各部位作多種疾患的X線檢查。②專用型：專為臨床診斷工作的特殊需要或適應(yīng)某些專科疾患的檢查而設(shè)計的，并配有各種專用的外圍裝置。2023/2/521四診斷用X線機的臨床應(yīng)用

X線機產(chǎn)生的X線穿透人體后，形成帶有人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息的不可見的X線像。透視時，通過熒光屏、X-TV或數(shù)字X線裝置；攝影時，通過X線膠片或數(shù)字X線裝置，最終得到人眼可分辨的可見圖像，供診斷醫(yī)師分析，達(dá)到診斷疾病的目的。診斷用X線機產(chǎn)生X線穿透人體不可見X線像熒光屏X-TV數(shù)字X線裝置X線膠片透視攝影可見像可見像2023/2/522四診斷用X線機的臨床應(yīng)用1.X線透視（1）普通透視：利用X線穿透人體被檢部位，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比的圖像，最終實現(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，使缺乏天然對比的組織形成具有一定對比圖像的檢查方法，也稱胃腸透視或鋇劑透視。2023/2/523四診斷用X線機的臨床應(yīng)用2.X線攝影（1）一般攝影：利用X線的穿透作用、熒光作用、感光作用和人體各組織對X線的吸收能力不同，使膠片感光而形成圖像的一種檢查方法。可分為普通攝影與濾線器攝影。（2）X線造影：將人工造影劑引入器官內(nèi)及其周圍，人為地使其產(chǎn)生密度差別，形成具有一定對比的圖像，以擴大X線檢查范圍。常見方式有點片攝影、心血管造影等。（3）特殊攝影：包括高千伏攝影（管電壓＞120kV）、軟X線攝影（管電壓＜40kV時產(chǎn)生的X線）、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)確地對病灶進行診斷或治療。2023/2/524四縱向體層攝影裝置1.體層成像基本原理AA’OCEP’PD2023/2/525四專用X線機1.牙科X線機專門用于拍攝牙片的X線機。輸出功率小，采用組合式機頭，照射野范圍小，多采用指向性強的遮線器，直接對準(zhǔn)受檢部位。X線管頭可任意移動與固定。2.口腔全景X線機把呈曲面分布的頜部展開排列成一幅圖像的攝影方法，也是一種體層攝影。2023/2/526四專用X線機3.乳腺攝影X線機用于女性乳腺攝影檢查的專用X線機，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線管，產(chǎn)生軟射線。4.床邊X線機屬于移動式X線機，可方便地移到病房對患者進行床邊X線攝影。特點為具有流動性，對電源要求不高。2023/2/527四專用X線機5.手術(shù)用X線機屬于移動式X線機，主要用于急癥室或手術(shù)過程中的透視。如對義務(wù)進行透視定位、觀察骨折復(fù)位過程及固定情況、檢查結(jié)石去除是否徹底等。6.數(shù)字胃腸X