第1章醫(yī)學(xué)影像技術(shù)概論

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，印證了100多年來(lái)醫(yī)學(xué)、生物、物理、電子工程、計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的誕生與沿革。數(shù)字醫(yī)學(xué)影像新技術(shù)、新設(shè)備對(duì)醫(yī)學(xué)影像診斷和數(shù)字影像治療帶來(lái)許多根本的改變。醫(yī)院里有哪些醫(yī)學(xué)影像設(shè)備和是否開(kāi)展數(shù)字影像介入治療，在很大程度上代表了這家醫(yī)院的現(xiàn)代化檢查治療的條件與診治水平。目前現(xiàn)代醫(yī)學(xué)技術(shù)的提升和現(xiàn)代影像技術(shù)的發(fā)展相互融合、相互推動(dòng)、相互依存的趨勢(shì)已經(jīng)成為共識(shí)。新的現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像技術(shù)和設(shè)備的研制也已經(jīng)成為21世紀(jì)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)技術(shù)和生命科學(xué)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)技術(shù)增長(zhǎng)點(diǎn)。目前一頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)1.1醫(yī)學(xué)影像技術(shù)發(fā)展歷程從1895年德國(guó)物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)X光并由此拍出世界上第一張倫琴夫人手部的X線透視照片以來(lái)，醫(yī)學(xué)影像技術(shù)從無(wú)到有、不斷完善，經(jīng)歷了一個(gè)１0０多年的發(fā)展過(guò)程。到目前，成功應(yīng)用的醫(yī)學(xué)影像技術(shù)有：X射線、CR、DR、DSA、CT、MRI、超聲核醫(yī)學(xué)（ECT、PET、SPECT）等目前二頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)第一張X線照片倫琴?lài)?guó)產(chǎn)直接數(shù)字化X攝影系統(tǒng)1、1895年11月8日，德國(guó)物理學(xué)家倫琴在做真空管、高壓、放電實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)了X射線或稱(chēng)X線，并用于臨床的骨折和體內(nèi)異物的診斷。

1896年，德國(guó)西門(mén)子公司研制出世界上第一支X線球管。

20世紀(jì)10-20年代，出現(xiàn)了常規(guī)X線機(jī)。

20世紀(jì)60年代中、末期形成了較完整的放射診斷或放射學(xué)（radiology）學(xué)科體系。目前三頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)2、1971年，世界上第一臺(tái)用于顱腦的CT掃描機(jī)（計(jì)算機(jī)人體斷層攝影術(shù)）由柯馬克(A.M.Cormack)和郝恩斯費(fèi)爾(G.N.Hounsfield)首次研制成功。1979年因此項(xiàng)技術(shù)的發(fā)明，柯馬克、郝恩斯費(fèi)爾獲得了生理與醫(yī)學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)。世界上第一臺(tái)4層CT掃描機(jī)豪恩斯費(fèi)爾德目前四頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)CT機(jī)的分代主要以其Ｘ線管和探測(cè)器的關(guān)系、探測(cè)器的數(shù)目、排列方式以及Ｘ線管與探測(cè)器的運(yùn)動(dòng)方式來(lái)劃分。到今天為止CT經(jīng)歷了5代發(fā)展，現(xiàn)在第6代CT正在研發(fā)中。第1代CT機(jī)只有一個(gè)探測(cè)器，掃描角度為1o，掃描時(shí)間270s/層。僅用頭部的掃描,圖像質(zhì)量差,以平移加旋轉(zhuǎn)的掃描運(yùn)動(dòng)方式進(jìn)行,稱(chēng)為平移/旋轉(zhuǎn)型。目前五頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)第2代CT機(jī)探測(cè)器的數(shù)目增加5～20個(gè)左右，X線束呈扇型，掃描角度增加為360o,掃描時(shí)間仍較長(zhǎng),一般在20s～1min/層，掃描方式為窄扇形束掃描平移-旋轉(zhuǎn)方式。目前六頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)第3代CT探測(cè)器數(shù)目一般多超過(guò)100個(gè)，有的接近1000個(gè)，X線扇形束擴(kuò)大到40o～50o，足以覆蓋人體的橫徑,這樣掃描就不需要再平移，而只需要旋轉(zhuǎn)就可以了,故稱(chēng)為旋轉(zhuǎn)/旋轉(zhuǎn)型。掃描時(shí)間一般均在幾秒鐘,最快速度0.5s，實(shí)現(xiàn)了亞秒級(jí)掃描。目前七頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)第1代到第3代CT機(jī)的X線管和探測(cè)器都是同步旋轉(zhuǎn)的，而第4代CT機(jī)與之不同，探測(cè)器呈360o環(huán)狀固定排列在機(jī)架內(nèi)(目前有的機(jī)型多達(dá)4800個(gè)探測(cè)器)，X線管則圍繞人體和機(jī)架作360o旋轉(zhuǎn),把第4代稱(chēng)固定/旋轉(zhuǎn)型(螺旋CT屬此型)。目前八頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)第5代CT機(jī)與第1到第4代CT機(jī)不同，在成像過(guò)程中X線管不需環(huán)繞機(jī)架作機(jī)誡運(yùn)動(dòng)，它是用電子束方法產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的X線源,再穿透人體由探測(cè)器接受,這種CT機(jī)稱(chēng)為電子束CT,也稱(chēng)超高速CT，特點(diǎn)是掃描速度很快,50～100ms/層,每秒最多可掃34層,就其掃描速度是普通CT的40倍，螺旋CT的20倍,可用于心臟一類(lèi)運(yùn)動(dòng)器官的掃描。目前九頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)第1代CT：掃描方式為平移(translate)+旋轉(zhuǎn)(rotate)(T+R)方式的CT。第2代CT：掃描方式為平移(translate)+旋轉(zhuǎn)(rotate)(T+R)方式的CT。第3代CT：掃描方式為旋轉(zhuǎn)+旋轉(zhuǎn)(R+R)掃描方式的CT。第4代CT：掃描方式為靜止(stationary)+旋轉(zhuǎn)(S+R)掃描方式的CT。第5代CT：掃描方式為靜止+靜止(S／S)電子束掃描方式的CT?，F(xiàn)代螺旋CT結(jié)構(gòu)圖第二代16層CT第五代CT目前十頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)3、20世紀(jì)50年代和60年代超聲和放射性核素也相繼出現(xiàn)。1942年奧地利科學(xué)家達(dá)西科（Dussik）首先將超聲技術(shù)應(yīng)用與臨床診斷，從此開(kāi)始了醫(yī)學(xué)超聲影像設(shè)備的發(fā)展。1954年瑞典人應(yīng)用M型超聲顯示運(yùn)動(dòng)的心壁，稱(chēng)為超聲心動(dòng)圖。人類(lèi)從20世紀(jì)50年代開(kāi)始研究二維B型超聲，至70年代中期，實(shí)時(shí)二維超聲開(kāi)始應(yīng)用。超聲檢查(二尖瓣粘連)彩色超聲檢查(胎兒發(fā)育)目前十一頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)4、70年代末80年代初，超聲、放射性核素、MR-CT和數(shù)字影像設(shè)備與技術(shù)逐步興起。磁共振成像（MagneticResonanceImaging，MRI）是目前最為先進(jìn)的影像檢查方法之一。MRI是基于MR現(xiàn)象的醫(yī)學(xué)影像技術(shù)。MR現(xiàn)象是1946年分別由美國(guó)斯坦福大學(xué)物理系Bloch教授和哈佛大學(xué)Puecell教授領(lǐng)導(dǎo)的小組同時(shí)獨(dú)立發(fā)現(xiàn)。由于這一發(fā)現(xiàn)在物理、化學(xué)上具有重大意義，Bloch和Puecell共同獲得了1952年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

曼斯.菲爾德裴奧.勞特伯

GESignaProfile/oMRI目前十二頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)5、20世紀(jì)80年代推出了數(shù)字減影血管造影（DSA）和計(jì)算機(jī)X線攝影（CR）成像設(shè)備與技術(shù)，其后又推出了數(shù)字X線設(shè)備（DR）。數(shù)字減影血管造影術(shù)是常規(guī)造影術(shù)與電子計(jì)算機(jī)處理技術(shù)相結(jié)合的一種新型成像技術(shù)。血管造影檢查是對(duì)注入血管造影劑前后的圖像進(jìn)行相減，得到無(wú)骨骼，內(nèi)臟，軟組織背景的清晰的血管影象，而血管的形態(tài)，結(jié)構(gòu)反映了多種疾病的基本信息。目前十三頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)計(jì)算機(jī)X線攝影（CR）是將X線攝照的影像信息記錄在影像板（IP板）上，這種可重復(fù)使用的IP影像板，替代了膠片，不需要沖印，因此也稱(chēng)為干板。干板經(jīng)激光讀取裝置讀取，由計(jì)算機(jī)精確計(jì)算處理后，即可得到高清數(shù)字圖像，最后經(jīng)數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換，在熒屏上顯示出灰階圖像，有利于觀察不同的組織結(jié)構(gòu)。目前十四頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)直接數(shù)字化X射線攝影系統(tǒng)（digitalrayDR）是利用電子技術(shù)將X線信息的其它載體轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮虞d體，X線照射人體后不直接作用于膠片，被探測(cè)器（Detector）接收并轉(zhuǎn)換為數(shù)字化信號(hào)，獲得X線衰減值（attenuationvalue）的數(shù)字矩陣，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理，重建成圖像。目前十五頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)6、20世紀(jì)90年代推出了更新、更強(qiáng)的核醫(yī)學(xué)影像設(shè)備ECT，包括PET、SPECT等設(shè)備。PET也稱(chēng)正光電子成像設(shè)備，主要的優(yōu)勢(shì)是超強(qiáng)的醫(yī)學(xué)影像的識(shí)別與診斷的能力，尤其是利用注入體內(nèi)的增強(qiáng)顯影劑或示蹤劑，在體內(nèi)循環(huán)可以動(dòng)態(tài)地、靶向目標(biāo)清晰地顯示被檢部位形態(tài)和功能的異常情況，甚至可以檢查出細(xì)胞級(jí)別的病變。GE全數(shù)字PET-CTGE生產(chǎn)的SPECTPET圖像目前十六頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)1.2醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)成像的物理共性醫(yī)學(xué)影像成像源共性是充分和準(zhǔn)確的利用成像源的物理作用，獲得人體內(nèi)攜帶有某種物理量分布信息的影像數(shù)據(jù)。醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)成像主要包括以下4個(gè)共性：源源與物體(目標(biāo))的相互作用檢測(cè)器電子系統(tǒng)

目前十七頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)1.2.1源與目標(biāo)的作用1.源體外源:如X射線源、磁場(chǎng)源、超聲源、電磁波源、紅外線源等，這些人體外部的能源稱(chēng)為外源。外源共同的特點(diǎn)是對(duì)人體組織或器官具有已知和可控的作用。體內(nèi)源:如注入人體內(nèi)部的同位素輻射源，或人體自身的熱輻射源等。這些增強(qiáng)顯影劑的輻射非常低，對(duì)人體無(wú)損害，但由此產(chǎn)生的醫(yī)學(xué)影像卻非常的清晰，并且受檢查的部位靶向性（命中率）準(zhǔn)確。目前十八頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)2.源與物體(目標(biāo))的相互作用例如X射線穿過(guò)人體時(shí)，就可以準(zhǔn)確檢測(cè)出某種源與每部分人體組織器官相互作用后的結(jié)果、指標(biāo)和參數(shù)，據(jù)此來(lái)進(jìn)行醫(yī)學(xué)影像的診斷或治療。注意：源的生物安全劑量，質(zhì)量指標(biāo)和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。目前十九頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)3.檢測(cè)器檢測(cè)器的主要作用是在體外檢測(cè)攜帶有體內(nèi)信息的信號(hào)。檢測(cè)器的形式與各種源的類(lèi)型有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。這些影像信號(hào)檢測(cè)器共同的作用和主要功能評(píng)價(jià)指標(biāo)很多是一樣的，如檢測(cè)弱信號(hào)的靈敏度，檢測(cè)與處理信號(hào)的速度，以及檢測(cè)用的源劑量的低強(qiáng)度，達(dá)到向更清晰、更快速、更安全、更多維和更智能的方向發(fā)展。目前二十頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)1.2.2源的控制與信號(hào)檢測(cè)醫(yī)學(xué)圖像信息的清晰或準(zhǔn)確與否，最基本和最重要的關(guān)鍵問(wèn)題就在于對(duì)產(chǎn)生圖像信息源的精確控制與信號(hào)檢出靈敏度的設(shè)計(jì)。例如：X光影像設(shè)備的性能指標(biāo)主要有5個(gè)：X線光源尺寸、X線劑量、圖像分辨率、圖像灰度級(jí)和信噪比。目前對(duì)X線劑量控制指標(biāo)：1、X光源尺寸：一般包括光源直徑和X光發(fā)射角度。2、X線劑量又可分為入射劑量、表面劑量、出射劑量、圖像接收器劑量、身體劑量和有效劑量6種。3、圖像分辨率，用于測(cè)量一臺(tái)設(shè)備能記錄或生成的空間細(xì)節(jié)精度。分辨率越高，細(xì)節(jié)越精細(xì)。目前二十一頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)4、圖像灰度級(jí)，灰度級(jí)的數(shù)量由2N決定，N是二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)，常稱(chēng)為位，用來(lái)表示每個(gè)像素的灰階精度。如果N=8則有256個(gè)灰度級(jí)，圖像灰度精度的范圍為灰度分辨力，也稱(chēng)為圖像的對(duì)比度分辨力。位數(shù)越大，圖像的灰度分辨力越高。5、信噪比，有用的圖像信息(信號(hào))與無(wú)用信息(噪聲)的數(shù)量之比。X線圖像占醫(yī)院中全部影像的80％左右，是目前醫(yī)學(xué)影像檢查的主要方法。常規(guī)X線成像操作簡(jiǎn)單、費(fèi)用低廉，它一直是臨床診斷中的主要成像設(shè)備。目前二十二頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)1.3計(jì)算機(jī)醫(yī)學(xué)影像

目前二十三頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)1.3.1點(diǎn)陣與矢量醫(yī)學(xué)影像點(diǎn)陣圖(位圖)與矢量圖的區(qū)別；計(jì)算機(jī)圖像分為點(diǎn)陣圖(又稱(chēng)位圖或柵格圖像)和矢量圖形兩大類(lèi)。1．點(diǎn)陣圖像(Bitmap)點(diǎn)陣圖像，亦稱(chēng)為位圖圖像或繪制圖像，是由稱(chēng)作像素的單個(gè)點(diǎn)按行列有序排列點(diǎn)陣組成的。這些點(diǎn)以其不同的排列位置和染色（灰階）程度構(gòu)成圖（形）像。一幅二維的醫(yī)學(xué)數(shù)字灰階影像是由M行*N列的像素點(diǎn)構(gòu)成，其中每個(gè)像素點(diǎn)用28～212個(gè)二進(jìn)制數(shù)位來(lái)記錄該位像素的灰度值，即每個(gè)像素可以保存256～4096灰度值目前二十四頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)

2．點(diǎn)陣圖的文件格式點(diǎn)陣圖可以被保存成的文件類(lèi)型很多，如*.bmp、*.pcx、*.gif、*.jpg、*.tif、Photoshop的*.psd、kodakphotoCD的*.pcd、corelphotopaint的*.cpt等。點(diǎn)陣圖文件大小的規(guī)律：圖形面積越大，文件的字節(jié)數(shù)越多，文件的色彩越豐富，文件的字節(jié)數(shù)越多，這些特征是所有點(diǎn)陣圖文件所共有的。

目前二十五頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)3.矢量圖(vector)

（1）矢量圖及矢量圖的特性矢量圖，也稱(chēng)為面向?qū)ο蟮膱D形或繪圖圖形，數(shù)學(xué)上定義矢量圖為一系列由線連接的點(diǎn)。矢量圖主要由線條和色塊組成，這些圖形可以分解為單個(gè)的線條、文字、圓、矩形、多邊形等單個(gè)的圖形元素，再用一個(gè)代數(shù)式來(lái)表達(dá)每個(gè)被分解出來(lái)的元素。例如：一個(gè)矩形可以通過(guò)指定左上角的坐標(biāo)(x1，y1)和右下角的坐標(biāo)(x2，y2)的四邊形來(lái)表示。

目前二十六頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)1.3.2數(shù)字醫(yī)學(xué)影像的顏色或灰度現(xiàn)在的醫(yī)學(xué)數(shù)字X光成像設(shè)備主要有CR和DR兩類(lèi)，產(chǎn)生圖像的灰度一般可以達(dá)到8～12bit，既圖像中每個(gè)像素點(diǎn)的灰度信息可以表現(xiàn)出256～4096個(gè)灰度級(jí)別。如果采集的是彩色圖像信息，則每個(gè)像素至少需要用三個(gè)字節(jié)24位二進(jìn)制數(shù)來(lái)保存RGB（紅、綠、蘭）信息，甚至有些彩色圖像每個(gè)像素的信息量達(dá)到32位～40位精度。目前二十七頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)1.3.3計(jì)算機(jī)醫(yī)學(xué)圖像的分辨率計(jì)算機(jī)醫(yī)學(xué)圖像的分辨率和采集方式、轉(zhuǎn)換精度、處理方法及顯示視窗的清晰度等諸多因素有關(guān)。1．圖像分辨率2．時(shí)間分辨率3．空間分辨率4．顯示分辨率目前二十八頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)1.3.4醫(yī)學(xué)圖像處理常用技術(shù)醫(yī)學(xué)圖像處理的目的是提高醫(yī)學(xué)圖像目視判讀的清晰度，進(jìn)而提高診斷的準(zhǔn)確率，減少漏診和誤診。1、圖像增強(qiáng)2、圖像分割目前二十九頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)3、邊緣檢測(cè)

4、紋理分析相同的組織在相同的成像條件下每次都會(huì)產(chǎn)生相同的紋理模式;不同組織其超聲圖像紋理特征不同;同一組織當(dāng)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生改變后,其超聲圖像的紋理特征亦不相同.利用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)可對(duì)這種紋理特征進(jìn)行數(shù)理模式分析,尋找能反映紋理特征的數(shù)理參量,從而達(dá)到對(duì)組織結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行評(píng)價(jià)的目的。目前三十頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)5、配準(zhǔn)與融合醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)是指對(duì)于一幅醫(yī)學(xué)圖像尋求一種(或一系列)空間變換，使它與另一幅醫(yī)學(xué)圖像上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)達(dá)到空間上的一致。這種一致是指人體上的同一解剖點(diǎn)在兩張匹配圖像上有相同的空間位置。醫(yī)學(xué)影像的融合，就是影像信息的融合，即利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，將各種影像學(xué)檢查如CT-MRI，CT-SPECT，MRI-PET、MRI-DSA等所得到的圖像信息進(jìn)行數(shù)字化綜合處理，將多源數(shù)據(jù)協(xié)同應(yīng)用，進(jìn)行空間配準(zhǔn)后，產(chǎn)生一種全新的信息影像，以獲得研究對(duì)象的一致性描述，同時(shí)融合了各種檢查的優(yōu)勢(shì)，從而達(dá)到計(jì)算機(jī)輔助診斷的目的。6、圖像壓縮就是把圖像文件的大小進(jìn)行壓縮變小，同時(shí)圖片的質(zhì)量又不會(huì)失真到不能接受的程度。目前三十一頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)1.3.5三維醫(yī)學(xué)影像很多實(shí)用的影像設(shè)備不斷開(kāi)發(fā)出具有三維圖像重建的功能，像三維CT、彩色三維超聲、核素成像SPECT、PET等具有三維立體成像功能。同時(shí)為深化研究人體的器官形態(tài)和生理、生化、細(xì)胞、蛋白質(zhì)、基因等重要的人類(lèi)信息。各個(gè)國(guó)家正在研究“數(shù)字虛擬人”。“虛擬人”在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，為醫(yī)學(xué)科研、教學(xué)和臨床手術(shù)提供形象而真實(shí)的模型，也為疾病診斷、新藥檢驗(yàn)及新診療手段的開(kāi)發(fā)提供參考。

目前三十二頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)1．三維數(shù)字圖像重建越來(lái)越多的圖像以及三維重建技術(shù)已經(jīng)變成外科手術(shù)計(jì)劃、治療處理及放射科以外其他應(yīng)用的有效手段。它可以提供器官和組織的三維結(jié)構(gòu)信息，輔助醫(yī)生對(duì)病情做出正確的診斷;如：多平面重建（MPR）、最大強(qiáng)度投影（MaxIP）、最小密度投影（MinIP）、平均密度投影（AIP）、表面重建(SSD)、CT仿真內(nèi)窺鏡（CTVE）等。圖1.17額骨骨纖維肉瘤三維重建圖像目前三十三頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)2．?dāng)?shù)字虛擬人數(shù)字虛擬人簡(jiǎn)稱(chēng)“數(shù)字人”或“虛擬人”，是為更加準(zhǔn)確的描述和研究人體自身形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理、生化功能指標(biāo)而采用高科技手段和計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)，通過(guò)對(duì)“標(biāo)準(zhǔn)人體”真人尸體的從頭到腳做高精細(xì)水平斷層（小于1mm層厚）解剖處理，并實(shí)時(shí)采集全部數(shù)字高清晰圖像。通過(guò)大型計(jì)算機(jī)處理而實(shí)現(xiàn)的數(shù)字化虛擬人體。數(shù)字化虛擬人包括三個(gè)研究階段：虛擬可視人、虛擬物理人和虛擬生物人。目前三十四頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)數(shù)字化人體切片美國(guó)男性數(shù)字化人中國(guó)虛擬人女一號(hào)中國(guó)虛擬人女一號(hào)人體切片目前三十五頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)3．三維立體醫(yī)學(xué)圖像的臨床應(yīng)用目前三十六頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)1.3.6虛擬內(nèi)窺鏡虛擬內(nèi)窺鏡技術(shù)（VirtualEndoscope，VE）是將CT和MR獲得的原始容積數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)三維圖像技術(shù)相結(jié)合，借助導(dǎo)航技術(shù)（Navigation）或漫游技術(shù)（Flythrough）以及偽彩技術(shù)來(lái)逼真地模擬腔道內(nèi)鏡檢查的一種方法。目前三十七頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)1.3.7基于影像的計(jì)算機(jī)輔助外科(computeraidedsurgery，CAS)隨著CT、MRI等圖像診斷儀的發(fā)展，使計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用得到了飛速的發(fā)展。計(jì)算機(jī)利用這些圖像信息進(jìn)行三維圖像重建，為外科醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)模擬、手術(shù)導(dǎo)航(navigator)、手術(shù)定位、術(shù)前規(guī)劃提供了客觀、準(zhǔn)確、直觀、科學(xué)的手段。1、手術(shù)模擬2、術(shù)前規(guī)劃3、手術(shù)導(dǎo)航目前三十八頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)目前三十九頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)1.3.8基于醫(yī)學(xué)影像的計(jì)算機(jī)輔助診斷目前四十頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)1.4計(jì)算機(jī)醫(yī)學(xué)影像

對(duì)醫(yī)學(xué)圖像的評(píng)價(jià)產(chǎn)生影響包括成像質(zhì)量的客觀物理因素與人的視覺(jué)系統(tǒng)等主觀因素。目前四十一頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)1.4.1影響對(duì)醫(yī)學(xué)圖像評(píng)價(jià)的客觀因素各種成像系統(tǒng)最后供給醫(yī)生的圖像都是經(jīng)過(guò)加工處理的實(shí)際信號(hào)。但有一些物理因素可影響成像的質(zhì)量。包括X線的發(fā)射光譜、待測(cè)對(duì)象的吸收特性和散射特性、增感屏的吸收特性及其發(fā)射光譜。噪聲的物理源密切地同源本身和檢測(cè)系統(tǒng)有關(guān)，因此測(cè)量時(shí)應(yīng)按需選擇。醫(yī)學(xué)中的放射攝影，有如下幾種類(lèi)型的噪聲干擾，即感光乳膠的結(jié)團(tuán)、膠片的物理形變、增感屏磷光物質(zhì)的無(wú)規(guī)則漫射、膠片處理中雜斑的形成以及量子雜斑等。目前四十二頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)1.4.2影響對(duì)醫(yī)學(xué)圖像評(píng)價(jià)的主觀因素探討主觀因素對(duì)醫(yī)學(xué)圖像評(píng)價(jià)的影響應(yīng)該從眼睛這個(gè)特殊的光學(xué)系統(tǒng)說(shuō)起。觀察物體時(shí)，要想看清楚它，首先要使它在視網(wǎng)膜上形成清晰的像。為了使不同距離的物體都能在網(wǎng)膜上形成清晰的像，必須隨著物距的改變相應(yīng)的改變眼睛的焦度。晶狀體實(shí)際上是一個(gè)可變焦距的透鏡，這使它具有很強(qiáng)的適應(yīng)能力。

醫(yī)學(xué)中所遇到的各種圖像基本上是由許多分離的亮點(diǎn)（像素）排列顯示出來(lái)。因此人的眼睛對(duì)于不同亮度之間的分辨能力，在評(píng)價(jià)圖像處理結(jié)果中也是必須考慮的重要方面。目前四十三頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)人的視覺(jué)系統(tǒng)適應(yīng)光強(qiáng)度的范圍很寬。由視覺(jué)刺激閾值到強(qiáng)閃光之間，光強(qiáng)度的級(jí)別約為1010級(jí)。醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)中，常將各種信息用具有各種灰度級(jí)別的像素點(diǎn)構(gòu)成陣列，以顯示“圖像”，其光強(qiáng)度表示為該點(diǎn)的灰度級(jí)。灰度級(jí)的最小值認(rèn)為是黑，最大值認(rèn)為是白，而所有中間值都是由黑連續(xù)變?yōu)榘讜r(shí)的灰度漸變級(jí)?？梢?jiàn)，平面上的像素位置可用坐標(biāo)表示，其灰度級(jí)也可用數(shù)字表示，因此所謂數(shù)字圖像就是在空間坐標(biāo)上和亮度上都是已經(jīng)離散化了的像素矩陣圖像。為了得到高質(zhì)量的數(shù)字圖像，陣列像素的數(shù)目和灰度級(jí)別需要多少才好？很明顯，圖像清晰度主要取決于像素?cái)?shù)目。固然，這些參量的增加將使圖像更加接近原始信息。但當(dāng)像素?cái)?shù)目增加時(shí)，對(duì)系統(tǒng)的存儲(chǔ)量和數(shù)據(jù)處理量也隨之增加。目前四十四頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)1.5醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的分類(lèi)與組成數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的發(fā)展和應(yīng)用，已經(jīng)成為建設(shè)數(shù)字化醫(yī)院的基礎(chǔ)和提高診斷與治療水平的保證?，F(xiàn)在醫(yī)院里常用的各種醫(yī)學(xué)影像設(shè)備種類(lèi)與型號(hào)很多，大致分為五種類(lèi)型；X線攝影系統(tǒng)、磁共振攝影系統(tǒng)、超聲診斷系統(tǒng)、核醫(yī)學(xué)圖像系統(tǒng)、核醫(yī)學(xué)圖像系統(tǒng)、紅外影像系統(tǒng)與醫(yī)用內(nèi)窺鏡檢查系統(tǒng)。各類(lèi)影像系統(tǒng)的功能和適宜檢查的范圍是不同的，因此人們正在研究運(yùn)用醫(yī)學(xué)影像比較學(xué)、各類(lèi)醫(yī)學(xué)影像融合技術(shù)來(lái)進(jìn)一步提高診斷和治療的水平目前四十五頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)1.5.1X線攝影系統(tǒng)醫(yī)學(xué)X線攝影系統(tǒng)，泛指所有采用X線源獲取醫(yī)學(xué)影像的設(shè)備，這里包括常規(guī)膠片X光機(jī)，計(jì)算機(jī)成像X線機(jī)（CR）、數(shù)字X線機(jī)（DR）、斷層掃描X線機(jī)（CT）和血管數(shù)字減影（DSA）等設(shè)備。目前四十六頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)1、常規(guī)X線影像技術(shù)傳統(tǒng)的X線成像是經(jīng)X線攝照，將影像信息記錄在膠片上，在顯定影處理后，影像才能于照片上顯示。這類(lèi)膠片影像屬于連續(xù)變化的光學(xué)模擬圖像?，F(xiàn)今仍有70％以上X線影像診斷是用增感屏--膠片方式的常規(guī)X線攝影技術(shù)。原因是；一是新型X線膠片感光粒度非常高，且新膠片是按不同波長(zhǎng)、不同能譜段的專(zhuān)用膠片，在能譜內(nèi)的敏感度非常高，比原來(lái)膠片高出三個(gè)數(shù)量級(jí)，而對(duì)此能譜段外的射線又有極強(qiáng)的排它性，尤其對(duì)可見(jiàn)光極不敏感，從而可以免去采用增感屏和在暗室中操作的限制。二是新X線膠片的敏感度高，檢查時(shí)所用X線劑量也必然要降低，可減少1～2個(gè)數(shù)量級(jí)，這些新型的膠片保持住了傳統(tǒng)的成像快，空間分辨率高的優(yōu)勢(shì)，結(jié)果也使X線機(jī)由大功率變?yōu)樾」β剩芍谱鞒鲶w積小重量輕、便于攜帶的精密型小功率X線機(jī)。目前四十七頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)2、計(jì)算機(jī)成像X線機(jī)（ComputedRadiographyCR）目前己能做到從X射線曝光到將模擬信號(hào)影像變?yōu)閿?shù)字化影像，但這中間要有較多的復(fù)雜處理過(guò)程，需要許多設(shè)備和處理時(shí)間。如將影像增強(qiáng)--電視系統(tǒng)攝取到的X線影像，從視頻（模擬）信號(hào)經(jīng)數(shù)字化轉(zhuǎn)換成數(shù)字影像，并先用存儲(chǔ)屏將X線影像記錄下來(lái)，再經(jīng)激光掃描轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，送入計(jì)算機(jī)工作站的數(shù)字化X線攝影方式。被稱(chēng)為ComputedRadiography,CR系統(tǒng)。目前四十八頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)CR的成像要經(jīng)過(guò)影像信息的記錄、讀取、處理和顯示等步驟。CR系統(tǒng)首先將X線攝照的影像信息記錄在影像板（imageplate，IP）上，影像信息的記錄是用一種含有微量元素銪的鋇氟溴化合物結(jié)晶制成的IP代替X線膠片,接受透過(guò)人體的X線,使IP感光,形成潛影。IP上的潛影用激光束對(duì)勻速移動(dòng)的IP整體進(jìn)行精確而均勻的掃描，產(chǎn)生由激光激發(fā)出的輝盡性熒光，由自動(dòng)跟蹤的集光器收集，再經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換讀取潛影信息并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換，在熒屏上顯示出灰階圖像。X線影像信息由IP記錄。IP可重復(fù)使用達(dá)2-3萬(wàn)次。IP經(jīng)過(guò)激光掃描后，則可得到一幀數(shù)字化圖像。影像的數(shù)字化信號(hào)經(jīng)圖像后處理系統(tǒng)處理，可以在很大的范圍內(nèi)調(diào)整圖像的特性，提高圖像的可視化程度，這是CR優(yōu)于X線照片之處，而X線膠片上的影像信息是不能改變的。目前四十九頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)圖像后處理的主要功能有：灰階處理、窗位處理、數(shù)字減影血管造影處理和X線吸收率減影處理等?；译A處理是通過(guò)圖像處理系統(tǒng)的調(diào)整，可在人眼能辨別的范圍內(nèi)進(jìn)行選擇，以達(dá)到最佳的視覺(jué)效果，這有利于觀察不同的組織結(jié)構(gòu)。例如處理胸部片可以同時(shí)顯示兩張顯示肺和縱隔的最佳圖像。窗位處理是對(duì)某一灰階數(shù)字信息的（上下限范圍）內(nèi)容（例如選擇骨的灰階范圍），突出顯示指定灰階范圍內(nèi)的組織結(jié)構(gòu)，以其對(duì)X線吸收率的細(xì)微差別，得到最佳的顯示，同時(shí)可對(duì)這些數(shù)字信號(hào)進(jìn)行增強(qiáng)處理。窗位處理可提高影像對(duì)比度，這有利于顯示不同的組織結(jié)構(gòu)，如骨窗、縱隔窗等。目前CR系統(tǒng)可提供與屏～片攝影相一致的分辨率，CR數(shù)字化的信息經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)圖像處理，可大大提高圖像的目視判讀的信息量，增加了顯示圖像的層次，降低X線輻射劑量，減少輻射損傷，同時(shí)醫(yī)學(xué)數(shù)字圖像還可以長(zhǎng)時(shí)間保存而不失真，避免了膠片沖洗的環(huán)境污染，不易保管等諸多問(wèn)題。目前五十頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)3、數(shù)字X線機(jī)（DigitalRadiographyDR）目前有直接數(shù)字化X射線攝影技術(shù)和DR設(shè)備。這些新型裝置不再采用X線膠片，而是利用一種外形似X線膠片暗盒的探測(cè)器，將入射的X線能量直接轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。由Sterkung公司研制出的“直接X(jué)線攝影探測(cè)器”（DRD）是用非晶態(tài)硒涂覆在薄膜晶體營(yíng)（TFT）陣列上。而Trixeil公司開(kāi)發(fā)出的平板式探測(cè)器（FPD）是用薄膜非晶態(tài)氫化硅制成的光電二極管組成的矩陣，每個(gè)光電二極管即為最小感光單元或象素。這兩種探測(cè)器都可在接收X線攝影曝光后，直接輸出數(shù)字化影像信號(hào)。目前五十一頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)4、斷層掃描X線機(jī)CT20世紀(jì)70年代英國(guó)EMI實(shí)驗(yàn)室G．N．Hounsfield工程師在參考1963年美國(guó)物理學(xué)家A．M．Cormack發(fā)表的應(yīng)用數(shù)學(xué)重建圖像理論的基礎(chǔ)上，把電子計(jì)算機(jī)斷層攝像技術(shù)引入醫(yī)學(xué)，使電子計(jì)算機(jī)技術(shù)與X射線機(jī)相結(jié)合，完成圖像重建過(guò)程，首先推出了世界上第一臺(tái)X射線計(jì)算機(jī)斷層掃描機(jī)（X-CT機(jī)）。它解決了X射線照相的前后物體圖像重疊問(wèn)題，大大提高了醫(yī)學(xué)診斷的可靠性和準(zhǔn)確性，使醫(yī)學(xué)成像技術(shù)向前跨了一大步。目前五十二頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)X-CT的出現(xiàn)使醫(yī)學(xué)成像形成了全新的概念。X-CT是利用圍繞人體的臟器掃描時(shí)得到的大量X射線吸收數(shù)據(jù)來(lái)重建人體的臟器的斷層圖像的。當(dāng)一束細(xì)（扇型）X射線通過(guò)人體的臟器的一個(gè)斷層時(shí)，沿X射線路徑的總的衰減系數(shù)為體素衰減系數(shù)的線積分，它可用一探測(cè)器進(jìn)行測(cè)量。探測(cè)器將射線強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，這些信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)字化后由計(jì)算機(jī)處理。通過(guò)圍繞人體的臟器在不同角度上進(jìn)行多次測(cè)量，計(jì)算出與人體某一層面上每個(gè)體素相關(guān)的吸收系數(shù)，并將該層面的二維吸收系數(shù)矩陣存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)中，用不同灰度在圖像顯示器上表示矩陣的信息，所顯示的圖像上每個(gè)象素的灰度即為層面上相應(yīng)體素的吸收系數(shù)的量度，從而得到斷層面上衰減系數(shù)的分布的信息。由于X-CT技術(shù)得到的是人體的臟器一個(gè)斷層面的圖像，因此稱(chēng)為斷層照相。目前五十三頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)這種數(shù)字影像裝置已從第一代發(fā)展到第五代。目前常用的則是第三、四代。這兩代CT技術(shù)的持續(xù)發(fā)展主要體現(xiàn)在提高速度、改善圖像質(zhì)量、開(kāi)發(fā)新的功能，拓展應(yīng)用范圍以及便于操作等方面。如對(duì)螺旋掃描而言,掃描同樣的覆蓋長(zhǎng)度可節(jié)省四分之一到五分之一的時(shí)間，或者同樣的時(shí)間可以使掃描覆蓋長(zhǎng)度增加25～33%。提高速度的另一表現(xiàn)是，縮短圖像重建的時(shí)間。有的CT產(chǎn)品采用了新的圖像重建技術(shù)，分別使重建時(shí)間達(dá)到1s，從而加快了掃描周期。有些高檔CT均有了連續(xù)成像或稱(chēng)透視的功能，每秒鐘可以顯示6～8幅圖像。CT透視對(duì)開(kāi)展介人放射學(xué)非常重要，可減少掃描層數(shù)、降低病人的X線曝射劑量，有的產(chǎn)品僅用15mA劑量進(jìn)行掃描即可得到512x512矩陣的影像。目前正在進(jìn)一步研究用10mA的X線曝射劑量進(jìn)行CT透視技術(shù)。在圖像質(zhì)量方面，高檔的低壓環(huán)螺旋CT機(jī)的空間分辨率已達(dá)201p／cm，低對(duì)比度分辨率也很高。這大大提高了辨別軟組織間差異的能力。目前五十四頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)新一代的CT被稱(chēng)作電子束CT（EBCT），系由電子槍發(fā)射電子束，經(jīng)偏轉(zhuǎn)線圈改受電子束方向，打在一組半圓形的靶環(huán)上產(chǎn)生出X射線。當(dāng)X線通過(guò)被檢人體后，由對(duì)側(cè)排列的探測(cè)器組接收。因無(wú)機(jī)械運(yùn)動(dòng)，掃描速度可高達(dá)每一層面僅用50ms，時(shí)間分辨率很好，但空間分辨率不如高檔的第三代和第四代機(jī)。今后電子束CT將會(huì)有更進(jìn)一步的發(fā)展。我國(guó)有些醫(yī)院已正式啟用電子束CT。并因其成像速度比普通CT快20～40倍，可提供心臟等活動(dòng)器官的非常清晰的影像。X-CT經(jīng)過(guò)多代的發(fā)展，在醫(yī)學(xué)上已獲得廣泛的應(yīng)用，目前已可用來(lái)診斷脊柱和頭部損傷，顱內(nèi)腫瘤，腦中血凝塊，心臟病早防早治及肌體軟組織損傷，胃腸疾病，腰部和骨盆惡性病變等等。目前五十五頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)5、數(shù)字減影血管造影系統(tǒng)（DSA）DSA即數(shù)字減影血管造影系統(tǒng)，為放射科各類(lèi)血管造影及介入治療的專(zhuān)用設(shè)備，是與計(jì)算機(jī)相結(jié)合的血管造影技術(shù)，該技術(shù)可得到除去骨骼、軟組織影像的純血管影像，從而更精確診斷血管疾病和介入治療。DSA數(shù)字減影血管造影系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：

實(shí)時(shí)成像：即每個(gè)曝光序列終止，立即得到減影圖像，可實(shí)時(shí)指導(dǎo)診斷與治療。

提高了密度分辨率：DSA可使1mm直徑小血管和3mm直徑腫瘤染色。

減少造影劑用量。新型造影劑的靶向性更好，動(dòng)態(tài)示綜性清晰，且安全無(wú)毒副作用。

各種管處理功能。為介入手術(shù)導(dǎo)航提供了可靠的保證。突出微小密度差。可高清晰顯示微小血管循環(huán)狀態(tài)圖像。減少膠片用量。高清晰的數(shù)字圖像完全取代了膠片圖像，降低成本，減少環(huán)境污染。目前五十六頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)目前，應(yīng)用DSA可以開(kāi)展如心腦血管、神經(jīng)、呼吸、消化、骨骼、泌尿、婦科等涉及臨床各科各系統(tǒng)疾病檢查與治療的高難度技術(shù)項(xiàng)目。如肝、肺、頭頸部、盆腔等腫瘤介入治療，心臟大血管介入治療，如冠狀動(dòng)脈造影術(shù)、冠脈內(nèi)支架直接置入術(shù)、冠狀動(dòng)脈內(nèi)溶檢術(shù)、埋藏式心臟復(fù)率除顫器植入術(shù)，全腦治療造影術(shù)、椎體成型術(shù)，大介入治療，食管狹窄擴(kuò)張，良惡性腫瘤的灌注栓塞治療、各種血管畸形造影等。DSA可以為廣大患者提供更為高效、低價(jià)、優(yōu)質(zhì)、安全可靠的醫(yī)療服務(wù)。目前五十七頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)1.5.2磁共振攝影系統(tǒng)20世紀(jì)80年代將核磁共振技術(shù)應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)，由強(qiáng)磁場(chǎng)與人體被成像部位機(jī)體組織的原子核相互作用，機(jī)體組織的原子核及其所處的生理?xiàng)l件，在磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生共振，改變所在位置的磁場(chǎng)強(qiáng)度而生成圖像，既解決了CT機(jī)對(duì)人體組織細(xì)胞的一定損害性，又解決了可測(cè)出機(jī)體病變前的微小生理變化。核磁共振成像已成為醫(yī)學(xué)影像診斷中的一個(gè)新的分支。磁共振成像（（MagneticResonanceImaging）MRI）是目前最為先進(jìn)的影像檢查方法之一，是一門(mén)新興的無(wú)創(chuàng)性顯示人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影像診斷技術(shù)，這一技術(shù)在問(wèn)世不到20年的時(shí)間里得到了迅猛發(fā)展，設(shè)備制造技術(shù)和診斷理論日臻完善。目前，MRI設(shè)備在大中城市醫(yī)院已較廣泛應(yīng)用，其對(duì)人體組織器官高分辨的圖像，為臨床提供了更為直觀的人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖像信息及更豐富的有意義的診療信息。目前五十八頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)核磁共振成像原理的原子核帶有正電，許多元素的原子核，如1H、19FT和31P等進(jìn)行自旋運(yùn)動(dòng)。通常情況下，原子核自旋軸的排列是無(wú)規(guī)律的，但將其置于外加磁場(chǎng)中時(shí)，核自旋空間取向從無(wú)序向有序過(guò)渡。自旋系統(tǒng)的磁化矢量由零逐漸增長(zhǎng)，當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到平衡時(shí)，磁化強(qiáng)度達(dá)到穩(wěn)定值。如果此時(shí)核自旋系統(tǒng)受到外界作用，如一定頻率的射頻激發(fā)原子核即可引起共振效應(yīng)。在射頻脈沖停止后，自旋系統(tǒng)已激化的原子核，不能維持這種狀態(tài)，將回復(fù)到磁場(chǎng)中原來(lái)的排列狀態(tài)，同時(shí)釋放出微弱的能量，成為射電信號(hào)，把這許多信號(hào)檢出，并使之時(shí)進(jìn)行空間分辨，就得到運(yùn)動(dòng)中原子核分布圖像。原子核從激化的狀態(tài)回復(fù)到平衡排列狀態(tài)的過(guò)程叫弛豫過(guò)程。它所需的時(shí)間叫弛豫時(shí)間。弛豫時(shí)間有兩種即T1和T2，T1為自旋～點(diǎn)陣或稱(chēng)為縱向馳豫時(shí)間，T2為自旋一自旋或稱(chēng)為橫向弛豫時(shí)間。目前五十九頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)MRI的影像雖然也以不同灰度顯示，但反映的是MR信號(hào)強(qiáng)度的不同或弛豫時(shí)間T1與T2的長(zhǎng)短，而不像CT圖像，灰度反映的是組織密度。MRI圖像一般可分為T(mén)1加權(quán)像，T2加權(quán)像，質(zhì)子密度像這三種基本圖像。脂肪在上述圖像上為高信號(hào)，肌肉，肝臟，胰腺等組織器官在T1加權(quán)像上為中等信號(hào)，而在T2加權(quán)像上則為較低信號(hào)，肺組織，大血管，鈣化等在上述圖像上一般均為低信號(hào)，而腎，脾等組織器官在T1加權(quán)像上為較低信號(hào)，在質(zhì)子像和T2加權(quán)像上為較高信號(hào)。而CT圖像的對(duì)比度依賴(lài)于組織的X線衰減系統(tǒng)，脂肪為低密度，鈣化為高密度，大血管為與肝，腎等相仿的密度。腫瘤密度與軟組織密度近似，一般需注射造影劑才能更好的顯示及定性。目前六十頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)MRI提供的信息量不但大于醫(yī)學(xué)影像學(xué)中的其他許多成像術(shù)，而且不同于已有的成像術(shù)，因此，它對(duì)疾病的診斷具有很大的潛在優(yōu)越性。它可以直接作出橫斷面、矢狀面、冠狀面和各種斜面的體層圖像，不會(huì)產(chǎn)生CT檢測(cè)中的偽影；不需注射造影劑；無(wú)電離輻射，對(duì)機(jī)體沒(méi)有不良影響。與CT相比，它具有無(wú)放射線損害，無(wú)骨性偽影，能多方面、多參數(shù)成像，有高度的軟組織分辨能力，幾乎適用于全身各系統(tǒng)的不同疾病，如腫瘤、炎癥、創(chuàng)傷、退行性病變以及各種先天性疾病的檢查。對(duì)顱腦、脊椎和脊髓病的顯示優(yōu)于CT。它可不用血管造影劑，即顯示血管的結(jié)構(gòu)，故對(duì)血管、腫塊、淋巴結(jié)和血管結(jié)構(gòu)之間的相互鑒別，有其獨(dú)到之處。它還有高于CT數(shù)倍的軟組織分辨能力，敏感地檢出組織成份中水含量的變化，因而常比CT更有效和更早地發(fā)現(xiàn)病變。MRI能清楚、全面地顯示心腔、心肌、心包及心內(nèi)其它細(xì)小結(jié)構(gòu)，是診斷各種心臟病以及心功能檢查的可靠方法。目前六十一頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)從20世紀(jì)80年代初第一臺(tái)磁共振掃描儀的問(wèn)世到2003底，全世界已有大約22000臺(tái)MRI設(shè)備應(yīng)用于醫(yī)學(xué)影像診斷、醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)研究甚至應(yīng)用于醫(yī)學(xué)治療（MRI介入治療）等，每年接受MRI檢查的人數(shù)已超過(guò)6000萬(wàn)。近2~3年中磁共振的發(fā)展特別是超高磁場(chǎng)MRI系統(tǒng)發(fā)展十分迅速，2003年美國(guó)FDA已批準(zhǔn)了3T全身MRI系統(tǒng)（注：磁場(chǎng)強(qiáng)度單位用特斯拉表示，3TMRI指的就是磁場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)3特斯拉的磁共振系統(tǒng)，后面類(lèi)推。）用于臨床；4TMRI系統(tǒng)最近已通過(guò)FDA無(wú)明顯危險(xiǎn)許可證；7TMRI已走出實(shí)驗(yàn)室并已對(duì)近百名健康志愿者完成無(wú)事故和無(wú)明顯危險(xiǎn)安全記錄測(cè)試；在實(shí)驗(yàn)室中9.4TMRI樣機(jī)已完成對(duì)成年動(dòng)物與后代等不良生物效應(yīng)測(cè)試。由于市場(chǎng)對(duì)超高場(chǎng)MRI的需求驅(qū)動(dòng)，超高場(chǎng)磁體的研制目前已有明顯進(jìn)展如12T或更高場(chǎng)強(qiáng)MRI磁體的技術(shù)難題已部分攻克或攻克。由于原來(lái)困擾MRI發(fā)展的各種技術(shù)障礙被一個(gè)又一個(gè)的克服，加速了MRI技術(shù)的普及與應(yīng)用。目前六十二頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)1.5.3醫(yī)學(xué)超聲診斷系統(tǒng)超聲波是當(dāng)今人體病變無(wú)創(chuàng)傷、無(wú)痛苦的最佳檢查手段之一。20世紀(jì)60年代將超聲波技術(shù)應(yīng)用于臨床診斷，研制了A型、M型、B型和C型超聲診斷儀，可用于觀察人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)和腫瘤、囊腫的診斷以及檢查臟器、胎兒等的正常與否，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)際使用及觀察分析，超聲成像設(shè)備的頻率和強(qiáng)度對(duì)人體安全基本無(wú)害。超聲診斷的工作原理是應(yīng)用超聲波的良好指向性和與光相似的反射、折射、衰減等物理特性，通過(guò)超聲儀，采用各種掃描方法，將超聲波發(fā)射到體內(nèi)，并在組織中傳布。當(dāng)正常的與病理組織的聲抗有一定差異時(shí)，將此回聲信號(hào)接收處理后，構(gòu)成一幅二維切面聲像圖。由于各組織的界面形態(tài)、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和對(duì)超聲吸收程度不同，其回聲有一定的共性和特性，結(jié)合生理、病理與臨床知識(shí)和一系列人體切面聲像圖，可對(duì)病變的部位、性質(zhì)或功能障礙程度作出準(zhǔn)確診斷。目前六十三頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)彩色多普勒超聲顯像儀（彩超）是在B超的基礎(chǔ)上增加了多普勒血液成像技術(shù)的影像檢查方法。被譽(yù)為“無(wú)創(chuàng)傷的血管造影”。配有高、中、低三種頻率探頭。檢查時(shí)探頭通過(guò)粘合劑與相應(yīng)部位皮膚接觸，掃描結(jié)果在監(jiān)視器上形成二維切面聲像圖，并以彩色照片形式把結(jié)果保存下來(lái)。開(kāi)展心臟、大血管、大腦動(dòng)脈、肝、脾、腎、子宮、附件、前列腺、睪丸等器官檢查，對(duì)血流情況，結(jié)石、包塊大小、質(zhì)地、邊界測(cè)值準(zhǔn)確。同時(shí)還能配合臨床開(kāi)展介入檢查和治療。目前六十四頁(yè)\總數(shù)六十九頁(yè)\編于二十一點(diǎn)1.5.4核醫(yī)學(xué)圖像系統(tǒng)核醫(yī)學(xué)成像技術(shù)是一種以臟器內(nèi)、外正常組織與病變組織之間的放射性差別為基礎(chǔ)的臟器或病變的顯像方法。核醫(yī)學(xué)成像檢