激光斷層攝影技術(shù)課件

激光斷層攝影激光斷層攝影技術(shù)目錄1.光學(xué)計算機(jī)斷層術(shù)——光學(xué)CT2.光學(xué)相干層析術(shù)——OCT4.結(jié)束語3.小組分工及感想激光斷層攝影技術(shù)電子計算機(jī)X射線斷層掃描技術(shù)1、CT的發(fā)明2、CT的成像基本原理3、CT設(shè)備4、CT圖像特點(diǎn)5、CT檢查技術(shù)6、CT診斷的臨床應(yīng)用7、CT診斷的特點(diǎn)及優(yōu)勢激光斷層攝影技術(shù)1972年4月，亨斯費(fèi)爾德在英國放射學(xué)年會上首次公布了這一結(jié)果，正式宣告了CT的誕生。這一消息引起科技界的極大震動，CT的研制成功被譽(yù)為自倫琴發(fā)現(xiàn)X射線以后，放射診斷學(xué)上最重要的成就。因此，亨斯費(fèi)爾德和科馬克共同獲取1979年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。而今，CT已廣泛運(yùn)用于醫(yī)療診斷上。發(fā)明激光斷層攝影技術(shù)激光斷層攝影技術(shù)激光斷層攝影技術(shù)CT是用X線束對人體某部一定厚度的層面進(jìn)行掃描，由探測器接收透過該層面的X線，轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽夂?，由光電轉(zhuǎn)換變?yōu)殡娦盘?，再?jīng)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)為數(shù)字，輸入計算機(jī)處理。圖像形成的處理有如對選定層面分成若干個體積相同的長方體，稱之為體素，掃描所得信息經(jīng)計算而獲得每個體素的X線衰減系數(shù)或吸收系數(shù)，再排列成矩陣，即數(shù)字矩陣數(shù)字矩陣可存貯于磁盤或光盤中。經(jīng)數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器把數(shù)字矩陣中的每個數(shù)字轉(zhuǎn)為由黑到白不等灰度的小方塊，并按矩陣排列，即構(gòu)成CT圖像。所以，CT圖像是重建圖像。每個體素的X線吸收系數(shù)可以通過不同的數(shù)學(xué)方法算出。CT的成像基本原理激光斷層攝影技術(shù)①掃描部分由X線管、探測器和掃描架組成；②計算機(jī)系統(tǒng)，將掃描收集到的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行貯存運(yùn)算；③圖像顯示和存儲系統(tǒng)，將經(jīng)計算機(jī)處理、重建的圖像顯示在電視屏上或用多幅照相機(jī)或激光照相機(jī)將圖像攝下。探測器從原始的1個發(fā)展到現(xiàn)在的多達(dá)4800個。掃描方式也從平移/旋轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)/旋轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)/固定，發(fā)展到新近開發(fā)的螺旋CT掃描（spiralCTscan）。計算機(jī)容量大、運(yùn)算快，可達(dá)到立即重建圖像。CT設(shè)備激光斷層攝影技術(shù)CT圖像是由一定數(shù)目由黑到白不同灰度的象素按矩陣排列所構(gòu)成。CT圖像是以不同的灰度來表示，反映器官和組織對X線的吸收程度。x線圖像可反映正常與病變組織的密度，如高密度和低密度，但沒有量的概念。CT圖像是層面圖像，常用的是橫斷面。為了顯示整個器官，需要多個連續(xù)的層面圖像。通過CT設(shè)備上圖像的重建程序的使用，還可重建冠狀面和矢狀面的層面圖像，可以多角度查看器官和病變的關(guān)系。CT圖像特點(diǎn)激光斷層攝影技術(shù)激光斷層攝影技術(shù)（一）平掃是指不用造影增強(qiáng)或造影的普通掃描。一般都是先作平掃。（二）造影增強(qiáng)掃描是經(jīng)靜脈注入水溶性有機(jī)碘劑，如60%～76%泛影葡胺60ml后再行掃描的方法。血內(nèi)碘濃度增高后，器官與病變內(nèi)碘的濃度可產(chǎn)生差別，形成密度差，可能使病變顯影更為清楚。方法分團(tuán)注法、靜滴法和靜注與靜滴法幾種。（三）造影掃描是先作器官或結(jié)構(gòu)的造影，然后再行掃描的方法。例如向腦池內(nèi)注入碘曲侖8～10ml或注入空氣4～6ml進(jìn)行腦池造影再行掃描，稱之為腦池造影CT掃描，可清楚顯示腦池及其中的小腫瘤。檢查技術(shù)激光斷層攝影技術(shù)CT診斷由于它的特殊診斷價值，已廣泛應(yīng)用于臨床。但CT設(shè)備比較昂貴，檢查費(fèi)用偏高，某些部位的檢查，診斷價值，尤其是定性診斷，還有一定限度，所以不宜將CT檢查視為常規(guī)診斷手段，應(yīng)在了解其優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，合理的選擇應(yīng)用。CT診斷的臨床應(yīng)用激光斷層攝影技術(shù)CT檢查對中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的診斷價值較高，應(yīng)用普遍。CT對頭頸部疾病的診斷也很有價值。對胸部疾病的診斷，CT檢查隨著高分辨力CT的應(yīng)用，日益顯示出它的優(yōu)越性。心及大血管的CT檢查，尤其是后者，具有重要意義。CT診斷的特點(diǎn)及優(yōu)勢激光斷層攝影技術(shù)光學(xué)相干層析技術(shù)OpticalCoherenceTomography激光斷層攝影技術(shù)目錄1.簡介OCT技術(shù)的由來和優(yōu)點(diǎn)2.OCT技術(shù)的工作原理3.OCT技術(shù)的掃描方式4.OCT技術(shù)的實際應(yīng)用5.OCT技術(shù)的發(fā)展前景激光斷層攝影技術(shù)1.針對許多病癥，我們需要對病變組織進(jìn)行無輻射、非侵入、高分辨率及高探測靈敏度的活體檢測。2.現(xiàn)有的疾病診斷方法：超聲波，X射線透視，CT掃描，核磁共振等。3.傳統(tǒng)方法的缺點(diǎn)和局限性：屬于侵入式的醫(yī)學(xué)診斷設(shè)。對被檢測患者帶來痛苦，精度低，速度不高.

——針對以上問題，產(chǎn)生了OCT技術(shù)。生物醫(yī)學(xué)診斷中的問題激光斷層攝影技術(shù)操作簡單，易于掌握患者一般無需作檢查前準(zhǔn)備無需接觸患者無輻射，成像快檢查快速，方便，量化分析激光斷層攝影技術(shù)光學(xué)相干斷層掃描（英文:Opticalcoherencetomography，簡稱OCT）是一種光學(xué)信號獲取與處理的方式。它可以對光學(xué)散射介質(zhì)如生物組織等進(jìn)行掃描，獲得的三維圖像分辨率可以達(dá)到微米級。光學(xué)相干斷層掃描技術(shù)利用了光的干涉原理，通常采用近紅外光進(jìn)行拍照。由于選取的光線波長較長，可以穿過掃描介質(zhì)的一定深度。光學(xué)相干斷層掃描技術(shù)是光學(xué)斷層掃描技術(shù)的一種。目前比較先進(jìn)的一種光學(xué)相干斷層掃描技術(shù)為頻域光學(xué)相干斷層掃描，這種掃描方式的信噪比較高，獲得信號的速度也比較快。商用的光學(xué)相干斷層掃描系統(tǒng)有多種應(yīng)用，包括藝術(shù)品保存和診斷設(shè)備，尤其是在眼科中，這種斷層掃描系統(tǒng)可以獲取視網(wǎng)膜的細(xì)節(jié)圖像。最近，這種技術(shù)也被用于心臟病學(xué)的研究，以對冠狀動脈的疾病進(jìn)行診斷激光斷層攝影技術(shù)

OCT專業(yè)全稱又叫光學(xué)相關(guān)斷層掃描。它利用近紅外線及光學(xué)干涉原理對生物組織進(jìn)行成像。干涉成像的原理簡單地說就是將光源發(fā)出的光線分成兩束，一束發(fā)射到被測物體（血管組織），這段光束被稱為信號臂，另一束到參照反光鏡，成為誒參考臂。然后把從組織（信號臂）和從反光鏡（參考臂）反射回來的兩束光信號疊加。但信號臂和參考臂的長度一致時，就會發(fā)生干涉。從組織中反射回來的光信號隨組織的形狀而顯示不同強(qiáng)弱。把它與從反光鏡反射回來的參考光信號疊加，光波定點(diǎn)一致時信號增強(qiáng)（增加干涉），光波定點(diǎn)方向相反時信號減弱（削減干涉）。利用干涉原理，OCT比較標(biāo)準(zhǔn)光源與反射信號以增強(qiáng)單一反射，減弱散射光線的放射。由于干涉只發(fā)生在信號臂和參考臂長度相同時，所以改變反光鏡的位置，就改變了參考臂的長度，則可以得到不同深度的組織的信號。這些光信號經(jīng)過計算機(jī)處理便可得到組織斷層圖像。激光斷層攝影技術(shù)光學(xué)干涉儀示意圖激光斷層攝影技術(shù)1.光源發(fā)出的光經(jīng)過2×2的光纖耦合器后，被均勻地分成兩束，分別進(jìn)入放有反射鏡的參考臂和放愚被測樣品的樣品臂

2.照在樣品上的光進(jìn)入樣品組織內(nèi)部，經(jīng)過樣品反射回來的光與反射鏡反射回來的參考光經(jīng)光纖耦合器匯合到探測器處

3.只有當(dāng)反射鏡反射回的參考光和生物樣品反射的信號光的光程差匹配時才能產(chǎn)生干涉，而與參考臂光程相差一個相干長度的信號光就不能與參考光發(fā)生干涉。激光斷層攝影技術(shù)系統(tǒng)框圖激光斷層攝影技術(shù)1.單點(diǎn)（共焦）光學(xué)相干斷層掃描基于單點(diǎn)光學(xué)相干斷層掃描的系統(tǒng)必須對樣品從兩個維度進(jìn)行掃描，然后使用掃描時通過參考光臂軸向掃描的相干門控效應(yīng)所得到的深度信息來重建三維圖像。二維的側(cè)面掃描通過使用電子機(jī)械手段移動樣品來實現(xiàn)。2.并行（全場）光學(xué)相干斷層掃描在并行光學(xué)相干斷層掃描系統(tǒng)中，樣品采用全場照明的方式，使用電荷耦合器件（CCD）照相機(jī)將樣品的像記錄下來，因此不必使用機(jī)電方式來進(jìn)行側(cè)面掃描。通過移動參考鏡面來記錄連續(xù)的正面圖像，隨后可以重建出三維的圖像激光斷層攝影技術(shù)OCT在眼科的臨床應(yīng)用OCT是近兩年迅速發(fā)展起來的一種成像技術(shù)。OCT是一種非接觸、高分辨率層析和生物顯微鏡成像設(shè)備。它可用于眼后段結(jié)構(gòu)，包括視網(wǎng)膜、視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層、黃斑和視盤的活體組織學(xué)檢查，是具有定性、定量、厚度和容量測量的高端診斷設(shè)備。OCT在各類黃斑疾病、原因不明的視力下降、病理性近視（-8.00D甚至-10.00D以上）引起的各種視網(wǎng)膜病變、早期青光眼等疾病的診斷上，不僅提高了疾病確診率，而且能讓患者有直觀認(rèn)識，對病情的進(jìn)展一目了然，更有利于治療。OCT的引進(jìn)與應(yīng)用，促進(jìn)了眼科醫(yī)療工作全面發(fā)展，將OCT成功應(yīng)用于醫(yī)院科研、教學(xué)、醫(yī)療工作中，為患者帶來了光明，也使醫(yī)院眼科高水準(zhǔn)眼科治療中心。激光斷層攝影技術(shù)激光斷層攝影技術(shù)激光斷層攝影技術(shù)CT成像原理與血管內(nèi)超聲（IVUS）類

似，均是采用能量束在血管腔內(nèi)進(jìn)行

360度周向掃描，獲得血管吐像的。

然而，與IVUS不同的是，OCT技術(shù)是

采用低相干的近紅外光線，并對從組

織反射回來的不同光學(xué)特征信號進(jìn)行

分析以獲得組織圖像。故OCT具有成

像速度快和分辨率高等優(yōu)勢。迄今為止，OCT是分辨率最高的血管內(nèi)成像技術(shù)，其分辨率約為10μm，是IVUS的10倍，

被譽(yù)為“體內(nèi)的組織學(xué)顯微鏡”。此外，與IVUS相比，OCT成像導(dǎo)管直徑較小，最小成像導(dǎo)管的直僅為0.014英寸

激光斷層攝影技術(shù)1.從臨床意義上來說，今后臨床上對于動脈粥樣硬化斑塊進(jìn)展的研究,以及一些介入治療與藥物干預(yù)上的臨床結(jié)果，可以通過OCT技術(shù)更深入的評價治療方案。因此OCT技術(shù)在動脈疾病的研究及臨床應(yīng)用上有較好的前景。2.從總體上來說，OCT在全球是一項非常新并且很受重視的技術(shù)，目前很多的專家與學(xué)者都在探討這項新技術(shù)，其在斑塊性質(zhì)的評價與支架植入后的即刻和長期療效等方面的研究和應(yīng)用價值與以往的技術(shù)相比有其優(yōu)越性。更難能可喜的是這項OCT技術(shù)目前是與國際前沿技術(shù)接軌的，起步?jīng)]有象以往的某些技術(shù)那樣略滯后，因此更有意義。3.目前在國內(nèi)開展這項技術(shù)的醫(yī)院還比較少。目前，大概有四五家醫(yī)院左右，擁有的OCT設(shè)備在五臺以內(nèi)，所以不是很普及。這說明我們迫切需要進(jìn)一步研討影像與操作上存在的一些技術(shù)難點(diǎn)，以期推動國內(nèi)OCT技術(shù)的發(fā)展，同時豐富我們在這方面的經(jīng)驗。激光斷層攝影技術(shù)

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