生物醫(yī)學成像技術課件

生物醫(yī)學成像技術——擴展醫(yī)生的視野至患者身體內(nèi)部?2024/10/29生物醫(yī)學成像技術醫(yī)學成像簡介問題：什么是醫(yī)學成像?

醫(yī)學成像是借助于某種介質(zhì)（如X線、電磁場、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，以圖像的方式表達出來，提供給診斷醫(yī)生，使醫(yī)生能根據(jù)自己的知識和經(jīng)驗對醫(yī)學圖像中所提供的信息進行判斷，從而對病人的健康狀況進行判斷的一門科學技術。問題：醫(yī)學成像的目的是什么？

通過各種方式探測人體，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，進行醫(yī)學研究和診斷。生物醫(yī)學成像技術醫(yī)學成像簡介醫(yī)學成像（影像醫(yī)學），即醫(yī)學影像在臨床方面的應用。通常是指研究影像構(gòu)成、擷取與儲存的技術、以及儀器設備的研究開發(fā)的科學。醫(yī)學影像是指為了醫(yī)療或醫(yī)學研究，對人體或人體某部份，以非侵入方式取得內(nèi)部組織影像的技術與處理過程，是一種逆問題的推論演算，即成因(活體組織的特性)是經(jīng)由結(jié)果(觀測影像信號)反推而來。作為一門科學，醫(yī)學影像屬于生物影像，并包含影像診斷學、放射學、內(nèi)視鏡、醫(yī)療用熱影像技術、醫(yī)學攝影和顯微鏡。另外，包括腦波圖和腦磁造影等技術，雖然重點在于測量和記錄，沒有影像呈顯，但因所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)俱有定位特性(即含有位置信息)，可被看作是另外一種形式的醫(yī)學影像。生物醫(yī)學成像技術醫(yī)學成像簡介醫(yī)學成像并非我們平時認為的放射科。有些醫(yī)院會設有影像醫(yī)學中心、影像醫(yī)學部或影像醫(yī)學科，設置相關的儀器設備，并編制有專門的護理師、放射技師以及醫(yī)師，負責儀器設備的操作、影像的解釋與診斷(在臺灣須由醫(yī)師負責)，這與放射科負責放射治療有所不同。研究如何判讀、解釋與診斷醫(yī)學影像的是屬于放射醫(yī)學科，或其他醫(yī)學領域(如神經(jīng)系統(tǒng)學科、心血管病學科...)的輔助科學。2024/10/29生物醫(yī)學成像技術醫(yī)學成像簡介作為生物醫(yī)學工程專業(yè)的一門重要專業(yè)方向課程，醫(yī)學成像技術將為學生對實現(xiàn)醫(yī)學自動化所必須的圖像化診斷提供依據(jù)，使學生從醫(yī)學成像原理、醫(yī)學成像設備及醫(yī)學成像系統(tǒng)分析等方面系統(tǒng)掌握該研究領域的基礎知識，了解該領域的最新發(fā)展方向。2024/10/29生物醫(yī)學成像技術現(xiàn)在讓我們來看看為生物醫(yī)學成像做出貢獻的大師們！2024/10/29生物醫(yī)學成像技術X射線之父－倫琴倫琴夫人的手指倫琴的實驗室倫琴因發(fā)現(xiàn)X射線獲得首屆諾貝爾物理學獎。

2024/10/29生物醫(yī)學成像技術

Hounsfield和Cormack因發(fā)明CT獲得1979年諾貝爾醫(yī)學和生理學獎。2024/10/29生物醫(yī)學成像技術Bloch和Purcell因發(fā)現(xiàn)NMR現(xiàn)象獲得1952年諾貝爾物理學獎。2024/10/29生物醫(yī)學成像技術發(fā)明MRI中Fourier重建方法的Ernst獲得1991年諾貝爾化學獎。2024/10/29生物醫(yī)學成像技術Lauterbur和Mansfield因發(fā)明MRI方法獲得2003年諾貝爾醫(yī)學和生理學獎。2024/10/29生物醫(yī)學成像技術專業(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線就被用于對人體進行檢測，從而形成了放射診斷學（diagnosticradiology)的新學科，并奠定了醫(yī)學影像學（medicalimaging)的基礎。上世紀50－60年代開始應用超聲與核素掃描進行人體檢查，出現(xiàn)了超聲成像（USG）和γ閃爍成像（γ－scientigraphy)。2024/10/29生物醫(yī)學成像技術70年代和80年代相繼出現(xiàn)了X線計算機體層成像（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。70年代迅速興起了介入放射學（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研究人體心、腦代謝和受體功能，大大擴展了本專業(yè)的應用領域。

2024/10/29生物醫(yī)學成像技術近年來，我國醫(yī)學影像學發(fā)展非常迅速，醫(yī)學影像設備不斷更新，檢查技術不斷完善，介入治療的效果已提高到一個新的水平，并有力地促進了臨床醫(yī)學的發(fā)展?，F(xiàn)在，除了X線診斷設備外，USG、CT等已在較多醫(yī)療單位應用，PET、X-刀、全身γ刀等也在較高的醫(yī)療中心使用。作為學術團體的中華醫(yī)學會放射、超聲、磁共振等有力地推動了國內(nèi)和國際地學術交流，世界性的北美放射學會也代表了世界醫(yī)學影像學最高水平。我國醫(yī)學影像學高等教育已開展十余年，是目前發(fā)展較快的一門學科?！叭珖叩柔t(yī)學影像教育研究會”于1999年8月23日在天津正式成立，這可以說是我國醫(yī)學影像學高等教育發(fā)展史中的里程碑。2024/10/29生物醫(yī)學成像技術我國醫(yī)學成像設備的發(fā)展1951年

上海精密醫(yī)療器械廠試制第一臺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裝置研究成功近期永磁型和超導型MRI,X-刀,全身

刀等設備2024/10/29生物醫(yī)學成像技術現(xiàn)代醫(yī)學成像按其信息載體基本類型X射線

測量穿過人體組織、器官后的X線強度

核醫(yī)學成像

測量放射性藥物在體內(nèi)放射出的γ射線磁共振

測量人體組織中同類元素原子核的磁共振信號超聲成像

測量人體組織、器官對超聲的反射波或透射波光學攝影直接利用光學及電視技術，觀察人體器官形態(tài)紅外、微波測量體表的紅外信號和體內(nèi)的微波輻射信號其他

生物醫(yī)學成像技術現(xiàn)代醫(yī)學成像按其信息載體基本類型X射線伽馬射線磁共振超聲成像2024/10/29生物醫(yī)學成像技術X射線2024/10/29生物醫(yī)學成像技術X射線診斷用X線機分類：(1)透視用X線機(2)普通攝影用X線機(3)消化道造影用X線機(4)胸部攝影用X線機(5)心血管造影用X線機(6)其他生物醫(yī)學成像技術X射線使用腦血管造影術顯示的基底動脈和大后腦動脈的端平面血管攝影技術血管攝影，或稱動脈攝影、血管造影，是一種醫(yī)學影像技術，用x光照射人體內(nèi)部，觀察血管分布的情形，包括動脈、靜脈或心房室。葡萄牙籍醫(yī)師兼神經(jīng)學家EgasMoniz（1949年諾貝爾獎的得主）在1927年發(fā)展出利用顯影劑執(zhí)行腦部的血管攝影，診斷出一些神經(jīng)疾病，例如腫瘤以及動靜脈畸形，他被認為是這個領域的先趨者之一。隨著Seldinger技術于1953年的發(fā)明，不再需要將銳利的導入裝置留在血管腔內(nèi)，使得它更加地安全。生物醫(yī)學成像技術X射線前臂X射線計算機斷層掃描（CT）計算機斷層成像（CT）X射線計算機斷層成像（X-RayComputedTomography，簡稱X-CT）是一種利用數(shù)位幾何處理后重建的三維放射線醫(yī)學影像。該技術主要通過單一軸面的X射線旋轉(zhuǎn)照射人體，由于不同的組織對X射線的吸收能力（或稱阻射率）不同，可以用電腦的三維技術重建出斷層面影像。經(jīng)由窗寬、窗位處理，可以得到相應組織的斷層影像。將斷層影像層層堆棧，即可形成立體影像。生物醫(yī)學成像技術現(xiàn)代醫(yī)學成像按其信息載體基本類型X射線核醫(yī)學成像磁共振超聲成像2024/10/29生物醫(yī)學成像技術核醫(yī)學成像伽馬射線成像屬于核醫(yī)學成像核醫(yī)學成像：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的臟器或病變的顯像方法。經(jīng)典的核醫(yī)學成像系統(tǒng)

同位素閃爍掃描機

照相機發(fā)射型計算機斷層成像（ECT）單光子發(fā)射型計算機體層（SPECT)正電子發(fā)射型計算機體層（PET）

生物醫(yī)學成像技術伽馬射線典型的正電子發(fā)射計算機斷層掃描（PET）設備圖片正電子發(fā)射計算機斷層掃描（英語：Positronemissiontomography，簡稱PET）是一種核醫(yī)學成像技術，它為全身提供三維的和功能運作的圖像。正電子發(fā)射計算機斷層掃描既是醫(yī)學也是研究的工具。在腫瘤學臨床醫(yī)學影像和癌擴散方面的研究方面有著大量的應用。生物醫(yī)學成像技術現(xiàn)代醫(yī)學成像按其信息載體基本類型X射線伽瑪射線磁共振超聲成像生物醫(yī)學成像技術磁共振技術人類腹部冠狀切面磁共振影像。

（所采成像脈沖序列：TurboSpinEcho,TSE。）磁共振成像（MRI）利用核磁共振（nuclearmagneticresonance，簡稱NMR）原理，依據(jù)所釋放的能量在物質(zhì)內(nèi)部不同結(jié)構(gòu)環(huán)境中不同的衰減，通過外加梯度磁場檢測所發(fā)射出的電磁波，即可得知構(gòu)成這一物體原子核的位置和種類，據(jù)此可以繪制成物體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)圖像。將這種技術用于人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的成像，就產(chǎn)生出一種革命性的醫(yī)學診斷工具?？焖僮兓奶荻却艌龅膽?，大大加快了核磁共振成像的速度，使該技術在臨床診斷、科學研究的應用成為現(xiàn)實，極大地推動了醫(yī)學、神經(jīng)生理學和認知神經(jīng)科學的迅速發(fā)展。從核磁共振現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)到MRI技術成熟這幾十年期間，有關核磁共振的研究領域曾在三個領域（物理、化學、生理學或醫(yī)學）內(nèi)獲得了6次諾貝爾獎，足以說明此領域及其衍生技術的重要性。2024/10/29生物醫(yī)學成像技術磁共振技術2024/10/29生物醫(yī)學成像技術現(xiàn)代醫(yī)學成像按其信息載體基本類型X射線伽瑪射線磁共振超聲成像2024/10/29生物醫(yī)學成像技術超聲成像超聲成像是利用超聲的物理特性和人體器官組織聲學性質(zhì)上的差異，以波形、曲線或圖像的形式顯示和記錄，借以進行疾病診斷的檢查方法。超聲成像由于設備不似CT或MRI設備那樣昂貴，可獲得器官的任意斷面圖像，還可觀察運動器官的活動情況，成像快，診斷及時，無痛苦與危險，屬于非損傷性檢查，因此在臨床上應用已普及，是醫(yī)學影像學中的重要組成部分。不足之處在于圖像的對比分辨力和空間分辨力不如CT和MRI高。2024/10/29生物醫(yī)學成像技術超聲成像B型超聲診斷儀B型顯示是利用A型和M型顯示技術發(fā)展起來的，它將A型的幅度調(diào)制顯示改為輝度調(diào)制顯示，亮度隨著回聲信號大小而變化，反映人體組織二維切面斷層圖像。B型顯示的實時切面圖像，真實性強，直觀性好，容易掌握。它只有20多年歷史，但發(fā)展十分迅速，儀器不斷更新?lián)Q代，近年每年都有改進的新型B型儀出現(xiàn)，B型儀已成為超聲診斷最基本最重要的設備。目前較常用的B型超聲顯像方式有：掃查方式：線型(直線)掃查、扇形掃查、梯形掃查、弧形掃查、徑向掃查、圓周掃查、復合掃查；掃查的驅(qū)動方式：手動掃查、機械掃查、電子掃查、復合掃查。

B超圖像由不同亮度的像素構(gòu)成，像素亮度由反射回聲的強弱所決定。黑色：沒有反射灰色：中等反射白色：反射較強2024/10/29生物醫(yī)學成像技術超聲成像D型超聲診斷儀超聲多普勒診斷儀簡稱D型超聲診斷儀，這類儀器是利用多普勒效應原理，對運動的臟器和血流進行探測。在心血管疾病診斷中必不可少，目前用于心血管診斷的超聲儀均配有多普勒，分脈沖式多普勒和連續(xù)式多普勒。近年來許多新課題離不開多普勒原理，如外周血管、人體內(nèi)部器官的血管以及新生腫瘤內(nèi)部的血供探查等等，所以現(xiàn)在彩超基本上均配備多普勒顯示模式。

彩超儀器彩超屬于D超，彩超簡單的說就是高清晰度的黑白B超再加上彩色多普勒，首先說說超聲頻移診斷法，即D超。除B型、D型還有A型、M型等超聲成像生物醫(yī)學成像技術核磁共振成像X光血管造影CT血管造影生物醫(yī)學成像技