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医学成像系统 主讲：马慧彬 课程简介 学时安排：理论52+实验20 主要内容：了解目前主流成像系统的基本原理、构造，并能进行简单的系统分析与维护 概述 投影X线成像系统 X-CT成像系统 放射性核素成像系统 超声成像系统 磁共振成像系统 医学成像新技术 参考教材： 高上凯，医学成像系统，清华大学出版社 第一章 概述 课程概述 发展历史与现状 医学成像系统评价 从电磁波谱看医学成像 几种成像系统技术比较 医学成像技术展望 本章小结 本章习题 课程概述 图像科学研究内容 图像的形成、获取、传输、存储、处理、分析、识别等 医学图像研究内容 医学成像系统：图像形成的过程，包括对成像机理、成像设备构造、成像系统分析等问题研究 医学图像处理：对已获取的图像作进一步处理，使其更清晰，或更突出其特点，或对图像作模式分类等 主要医学成像系统 本课在课程体系中的地位 医学成像系统 本课在课程体系中的地位 发展历史与现状 投影X线成像系统 X-CT成像系统 放射性核素成像系统 超声成像系统 磁共振成像系统 其它医学成像技术 未来发展 多维、多模、多参成像系统 新的物理发展形成的新的成像系统 图像归档与通信系统PACS 投影X线成像系统 X线产生 1895，伦琴，1895/12/22 第一张X线照片 1896，英国，X线首次应用在医疗方面 X线管的早期发展 离子X线管：结构简单，效率低，无防护，曝光时间长 电子X线管：1913-1928，钨灯丝X线管，滤线栅，钨酸镉荧光屏，双焦点X线管 旋转阳极X线管 X线设备相关技术近几十年的改进 高千伏技术，荧光增强技术，高速增感屏，快速X线感光胶片，X线影像增强器等 现代设备 CR，DSA等 X线设备目前存在问题 X线产生效率低 胶片对X线的敏感度不足 伦琴与第一张X线照片 X-CT成像系统 人体断面成像，1969设计成功，1972公诸于世 放射性核素成像系统 原理： 给病人口服或静脉注射某种放射性示踪剂，使之进入人体后参与体内特定器官组织的循环和代谢，并不断地放出射线。这样我们就可在体外用各种专用探测仪器追踪探查，以数字、图像、曲线或照片的形式显示出病人体内脏器的形态和功能。 特点： 不仅可以看到器官形态，还可以了解脏器代谢情况 分辨率低，1CM左右 目前主要设备： 同位素扫描仪 γ相机 SPECT，单光子发射型CT PET，正电子发射型CT 超声成像系统 发展过程 1928年，R.W.Wood等人首先应用超声波作为生物学方面的研究手段。 本世纪四十年代，Firestone等人开创了利用超声波诊断疾病的先例， A型超声仪器 五十年代，超声心动图仪，即M型仪器 六十至七十年代是B型超声仪器出现并极大发展的时期，超声CT的研究工作开始进行 八十年代，将脉冲超声多普勒血流仪与B超相结合，还产生了双功能超声诊断仪。 九十年代，彩色B超诞生 医学诊断上所使用的超声波频率一般为0.5MHz~15MHz，常用的是2.5MHz~5MHz 优点：对人体无损，无创，无电离辐射，实时动态，便宜 缺点：图像分辨力难以突破 磁共振成像系统 1946年，美国麻省理工学院（MIT）的 E.Purcell 及斯坦福大学的 F.Block领导的两个研究小组各自独立地发现了磁共振现象。Purcell 和 Block 共同获得1952年诺贝尔物理学奖； 1971年，美国纽约州立大学的达马迪安(Raymond Damadian)对移植入恶性肿瘤的小鼠进行磁共振波谱试验, 发现肿瘤组织的T1时间比正常组织的长 1973年，同为美国纽约州立大学的洛特波尔，获得第一幅MRI图像 1973年，英国诺丁汉（Nottingham）大学的曼斯菲尔德（Peter Mansfield）等用线性梯度场来获取磁共振信号的空间定位，并于1976年使用该方案开发出了一种快速扫描核磁共振成像技术。 1977年，达马迪安及其同事经过7年的努力，终于建成了人类历史上第一台全身磁共振成像装置 1980年，第一幅人体胸腹MRI图像产生，MRI商品化 磁共振成像系统 1984年，美国FDA批准核磁共振使用于临床； 1986年， 中国科健公司与美国波士顿的Analogic公司成立合资公司，名为安科公司，开始发展我国的磁共振成像产业，3年后，第一台磁共振成像设备通过鉴定，第二年，第一台国产磁共振落户河北； 1998年，世界磁共振成像年； 2003年的诺贝尔医学与生理学奖分别颁给了已是古稀老人的洛特波尔和曼斯菲尔德。 优点： 对人体无创 可对组织形态与功能两方面分析 分辨率高 任意截面成像，易构造 三维图像 对软组织敏感 其它医学成像技术 红外成像 1933，哥本哈根大学国家医院，哈克塞森，利用红外成像进行皮肤病学研究。 目前主要用于静脉摄影（静脉曲张），透照技术（儿童脑疾），肝病理、肿瘤