医用影像设备的发展简史.doc

第一节 医学影像设备的发展简史 1895年11月8日，德国物理学家伦琴（1845~1923）在做真空管高压放电实验是，发现了一种肉眼看不见、但具有很强的穿透本领、能使某些物质发出荧光（荧光屏）和使胶片感光的新型射线，即X射线，简称X线。伦琴是在及其简陋的条件下工作的，但他的这一伟大发现却震撼了全世界，为世界历史增添了光辉的一页。接着，他利用X线为其夫人拍摄了一张手的照片，这就是世界上第一张X线照片。为此伦琴于1901年12月10日荣获首次诺贝尔物理学奖。世人为纪念他的不朽功绩，又将X线称为伦琴射线或伦琴线。 X线的发现伊始即用于医学临床，首先始用于骨折和体内异物的检查，以后又逐步用于人体其它部分的检查。与此同时，各种X线机的相继出现。1896年，德国西门子公司研制出世界上第一个X线管。20世纪10~20年代，出现了常规X线机。其后，由于X射线管、高压变压器和相关的仪器、设备以及人工对比剂的不断开发利用，尤其始体层装置、影像增强器、连续摄影、快速换片机、高压注射器电视、电影和录像记录系统的应用，到了20世纪60年代中、末期，已形成了较完整的科学体系，称为影像设备学。 1972年，英国工程师汉斯菲尔德首次研制成功世界上第一台由于颅脑的X线计算机体层摄影设备，简称X-CT设备，或CT设备。这是电子技术、计算机技术、和X线技术相结合的产物。它的问世，是1895年发现X线以来医学影像设备的一个革命性的进展，为现代医学影像设备学奠定了基础。CT设备是横断面体层，无前后影像重叠，不受层面上下组织的干扰；同时由于密度分辨率显著提高，能分辨出0.1%~0.5%X线衰减系数的差异，比传统的X线检查高10~20倍；还能以数字的形式（CT值）作定量分析。近30年来，CT设备的更新速度极快，扫描时间由最初的几分钟向纳秒级发展，图像快速重建时间最快已达到0.75S(512X512)矩阵，空间分辨率也提高到0.1mm….. 平板探测器CT设备目前尚在开发阶段，一旦技术成熟，从机器设计、信息模式、成像速度、射线剂量到运行成本都会有根本性的改变，将会引起CT设备的又一次革命。 20世纪80年代初期用于临床的磁共振成像设备，简称为MRI设备。它是一种新的非电离辐射式医学成像设备。MRI设备的密度分辨能力高，通过调整梯度磁场的方向和方式，可以直接摄取横、冠、矢状层面和斜位等不同体位的体层图像，这是它优于CT设备的特点之一。迄今，MRI设备已广泛应用于全身各系统，其中以中枢神经、心血管系统、肢体关节和盆腔等效果最好。 数字减影血管造影（dinggital subtraction angiography,DSA）、计算机X射线摄影（conputed radiography,CR）和数字摄影（digital radiography,DR）是20世纪80年代、90年代开发的数字X线机。前者具有少创、实时成像、对比分辨能力高、安全、简便等特点，目前，正向快速旋转三维成像实时减影方向发展，从而扩大血管造影的应用范围。后者具有减少曝光量和宽容度大等优点，更重要的是可以作为数字化图像纳入图像存储与传输系统（picture archiving and communication systems,PACA）。而X线实时高分辨力成像板将是最有革命性、最有发展前途的影像探测器之一。 20世纪50年代和60年代，超声成像设备和核医学设备相继出现，当时在医学上的应用往往各成系统。1972年X-CT设备的开发，使医学影像设备进入了一个以计算机和体层成像相结合，以图像重建为基础的新阶段。 伴随着医学影像诊断设备的不断发展，介入放射自20世纪60年代兴起，于70年代中期逐步应用于临床，近年来尤以介入治疗进展迅速。因其具有安全、简便、经济等特点，深受医生和病人的普遍重视与欢迎，现在仍处于不断发展和完善的过程之中。 综上所述，多种类型的医学影像诊断设备与医学影像治疗设备相结合，共同构成了现代医学影像设备体系。 第二节医学影像设备的分类 现代医学影像设备可份为两大类，即医学影像诊断设备和医学影像治疗设备。 一、诊断设备： 按照影像信息的载体来区分，现代医学影像诊断设备主要有一下几种类型：X线设备（含X-CT设备）；MRI设备；超声设备；核医学设备；热成像设备；光学成像设备（医用内镜）。 1）X线设备： X线设备通过测量穿透人体的X线来实现人体成像。X线成像反映的是人体组织的密度变化，显示的是脏器的形态，而对脏器的功能和动态方面的检测较差。此类设备主要有常规X线机、数字X线机和X-CT设备等。以X线作为医学影像信息的载体，出于两方面考虑，即分辨力和衰减系数。从分辨力来看，为了获得有价值的影像辐射波长应小于5X10-11m.。另一方面，当辐射波通过人体时，应呈现衰减特性。若衰减过大，则透射人体的辐射波微