高級(jí)工程師甘肅省影像技術(shù)學(xué)會(huì)秘書中華影像技術(shù)學(xué)會(huì)青年委員會(huì)委員電話信：ITTLCS甘肅省人民醫(yī)院

梁存升醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)緒論第一章醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)概論緒論一、醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)概念二、醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)的特點(diǎn)三、教學(xué)體會(huì)返回醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)是系統(tǒng)介紹醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的結(jié)構(gòu)、原理的一門學(xué)科。一、醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)概念返回二、醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)的特點(diǎn)醫(yī)學(xué)影像專業(yè)基礎(chǔ)課醫(yī)學(xué)影像技術(shù)學(xué)的內(nèi)容是疾病檢查的操作過(guò)程醫(yī)學(xué)影像診斷學(xué)的內(nèi)容是對(duì)技術(shù)操作獲得的結(jié)果進(jìn)行判斷醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)是對(duì)檢查工具的學(xué)習(xí)發(fā)展迅速

CR市場(chǎng)主要產(chǎn)品

19992002DR影像設(shè)備數(shù)字化醫(yī)院化驗(yàn)室設(shè)備臨床信息系統(tǒng)(CIS)監(jiān)護(hù)等設(shè)備心臟診斷設(shè)備影像網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(PACS-DICOM3.0)放射科信息系統(tǒng)(RIS)化驗(yàn)室信息系統(tǒng)(LIS)電子醫(yī)療記錄系統(tǒng)ElectricMedicineRecorder醫(yī)生病人醫(yī)院管理者醫(yī)院管理信息系統(tǒng)(HIS)藥劑科門診收費(fèi)器材……人事財(cái)務(wù)院長(zhǎng)心血管信息系統(tǒng)PACS數(shù)字化醫(yī)院返回三、教學(xué)體會(huì)學(xué)習(xí)方法1、溫故與知新2、理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐并重3、關(guān)注新進(jìn)展返回第一章醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)概論第一節(jié)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的發(fā)展歷程

第二節(jié)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的分類

返回第一節(jié)發(fā)展歷程----20世紀(jì)，記錄了放射學(xué)的興起、形成和不斷發(fā)展的歷史，同時(shí)也記載著醫(yī)學(xué)影像設(shè)備孕育、產(chǎn)生和不斷創(chuàng)新的過(guò)程。一、常規(guī)X線設(shè)備問(wèn)世，

為放射學(xué)的建立奠定了基礎(chǔ)倫琴發(fā)現(xiàn)X線威廉·康拉德·倫琴（德語(yǔ)：WilhelmConradR?ntgen，1845年－1923年，德國(guó)物理學(xué)家，1895年（乙未年）11月8日，他發(fā)現(xiàn)倫琴射線（X射線，俗稱X光）。他因發(fā)現(xiàn)X光，于1901年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，是世界上第一位獲這特殊榮耀的人。這種光有非常強(qiáng)的穿透力，倫琴就根據(jù)《圣經(jīng)》希伯來(lái)書4:12，取希臘文“基督”(Χριστοs)的第一個(gè)字母X為名，稱為X光，即基督之光。1895年11月8日，倫琴在維爾茨堡大學(xué)做真空管高壓放電實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)了這種肉眼看不見、但具有很強(qiáng)的穿透本領(lǐng)、能使某些物質(zhì)發(fā)出熒光和使膠片感光的新型射線，X射線，簡(jiǎn)稱為X線。當(dāng)年12月22日拍照了夫人的手，人類史上第一張揭示人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)影像。1896年，德國(guó)西門子公司研制出世界上第一支X線管。

20世紀(jì)10~20年代，出現(xiàn)了常規(guī)X線機(jī)。20~60年代，由于X線管、高壓變壓器和相關(guān)的儀器、設(shè)備以及人工對(duì)比劑的不斷開發(fā)利用，使得體層裝置、影像增強(qiáng)器、連續(xù)攝影、快速換片機(jī)、高壓注射器、電視、電影和錄像記錄等系統(tǒng)的應(yīng)用取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。到20世紀(jì)60年代中、末期，已形成了較完整的學(xué)科體系，稱為影像設(shè)備學(xué)。二、CT設(shè)備的誕生，

是醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的新里程碑

CTComputedTomography，CT發(fā)明時(shí)間:1972年4月發(fā)明地點(diǎn)：英國(guó)EMI公司實(shí)驗(yàn)研究中心發(fā)明人：Godfrey.N.Hounsfield1972年獲McRobert獎(jiǎng)1979年與柯瑪克共同獲諾貝爾醫(yī)學(xué)生理學(xué)獎(jiǎng)。CT設(shè)備是橫斷面體層，無(wú)前后影像重疊，不受層面上下組織的干擾；同時(shí)由于密度分辨力顯著提高，能分辨出0.1%~0.5%X線衰減系數(shù)的差異，比傳統(tǒng)的X線檢查高10~20倍；還能以數(shù)字形式（CT值）作定量分析。近30年來(lái)，CT設(shè)備的更新速度極快，掃描時(shí)間由最初的幾分鐘向亞秒級(jí)發(fā)展，已達(dá)0.33s（512×512矩陣），空間分辨力也提高到0.1mm。寬探測(cè)器多層螺旋CT設(shè)備得到了廣泛的普及，功能有了進(jìn)一步的擴(kuò)展。大孔徑CT設(shè)備可兼顧日常應(yīng)用與腫瘤病人定位，組合型CT設(shè)備可在完成CT檢查后直接進(jìn)行PET檢查，使CT的形態(tài)學(xué)信息與PET的功能性信息通過(guò)工作站準(zhǔn)確融合，可以更準(zhǔn)確地完成定性與定量的診斷。MSCT掃描方式平板探測(cè)器CT設(shè)備目前尚在開發(fā)階段，一旦技術(shù)成熟，從機(jī)器設(shè)計(jì)、信息模式、成像速度、射線劑量到運(yùn)行成本都會(huì)有根本性的改變，將會(huì)引起CT設(shè)備的又一次革命。MRI1946年美國(guó)加州斯坦福大學(xué)Bloch和哈佛大學(xué)的Purcell教授同時(shí)發(fā)現(xiàn)了核磁共振現(xiàn)象，由于這一發(fā)現(xiàn)在物理、化學(xué)、生物化學(xué)、醫(yī)學(xué)上具有重大意義。兩人于1952年獲得諾貝爾物理獎(jiǎng)。1946-1972年NMR主要用于有機(jī)化合物的分子結(jié)構(gòu)分析，即磁共振波譜分析。1971年美國(guó)紐約州立大學(xué)的達(dá)馬迪安Damadian教授在《科學(xué)》雜志上發(fā)表了題為‘利用MR信號(hào)可檢測(cè)疾病”和“惡性組織中氫的T1、T2時(shí)間延長(zhǎng)”等論文。1972年美國(guó)人勞特伯（PaulLauterbur）用反投影法完成了MRI的實(shí)驗(yàn)室的模擬成像工作。1977年達(dá)馬迪安等人建成了人類歷史上第一臺(tái)全身MRI設(shè)備，并取得第一幅橫斷面質(zhì)子圖像（用時(shí)4小時(shí)45分鐘）。20世紀(jì)80年代初磁共振成像用于臨床。MRI設(shè)備的密度分辨力高，通過(guò)調(diào)整梯度磁場(chǎng)的方向和方式，可直接攝取橫、冠、矢狀層面和斜位等不同體位的體層圖像，這是它優(yōu)于CT設(shè)備的特點(diǎn)之一。迄今，MRI設(shè)備已廣泛用于全身各系統(tǒng)，其中以中樞神經(jīng)、心血管系統(tǒng)、肢體關(guān)節(jié)和盆腔等效果最好。中場(chǎng)超導(dǎo)（0.7T）開放型MRI設(shè)備進(jìn)一步普及，它便于開展介入操作和檢查中監(jiān)護(hù)病人，克服了幽閉恐懼病人和不合作病人應(yīng)用MRI檢查的限制。雙梯度場(chǎng)技術(shù)可在較小的范圍內(nèi)達(dá)到更高的梯度場(chǎng)強(qiáng)，有利于完成各種高級(jí)成像技術(shù)，如功能成像、彌散成像等。降噪措施和成像專用線圈也都有了較大的進(jìn)步，如功能成像線圈和肢體血管成像線圈等。腹部診斷效果已接近和達(dá)到CT設(shè)備水平，腦影像的分辨力在常規(guī)掃描時(shí)間下提高了數(shù)千倍，而顯微成像的分辨力達(dá)到50~10μm，現(xiàn)已成為醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備中最重要的組成部分。生物體磁共振波譜分析（magneticresonancespectroscopy，MRS）具有研究機(jī)體物質(zhì)代謝的功能和潛力，今后如能實(shí)現(xiàn)MRI設(shè)備與MRS結(jié)合的臨床應(yīng)用，將會(huì)引起醫(yī)學(xué)診斷學(xué)上一個(gè)新的突破。功能MRI成像數(shù)字減影血管造影（digitalsubtractionangiography，DSA）、計(jì)算機(jī)X線攝影（computedradiography，CR）和數(shù)字?jǐn)z影（digitalradiography，DR）是20世紀(jì)80年代、90年代開發(fā)的數(shù)字X線機(jī)。前者具有少創(chuàng)、實(shí)時(shí)成像、對(duì)比分辨力高、安全、簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，目前，正向快速旋轉(zhuǎn)三維成像實(shí)時(shí)減影方向發(fā)展，從而擴(kuò)大了血管造影的應(yīng)用范圍。后者具有減少曝光量和寬容度大等優(yōu)點(diǎn)，更重要的是可作為20世紀(jì)50年代和60年代，超聲成像（ultrasonography，USG）設(shè)備和核醫(yī)學(xué)設(shè)備相繼出現(xiàn)，當(dāng)時(shí)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用往往各成系統(tǒng)。1972年X-CT設(shè)備的開發(fā)，使醫(yī)學(xué)影像設(shè)備進(jìn)入了一個(gè)以計(jì)算機(jī)和體層成像相結(jié)合、以圖像重建為基礎(chǔ)的新階段。70年代末80年代初，超聲CT（ultrasonicCT，UCT）、放射性核素CT和數(shù)字X線機(jī)逐步興起，并應(yīng)用于臨床。盡管這些設(shè)備的成像參數(shù)、診斷原理和檢查方法各不相同，但其結(jié)果都是形成某種影像，并依此進(jìn)行診斷。介入放射學(xué)自20世紀(jì)60年代興起，于70年代中期逐步應(yīng)用于臨床，近年來(lái)尤以介入治療進(jìn)展迅速。因其具有安全、簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)，深受醫(yī)生和病人的普遍重視與歡迎，現(xiàn)仍處于不斷發(fā)展和完善的過(guò)程之中。90年代倍受人們青睞的立體定向放射外科學(xué)設(shè)備，由于它可以不作開顱手術(shù)而治療一些腦疾患，很受歡迎，全世界都在積極開發(fā)和應(yīng)用這種高新設(shè)備。介入放射學(xué)設(shè)備與立體定向放射外科學(xué)設(shè)備，都是通過(guò)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備來(lái)引導(dǎo)或定位的，所以也屬于醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的范疇。三、現(xiàn)代醫(yī)學(xué)

影像設(shè)備體系的建立多種類型的醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備與醫(yī)學(xué)影像治療設(shè)備相結(jié)合，共同構(gòu)成了現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像設(shè)備體系。返回第二節(jié)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的分類現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像設(shè)備可分為兩大類：

醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備

醫(yī)學(xué)影像治療設(shè)備。一、診斷用設(shè)備按照影像信息的載體來(lái)區(qū)分，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備主要有以下幾種類型：①X線設(shè)備（含X-CT設(shè)備）；②MRI設(shè)備；③超聲設(shè)備；④核醫(yī)學(xué)設(shè)備；⑤熱成像設(shè)備；⑥光學(xué)成像設(shè)備（醫(yī)用內(nèi)鏡）。（一）X線設(shè)備X線設(shè)備通過(guò)測(cè)量穿透人體的X線來(lái)實(shí)現(xiàn)人體成像。X線成像反映的是人體組織的密度變化，顯示的是臟器的形態(tài)，而對(duì)臟器功能和動(dòng)態(tài)方面的檢測(cè)較差。此類設(shè)備主要有常規(guī)X線機(jī)、數(shù)字X線機(jī)和X-CT設(shè)備等。以X線作為醫(yī)學(xué)影像信息的載體，出于兩方面的考慮，即分辨力和衰減系數(shù)。另一方面，當(dāng)輻射波通過(guò)人體時(shí)，應(yīng)呈現(xiàn)衰減特性。在X線設(shè)備中，屏-片組合分辨力較高，可達(dá)到5~10LP/mm，且使用方便、價(jià)格較低，是目前各級(jí)醫(yī)院中使用最普遍的設(shè)備之一。數(shù)字X線機(jī)使用曝光量寬容度大，可獲得數(shù)字化影像，便于進(jìn)行圖像的后處理，且擴(kuò)大了診斷范圍，利于胃腸和心臟等部位的檢查。X-CT影像的空間分辨力可小于0.5mm，能分辨組織的密度差別可達(dá)到0.5％。X-CT影像的清晰度很高，可確定受檢臟器的位置、大小和形態(tài)變化。（二）MRI設(shè)備優(yōu)點(diǎn)：①M(fèi)RI剖面的定位完全是通過(guò)調(diào)節(jié)磁場(chǎng)，用電子方式確定的，因此能完全自由地按照要求選擇層面；②MRI對(duì)軟組織的對(duì)比度比X-CT優(yōu)越，能非常清楚地顯示腦灰質(zhì)與白質(zhì)；③MR信號(hào)含有較豐富的有關(guān)受檢體生理、生化特性的信息，而X-CT只能提供密度測(cè)量值；④MRI能在活體組織中探測(cè)體內(nèi)的化學(xué)性質(zhì)，提供關(guān)于內(nèi)部器官或細(xì)胞新陳代謝方面的信息；⑤MRI無(wú)電離輻射。目前，尚未見到MR對(duì)人體危害的報(bào)道。MRI的缺點(diǎn)：①與X-CT相比，成像時(shí)間較長(zhǎng)；②植入金屬的病人，特別是植入心臟起搏器的病人，不能進(jìn)行MRI檢查；③設(shè)備購(gòu)置與運(yùn)行的費(fèi)用較高?？傊?，MRI設(shè)備可作任意方向的體層檢查，能反映人體分子水平的生理、生化等方面的功能特性，對(duì)某些疾病（如腫瘤）可作早期或超早期診斷，是一種很有發(fā)展前途和潛力的高技術(shù)設(shè)備。（三）診斷用超聲設(shè)備診斷用超聲設(shè)備分為利用超聲（ultrasound，US）回波的USG設(shè)備和利用US透射的超聲CT（ultrasonographyCT，UCT）兩大類。USG設(shè)備，根據(jù)其顯示方式不同，可以分為A型（幅度顯示）、B型（切面顯示）、C型（亮度顯示）、M型（運(yùn)動(dòng)顯示）、P型（平面目標(biāo)顯示）等。目前，醫(yī)院中用的最多的是B型USG設(shè)備，俗稱B超，其橫向分辨力可達(dá)到2mm以內(nèi)，所得到的軟組織圖像清晰而富有層次。利用US多普勒系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)各種血流參量的測(cè)量，是近年來(lái)廣泛應(yīng)用的又一種US技術(shù)。臨床上，USG設(shè)備在甲狀腺、乳房、心血管、肝臟、膽囊、泌尿科和婦產(chǎn)科等方面有其獨(dú)到之處。目前UCT所需掃描時(shí)間較長(zhǎng)，且分辨力低，有待于進(jìn)一步改進(jìn)與提高。但由于它是一種無(wú)損傷和非侵入式的診斷設(shè)備，因此將來(lái)可能成為主要的影像診斷設(shè)備。X線成像與US成像是當(dāng)前用得最為普遍的兩種檢查方法，但對(duì)人體有無(wú)危害是它們之間的一個(gè)重要區(qū)別。就X線來(lái)說(shuō)，盡管現(xiàn)在已經(jīng)顯著地降低了診斷用劑量，但其危害性仍不容忽視。實(shí)踐表明，它將導(dǎo)致癌癥、白血癥和白內(nèi)障等疾病的發(fā)病率增加。而從現(xiàn)有資料來(lái)看，目前診斷用US劑量還未有使受檢者發(fā)生不良反應(yīng)的報(bào)道。（四）核醫(yī)學(xué)設(shè)備核醫(yī)學(xué)設(shè)備通過(guò)測(cè)量人體某一器官（或組織）對(duì)標(biāo)記有放射性核素藥物的選擇性吸收、儲(chǔ)聚和排泄等代謝功能，實(shí)現(xiàn)人體功能成像。主要有γ相機(jī)、單光子發(fā)射型CT（singlephotonemissionCT，SPECT）和正電子發(fā)射型CT（positiveemissionCT，PET）。

（五）熱成像設(shè)備熱成像設(shè)備通過(guò)測(cè)量體表的紅外信號(hào)和體內(nèi)的微波信號(hào)實(shí)現(xiàn)人體成像。紅外輻射能量與溫度有關(guān)，因此又可以說(shuō)，熱成像就是利用溫度信息成像。

（六）醫(yī)用內(nèi)鏡醫(yī)用內(nèi)鏡的種類很多，目前臨床上用得最多的是光導(dǎo)纖維內(nèi)鏡（纖鏡），而最有發(fā)展?jié)摿Φ氖请娮觾?nèi)鏡。20世紀(jì)80年代初，USG內(nèi)鏡問(wèn)世。它是將US探頭和內(nèi)鏡連在一起，在內(nèi)鏡的引導(dǎo)下，將US探頭送入體內(nèi)進(jìn)行掃描，所得到的信息要比在體表上獲得的掃描信息準(zhǔn)確詳細(xì)。目前這類設(shè)備主要用線性和扇形兩種掃描方式，而采用凸式掃描做彩色多普勒和B型圖像顯示則較為少見。二、治療用設(shè)備（一）介入放射學(xué)設(shè)備所謂介入放射學(xué)（interventionalradiology）系統(tǒng)，就是借助高精度計(jì)算機(jī)化的影像儀器的觀察，通過(guò)導(dǎo)管深入體內(nèi)，對(duì)疾病直接進(jìn)行診斷與治療的一種新型設(shè)備與技術(shù)。（二）立體定向放射外科學(xué)設(shè)備