1、醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)Physics for medical imaging,南通大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院 湯樂民 ,緒論,導(dǎo)言: 什么是醫(yī)學(xué)成像?,目標(biāo) 出于診斷目的，從外部獲得活人體內(nèi)部圖像 醫(yī)學(xué)成像是一個多學(xué)科領(lǐng)域 物理學(xué) (物質(zhì) , 能量 , 輻射等) 數(shù)學(xué) (線性代數(shù), 微積分, 統(tǒng)計學(xué)) 生物學(xué)/生理學(xué) 工程學(xué) 計算機(jī)科學(xué) (圖像重建, 信號處理),醫(yī)學(xué)成像方法: X線成像,發(fā)現(xiàn)年代 1895 (倫琴, 諾貝爾獎 1905) 輻射形式 X線 = 電磁輻射 (光子) 輻射能量 / 波長 0.1 100 keV / 10 0.01 nm(電離) 成像原則 X線穿透組織并以不同密度形成影像,醫(yī)學(xué)成像方法:

2、 X線成像,成像體積 全身 分辨率 Resolution: 非常高 (亞毫米級sub-mm) 應(yīng)用 乳腺X線攝影 Mammography 肺部疾病 整形外科 orthopedics 牙科 dentistry 心血管 Cardiovascular 胃腸造影 GI,電磁譜,醫(yī)學(xué)成像: X線 CT,發(fā)明年代 1972 (Hounsfield, 諾貝爾獎 1979) 輻射形式 X-線 輻射能量/波長 10 100 keV / 0.1 0.01 nm (電離) 成像原理 在多個角度下獲得X線圖像，這些圖像來自于由計算 獲得的斷層數(shù)據(jù),醫(yī)學(xué)成像: X線 CT,成像體積 全身 分辨率 高 (mm) 應(yīng)用 軟

3、組織、骨性結(jié)構(gòu)成像,電磁譜,醫(yī)學(xué)成像方法：核素成像 (PET/SPECT),發(fā)明年代 1953 (PET), 1963 (SPECT) 輻射形式 伽瑪射線 輻射能量/波長 100 keV / 0.01 nm (電離) 成像原理 利用伽瑪相機(jī)對體內(nèi)的放射性同位素的聚積分 布進(jìn)行成像,醫(yī)學(xué)成像方法：核素成像 (PET/SPECT),成像體積 全身 分辨率 中等 低(mm - cm) 應(yīng)用 功能性成像 腫瘤探測,新陳代謝過程,心肌梗塞,電磁譜,醫(yī)學(xué)成像： 磁共振成像,發(fā)明年代 1945 ( NMR Bloch, 諾貝爾獎1952 ) 1973 ( Lauterburg, 諾貝爾獎 2003 ) 19

4、77 ( Mansfield, 諾貝爾獎 2003 ) 輻射形式 無線電頻率 (RF) (非電離) 輻射能量/波長 10100 MHz / 303 m ( 10-7 eV),醫(yī)學(xué)成像： 磁共振成像,成像原理 感應(yīng)質(zhì)子自旋翻轉(zhuǎn)，探測這些質(zhì)子響應(yīng)所發(fā)射 的無線電頻率 成像體積 全身 分辨率 高 (mm) 應(yīng)用 軟組織, 功能性成像,電磁譜,醫(yī)學(xué)成像方法： 超聲成像,發(fā)明年代 1952 (臨床： 1962) 輻射形式 聲波 (非電離) 輻射頻率/波長 110 MHz / 1 0.1 mm,醫(yī)學(xué)成像方法： 超聲成像,成像原理 利用來自不連續(xù)組織界面的回聲成像 成像體積 20 cm 分辨率 高 (mm) 應(yīng)用 軟組織, 血流 (多普勒效應(yīng)),電磁譜,初步結(jié)論,人體成像有許多不同的模式 不同成像模式給出不同的表達(dá) 各種成像模式所依據(jù)的基本原理由物理學(xué)描述 (聲學(xué), 磁學(xué), 原子 與粒子物理學(xué)) 人類聰明的大腦使得難以置信的事情變?yōu)楝F(xiàn)實The human brain is a very valuable