【正文】 《 醫(yī)學(xué)影像實(shí)用技術(shù)教程 》 ? CT機(jī)的分代主要以其 Ｘ線管和探測器的關(guān)系、探測器的數(shù)目、排列方式以及Ｘ線管與探測器的運(yùn)動(dòng)方式來劃分 。到今天為止 CT經(jīng)歷了 5代 發(fā)展，現(xiàn)在第 6代 CT正在研發(fā)中。 ? 第 1代 CT機(jī)只有一個(gè)探測器，掃描角度為 1186。，掃描時(shí)間 270s/層。僅用頭部的掃描 , 圖像質(zhì)量差 , 以平移加旋轉(zhuǎn)的掃描運(yùn)動(dòng)方式進(jìn)行 ,稱為平移 /旋轉(zhuǎn)型 。 第 1代 CT工作原理 China Medical University Computer Center 《 醫(yī)學(xué)影像實(shí)用技術(shù)教程 》 ? 第 2代 CT機(jī)探測器的數(shù)目增加 5～ 20個(gè)左右， X線束呈扇型，掃描角度增加為 360186。,掃描時(shí)間仍較長 ,一般在 20s～1s/層，掃描方式為 窄扇形束掃描平移 旋轉(zhuǎn)方式 。 第 2代 CT工作原理 China Medical University Computer Center 《 醫(yī)學(xué)影像實(shí)用技術(shù)教程 》 ? 第 3代 CT探測器數(shù)目一般多超過 100個(gè)，有的接近 1000個(gè)， X線扇形束擴(kuò)大到 40186。～ 50186。，足以覆蓋人體的橫徑 ,這樣掃描就不需要再平移，而只需要旋轉(zhuǎn)就可以了 ,故稱為 旋轉(zhuǎn) /旋轉(zhuǎn)型。 掃描時(shí)間一般均在幾秒鐘 ,最快速度 ，實(shí)現(xiàn)了亞秒級掃描。 第 3代 CT工作原理 China Medical University Computer Center 《 醫(yī)學(xué)影像實(shí)用技術(shù)教程 》 ? 第 1代到第 3代 CT機(jī)的 X線管和探測器都是 同步旋轉(zhuǎn) 的，而第 4代 CT機(jī)與之不同，探測器呈 360186。環(huán)狀固定排列在機(jī)架內(nèi)(目前有的機(jī)型多達(dá) 4800個(gè)探測器 )， X線管則圍繞人體和機(jī)架作 360186。旋轉(zhuǎn) ,把第 4代稱 固定 /旋轉(zhuǎn)型 (螺旋 CT屬此型 )。 第 4代 CT工作原理 China Medical University Computer Center 《 醫(yī)學(xué)影像實(shí)用技術(shù)教程 》 ? 第 5代 CT機(jī)與第 1到第 4代 CT機(jī)不同，在成像過程中 X線管不需環(huán)繞機(jī)架作機(jī)誡運(yùn)動(dòng)，它是用 電子束方法產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的 X線源 ,再穿透人體由探測器接受 ,這種 CT機(jī)稱為電子束 CT,也稱超高速 CT，特點(diǎn)是掃描速度很快 ,50～ 100ms/層 ,每秒最多可掃 34層 ,就其掃描速度是普通 CT的 40倍，螺旋 CT的 20倍 ,可用于心臟類運(yùn)動(dòng)器官的掃描。 China Medical University Computer Center 《 醫(yī)學(xué)影像實(shí)用技術(shù)教程 》 ? 第 1代 CT：掃描方式為平移 (translate)+旋轉(zhuǎn) (rotate)(T+R)方式的 CT。 ? 第 2代 CT：掃描方式為平移 (translate)+旋轉(zhuǎn) (rotate)(T+R)方式的 CT。 ? 第 3代 CT：掃描方式為旋轉(zhuǎn) +旋轉(zhuǎn) (R+R)掃描方式的 CT。 ? 第 4代 CT：掃描方式為靜止 (stationary)+旋轉(zhuǎn) (S+R)掃描方式的 CT。 ? 第 5代 CT：掃描方式為靜止 +靜止 (S／ S)電子束掃描方式的 CT。 現(xiàn)代螺旋 CT結(jié)構(gòu)圖 第二代 16層 CT 第五代 CT China Medical University Computer Center 《 醫(yī)學(xué)影像實(shí)用技術(shù)教程 》 CT 第一代 第二代 第三代 第四代 第五代 每方位的人體斷面掃描時(shí)間（秒） 1 1 約 小于 做圓周掃描所需的時(shí)間（秒） 約為 200 約為 18 5 約為 1 China Medical University Computer Center 《 醫(yī)學(xué)影像實(shí)用技術(shù)教程 》 20世紀(jì) 50年代和 60年代 超聲和放射性核素 也相繼出現(xiàn)。 ? 1942年奧地利科學(xué)家達(dá)西科（ Dussik）首先將 超聲技術(shù) 應(yīng)用與臨床診斷，從此開始了醫(yī)學(xué)超聲影像設(shè)備的發(fā)展。 ? 1954年瑞典人應(yīng)用 M型超聲顯示運(yùn)動(dòng)的心壁，稱為超聲心動(dòng)圖。 ? 人類從 20世紀(jì) 50年代開始研究二維 B型超聲，至 70年代中期，實(shí)時(shí)二維超聲開始應(yīng)用。 超聲檢查 (二尖瓣粘連 ) 彩色超聲檢查 (胎兒發(fā)育 ) China Medical University Computer Center 《 醫(yī)學(xué)影像實(shí)用技術(shù)教程 》 ? 70年代末 80年代初 ， 超聲 、 放射性核素 、 MRCT和數(shù)字影像設(shè)備與技術(shù) 逐步興起 。 其中 磁共振成像 （ Magic Resonance Imaging，MRI） 是目前最為先進(jìn)的影像檢查方法之一 。 ? MRI是基于 MR現(xiàn)象的醫(yī)學(xué)影像技術(shù) 。 MR現(xiàn)象是 1946年分別由美國斯坦福大學(xué)物理系 Bloch教授和哈佛大學(xué)的 Puecell教授領(lǐng)導(dǎo)的小組同時(shí)獨(dú)立發(fā)現(xiàn)的 。 由于這一發(fā)現(xiàn)在物理 、 化學(xué)上具有重大意義 ， Bloch和 Puecell共同獲得了 1952年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng) 。 曼斯 .菲爾德 GE Signa Profile/o MRI 三維重建核磁共振影像 人腦縱切面的 核磁共振成像 China Medical University Computer Center 《 醫(yī)學(xué)影像實(shí)用技術(shù)教程 》 圖 OpenMark 4000 MRI 圖 GE Signa Profile/o MRI ? 近年來，隨著高性能梯度磁場、開放型磁體、軟線圈、相控陣線圈以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用， MRI設(shè)備的硬件發(fā)展迅速， MRI技術(shù)在以下五個(gè)方面有很大進(jìn)展： China Medical University Computer Center 《 醫(yī)學(xué)影像實(shí)用技術(shù)教程 》 ? ① MR的 成像時(shí)間大大縮短 ， 通常每秒可獲取 20幅圖像 ，30ms內(nèi)采集完成一幅完整的圖像 。 具有瞬時(shí)成像的優(yōu)勢 ，高時(shí)間分辨力可去除運(yùn)動(dòng)偽影 ， 便于觀察研究動(dòng)態(tài)器官圖像 。 例如可清晰地觀察膽囊 、 呼吸器官等的斷層圖像 。 ? ② 磁共振血管成像 (magic resonance angiographer，MRA)： MRA不需要對比劑即可得到血管造影像 。 近年發(fā)展的 動(dòng)態(tài)增強(qiáng) MRA(dynamic contrastenhanced MRA，DCE MRA)， 則應(yīng)用 靜脈注射順磁性對比劑 ， 明顯縮短了血液成像時(shí)間 ， 避免了扭曲血管 、 湍流及慢血流所致的信號喪失 ， 是一全新 MRA技術(shù) 。 China Medical University Computer Center 《 醫(yī)學(xué)影像實(shí)用技術(shù)教程 》 ? ③ FMRI技術(shù)：它是指對 人體功能 進(jìn)行研究和檢測的 MRI技術(shù) ， 可檢查到 形態(tài)未變但功能已改變的病變 ， 從而達(dá)到早期診斷 的目的 。 ? ④ 磁共振成像 介入 ， 有良好的組織對比度 ， 可以精確地區(qū)分病灶的界面 、 確定目標(biāo)；亞毫米級空間分辨力便于病灶定位和介入引導(dǎo)；多層和三維空間成像允許全方位地觀察重要的解剖結(jié)構(gòu)；快速和超快速的成像序列能夠?qū)ι磉\(yùn)動(dòng) 、 介入器具和介入引起的變化進(jìn)行近似實(shí)時(shí)的觀察 。 ? ⑤ 消除偽影的技術(shù) ， 可有效消除人體的生理運(yùn)動(dòng)如呼吸 、血流 、 腦脊液脈動(dòng) 、 心臟跳動(dòng) 、 胃腸蠕動(dòng)等引起的磁共振圖像的偽影 。 China Medical University Computer Center 《 醫(yī)學(xué)影像實(shí)用技術(shù)教程 》 西門子 Espree 開放孔徑的 MRI 人體腦組織的 MRI 成像 人體的 MRI成像 China Medical University Computer Center 《 醫(yī)學(xué)影像實(shí)用技術(shù)教程 》 ? 20世紀(jì) 80年代推出了 數(shù)字減影血管造影 （ DSA） 和 計(jì)算機(jī) X線攝影 （ CR） 成像設(shè)備與技術(shù) ， 其后又推出了 數(shù)字 X線設(shè)備 （ DR） 。 ? 數(shù)字減影血管造影術(shù) 是常規(guī)造影術(shù)與電子計(jì)算機(jī)處理技術(shù)相結(jié)合的一種新型成像技術(shù) 。 血管造影檢查是對注入血管造影劑前后的圖像進(jìn)行相減 ， 得到無骨骼 ， 內(nèi)臟 ， 軟組織背景的清晰的 血管影象 ， 而血管的形態(tài) ， 結(jié)構(gòu)反映了多種疾病的基本信息 。 China Medical University Computer Center 《 醫(yī)學(xué)影像實(shí)用技術(shù)教程 》 ? 計(jì)算機(jī) X線攝影 （ CR） 是將 X線攝照的影像信息記錄在 影像板 （ IP板 ）上 ， 這種可重復(fù)使用的 IP影像板 ， 替代了膠片 ， 不需要沖印 ， 因此也稱為干板 。 干板經(jīng)激光讀取裝置讀取 ， 由計(jì)算機(jī)精確計(jì)算處理后 ， 即可得到高清數(shù)字圖像 ， 最后經(jīng)數(shù)字 /模擬轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換 ， 在熒屏上顯示出灰階圖像 ， 有利于觀察不同的組織結(jié)構(gòu) 。 使用 CR， 避免了膠片影像沖印帶來的環(huán)境污染 ， 干板的重復(fù)使用降低了成本 ， 數(shù)字影像大大提高了圖像的清晰度 。 China Medical University Computer Center 《 醫(yī)學(xué)影像實(shí)用技術(shù)教程 》 ? 直接 數(shù)字化 X射線攝影系統(tǒng) （ digital ray DR）是利用電子技術(shù)將 X線信息的其它載體轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮虞d體， X線照射人體后不直接作用于膠片，被探測器（ Detector）接收并轉(zhuǎn)換為數(shù)字化信號，獲得 X線衰減值（ attenuation value）的 數(shù)字矩陣 ， 經(jīng)計(jì)算機(jī)處理，重建成圖像 。數(shù)字圖像數(shù)據(jù)可利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步處理、顯示、傳輸和存儲，分辨率比普通 X線照片高，診斷信息豐富，并且能夠更有效地使用診斷信息，提高信息利用率及 X線攝影檢查的診斷價(jià)值。 China Medical University Computer Center 《 醫(yī)學(xué)影像實(shí)用技術(shù)教程 》 ? 20世紀(jì) 90年代推出了更新、更強(qiáng)的核醫(yī)學(xué)影像設(shè)備 ECT，包括PET、 SPECT等設(shè)備。 PET也稱正光電子成像設(shè)備 ，主要的優(yōu)勢是超強(qiáng)的醫(yī)學(xué)影像的識別與診斷的能力，尤其是利用注入體內(nèi)的增強(qiáng)顯影劑或示蹤劑，在體內(nèi)循環(huán)可以動(dòng)態(tài)地、靶向目標(biāo)清晰地顯示被檢部位形態(tài)和功能的異常情況，甚至可以檢查出細(xì)胞級別的病變。 GE 全數(shù)字 PETCT GE 生產(chǎn)的 SPECT PET 圖像 China Medical University Computer Center 《 醫(yī)學(xué)影像實(shí)用技術(shù)教程 》 醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)成像的物理共性 ? 雖然醫(yī)學(xué)影像成像系統(tǒng)有許多種類，但就其成像源的物理系統(tǒng)的共性來說，都是充分和準(zhǔn)確的利用成像源的物理作用，獲得人體內(nèi)攜帶有某種物理量分布信息的影像數(shù)據(jù)。 ? 醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)成像主要包括以下 4個(gè)共性 : ? 源 ? 源與物體 (目標(biāo) )的相互作用 ? 檢測器 ? 電子系統(tǒng) China Medical University Computer Center 《 醫(yī)學(xué)影像實(shí)用技術(shù)教程 》 源與目標(biāo)的作用 1. 源 源 是指能夠獲得醫(yī)學(xué)影象信息的物理能源。 體外源 :如 X射線源、磁場源、超聲源、電磁波源、紅外線源 等，這些人體外部的能源稱為外源。 外源共同的特點(diǎn)是對人體組織或器官具有已知和可控的作用。 體內(nèi)源 :如注入人體內(nèi)部的同位素輻射源，或人體自身的熱輻射源等。這些增強(qiáng)顯影劑的輻射非常低，對人體無損害，但由此產(chǎn)生的醫(yī)學(xué)影像卻非常的清晰，并且受檢查的部位 靶向性（命中率） 準(zhǔn)確。 China Medical University Computer Center 《 醫(yī)學(xué)影像實(shí)用技術(shù)教程 》 2. 源與物體 (目標(biāo) )的相互作用 無論采用哪種醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)的成像源，都必須清楚地了解成像源和人體相互之間將產(chǎn)生那種作用，并且能夠充分 把握、控制、檢測 源的 生物安全劑量，質(zhì)量指標(biāo)和檢測標(biāo)準(zhǔn) 。 例如 X射線穿過人體時(shí)，會(huì)經(jīng)過不同器官和不同密度組織的衰減，超聲波在人體中反射并在傳播時(shí)產(chǎn)生不同的時(shí)間延遲等過程，以及注入體內(nèi)源的循環(huán)與衰減變化情況，我們可以清楚地知道源與人體相互作用的部位（器官），及準(zhǔn)確檢測出某種源與每部分人體組織器官相互作用后的結(jié)果、指標(biāo)和參數(shù)是什么，據(jù)此來進(jìn)行醫(yī)學(xué)影像的診斷或治療。 China Medical University Computer Center 《 醫(yī)學(xué)影像實(shí)用技術(shù)教程 》 China Medical University Computer Center 《 醫(yī)學(xué)影像實(shí)用技術(shù)教程 》 3. 檢測器 檢測器的主