关键词:医学影像技术,发展。
1.1计算机X线摄影
X射线是发展最早的图像装置。它在医学上的应用使医生能观察到人体内部结构,这为医生进行疾病诊断提供了重要的信息。在1895年后的几十年中,X射线摄影技术有不少的发展,包括使用影像增强管、增感屏、旋转阳极X射线管及断层摄影等。但是,由于这种常规X射线成像技术是将三维人体结构显示在二维平面上,加之其对软组织的诊断能力差,使整个成像系统的性能受到限制。从50年代时候开始,医学成像技术进入一个革命性的发展时期,新的成像系统相继出现。70年代早期,由于计算机断层技术的出现使飞速发展的医学成像技术达到了一个高峰。
到整个80年代,除了X射线以外,超声、磁共振、单光子、正电子等的断层成像技术和系统大量出现。这些方法各有所长,互相补充,能为医生做出确切诊断,提供愈来愈详细和精确的信息。在医院全部图像中X射线图像占80%,是目前医院图像的主要来源。在本世纪50年代以前,X射线机的结构简单,图像分辨率也较低。在50年代以后,分辨率与清晰度得到了改善,而病人受照射剂量却减小了。
1.2X—CT的发展
CT的问世被公认为伦琴发现X射线以来的重大突破,因为他标志了医学影像设备与计算机相结合的里程碑。其主要特点是横切面、断层成像、数字影像,使X线的重叠影像成为层面图像,并可用CT值测量人体组织密度。多年来,CT成像技术的发展一直围绕解决扫描速度、清晰度及扫描范围的和谐发展,最终多层(排)螺旋CT机的出现使三者得到了完美的体现。
其优点是:
(1)扫描速度提高了2~6倍,检查效率提高了10%。
(2)清晰度大大提高。
(3)比单层螺旋CT扫描信息量提高了2~4倍,尤其利于观察微小病灶。
(4)节省了X线管的损耗,增强扫描可节省造影剂用量,和单层螺旋扫描比X线剂量减少。正是由于使用了多层面采集和成像技术,有效地解决了扫描速度薄层和大范围的矛盾。今天,多层螺旋CT机已发展到64层(排),更有利三维立体影像成像、虚拟影像成像和CT血管成像,并且更多地被用于临床疾病的筛选,也会进一步发现微小的病灶,特别是临床症状不明显而被忽略的病灶,进而有利于治疗效果的提高。
另外,超高速CT(VFCT)将用于临床,它用电子束代替X线,以极快的速度完成扫描,尤其适用于动态器官的扫描,使肺门部、心脏及大血管的影像质量进一步提高。未来的CT将是容积CT,随着探测器数量和材料的改进、计算机技术的提高、检出器的复数化排列,容积数据采集将会有更大的进步;数据量大,分辨率高,虚拟现实技术,这些新技术相加并用于临床,将会为CT的临床应用开辟更广阔的领域。
1.3磁共振的发展
MRI自20世纪80年代用于临床,第一次使人体解剖三维成像,现有的低场0。5T、1T,中场1。5TMRI将被高场3TMRI所取代。然而MR的发展,就扫描速度、清晰度及临床应用而言,主要的发展是在电子学梯度场、射频场等方面,特别是脉冲序列和实时成像技术的发展。MR的进步集中反应在设备硬件发展基础上成像速度的提高及成像方式的改进和扩展,成像速度从以前的每层以分计算到目前的每层以秒计算,从而实现实时成像显示层面影像,甚至3D、4D等后处理影像及MR透视。正是有了实时成像技术和其开发的回波平面序列,除提高已有的性能外,MR功能性成像进一步得到了发展。灌注成像、弥散成像、血氧水平依赖性成像成为新的成像方式,前二者反应的已不是大体形态学信息,而是分子水平的动态信息,后者可以实施大脑皮质的功能定性,张力成像可测定组织的张力差别。
随着新型磁共振机的开发,揭开了磁共振应用领域新的一页,即运动MR和介入MR的应用和研究。MR血管成像、MR水成像、MR血流成像、脏器功能的检测、MR波谱分析、动脉血质子标记技术、抗血管生成因子辅助MR功能成像等技术的应用,使磁共振成像进一步突破了影像学仅应用于显示大体解剖和大体病理学改变的技术范围,向显示细胞学的、分子水平的以至基因水平的成像方面发展,未来虚拟现实技术将用于MR成像,为MRI提供便捷、简易和无创伤的影像诊断。
1.4图像存储和传输系统(PACS)
随着计算机和网络技术的飞速发展,现有医学影像设备延续了几十年的数据采集和成像方式,已经远远无法满足现代医学的发展和临床医生的需求。PACS系统应运而生。PACS系统是图像的存储、传输和通讯系统,主要应用于医学影像图像和病人信息的`实时采集、处理、存储、传输,并且可以与医院的医院信息管理系统放射信息管理系统等系统相连,实现整个医院的无胶片化、无纸化和资源共享,还可以利用网络技术实现远程会诊,或国际间的信息交流。PACS系统的产生标志着网络影像学和无胶片时代的到来。完整的PACS系统应包含影像采集系统,数据的存储、管理,数据传输系统,影像的分析和处理系统。