浅谈医学影像技术认识及发展

2017-01-31许允芝

保健文汇 2017年12期

●许允芝

浅谈医学影像技术认识及发展

●许允芝

医学影像技术在近百年间不断的发展，尤其在近期更是发展迅猛。从伦琴发现X线到第一张手的X线片，随着CT、MRI、介入放射学等的影像技术、影像诊断和影像治疗的相继问世，医学影像学从无到有、从小到大，经历了一个飞速迅猛的发展过程。当今医学影像技术进入了全新的数字影像时代，医学影像技术的发展反映和引导着临床医学在诊治以及诊断方面的进步。医学影像技术的发展，在某种意义上代表着医学发展潮流中的一个热点趋势，推动了医学的发展，尤其是介入放射学的出现，使放射从单纯的诊断演变为既有诊断又有治疗的双重职能，并在整个医学领域中占有举足轻重的地位，成为与内外妇儿并列的临床学科。展望21世纪，医学影像学必将得到更快、更好及更全面的发展，必将会对人类的健康做出更大的贡献。

数字影像;影像质量;发展

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。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。时至今日，各种专用X射线机不断出现，X光电视设备正在逐步代替常规的X射线透视设备，它既减轻了医务人员的劳动强度，降低了病人的X线剂量;又为数字图像处理技术的应用创造了条件。随着计算机的发展数字成像技术越来越广泛地代替传统的屏片摄影现阶段，用于数字摄影的探测系统有以下几种：(1)存储荧光体增感屏[计算机X射线摄影系统(computer Radiography.CR)]。(2)硒鼓探测器。(3)以电荷耦合技术(charge Coupled Derices.CCD)为基础的探测器。(4)平板探测器(Flat panel Detector)a：直接转换(非晶体硒)b：非直接转换(闪烁晶体)。这些系统实现了自动化、遥控化和明室化，减少了操作者的辐射损伤。

2 X-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[。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。

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3T MRI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。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。

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。数据传输主要用于院内的急救、会诊，还有可以通过互联网、微波等技术，以数据的远距离传输，实现远程诊断。影像的分析和处理系统是临床医生、放射科医生直接使用的工具，它的功能和质量对于医生利用临床影像资源的效率起了决定作用。综上所述，PACS技术可分为三个阶段，(1)用户查找数据库;(2)数据查找设备;(3)图像信息与文本信息主动寻找用户。