X线影像诊断技术的发展与前景

1、X线影像诊断技术的发展与前景X线影像诊断技术的发展与前景自1895年伦琴发现X线并应用于临床以来.x线影像诊断学已经取得了惊人的进步由传统的X线影像诊断逐步迈进了数字化X线影像诊断技术.一x线的发现及概述X线又叫伦琴射线.俗称X光.是德国物理学家伦琴(WihelmKonradRontgen)于1895年11月8日在实验室做阴极射线试验时偶然发现的.它是一种放射性射线.是肉眼看不见的电磁波.具有穿透物体的能力.有感光,荧光和电离作用及热效应,还对生物细胞组织具有抑制,损伤甚至坏死的生物效应.X线诊断学就是应用X线的穿透能力,荧光作用和感光作用.在穿透人体后使各种结构在荧光屏或胶片刘婕北京农学院动

2、科系102206上显示影像而达到诊断目的的-t-学科.在伦琴发现X线后的100多年里.X线影像诊断技术随着物理学工程学,电子学,化学及计算机学等学科的发展.在灵敏度,分辨率以及解决重叠问题等方面都得到了飞速的发展.二x线影像诊断技术的发展X线影像诊断学的发展过程大致可分为三阶段(一)第一阶段第一阶段是从伦琴发现X线后出现的早期X线机.到20世纪40年代.这一时期,X线管,X线高压发生器机械设备等都还比较原始,主要运用直接模拟的x线成像技术.即X线不需要经过任何中间步骤直接形成于媒体(荧光屏或X线胶片)上.事实上,荧光屏和X线胶片就是X线的模拟检测器.它可对透过人体不同组织后产生强度的X线做出反

3、应.这种反应是稳定和连续的.而不是阶梯状的.表现在荧光屏上为不同程度黑白的差别,即x线透视技术:表现在X线胶片上则是不同程度亮度的差别.即X线摄影技术.由于荧光屏和x线胶片的转换效率较低.所以图像的空间分辨率和对比度均较差图像的质量较差.主要观察人体组织宏观形态学的情况和变异.处于具有空间分辨率的诊断水平上.1896年.在伦敦经X线透视.成功地从患者手中取出一枚钢针异物.X线初期的应用检查只限于观察自然对比影像.25年后.1920年人体造影剂的发明使之进入了人工对比的检查阶段.大大增加了图像动物保健2006年第7期总第107期的清晰度.此后接踵而来的各种造影技术,使X线检查范围大为扩展.为了减

4、小X线穿过人体时产生的散射.人们发明了抗散射格栅.使散射x线被抗散射格栅挡住而只有直射x线才可以到达胶片形成影像,同时也增加了图像的清晰度.(二)第二阶段第二阶段是从2O世纪5O年代初N60年代末期.在这一时期.主要是影像增强器的发明及其所带动的一系列的发展.1952年.影像增强电视系统的研制成功为提高影像亮度和清晰度.降低x线的辐照剂量做出了巨大贡献.使X线诊断实现了明室观察,隔室操作”的革命性飞跃.影像增强器的原理主要是通过使用光阴电极使X线的光学影像及其强度的变化被转变为具有相应电子密度变化的电子影像.再将后者转化为荧光(光子)影像.从而大大增加了影像的亮度和清晰度.x线电视,x线电影,

5、x线录像都是在X线影像增强器的基础上.结合其它有关技术而发展起来的.从此x线诊断技术进入动态观察时期.此外,在操作方面趋于简单化,控制台从原来的kV,mA,S的三个按钮技术过渡到了kV,mAs的二按钮技术.此后.由于采用了程控和自动曝光技术实现了一钮技术,即器官技术.在控制台上.只要按一下图示的器官.它就可以自动选取最佳参数并进行摄影,实现了计算机控制.针对X线摄影技术.人们在胶片的前后两侧各添加一块增感屏.增感屏受x线激发而发出荧光.使胶片的感光量提高到一个数量级以上,大大提高了胶片的灵敏度,可获得很好的图像质量,且大幅度减少了摄影所需的X线剂量,增长了X线管的使用寿命.因此增感屏在目前仍然

6、得到普遍的应用.增感屏主要有钨酸钙增感屏和稀土增感屏两类.根据使用的胶片对光谱峰值波长的要求来进行选择.为了克服传统X线透视摄影中器官重叠的问题.进而发展了体层摄影法(polytome).将所需观察的体层置于焦平面上,从而得到该体层的清晰图像,而其它层面的图像同时被模糊为朦胧背景.(三)第三个阶段第三个阶段是从7O年代初开始.在这一时期出现了电子计算机X线断层扫描装置(X-CT),从此x线诊断设备进入了计算机时代,逐步进入数字化时代.出现了CR系统,DR系统,DSA系统等.近年,由于网络技术的发展.PACS系统已进入实际应用阶段.1.CT(X线断层摄影术,为区别于放射性核素的发射型cT,又称X

7、线cT常规X线断层以二维的断层图像在一定程度上弥补了普通X线片的组织重叠问题,但其空间分辨力及密度分辨力都不能令人满意.数字成像和计算机技术结合的cT使断层成像的清晰度产生了划时代的飞跃,是医学影像学发展史上的一项重大革命,为现代医学影像学奠定了基础.CT根据图像处理的数学原理.应用x线横断体层技术.以高灵敏度的晶体和光电倍增管组成的检测器代替x线胶片,把测得大量数据交由电子计算机处理而形成横断面图像.从1972年第一台cT机(由英国EMI公司的工程师洪斯菲尔德发明)以来.CT已经历了五代的发展.近年来.CT无论在硬件配备方面还是在软件功能开发方面都有新的改革.与第一代和第二代的电缆供电和传输

8、信息及18O.运动扫描相比.第三代和第四代采用滑环供电和传输信息,实现360.螺旋式扫描.扫描时间由最初的35分钟缩短至1秒甚至0.6秒左右.目前已得到广泛应用.第五代cT采用先进的电子束技术.彻底摆脱了X线管的机械扫描运动,扫描速度产生了一个飞跃,最快可达到5O毫秒.第五代CT的最大优势就是其极快的扫描速度.非常适合进行心脏扫描,可获得不同心动周期的清晰图像.不仅能对心脏形态学的改变进行诊断.而且可以测定心脏功能.但由于应用范围较窄.且价格昂贵及空间分辨力低.目前尚难以推广普及.扫描方式的改进不仅提高了扫描速度.而且节省了造影剂的用量.从第一代cT到第五代cT.不仅扫描方式发生了改进,探测器

9、和检查床运动方面也有所改进.探测器的数目由一个发展到数百个甚至上千个.排列方式由单排发展到多排.探测器也由气体探测器发展到固体探测器,使CT的性能得到进一步提升.以往检查床在一次扫描时间段内保持静止,使CT每次扫描只能获得一个或数个层面的图像.9O年代已有检查床在扫描时匀速移动的所谓螺旋CT上市,一次扫描可获得一段距离内人体组织器官的全部信息.在算法软件上,工程师陆续创造了最大强度投影法,最小强度投影法和表面阴影表示法等.从而可以进行血管造影(CTA)及建立支气管图像等.在cT的使用范围上也得到拓展,除了观察人体组织器官形态的常规CT外,还出现了用于测定骨矿物质含量的定量cT.现在许多厂家正着

10、手开发采用锥形X线束和大面积探测器的cT.由此cT的性能可再上一个新的台阶2.cR(计算机X线摄影):常规X线摄影中使用增感屏/胶片组合系统的成像方式已众所周知,在X线照片上最终形成的影像无法直接数字化.CR是X线摄影与计算机结合起来的一种新的成像方法.cR技术是以影像板(ImagingPLate.IP.以辉尽性荧光物质为主要成分)为记录载体,代替x线胶片,经过激光扫描转换成数字信号,再经DA(数字一模拟)转换等图像处理,即可再度记录于X线片上.亦可作为数字化图像加以储存和传输等.与常规X线摄影相比.以x线胶片记录的cR具有X线剂量小.宽容度大,影像一致性好稳定性好等优点,且具有多种后处理功能

11、,更重要的是可作为数字化图像贮存.实现无胶片化管理.并可纳入PACS(图像储存与传输系统)系统实施联网传输.CR最难能可贵之处在于:传统x线技术与现代计算机技术的结合.使大小传统X线机免遭淘汰但CR也不足,目前主要的不足是时间分辨率较差,不能满足动态器官的结构显示cR板的老化,划伤以及异物和斑点会造成图像质量下56i新闻热线(010)87765385转13订阅服务(010)87765385转17投稿信箱DWBJ263.NET譬ji曩誊蔓萋_.I_一一鬻嚣降;此外,CR只适用于摄影,不能用于透视.CR系统于1982年最早由日本开发应用的,现已成为将普通X线片(如胸片,胃肠片等)纳入PACS系统的

12、主要方法.目前,CR类型的设备已在全世界初步普及.5.数字减影血管造影(DSA):DSA是80年代初期继CT之后发展的计算机辅助血管造影设备.DSA的问世,解决了医学影像学领域中血管造影的数字化成像问题,是医学影像学领域中的一个重要发展.DSA是利用计算机系统将造影部位或注射部位注射造影剂前的透视影像转换成数字形式贮存于记忆盘中,称作蒙片.然后将注入造影剂后的造影区的透视影像也转换成数字,并减去蒙片的数字.将剩余数字再转换成图像,即成为除去了注射造影剂前透视图像上所见的骨骼和软组织影像.剩下的只是清晰的纯血管造影像分为时间减影法,能量减影法(或称K一缘减影法)和混合减影法.最早研究的DSA检查

13、法为静脉注射法,后逐步发展为动脉注射法及各心腔和胸腹主动脉分支选择性注射法.1980年美国和德国首先分别研制成功DSA装置,迅即广泛地应用于临床DSA具有少创伤(尤其静脉注射DsA),实时成像,对比分辨率高,安全,简便等特点,从而扩大了血管造影的应用范围和效率.4.DR(数字放射摄影):为进一步增加数字化含量以提高性能.实现放射医学影像的全面数字化,诞生了DR系统.DR技术的出现可以称得上医学X射线摄影技术的一场新的革命.DR从X线探测器原理方面可以分为非直接转换技术与直接转换技术.非直接转换技术是最早开发的DR技术,主要采用的是增感屏加光学镜头耦合的CCD(电荷耦合器)来获取数字化X线图像的

14、,由于CCD系统采用增感屏作为其X线交互介质,系统的转换率很低后发展了基于薄膜晶体管(TFT)的x线数字化平面探测器(DFPD.Digitalflatpaneldetector)(将TFT和模数转换器直接集成于荧光屏的后方),但这种探测也是采用增感屏作为X线交互介质,所以系统转换率也不高后采用了具有针状结构的碘化铯(Cs1)晶体膜来作为X线交互介质,提高了x线吸收率,但仍不能完全克服散射效应,且成本高昂.于是直接转换X线技术探测器发展起来,它也是基于TFT,但与非直接转换X线技术探测器不同的是,它的X线交互层是由光电半导体材料构成(目前主要采用非晶硒和非结晶硅),直接将接收到X线光子转换成电荷

15、,再由TFT阵列将产生的电信号读出即可获得数字化的X线影像.它具有很高的转换率,宽广的动态范围,非常高的空间分辨率.DR是X线领域的新宠.它大大提高了图像的质量和工作效率,而且它既可以用于透视,也可以用于摄影.DR的低x线剂量,使它可以用于团检和高危人口的x线检查,且DR系统便于图像的存储,检索,传输及共享由于DR只能专机专用且目前价格较贵,使得DR目前还不能普遍推广使用DR技术在20世纪90年代发展起来,历经十多年的发展,目前已经进入成熟阶段目前最先进的数字放射成像法是核探测器,该产品和技术已弓l进我国.5.PAcS(图像存储和传输系统):PACS虽不属于X线诊断技术设备.但作为X线数字化发

16、展的目标,非常重要.PACS采用计算机技术存储和管理数字化医学影像资料,可做到图像的高速存取,存储可靠性高.节省资金.有可能实现医院的无胶片化存档和管理.利用网络技术.极易实现影像资料的共享,即可提高医学图像的复用价值,从而充分利用有限的图像资源.在国际信息联网或多种通讯技术充分发展的前提下,容易达到远程医疗的目标.多种图像处理手段的应用也将大大丰富医生的诊断信息.三,x线影像诊断技术的前景近年来,随着各个学科尤其是电子;萎i蠹j誊麓计算机技术的发展,各种不同的新兴医学影像技术相继出现,如超声成像技术和磁共振成像技术.而统计数据表明,在众多影像技术中x线技术应用最为广泛.各种X线图像数目占临床

17、影像总图数的70%80%可见X线影像诊断技术的发展潜力和市场是很大的.但X线影像诊断技术,同样面临着许多挑战,影像设备的性能和功能有待进一步的提高,而且如何降低一些设备的高昂成本也是急需解决的问题20世纪80年代初,X线技术数字化就己得到开展.20世纪90年代中期,数字化X线机已投放市场,据有关资料统计.目前国91,市场出售的X线机70%80%采用了数字化技术.21世纪是数字化和网络技术飞速发展的世纪,毫无疑问,数字化x线影像诊断技术是x线影像诊断技术发展的必然趋势.四,x线影像诊断技术在兽医临床上的应用虽然X线影像诊断技术已发展到数字化水平,但由于CT,CR,DR等先进的诊断设备的昂贵费用,

18、因此在兽医临床上应用的主要还是传统的x线诊断技术.即运用X线机.在国内兽医临床上,X线机主要应用于对马,牛四肢的检查和对猪,羊胸部疾病的诊断,也可用于马类动物的气喘病.牛胸腔疾病和寄生虫病的检查.用于家畜中毒病的诊断也有报道.在发达国家.兽医临床已广泛应用X线机对小动物的常见疾病进行诊断.我国随着宠物养殖数量的增多,兽医临床上犬猫病例骤增,许多疾病如骨或关节损伤,胃肠道异物,泌尿道阻塞等,均需要应用x线机进行诊断.各种报道都表明了X线诊断技术在小动物疾病诊断中的优势.但由于犬猫等小动物本身的特点,如好动体型小解剖结构特殊等,需要提高X线机的性能如分辨率,曝光时间等,还需要研究探讨一些新的相关技

19、术与资料.如犬的各种造影技术.(转下页)动物保健2006年第7期总第107期饮水质量决定口服接种疫苗是否成功作者奎士托夫?喀喳皈译者亦戈对于大规模饲养家禽来说.水是运输饲料添加剂和药物方便的载体为了实现其生产目标.生产者必须了解水,药物和疫苗的最佳管理方式.对于接种抗传染性法氏囊炎,家禽脑脊髓炎和抗呼吸道疾病疫苗(例如新城疫和支气管炎)来说.通过家禽饮水来达到接种的目的是典型的做法.接种成功取决于管理条件,例如水的质量,氯离子中和作用,疫苗溶液的分配和利用以及疫苗溶液的摄入率.水质量了解饮用水的质量是调控鸡群状态的首要条件.因此,定期的分析(至少一年一次)是必要的.饮用水”以前被定义为液状,无

20、气味并且无味道的水”.这个简单的定义一直延用至今,但是今天的水质量”分为细菌学质量和化学质量两个方面.对于这两者已经制定了最大含量标准(在表1,2中列出).如果水中物质含量超标(或者分析得出是两个可疑数据).这种水被视为危险水.除了符合每年推荐的水质量的化学和细菌分析数值之外.当出现明显病态条件时,应该进行进一步的检验.由于低质量水对鸡健康存在有害影响并且对接种程序可能有负面影响.所以要检验以下关键参数:(一)细菌在饮用水中有排泄物细菌存在,表明这种水是一种可能致病细菌污染物.这种污染物可能出现在”水的上游”,例如,来自于井或地上水,或者后来在饲养场里储存的水.很难直接把饮用水中的排泄物细菌的数量与鸡群致病紊乱联系在一起.然而,排泄物细菌污