影像工具简介

影像工具简介第1页/共58页其它影像设备：红外(热)成像医用内窥镜医用显微镜超声设备MRI设备核医学设备X线CT设备X线机设备影像治疗设备介入治疗设备立体定向治疗计划第2页/共58页讲授内容第一章医学影像设备概论第二、三章X线机第四章数字X线设备第五章X-CT第六章磁共振成像设备第七章超声成像设备第八章核医学成像设备第九章红外成像设备第十章医用内窥镜、显微镜第3页/共58页第一章医学影像设备学概论第一节发展历程第二节医学影像设备分类第三节图像存储、传输系统和远程放射学系统第4页/共58页第一节医学影像设备发展历程常规X线设备的问世，为放射学的建立奠定了基础

1895年德国物理学家伦琴发现了X射线。X射线迅速在临床诊断上发挥了重要作用，形成了放射诊断学。第5页/共58页第6页/共58页放射诊断学或称放射学Radiology第7页/共58页X-rayToday第8页/共58页当伦琴遇见这些。。。第9页/共58页一个例子手部骨折第10页/共58页KathleenNealon，16岁，高中生，学校垒球队的一名出色投球手。左手被球击中。急诊医生安排Kathleen拍手部X射线图像，根据可能的结果有不同的治疗方法：没有骨折将手举高、放上冰块、服止痛药；细微骨折上石膏以保证愈合；粉碎性骨折人工进行连接复位。摄片过程：放射技术人员将Kathleen的左手放于暗盒上；调整X射线球管使其正好位于手的上方，保护好病人的其他部位；技术人员退于防护墙以外，控制设备同时通过玻璃窗观察病人的情况；换一张胶片，重新拍摄。一个月后，去除石膏，Kathleen又重新回到球场。第11页/共58页Kathleen在拍片第12页/共58页图像质量的比较第13页/共58页Ｘ光片的特点适用于与周围软组织密度差异大的区域，如骨骼、肺部；若使用造影剂，也适用于动静脉血管以及一些内脏的成像；一般不适用于显示肿瘤（除非使用造影剂改变其周围组织的亮度）；X射线胶片的空间分辨率高，能显示出细微结构（如骨骼中的细小裂缝和含有造影剂的血管异常）；胶片显示清晰无噪声，除非过曝光或曝光不足；传统的X射线拍片是医院最常用也是最便宜的诊断手段。第14页/共58页荧光屏X线成像第15页/共58页特点能清晰显示与软组织密度相差较大的物体；能实时显示人体内部的情况（钡餐、碘造影剂等）；数字血管造影减影（DigitalSubtractionAngiography，DSA）。第16页/共58页DSA第17页/共58页

Ｘ线检查可应用于呼吸、循环、泌尿生殖、骨骼、中枢神经及颌面五官等疾病的检查。Ｘ线设备至今仍是基本的、有效的临床检查设备之一。对肺、骨骼、胃肠道和心血管（尤其是冠状动脉）的诊断，仍有重要的、主导的地位。第18页/共58页第一节医学影像设备发展历程X线CT的诞生，是医学影像设备的新里程碑

1972年，英国工程师G.N.Hounsfield首次研制成功世界上第一台颅脑X线CT扫描机。第19页/共58页第20页/共58页心脏成像第21页/共58页CT密度分辨力高，能分辨出0.1％~0.5％Ｘ线衰减系数的差异，比传统的Ｘ线检查高10~20倍；空间分辨力到0.1mm量级；CT在医学影像诊断中占重要地位，特别是对颅脑、腹部的肝、胆、胰和后腹膜腔、肾和肾上腺等病变影像诊断中占重要地位。第22页/共58页20世纪80年代，磁共振成像设备开始应用于临床第一节医学影像设备发展历程第23页/共58页MRI图像第24页/共58页MRI图像软组织分辨力高，调整梯度磁场的方向和方式，可直接获得不同体位的体层图像；MRI尤其适用于中枢神经系统、心血管系统和盆腔实质脏器、四肢关节和软组织等的检查功能MRI主要用于研究脑组织的生理解剖，提供各部分脑组织的功能区分布。第25页/共58页数字减影血管造影(DSA)和计算机摄影(CR)等数字化设备的开发，使常规X线设备迈向了数字化的影像。使图像的处理极为方便，远距离传输成为可能。第一节医学影像设备发展历程第26页/共58页能量减影左侧为标准胸片，右侧为高能肋骨片，中间为去骨影后的肺组织片第27页/共58页超声设备放射性核素设备介入放射学第28页/共58页现代医学影像设备体系的建立第一节医学影像设备发展历程

医学影像诊断设备——应用各种成像技术和方法，使人体内部结构和器官构成图像，达到诊断目的。介入放射学设备——在影像设备的监视下采集标本或通过医学影像设备的引导和定位对某些疾病进行治疗，如伽玛刀、Ｘ刀、医用直线加速器。医学影像治疗设备医学影像设备发展简况见表P3页表1-1第29页/共58页我国医学影像设备发展简况1911年，引进一架小型X线机，由英籍医生康德捐赠给河北省中华医院（今开滦医院）。1951年，上海精密医疗器械厂首先试制成功200mAX线机。1954年，复旦大学的华中一教授试制成功固定阳极X线管。60年代，上海医疗器械九厂研制成功旋转阳极X线管。1973年，瑞金医院等单位研制出乳腺摄影X线机。1983年，第一台颅脑CT试制成功，88年第二代颅脑CT问世，1990年第三代全身CT装置研制成功。90年代以后，我国已经有生产MRI、X刀、刀等设备的能力。第一节医学影像设备发展历程第30页/共58页第二节医学影像设备分类

医学影像诊断设备

医学影像治疗设备第31页/共58页一、医学影像诊断设备按影像信息载体的不同：X线设备（X线机和X-CT）MRI设备US设备核医学设备热成像设备医用光学设备（医用内镜）第32页/共58页第二节医学影像设备分类（一）X线设备主要有：X线机、数字化X线机设备(DSA、CR、DR等)和X线计算机体层(即X线CT)。产生的图像是人体组织脏器密度差的反映。第33页/共58页X线成像－正常胸部正侧位像第34页/共58页采用何种波长的Ｘ射线？从分辨率考虑Ｘ线波长应小于１cm从衰减系数考虑

波长为的Ｘ射线，透过人体时对大部分组织呈现出明显的衰减差别第35页/共58页（二）磁共振成像设备（MRI） 利用人体组织脏器中氢核的密度、化学组成结构的不同，在产生磁共振后释放出来的信号就会不同而形成图像。可清楚显示骨骼、软骨、肌腱、脂肪、韧带、神经、血管等各种组织结构。左图为T1加权像右图为T2加权像第二节医学影像设备分类第36页/共58页MRI的优点可任意层面成像软组织分辨力高能够功能成像提供人体器官或细胞新陈代谢方面信息无电离辐射的危害MRI的缺点成像时间较长不能携带金属进行检查（如心脏起搏器）设备价格昂贵第37页/共58页（三）超声成像设备（US） 利用人体组织结构交界面的反射回波信号成像。目前有A超、B超、C超、M超、P超，使用最广泛的是B超。右图为B超图像第二节医学影像设备分类第38页/共58页X-Ray与US比较检查部位X-RayUS胸部组织（尤其是肺）好不适宜骨骼肌肉系统好不适宜腹部实质性结构或心脏部分形态检查好第39页/共58页（四）核医学成像设备主要有：伽玛照相机、SPECT、PET。通过放射性药物在人体内的吸收后，探测人体内放射性分布情况而成的图像。第二节医学影像设备分类第40页/共58页

SPECT在动态功能检查或早期诊断方面有其独到之处。PET可用人体物质组成元素（如11C、15O、13N等）来制造放射性药物，特别适合做人体生理和功能方面的研究，尤其是对代谢功能的研究；其缺点是在其附近要有生产半衰期较短的放射性核素的加速器和建立放射化学实验室，费用高昂。第41页/共58页（五）热成像设备测量人体体表的温度分布情况而构成的图像。第二节医学影像设备分类第42页/共58页热成像设备的用途评价血流分布是否正常评价交感神经系统的活动研究皮下组织增加的代谢热或动脉血流通过热传导使体温升高的情况由于引起人体组织温度异常分布的因素很多，因此热成像设备得不到准确的诊断结果，它所提供的信息仅供参考。第43页/共58页（六）医用内窥镜 将光源和图像接收器插入人体，观察人体胃、肠、喉管等部位的组织情况。有电子内镜、光导纤维内镜、胶囊内镜。第二节医学影像设备分类第44页/共58页(七)几种医学影像设备的比较参见教材page9表1-2第二节医学影像设备分类第45页/共58页医学影像治疗设备(一)介入放射学系统——是指借助高精度计算机化的影像仪器的观察，通过导管伸入体内进行诊断与治疗的一种新型设备与技术。介入性导管，导管附件（内支架、弹簧圈、导丝）第二节医学影像设备分类第46页/共58页(二)立体定向放射外科学系统——利用现代CT、MRI或DSA设备，加上立体定向头架装置对颅内病变区做高精度定位，经过专用治疗计划系统作出最优化治疗计划，然后借助X刀或伽玛刀进行治疗。第二节医学影像设备分类第47页/共58页伽玛刀定位头架第48页/共58页立体定向放射外科设备优点以立体影像定位；形成立体剂量分布；易选择合适的剂量进行照射；肿瘤受到最大剂量照射但周围正常组织的照射量较小；适合治疗小的、边界清楚的肿瘤。高剂量、高精度、高疗效、低损伤第49页/共58页第三节图像存储和通信系统

与远程放射学系统一、PACS（PictureArchivingandCommunicationSystem,图像的存储与传输系统）1、PACS的组成 医学图像获取、 数据存储、 图像显示和处理、 数据库管理 用于影像传输的网络2、DICOM3.0标准第50页/共58页PS3.1 介绍与概览PS3.2 遵循声明PS3.3 信息对象定义PS3.4 服务类细则PS3.5 数据结构与编码PS3.6 数据字典PS3.7 消息交换PS3.8 对信息交换的网络通讯支持PS3.9 对信息交换的点对点通讯支持――已经废弃PS3.10 介质交换的介质存储要求及文件格式规范PS3.11 介质存储应用程序规格PS3.12 介质交换的介质格式及物理介质要求PS3.13 打印管理及点对点通讯支持PS3.14 灰度图像显示功能标准2、DICOM3.0标准第51页/共58页图1-1PACS的组成影像输入部分计算机中心（影像处理部分）数字存储部分处理终端激光照相机压缩复原检索编辑第52页/共58页图1-2医院小型PACS系统放射科终端激光照相机影像存储中心光盘磁盘磁带其他激光照相机各科终端外科内科妇产科儿科其他科计算机中心CT、CR、MRI等数字化图像A/D转换器传统X线检查X线照片第53页/共58页放射医生图文报告工作站PACSSERVERE和DVD备份单元WEBServerRISServer…………RIS工作站浙医一院RADinfoPACS工作流程图RIS数据流PACS数据流前置工作站DICOM3.0第54页/共58页二、远程放射学系统(TeleradiologySystem)远程放射学系统是PACS在空间