第一章医学成像技术绪论

课程安排本文档共75页；当前第1页；编辑于星期二\18点10分本文档共75页；当前第2页；编辑于星期二\18点10分

学习医学成像技术的意义一、临床医学应用上具有重要意义

医学成像技术在临床诊断中的应用，解决了千百年来人们在医学诊断中遇到的难题:即受人眼之限,不可能看到人体组织器官的解剖形态信息和功能信息。

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医学图像

运用工程的原理和手段，对人体组织、器官的形态、密度、功能等信息记录或显示。该领域两个相对独立的研究方向：本文档共75页；当前第4页；编辑于星期二\18点10分二、学习医学成像技术对全面了解BME有重要意义

医学成像技术是生物医学工程（BME）的重要组成部分：1.属于医学图像研究领域，是BME的主要研究领域之一；2.是BME中最重要的领域，体现为：(a)IEEETransactionsonMedicalImaging是BME领域中影响因子（impactfactor,IF）最高的杂志之一：近几年排名居于本领域前列。(b)同时也是IEEE所有杂志中影响因子最高的杂志之一。本文档共75页；当前第5页；编辑于星期二\18点10分本文档共75页；当前第6页；编辑于星期二\18点10分二、医学成像技术的发展历史与现状成像技术？本文档共75页；当前第7页；编辑于星期二\18点10分本文档共75页；当前第8页；编辑于星期二\18点10分1895年11月8日，德国物理学家伦琴发现X线，X射线成像技术发明；

20世纪50～60年代，出现超声成像（USG）

20世纪70～80年代，出现

DSA（digitalsubtractionangiography，数字减影血管造影），

CT（computedtomography，计算机断层扫描），

MRI（MagneticResonanceImaging,磁共振成像），

ECT（emissioncomputedtomography,发射型CT），

SPECT（singlephotonECT,单光子发射型CT），

PET（positronemissiontomography,正电子CT）。

20世纪90年代以来，相继出现了CR（computedradiography,间接数字化X线成像技术），DR（digitalphotography,数字化摄影），PACS（picturearchivingandcommunicationsystem，图像存储和传输系统）等。总体发展历程本文档共75页；当前第9页；编辑于星期二\18点10分1895年德国伦琴发现X线

1896年X线始用于临床医学

1901年获首届诺贝尔物理学奖（一）X射线本文档共75页；当前第10页；编辑于星期二\18点10分本文档共75页；当前第11页；编辑于星期二\18点10分1900~1930年Röentgenology专业化，——radiologist（放射科医师）

本文档共75页；当前第12页；编辑于星期二\18点10分技术问题本文档共75页；当前第13页；编辑于星期二\18点10分——CT（computedtomography)诺贝尔生理与医学奖

1917年，奥地利数学家Radon

证明图像重建理论，未被重视

20世纪50年代，美国物理学家当代图像重建最杰出的贡献者之一

证明且提出了实现方法

直到1972年，英国放射学年会上，英国工程师Hounsfeild公布了计算机断层成像的结果。本文档共75页；当前第14页；编辑于星期二\18点10分——CT（computedtomography)本文档共75页；当前第15页；编辑于星期二\18点10分CT是以X线束从多个方向沿着体部某一选定体层层面进行照射,测定透过的X线量,数字化后经过计算得出该层面组织各个单位容积的吸收系数,然后重建图像的一种成像技术。本文档共75页；当前第16页；编辑于星期二\18点10分X-CT更新换代本文档共75页；当前第17页；编辑于星期二\18点10分X-CT发展方向本文档共75页；当前第18页；编辑于星期二\18点10分（二）超声成像技术军事民用

50年代建立，70年代广泛发展。

二次世界大战后，在雷达、声纳的技术基础上，应用回声定位原理，发展了各种超声成像技术，A型、B型、M型，超声计算机断层成像技术（UCT）也已经成熟。基本原理特点：无损、无创、无电离辐射、动态图像应用广泛：心脏、腹部检查本文档共75页；当前第19页；编辑于星期二\18点10分本文档共75页；当前第20页；编辑于星期二\18点10分超声成像发展趋势本文档共75页；当前第21页；编辑于星期二\18点10分（三）核医学成像发展史：

核医学成像可追溯到20世纪初；

1948年，Ansell和Rotblat研制出了逐点扫描的核医学成像装置，并用于甲状腺的测量；

50年代，Anger研制出了商业化的γ相机；

1951年，Wrenn提出了PET的构想，60年代末出现了相应的设备；

70年代，kuhl等人完成了SPECT的商业化。基本原理优点突出：不仅可以了解器官的结构形态，还可以了解器官的功能代谢。本文档共75页；当前第22页；编辑于星期二\18点10分本文档共75页；当前第23页；编辑于星期二\18点10分本文档共75页；当前第24页；编辑于星期二\18点10分核医学成像的发展趋势本文档共75页；当前第25页；编辑于星期二\18点10分

MRI通过对外加静磁场中的人体给予特定频率的射频脉冲(radio-frequency,RF)，使人体组织中的氢核（即质子）受到激励而发生磁共振现象；当终止RF脉冲后，质子在弛豫过程中感应出MR信号；经过对MR信号的接受、空间编码和图像重建等处理过程，产生出MR图像。

概念（四）核磁共振成像基本原理本文档共75页；当前第26页；编辑于星期二\18点10分本文档共75页；当前第27页；编辑于星期二\18点10分本文档共75页；当前第28页；编辑于星期二\18点10分本文档共75页；当前第29页；编辑于星期二\18点10分——MRI（magneticresonanceimaging)

1973年美国Lauterbur揭开了MRI在医学影像学方面应用的序幕本文档共75页；当前第30页；编辑于星期二\18点10分T1加权像(T1weightedimage,T1WI)

采用短TR，短TE

主要反映组织间T1差别的作用

T1WI有利于观察解剖结构SE序列本文档共75页；当前第31页；编辑于星期二\18点10分T2加权像(T2weightedimage,T2WI)

采用长TR，长TE

主要反映组织间T2差别的作用

T2WI有利于显示病变组织SE序列本文档共75页；当前第32页；编辑于星期二\18点10分质子密度像(protondensityimage,PDI)

采用长TR，短TE

主要反映组织间质子密度多少差别SE序列本文档共75页；当前第33页；编辑于星期二\18点10分

功能成像本文档共75页；当前第34页；编辑于星期二\18点10分本文档共75页；当前第35页；编辑于星期二\18点10分核磁共振成像的发展趋势本文档共75页；当前第36页；编辑于星期二\18点10分三维成像本文档共75页；当前第37页；编辑于星期二\18点10分本文档共75页；当前第38页；编辑于星期二\18点10分本文档共75页；当前第39页；编辑于星期二\18点10分本文档共75页；当前第40页；编辑于星期二\18点10分本文档共75页；当前第41页；编辑于星期二\18点10分本文档共75页；当前第42页；编辑于星期二\18点10分本文档共75页；当前第43页；编辑于星期二\18点10分本文档共75页；当前第44页；编辑于星期二\18点10分本文档共75页；当前第45页；编辑于星期二\18点10分本文档共75页；当前第46页；编辑于星期二\18点10分本文档共75页；当前第47页；编辑于星期二\18点10分超声成像X射线成像传播速度波长传输特性本文档共75页；当前第48页；编辑于星期二\18点10分本文档共75页；当前第49页；编辑于星期二\18点10分本文档共75页；当前第50页；编辑于星期二\18点10分本文档共75页；当前第51页；编辑于星期二\18点10分本文档共75页；当前第52页；编辑于星期二\18点10分本文档共75页；当前第53页；编辑于星期二\18点10分本文档共75页；当前第54页；编辑于星期二\18点10分本文档共75页；当前第55页；编辑于星期二\18点10分本文档共75页；当前第56页；编辑于星期二\18点10分本文档共75页；当前第57页；编辑于星期二\18点10分本文档共75页；当前第58页；编辑于星期二\18点10分本文档共75页；当前第59页；编辑于星期二\18点10分本文档共75页；当前第60页；编辑于星期二\18点10分本文档共75页；当前第61页；编辑于星期二\18点10分本文档共75页；当前第62页；编辑于星期二\18点10分本文档共75页；当前第63页；编辑于星期二\18点10分本文档共75页；当前第64页；编辑于星期二\18点10分本文档共75页；当前第65页；编辑于星期二\18点10分本文档共75页；当前第66页；编辑于星期二\18点10分本文档共75页；当前第67页；编辑于星期