医学影像学任务与发展趋势PPT课件

1、医学影像学任务与发展趋势,1,医学影像学任务与发展趋势,医学影像学任务与发展趋势,2,医学影像学任务与发展趋势,3,医学影像学任务与发展趋势,4,医学影像学的任务,定位诊断：发现/检出病变 定量诊断：大小、数目、范围 定性诊断：良恶性、炎症 病变分期与判断预后 监测疗效 介入治疗,医学影像学任务与发展趋势,5,放射诊断学（diagnostic radiology）,Wilhelm Conrad Rntgen 1845.3.27-1923.2.10(78yrs) 1870: Wuerzburg大学助教 1875：Hohenheim农学院物理学教授 1879：Giessen大学物理学教授 1888

2、： Wuerzburg大学物理系主任、校长 1895：发现X线（11月8日） 1895.12.28：第一篇论文 1896.1.23: 正式报告 1896.3.9：第二篇论文 1896年用于人体检查 1900：Muenich科学院院士 1901：Nobel物理学奖,医学影像学任务与发展趋势,6,1896,医学影像学任务与发展趋势,7,X线发展历史,1913：Coolidge热阴极X线管 1929：旋转阳极X线管 1921：Potter-Bucky滤线器 1930：X线断层摄影装置 1951：多轨迹断层摄影装置 1942：光电限时器 1948：影像增强器 1981：CR（Computed Radi

3、ology，模拟数字时代） 1990：DR（digital radiology）,医学影像学任务与发展趋势,8,X线检查优缺点,X线透视 简单易行，价格便宜 实时观察结构或器官动态变化 无记录，不能保存，不易会诊 辐射量大，结构相互重叠 逐步取消，适应症逐渐缩窄 X线平片 简单易行，价格便宜，常用检查方法 骨关节系统、呼吸系统、有良好天然对比的区域/组织/病变 空间分辨率高 辐射量小，有胶片记录，易会诊 密度分辨率低，软组织分辨力差 结构相互重叠,医学影像学任务与发展趋势,9,X线检查优缺点,X线造影检查 人工产生组织或器官间对比，如胃肠道、支气管、血管、泌尿系、子宫输卵管等 对比剂 阳性：含

4、碘类、硫酸钡 阴性：气体、脂类. 缺点 辐射量大 软组织分辨率差 结构相互重叠 检查项目逐渐被替代或应用量逐渐减少，如支气管造影、气脑造影、椎管造影等,医学影像学任务与发展趋势,10,CT影像学进入数字化时代标志,1967: G.N.Hounsfield EMI实验室,第一幅图像 1971: 第一台CTAtkinson Morley医院 1972: 正式宣布英国放射学年会,RSNA 1972: Hounsfield获Mc Roberl奖 1974: Ledley,全身CTGeoge Town, USA 1979: Hounsfield获Nobel物理奖 1985: 滑环技术 1989: 螺旋技

5、术,单层/,多层,1,2,4,8,16,64,640 2005: 双源CT,医学影像学任务与发展趋势,11,医学影像学任务与发展趋势,12,医学影像学任务与发展趋势,13,CT检查优缺点,CT检查 最常用检查方法，适于全身各部位 容积扫描，三维/二维成像，动态成像，功能成像等 层面成像，无遮盖 密度分辨率高 辐射量大：多次检查、特殊人群检查受限,医学影像学任务与发展趋势,14,MRI数字化影像新时代,1946年：Bloch和Purcell磁共振现象 1952年：诺贝尔物理奖（Bloch和Purcell） 1967年：Jackson第一次获取活体动物MR信号 1971年：Damadian发现肿瘤

6、T1、T2时间延长 1973年：Lauterbur二维水质子像 1974年：Lauterbur活鼠MR像 1977年：Damadian人体胸部MR像,MR装置 1977年：Mallard全身MR像 1980年：MR设备商品化 1983年：FDA批准 1989年：国产安科永磁型0.15T 2003年：磁共振梯度系统设计与改进，诺贝尔生理和医学奖（Lauterbur和Mansfield） 2004年：3.0-7.0T-,Bloch 哈佛大学,Purcell 斯坦福大学,医学影像学任务与发展趋势,15,MR高分辨成像,医学影像学任务与发展趋势,16,MR检查优缺点,MR检查 最常用检查方法，适于全身

7、各部位 三维/二维成像，容积扫描，动态成像，功能成像、分子成像等 多参数、多方位、多层面成像，无辐射，无遮盖 软组织分辨率高 缺点：磁场限制（心脏起搏器、体内金属异物、体内外电磁装置、危重病人等）,医学影像学任务与发展趋势,17,超声检查优缺点,超声检查 最常用检查方法，简单易行，价廉 实时、动态、三维/二维成像 软组织成像为主（空气、骨骼、脂肪受限） 层面成像，无遮盖 无辐射 适应症：心脏、甲状腺、肝胆脾胰、泌尿系统、生殖系统、肌肉软组织等,医学影像学任务与发展趋势,18,核医学检查优缺点,核医学检查（SPECT、PET） 适于全身各部位 三维/二维成像 空间分辨率差 辐射量大,医学影像学任

8、务与发展趋势,19,融合成像技术,PET/CT、PET/MR、PET/CT/MR 综合各项优点，图像匹配、融合，克服缺点 结构成像+功能成像+分子成像，获取新信息 缺点 辐射量大 价格昂贵,医学影像学任务与发展趋势,20,介入放射学,诊断+治疗 血管内 血管外 未来治疗手段：微创,医学影像学任务与发展趋势,21,医学影像学特点,1. 检查方法（信息载体）多样化，各具优缺点 X线：普通平片、体层、CR、DR、CT等 超声：A超、B超、M超、Doppler等 磁场：MRI、磁源成像等 核素（射线）：SPECT、PET等 红外线：乳腺成像 融合成像：PET/CT、PET/MR、PET/CT/MR.,

9、医学影像学任务与发展趋势,22,医学影像学任务与发展趋势,23,医学影像学特点,2. 成像数字化 非数字化成像 模拟数字 数字化 传统X线摄片 DR/CR CT/MR,医学影像学任务与发展趋势,24,医学影像学特点,3. 全方位获取人体内不同器官和组织信息 骨关节系统：骨、软骨、骨髓、肌腱、韧带、肌肉、脂肪、外周神经、血管 呼吸系统：肺、支气管、淋巴 循环系统：心脏、瓣膜、心肌、血管. 消化系统：胃肠道、肝、胆、脾、胰 泌尿生殖系统：肾脏、输尿管、膀胱、子宫、卵巢、输卵管. 神经系统：脑灰质、白质、纤维束、脑室 头颈五官：眼、耳、鼻及鼻窦、鼻咽. .,医学影像学任务与发展趋势,25,医学影像学

10、任务与发展趋势,26,医学影像学特点,4. 由单维度到二维、三维、四维成像,仿真气管镜,医学影像学任务与发展趋势,27,医学影像学特点,医学影像学任务与发展趋势,28,医学影像学特点,6.诊断+治疗(介入放射学),医学影像学任务与发展趋势,29,7. 交叉学科（跨界学科） 临床医学：诊断 + 治疗 生物学 医学技术学：检查、摄影技术 物理学：光学（X线、红外线）、声学、磁物理学 理工科学：X线机、CT、MR、超声构造 计算机与信息科学 .,医学影像学特点,医学影像学任务与发展趋势,30,医学影像学发展趋势,医学影像学任务与发展趋势,31,Spiral CT、MR、DSA Dynamic、DWI

11、、BOLD Perfusion,医学影像学任务与发展趋势,32,医学影像学发展趋势,医学影像信息存储方式变化 PACS：1999（picture archiving and communication system） 图像存储与传输系统 内容：CR、DR、CT、MRI、US、病理、内窥镜等 RIS : 1990（radiology information system） 放射科信息系统 功能：分诊， 电子报告，查询，信息管理，设备利用率，工作量，完成金额等 HIS（hospital information system） 医院信息系统 RIMS，RIS，PACS，MIIMS，LIS，PIS，M

12、edical Archiving System LIS、PIS,医学影像学任务与发展趋势,33,CT,MR,DSA,ECT,DR&FX,Radiotherapy,DICOM Printer,DICOM Network,DICOM Modalities,Content Addressable Storage,Online Storage,Clinical Browser,DR,PET,US,2CL-Color 28x C-RA1000 Workstations,1BP-3M Grayscale ?x C-RA1000 Workstations,2BP-5M Grayscale ?x C-RA10

13、00 Workstations,4BP-Grayscale 1x C-RA1000 Workstations,2BP-Grayscale 4x C-RA1000 Workstations,RIS,PACS Core,Film Printer,医学影像学任务与发展趋势,34,医学影像学发展趋势,信息阅读与分析载体变化 显示器技术改进 CRT CCD LED 分辨率：1M 3M5M 体积、亮度、视力保护 固定、台式 移动、便携式（笔记本、掌上电脑） 图像后处理：固定模式 个性化模式 软片技术改进 黑白 彩色、无毒 胶片、纸质载体 电子载体（光盘、U盘）,医学影像学任务与发展趋势,35,医学影像学发

14、展趋势,图像数据解读方式发生变化 硬读片 软读片 模糊读取 量化读取 人工读取 计算机辅助读取（CAD）,医学影像学任务与发展趋势,36,医学影像学发展趋势,信息类型变化 宏观（结构） 微观（细胞、分子） 静态 动态 单维度 多维度,MRI / CT/ PET-CT,免疫组化,荧光检测,医学影像学任务与发展趋势,37,医学影像学发展趋势,影像设备类型变化 现有设备改造，获取更多信息 CT：单排双排16排320排 MR：0.15T1.0T3.0T18.4T 检查技术改进：序列优化、新序列 研发新设备，探索未知信息 X线：CR/DR、CT、DSA. 磁场：MR、脑磁图. 超声：A超、B超、M超、D

15、超. 核素：射线、射线. 红外线 可见光CT ？,医学影像学任务与发展趋势,38,医学影像学发展趋势,图像/信息融合技术 优势互补 获取新信息 PET/CT、PET/MR、PET/CT/MR,医学影像学任务与发展趋势,39,医学影像学发展趋势,大数据处理 影像/临床/病理/检验信息整合与关联 岛式数据联接与整合 信息相关性 预测潜在危险性 影像“价值”数据的新开发与再挖掘 弹性成像、流速测量、张力成像 温度、黏滞度、柔软度 .功能成像 组织成分分析,医学影像学任务与发展趋势,40,医学影像学发展趋势,自助式影像三维后处理-个性化 影像学科提供详细、合理数据 临床医生根据需要自助进行三维重建 实

16、时重建 “多模态”重建 工作站、PC机、掌上电脑.,医学影像学任务与发展趋势,41,医学影像学发展趋势,3D打印 疾病模型打印 诊断、治疗设计与实施 教学 人体器官或结构打印：修复、植入、替代 假肢：美国有约200万人使用3D打印假肢 助听器 齿科手术模板 左心耳（杭州师范大学附属医院） 脊椎（青岛大学附属医院骨科） ,医学影像学任务与发展趋势,42,医学影像学发展趋势,关注电离辐射 辐射剂量 胸片：0.20.9mSv 上腹部常规平扫：2.37mSv4.41mSv 动态增强扫描：（2.4mSv4.5mSv）X 3-高辐射检查 国家标准 排险作业人员：每年100mSv，可致不孕；500mSv，WBC下降,医学影像学任务与发展趋势,43,医学影像学任务与发展趋势,44,降低辐射剂量措施 合理使用影像学检查，减少检查次数 检查时提供防护 使用低剂量技术：ASIR，iDOSE，S