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文档简介
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
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