淺談醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的現(xiàn)在與未來論文范文
雖然東西方由于思維方式的不同導(dǎo)致研究人體健康與外界聯(lián)系及病理機(jī)制的宏觀微觀順序不同，但在不遠(yuǎn)的將來中西醫(yī)實(shí)踐的豐富經(jīng)驗(yàn)的積累和理論的形成必將誕生新的醫(yī)學(xué)---------人類醫(yī)學(xué)。下面是小編為你帶來的 淺談醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的現(xiàn)在與未來論文范文，歡迎閱讀。
【摘 要】隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,醫(yī)學(xué)影像技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域中的地位將更為重要。本文談了醫(yī)學(xué)影像技術(shù)發(fā)展史,總結(jié)了近年來取得的新進(jìn)展。
【關(guān)鍵詞】醫(yī)學(xué)影像技術(shù)
醫(yī)學(xué)影像技術(shù)主要是應(yīng)用工程學(xué)的概念及方法,并基于工程學(xué)原理發(fā)展起來的一種技術(shù),其實(shí)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)還是醫(yī)學(xué)物理的重要組成部分,它是用物理學(xué)的概念和方法及物理原理發(fā)展起來的先進(jìn)技術(shù)手段。醫(yī)學(xué)影像信息包括傳統(tǒng)X線、CT、MRI、超聲、同位素、電子內(nèi)窺鏡和手術(shù)攝影等影像信息。它們是窺測(cè)人體內(nèi)部各組織,臟器的形態(tài),功能及診斷疾病的重要方法。隨著醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展,以膠片為主要方式的顯示、存儲(chǔ)、傳遞X-ray攝像技術(shù)已不能滿足臨床診斷和治療發(fā)展的需求,醫(yī)療設(shè)備的數(shù)字化要求日益強(qiáng)烈,全數(shù)字化放射學(xué)、圖像導(dǎo)引和遠(yuǎn)程放射醫(yī)學(xué)將是放射醫(yī)學(xué)影像發(fā)展的必然趨勢(shì)。
1 傳統(tǒng)攝影技術(shù)在摸索中進(jìn)行
1.1 計(jì)算機(jī)X線攝影
X射線是發(fā)展最早的圖像裝置。它在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用使醫(yī)生能觀察到人體內(nèi)部結(jié)構(gòu),這為醫(yī)生進(jìn)行疾病診斷提供了重要的信息。在1895年后的幾十年中,X射線攝影技術(shù)有不少的發(fā)展,包括使用影像增強(qiáng)管、增感屏、旋轉(zhuǎn)陽極X射線管及斷層攝影等。但是,由于這種常規(guī)X射線成像技術(shù)是將三維人體結(jié)構(gòu)顯示在二維平面上,加之其對(duì)軟組織的診斷能力差,使整個(gè)成像系統(tǒng)的性能受到限制。從50年代開始,醫(yī)學(xué)成像技術(shù)進(jìn)入一個(gè)革命性的發(fā)展時(shí)期,新的成像系統(tǒng)相繼出現(xiàn)。70年代早期,由于計(jì)算機(jī)斷層技術(shù)的出現(xiàn)使飛速發(fā)展的醫(yī)學(xué)成像技術(shù)達(dá)到了一個(gè)高峰。到整個(gè)80年代,除了X射線以外,超聲、磁共振、單光子、正電子等的斷層成像技術(shù)和系統(tǒng)大量出現(xiàn)。這些方法各有所長,互相補(bǔ)充,能為醫(yī)生做出確切診斷,提供愈來愈詳細(xì)和精確的信息。在醫(yī)院全部圖像中X射線圖像占80%,是目前醫(yī)院圖像的主要來源。在本世紀(jì)50年代以前,X射線機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,圖像分辨率也較低。在50年代以后, 分辨率與清晰度得到了改善,而病人受照射劑量卻減小了。時(shí)至今日,各種專用X射線機(jī)不斷出現(xiàn),X光電視設(shè)備正在逐步代替常規(guī)的X射線透視設(shè)備,它既減輕了醫(yī)務(wù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,降低了病人的X線劑量;又為數(shù)字圖像處理技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)造了條件。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展數(shù)字成像技術(shù)越來越廣泛地代替?zhèn)鹘y(tǒng)的屏片攝影現(xiàn)階段,用于數(shù)字?jǐn)z影的探測(cè)系統(tǒng)有以下幾種: (1)存儲(chǔ)熒光體增感屏[計(jì)算機(jī)X射線攝影系統(tǒng)(computer Radiography.CR)]。
(2)硒鼓探測(cè)器。(3)以電荷耦合技術(shù)(charge Coupled Derices.CCD)為基礎(chǔ)的探測(cè)器 。(4)平板探測(cè)器(Flat panel Detector)a:直接轉(zhuǎn)換(非晶體硒)b:非直接轉(zhuǎn)換(閃爍晶體)。這些系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、遙控化和明室化,減少了操作者的輻射損傷。
1.2 X-CT
CT的問世被公認(rèn)為倫琴發(fā)現(xiàn)X射線以來的重大突破,因?yàn)樗麡?biāo)志了醫(yī)學(xué)影像設(shè)備與計(jì)算機(jī)相結(jié)合的里程碑。這種技術(shù)有兩種模式,一種是所謂“先到斷層成像”(FAT),另一種模式是“光子遷移成像”(PMI)。
1.3 磁共振成像
核磁共振成像,現(xiàn)稱為磁共振成像。它無放射線損害,無骨性偽影,能多方面、多參數(shù)成像,有高度的軟組織分辨能力,不需使用對(duì)比劑即可顯示血管結(jié)構(gòu)等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。
1.4 數(shù)字減影血管造影
它是利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將造影部位注射造影劑的透視影像轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式貯存于記憶盤中,稱作蒙片。然后將注入造影劑后的造影區(qū)的透視影像也轉(zhuǎn)換成數(shù)字,并減去蒙片的數(shù)字,將剩余數(shù)字再轉(zhuǎn)換成圖像,即成為除去了注射造影劑前透視圖像上所見的骨骼和軟組織影像,剩下的只是清晰的純血管造影像。
2 數(shù)字化攝影技術(shù)
數(shù)字X射線攝影的成像技術(shù)包括成像板技術(shù)、平行板檢測(cè)技術(shù)和采用電荷耦合器或CMOS器件以及線掃描等技術(shù)。成像板技術(shù)是代替?zhèn)鹘y(tǒng)的膠片增感屏來照相,然后記錄于膠片的一種方法。平行板檢測(cè)技術(shù)又可分為直接和間接兩種結(jié)構(gòu)類型。直接FPT結(jié)構(gòu)主要是由非品硒和薄膜半導(dǎo)體陣列構(gòu)成的平板檢測(cè)器。間接FPT結(jié)構(gòu)主要是由閃爍體或熒光體層加具有光電二極管作用的非品硅層在加TFT陣列構(gòu)成的平板檢測(cè)器。電荷耦合器或CMOS器件以及線掃描等技術(shù)結(jié)構(gòu)上包括可見光轉(zhuǎn)換屏,光學(xué)系統(tǒng)和CCD或CMOS。
3 成像的快捷閱讀
由于成像方法的改進(jìn),除了在成像質(zhì)量方面有明顯提高外,圖像數(shù)量也急劇增加。例如隨著多層CT的問世,每次CT檢查的圖像可多達(dá)千幅以上,因此,無法想象用傳統(tǒng)方法能讀取這些圖像中蘊(yùn)含的動(dòng)態(tài)信息。這時(shí)在顯示器上進(jìn)行的“軟閱讀”正在逐漸顯示出其無可比擬的優(yōu)越性。軟拷貝閱讀是指在工作站圖像顯示屏上觀察影像,就X線攝影而言這種閱讀方式能充分利用數(shù)字影像大得多的動(dòng)態(tài)范圍,獲取豐富的診斷信息。
4 PACS的廣闊發(fā)展空間
隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,現(xiàn)有醫(yī)學(xué)影像設(shè)備延續(xù)了幾十年的數(shù)據(jù)采集和成像方式,已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展和臨床醫(yī)生的需求。PACS系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。PACS系統(tǒng)是圖像的存儲(chǔ)、傳輸和通訊系統(tǒng),主要應(yīng)用于醫(yī)學(xué)影像圖像和病人信息的實(shí)時(shí)采集、處理、存儲(chǔ)、傳輸,并且可以與醫(yī)院的醫(yī)院信息管理系統(tǒng)放射信息管理系統(tǒng)等系統(tǒng)相連,實(shí)現(xiàn)整個(gè)醫(yī)院的無膠片化、無紙化和資源共享,還可以利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程會(huì)診,或國際間的信息交流。PACS系統(tǒng)的產(chǎn)生標(biāo)志著網(wǎng)絡(luò)影像學(xué)和無膠片時(shí)代的到來。完整的PACS系統(tǒng)應(yīng)包含影像采集系統(tǒng),數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、管理,數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),影像的分析和處理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是整個(gè)PACS系統(tǒng)的核心,是決定系統(tǒng)質(zhì)量的關(guān)鍵部分,可將各種不同成像系統(tǒng)生成的圖象采入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。由于醫(yī)學(xué)圖像的數(shù)據(jù)量非常大,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法的選擇至關(guān)重要。光盤塔、磁帶庫、磁盤陳列等都是目前較好的存儲(chǔ)方法。數(shù)據(jù)傳輸主要用于院內(nèi)的急救、會(huì)診,還有可以通過互聯(lián)網(wǎng)、微波等技術(shù),以數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷。影像的分析和處理系統(tǒng)是臨床醫(yī)生、放射科醫(yī)生直接使用的工具,它的功能和質(zhì)量對(duì)于醫(yī)生利用臨床影像資源的.效率起了決定作用。綜上所述,PACS技術(shù)可分為三個(gè)階段,(1)用戶查找數(shù)據(jù)庫;(2)數(shù)據(jù)查找設(shè)備;(3)圖像信息與文本信息主動(dòng)尋找用戶。
5 技術(shù)----分子影像
隨著醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的飛速發(fā)展,在今天已具有顯微分辨能力,其可視范圍已擴(kuò)展至細(xì)胞、分子水平,從而改變了傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)影像學(xué)只能顯示解剖學(xué)及病理學(xué)改變的形態(tài)顯像能力。由于與分子生物學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科相互交叉融合,奠定了分子影像學(xué)的物質(zhì)基礎(chǔ)。Weissleder氏于1999年提出了分子影像學(xué)的概念:活體狀態(tài)下在細(xì)胞及分子水平應(yīng)用影像學(xué)對(duì)生物過程進(jìn)行定性和定量研究。
分子成像的出現(xiàn),為新的醫(yī)學(xué)影像時(shí)代到來帶來曙光。基因表達(dá)、治療則為徹底治愈某些疾病提供可能,因此目前全世界都在致力于研究、開創(chuàng)分子影像與基因治療,這就是21世紀(jì)的影像學(xué)。 新的醫(yī)學(xué)影像的觀察要超出目前的解剖學(xué)、病理學(xué)概念,要深入到組織的分子、原子中去。其關(guān)鍵是借助神奇的探針--即分子探針。到目前為止,分子影像學(xué)的成像技術(shù)主要包括MRI、核醫(yī)學(xué)及光學(xué)成像技術(shù)。一些有識(shí)之士認(rèn)為;由于診治兼?zhèn)涞慕槿敕派鋵W(xué)已深入至分子生物學(xué)的層面,因此,分子影像學(xué)應(yīng)包括分子水平的介入放射學(xué)研究。
6 學(xué)科的交叉結(jié)合
交叉學(xué)科、邊緣學(xué)科是當(dāng)今科學(xué)發(fā)展的趨勢(shì)。影像技術(shù)學(xué)最鄰近的學(xué)科應(yīng)為影像診斷學(xué)。前者致力于解決信息的獲取、存儲(chǔ)、傳輸、管理及研發(fā)新的技術(shù)方法;后者則將信息與知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)結(jié)合,著重于信息的內(nèi)容,根據(jù)影像做出正常解剖結(jié)構(gòu)的辨認(rèn)及病變的診斷。兩者相輔相成,互為依托。所以,影像技術(shù)學(xué)的發(fā)展離不開影像診斷學(xué)更密切地溝通與結(jié)合將為提高、拓展原有成像方式及開辟新的成像方式做出有益的貢獻(xiàn)。醫(yī)用影像診斷裝置用于詳細(xì)地觀察人體內(nèi)部各器官的結(jié)構(gòu),找出病灶的位置毫克大小,有的還可以進(jìn)行器
官功能的判斷 。還有醫(yī)用影像診斷裝備情況,已成了衡量醫(yī)院現(xiàn)代化水平的標(biāo)志。
7 淺談醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的下一個(gè)熱點(diǎn)
醫(yī)療保健事業(yè)在經(jīng)濟(jì)上的窘迫使得90年代以來,成為一個(gè)沒有大規(guī)模推廣一種新的影像技術(shù)的、相對(duì)沉寂的時(shí)期,延續(xù)了一些現(xiàn)有影像技術(shù)的發(fā)展,使得他們中至今還沒有一種影像技術(shù)能對(duì)影像學(xué)產(chǎn)生巨大的影響。隨著科技的發(fā)展,最近逐漸發(fā)展起來的一批有希望的影像技術(shù)。如:磁共振譜(MRS),正電子發(fā)射成像(PET)單光子發(fā)射成像(SPECT),阻抗成像(EIT)和光學(xué)成像(OCT或NRI)。他們有可能很快成為大規(guī)模應(yīng)用的影像技術(shù),將為腦、肺、乳房及其他部位的成像提供新的信息。
7.1 磁源成像
人體體內(nèi)細(xì)胞膜內(nèi)外的離子運(yùn)動(dòng)可形成生物電流。這種生物電流可產(chǎn)生磁現(xiàn)象,檢測(cè)心臟或腦的生物電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)可以得到心磁圖或腦磁圖。這類磁現(xiàn)象可反映出電子活動(dòng)發(fā)生的深度,攜帶有人體組織和器官的大量信息。
7.2 PET和SPECT
單光子發(fā)射成像(SPECT)和正電子成像(PET)是核醫(yī)學(xué)的兩種CT技術(shù)。由于它們都是接受病人體內(nèi)發(fā)射的射線成像,故統(tǒng)稱為發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層成像(ECT)。ECT依據(jù)核醫(yī)學(xué)的放射性示蹤原理進(jìn)行體內(nèi)診斷,要在人體中使用放射性核素。ECT存在的主要問題是空間分辨率低。最近的技術(shù)發(fā)展可能促進(jìn)推廣ECT的應(yīng)用。
7.3 阻抗成像(EIT)
EIT是通過對(duì)人體加電壓,測(cè)量在電極間流動(dòng)的電流,得到組織電導(dǎo)率變化的圖像。 目的在于形成對(duì)體內(nèi)某點(diǎn)阻抗的估計(jì)。這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是,所采用的電流對(duì)人體是無害的,因而對(duì)成像對(duì)象無任何限制。這種技術(shù)的時(shí)間分辨率很好,因而可連續(xù)監(jiān)測(cè)實(shí)際的應(yīng)用,已實(shí)現(xiàn)以視頻幀速的醫(yī)用EIT的實(shí)驗(yàn)樣機(jī)。
7.4 光學(xué)成像(OTC或NIR)
近期的一些實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展表明,光學(xué)成像有可能在最近幾年內(nèi)發(fā)展成為一種能真正用于臨床的影像設(shè)備。它的優(yōu)點(diǎn)是:光波長的輻射是非離子化的,因而對(duì)人體是無傷害的,可重復(fù)曝光;它們可區(qū)分那些在光波長下具有不同吸收與散射,但不能由其它技術(shù)識(shí)別的軟組織;天然色團(tuán)所特有的吸收使得能夠獲得功能信息。它正在開辟它的臨床領(lǐng)域。
7.5 MRS
MRS是一種無創(chuàng)研究人體組織生理化的極有用的工具。它所得到的生化信息可與人體組織代謝相關(guān)聯(lián),并表明它正常組織的方式有差別。目前MRS還沒有常規(guī)用于臨床,但已有大量技術(shù)正在進(jìn)行正式適用。
上述的幾個(gè)先進(jìn)的技術(shù),究竟哪一個(gè)能成為醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的熱點(diǎn),我們認(rèn)為應(yīng)要有最大效益、安全和經(jīng)濟(jì)是最為重要的。在逝去的20世紀(jì),醫(yī)學(xué)影像技術(shù)經(jīng)歷了從孕育、成長到發(fā)展的過程,回顧過去可以斷言它在防治人類疾病及延長平均壽命方面是功不可沒的。在一切“以人類為本”的21世紀(jì)中,人們將繼續(xù)用醫(yī)學(xué)影像技術(shù)來為人們的健康服務(wù)。
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