淺談醫學影像技術的認識及展望

張景臻

摘要：醫學影像技術在近一百年來不斷發展，特別是近年來發展迅速。從魯欽發現x射線到第一代x射線膠片，隨著CT、MRI、介入放射學等影像學技術、影像學診斷和影像學治療的出現，醫學影像學經歷了從無到有、從小到大的快速快速發展過程。當前，醫學影像技術已經進入了一個數字影像的新時代。醫學影像技術的發展反映并指導著臨床醫學在診斷、治療和診斷方面的進步。醫學成像技術的發展，在某種意義上熱趨勢代表了醫學發展的趨勢，促進了醫學的發展，特別是介入放射學的出現，使輻射的診斷從純粹的進化對于診斷和治療的雙重功能，在醫學領域一個重要的角色，與內部和外部，尤其是臨床學科。展望21世紀，醫學影像學必將得到更快、更好、更全面的發展，為人類健康做出更大的貢獻。

關鍵詞：醫學影像技術;認識;展望

中圖分類號：TU 文獻標識碼：A 文章編號：（2021）-06-180

引言

醫學影像技術主要是應用工（程）學的概念及方法，并基于工（程）學原理發展起來的一種技術手段（包括原理、方法、裝置及程序），其實醫學影像技術還是醫學物理的重要組成部分，它是用物理學的概念和方法及物理原理發展起來的先進技術手段。醫學影像信息包括傳統X線、CT、MRI、超聲、同位素、電子內窺鏡和手術攝影等影像信息。它們是窺測人體內部各組織，臟器的形態，功能及診斷疾病的重要方法。隨著醫療衛生事業的發展，以膠片為主要方式的顯示、存儲、傳遞X-ray攝像技術已不能滿足臨床診斷和治療發展的需求，醫療設備的數字化要求日益強烈，全數字化放射學、圖像導引和遠程放射醫學將是放射醫學影像發展的必然趨勢。

1.醫學影像學發展新形勢有著不斷的發展

在新世紀，知識與經濟的全球化和可持續發展將成為人類社會和經濟發展的主流。其中，生命科學和信息科學將是跨世紀科學發展的主要學科。現代醫學是循證醫學，醫學影像學包涵了多種影像檢查、治療手段，已成為臨床最大的證源。值得一提的是，醫學影像學發展的趨勢是多種影像檢查手段的融合和優化選擇。此外，醫學影像學專業內部也需要信息交流和相互融合。

1.1X-CT 的發展

CT的問世被公認為倫琴發現X射線以來的重大突破，因為他標志了醫學影像設備與計算機相結合的里程碑。其主要特點是橫切面、斷層成像、數字影像，使X線的重疊影像成為層面圖像，并可用CT值測量人體組織密度。多年來，CT成像技術的發展一直圍繞解決掃描速度、清晰度及掃描范圍的和諧發展，最終多層（排）螺旋CT機的出現使三者得到了完美的體現。其優點是：

（1）掃描速度提高了2～6倍，檢查效率提高了10%。

（2）清晰度大大提高。

（3）比單層螺旋CT掃描信息量提高了2～4倍，尤其利于觀察微小病灶。

（4）節省了X線管的損耗，增強掃描可節省造影劑用量，和單層螺旋掃描比X線劑量減少。正是由于使用了多層面采集和成像技術，有效地解決了掃描速度薄層和大范圍的矛盾。今天，多層螺旋 CT機已發展到64層（排），更有利三維立體影像成像、虛擬影像成像和 CT血管成像，并且更多地被用于臨床疾病的篩選，也會進一步發現微小的病灶，特別是臨床癥狀不明顯而被忽略的病灶，進而有利于治療效果的提高。另外，超高速CT（VFCT）將用于臨床，它用電子束代替X線，以極快的速度完成掃描，尤其適用于動態器官的掃描，使肺門部、心臟及大血管的影像質量進一步提高。未來的CT將是容積CT，隨著探測器數量和材料的改進、計算機技術的提高、檢出器的復數化排列，容積數據采集將會有更大的進步;數據量大，分辨率高，虛擬現實技術，這些新技術相加并用于臨床，將會為CT的臨床應用開辟更廣闊的領域。

1.2數字化大影像學發展

醫院數字化建設是電子工業、計算機技術和醫學結合的產物，它是影像學發展的必然，也是整個科學發展的必然。科學發展到今天，電子信息、計算機技術都得到了充分發展，它們結合的產物是現在數字化影像發展的起源和基礎。數字化影像學的主要優點表現為：能將模擬死圖像變成可再用或數據，進一步將二維的平面圖像變成多維的立體圖像;可以使影像定量診斷成為可能;徹底改變了傳統的醫學影像視觀、使用、存儲和管理方式。

數字化影像是把過去的模擬圖像變成了可再用的數據。過去，醫院給病人的是一張X光片，它只能記錄病人在當前條件下的影像，不能通過它看到新的東西。而數字化把影像變成一種活的數據，能把過去二維的平面圖像變成多維的立體圖像，從過去的只有一個平面和長寬變成了一個長、寬、高或者前后、左右、上下的立體圖像。

1.3數字化攝影技術逐漸成熟

數字X射線攝影的成像技術包括成像板技術、平行板檢測技術和采用電荷耦合器或CMOS器件以及線掃描等技術。成像板技術是代替傳統的膠片增感屏來照相，然后記錄于膠片的一種方法。平行板檢測技術又可分為直接和間接兩種結構類型。直接FPT結構主要是由非品硒和薄膜半導體陣列構成的平板檢測器。間接FPT結構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陣列構成的平板檢測器。

1.4圖形融合技術

由于各種醫學成像設備原理不同，反映的信息也各有側重，并且具有應用上的互補性。如x線 CT等的成像只對人體骨組織影像成像清晰，而對脂肪、肌肉、血管等則清晰度不好。PET能很好地獲取功能和代謝信息，但空間分辨率較低、組織對比分辨率更低將高分辨率CT或MRI影像與之融合利于定位和診斷數字減影血管造影（DSA）較CT MRI更能清楚地顯示顱內細小血管的分支，但不能顯示周圍結構，尤其是血和的病變的關系，可見單純從一種成像模式所獲得的信息是全面的，這導致了融合技術的產生。

1.5核磁共振技術

利用人體內部大量的氫質子所形成的雜亂無章的小磁矩在強大的靜磁場和射頻脈沖激勵下而發生進動，出現馳豫現象，當射頻脈沖撤離后，氫質子即將射頻脈沖所提供的激勵能量釋放出來，這種釋放出來的無線電信號被體外的接收線圈所接收并轉化為相應的灰度，從而獲取不同的斷層影像。由于核磁共振成像建立于分子量級的基礎之上，換句話說，MRI成像的清晰度遠遠超過了CT圖像。因而 MRI 成像設備是目前醫學成像領域中最先進的成像設備，也是一種能發現早期癌變的唯一成像設備。

2.醫學影像技術的展望

2.1阻抗成像（EIT）

EIT是通過對人體加電壓，測量在電極間流動的電流，得到組織電導率變化的圖像。 目的在于形成對體內某點阻抗的估計。這種技術的優點是，所采用的電流對人體是無害的，因而對成像對象無任何限制。這種技術的時間分辨率很好，因而可連續監測實際的應用，已實現以視頻幀速的醫用EIT的實驗樣機。

2.2光學成像（OTC或NIR）

近期的一些實質性的進展表明，光學成像有可能在最近幾年內發展成為一種能真正用于臨床的影像設備。它的優點是：光波長的輻射是非離子化的，因而對人體是無傷害的，可重復曝光;它們可區分那些在光波長下具有不同吸收與散射，但不能由其它技術識別的軟組織;天然色團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域。

3.結束語

醫學影像技術學作為發展最快的學科之一，新設備、新技術推動其更快地向前發展。醫學影像技術學的優勢及臨床應用價值得到臨床醫師的廣泛認可。醫學影像技術人員需不斷地更新知識，提升專業能力，參與新技術、新設備臨床應用的相關研究，提高圖像質量、加快掃描速度、降低CT輻射劑量，獲得定量和定性資料，解決更多的臨床問題，更好地為患者提供醫療服務。

參考文獻

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