淺談醫學(xué)影像技術(shù)的現在與未來(lái)論文范文
雖然東西方由于思維方式的不同導致研究人體健康與外界聯(lián)系及病理機制的宏觀(guān)微觀(guān)順序不同，但在不遠的將來(lái)中西醫實(shí)踐的豐富經(jīng)驗的積累和理論的形成必將誕生新的醫學(xué)---------人類(lèi)醫學(xué)。下面是小編為你帶來(lái)的 淺談醫學(xué)影像技術(shù)的現在與未來(lái)論文范文，歡迎閱讀。
【摘 要】隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,醫學(xué)影像技術(shù)在醫療領(lǐng)域中的地位將更為重要。本文談了醫學(xué)影像技術(shù)發(fā)展史,總結了近年來(lái)取得的新進(jìn)展。
【關(guān)鍵詞】醫學(xué)影像技術(shù)
醫學(xué)影像技術(shù)主要是應用工程學(xué)的概念及方法,并基于工程學(xué)原理發(fā)展起來(lái)的一種技術(shù),其實(shí)醫學(xué)影像技術(shù)還是醫學(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(lái)的先進(jìn)技術(shù)手段。醫學(xué)影像信息包括傳統X線(xiàn)、CT、MRI、超聲、同位素、電子內窺鏡和手術(shù)攝影等影像信息。它們是窺測人體內部各組織,臟器的形態(tài),功能及診斷疾病的重要方法。隨著(zhù)醫療衛生事業(yè)的發(fā)展,以膠片為主要方式的顯示、存儲、傳遞X-ray攝像技術(shù)已不能滿(mǎn)足臨床診斷和治療發(fā)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(xué)、圖像導引和遠程放射醫學(xué)將是放射醫學(xué)影像發(fā)展的必然趨勢。
1 傳統攝影技術(shù)在摸索中進(jìn)行
1.1 計算機X線(xiàn)攝影
X射線(xiàn)是發(fā)展最早的圖像裝置。它在醫學(xué)上的應用使醫生能觀(guān)察到人體內部結構,這為醫生進(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(xiàn)攝影技術(shù)有不少的發(fā)展,包括使用影像增強管、增感屏、旋轉陽(yáng)極X射線(xiàn)管及斷層攝影等。但是,由于這種常規X射線(xiàn)成像技術(shù)是將三維人體結構顯示在二維平面上,加之其對軟組織的診斷能力差,使整個(gè)成像系統的性能受到限制。從50年代開(kāi)始,醫學(xué)成像技術(shù)進(jìn)入一個(gè)革命性的發(fā)展時(shí)期,新的成像系統相繼出現。70年代早期,由于計算機斷層技術(shù)的出現使飛速發(fā)展的醫學(xué)成像技術(shù)達到了一個(gè)高峰。到整個(gè)80年代,除了X射線(xiàn)以外,超聲、磁共振、單光子、正電子等的斷層成像技術(shù)和系統大量出現。這些方法各有所長(cháng),互相補充,能為醫生做出確切診斷,提供愈來(lái)愈詳細和精確的信息。在醫院全部圖像中X射線(xiàn)圖像占80%,是目前醫院圖像的主要來(lái)源。在本世紀50年代以前,X射線(xiàn)機的結構簡(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(zhuān)用X射線(xiàn)機不斷出現,X光電視設備正在逐步代替常規的X射線(xiàn)透視設備,它既減輕了醫務(wù)人員的勞動(dòng)強度,降低了病人的X線(xiàn)劑量;又為數字圖像處理技術(shù)的應用創(chuàng )造了條件。隨著(zhù)計算機的發(fā)展數字成像技術(shù)越來(lái)越廣泛地代替傳統的屏片攝影現階段,用于數字攝影的探測系統有以下幾種: (1)存儲熒光體增感屏[計算機X射線(xiàn)攝影系統(computer Radiography.CR)]。
(2)硒鼓探測器。(3)以電荷耦合技術(shù)(charge Coupled Derices.CCD)為基礎的探測器 。(4)平板探測器(Flat panel Detector)a:直接轉換(非晶體硒)b:非直接轉換(閃爍晶體)。這些系統實(shí)現了自動(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(wèn)世被公認為倫琴發(fā)現X射線(xiàn)以來(lái)的重大突破,因為他標志了醫學(xué)影像設備與計算機相結合的里程碑。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,現稱(chēng)為磁共振成像。它無(wú)放射線(xiàn)損害,無(wú)骨性偽影,能多方面、多參數成像,有高度的軟組織分辨能力,不需使用對比劑即可顯示血管結構等獨特的優(yōu)點(diǎn)。
1.4 數字減影血管造影
它是利用計算機系統將造影部位注射造影劑的透視影像轉換成數字形式貯存于記憶盤(pán)中,稱(chēng)作蒙片。然后將注入造影劑后的造影區的透視影像也轉換成數字,并減去蒙片的數字,將剩余數字再轉換成圖像,即成為除去了注射造影劑前透視圖像上所見(jiàn)的骨骼和軟組織影像,剩下的只是清晰的純血管造影像。
2 數字化攝影技術(shù)
數字X射線(xiàn)攝影的成像技術(shù)包括成像板技術(shù)、平行板檢測技術(shù)和采用電荷耦合器或CMOS器件以及線(xiàn)掃描等技術(shù)。成像板技術(shù)是代替傳統的膠片增感屏來(lái)照相,然后記錄于膠片的一種方法。平行板檢測技術(shù)又可分為直接和間接兩種結構類(lèi)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。電荷耦合器或CMOS器件以及線(xiàn)掃描等技術(shù)結構上包括可見(jiàn)光轉換屏,光學(xué)系統和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,圖像數量也急劇增加。例如隨著(zhù)多層CT的問(wèn)世,每次CT檢查的圖像可多達千幅以上,因此,無(wú)法想象用傳統方法能讀取這些圖像中蘊含的動(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(wú)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(guān)察影像,就X線(xiàn)攝影而言這種閱讀方式能充分利用數字影像大得多的動(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(zhù)計算機和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的飛速發(fā)展,現有醫學(xué)影像設備延續了幾十年的數據采集和成像方式,已經(jīng)遠遠無(wú)法滿(mǎn)足現代醫學(xué)的發(fā)展和臨床醫生的需求。PACS系統應運而生。PACS系統是圖像的存儲、傳輸和通訊系統,主要應用于醫學(xué)影像圖像和病人信息的實(shí)時(shí)采集、處理、存儲、傳輸,并且可以與醫院的醫院信息管理系統放射信息管理系統等系統相連,實(shí)現整個(gè)醫院的無(wú)膠片化、無(wú)紙化和資源共享,還可以利用網(wǎng)絡(luò )技術(shù)實(shí)現遠程會(huì )診,或國際間的信息交流。PACS系統的產(chǎn)生標志著(zhù)網(wǎng)絡(luò )影像學(xué)和無(wú)膠片時(shí)代的到來(lái)。完整的PACS系統應包含影像采集系統,數據的存儲、管理,數據傳輸系統,影像的分析和處理系統。數據采集系統是整個(gè)PACS系統的核心,是決定系統質(zhì)量的關(guān)鍵部分,可將各種不同成像系統生成的圖象采入計算機網(wǎng)絡(luò )。由于醫學(xué)圖像的數據量非常大,數據存儲方法的選擇至關(guān)重要。光盤(pán)塔、磁帶庫、磁盤(pán)陳列等都是目前較好的存儲方法。數據傳輸主要用于院內的急救、會(huì )診,還有可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、微波等技術(shù),以數據的遠距離傳輸,實(shí)現遠程診斷。影像的分析和處理系統是臨床醫生、放射科醫生直接使用的工具,它的功能和質(zhì)量對于醫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(hù)查找數據庫;(2)數據查找設備;(3)圖像信息與文本信息主動(dòng)尋找用戶(hù)。
5 技術(shù)----分子影像
隨著(zhù)醫學(xué)影像技術(shù)的飛速發(fā)展,在今天已具有顯微分辨能力,其可視范圍已擴展至細胞、分子水平,從而改變了傳統醫學(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)等基礎學(xué)科相互交叉融合,奠定了分子影像學(xué)的物質(zhì)基礎。Weissleder氏于1999年提出了分子影像學(xué)的概念:活體狀態(tài)下在細胞及分子水平應用影像學(xué)對生物過(guò)程進(jìn)行定性和定量研究。
分子成像的出現,為新的醫學(xué)影像時(shí)代到來(lái)帶來(lái)曙光�；虮磉_、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(kāi)創(chuàng )分子影像與基因治療,這就是21世紀的影像學(xué)。 新的醫學(xué)影像的觀(guān)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、核醫學(xué)及光學(xué)成像技術(shù)。一些有識之士認為;由于診治兼備的介入放射學(xué)已深入至分子生物學(xué)的層面,因此,分子影像學(xué)應包括分子水平的介入放射學(xué)研究。
6 學(xué)科的交叉結合
交叉學(xué)科、邊緣學(xué)科是當今科學(xué)發(fā)展的趨勢。影像技術(shù)學(xué)最鄰近的學(xué)科應為影像診斷學(xué)。前者致力于解決信息的獲取、存儲、傳輸、管理及研發(fā)新的技術(shù)方法;后者則將信息與知識、經(jīng)驗結合,著(zhù)重于信息的內容,根據影像做出正常解剖結構的辨認及病變的診斷。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(kāi)影像診斷學(xué)更密切地溝通與結合將為提高、拓展原有成像方式及開(kāi)辟新的成像方式做出有益的貢獻。醫用影像診斷裝置用于詳細地觀(guān)察人體內部各器官的結構,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 。還有醫用影像診斷裝備情況,已成了衡量醫院現代化水平的標志。
7 淺談醫學(xué)影像技術(shù)的下一個(gè)熱點(diǎn)
醫療保健事業(yè)在經(jīng)濟上的窘迫使得90年代以來(lái),成為一個(gè)沒(méi)有大規模推廣一種新的影像技術(shù)的、相對沉寂的時(shí)期,延續了一些現有影像技術(shù)的發(fā)展,使得他們中至今還沒(méi)有一種影像技術(shù)能對影像學(xué)產(chǎn)生巨大的影響。隨著(zhù)科技的發(fā)展,最近逐漸發(fā)展起來(lái)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模應用的影像技術(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
人體體內細胞膜內外的離子運動(dòng)可形成生物電流。這種生物電流可產(chǎn)生磁現象,檢測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(lèi)磁現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)是核醫學(xué)的兩種CT技術(shù)。由于它們都是接受病人體內發(fā)射的射線(xiàn)成像,故統稱(chēng)為發(fā)射型計算機斷層成像(ECT)。ECT依據核醫學(xué)的放射性示蹤原理進(jìn)行體內診斷,要在人體中使用放射性核素。ECT存在的主要問(wèn)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的應用。
7.3 阻抗成像(EIT)
EIT是通過(guò)對人體加電壓,測量在電極間流動(dòng)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(diǎn)阻抗的估計。這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是,所采用的電流對人體是無(wú)害的,因而對成像對象無(wú)任何限制。這種技術(shù)的時(shí)間分辨率很好,因而可連續監測實(shí)際的應用,已實(shí)現以視頻幀速的醫用EIT的實(shí)驗樣機。
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發(fā)展成為一種能真正用于臨床的影像設備。它的優(yōu)點(diǎn)是:光波長(cháng)的輻射是非離子化的,因而對人體是無(wú)傷害的,可重復曝光;它們可區分那些在光波長(cháng)下具有不同吸收與散射,但不能由其它技術(shù)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(kāi)辟它的臨床領(lǐng)域。
7.5 MRS
MRS是一種無(wú)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(méi)有常規用于臨床,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)能成為醫學(xué)影像技術(shù)的熱點(diǎn),我們認為應要有最大效益、安全和經(jīng)濟是最為重要的。在逝去的20世紀,醫學(xué)影像技術(shù)經(jīng)歷了從孕育、成長(cháng)到發(fā)展的過(guò)程,回顧過(guò)去可以斷言它在防治人類(lèi)疾病及延長(cháng)平均壽命方面是功不可沒(méi)的。在一切“以人類(lèi)為本”的21世紀中,人們將繼續用醫學(xué)影像技術(shù)來(lái)為人們的健康服務(wù)。
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