现代医学影像学进展课件.ppt

1、现代医学影像学进展现代医学影像学进展影像设备发展影像设备发展n常规常规X线线-数字化数字化nCTnMRInUSnECT/PET/SPECTnPET-CTnPET-MRInPACS综合化综合化精细化精细化数字化数字化功能化功能化智能化智能化影像理念创新影像理念创新影像设备的发展影像设备的发展威廉威廉伦琴（伦琴（Rontgen,W.K.,1845Rontgen,W.K.,18451923)1923)德国物德国物理学家，理学家，1895年，伦琴发现了肉眼看不见的年，伦琴发现了肉眼看不见的X射射线，从线，从 此诊断人体疾患时，便多了能透视肉体的此诊断人体疾患时，便多了能透视肉体的“法眼法眼”。1.1.

2、常规（经典）常规（经典）X X线成像系统线成像系统v影像接收器采用屏影像接收器采用屏/胶结构的形式已有胶结构的形式已有100100多年历史了，随着多年历史了，随着CRCR、DRDR、DDRDDR的的先后出现，屏先后出现，屏/胶结构的影像接收器已胶结构的影像接收器已逐渐由逐渐由CRCR的的IPIP板、板、IDDRIDDR与与DDRDDR的平板接的平板接收器及收器及DDRDDR的扫描接收器所取代。从而的扫描接收器所取代。从而使常规使常规X X线成像正在向数字化方向发展。线成像正在向数字化方向发展。1.1 X1.1 X线数字化技术线数字化技术-CRCRv计 算 机计 算 机 X 线 摄 影线 摄 影

3、(c o m p u t e d radiography,CR)，成像板成像板(IP板板)采集信息采集信息数字化处理数字化处理贮存贮存传传输输成像。成像。CR技术的发明是技术的发明是X线迈线迈向数字化的第一步，使经典向数字化的第一步，使经典X线影线影像的空间和密度分辨力大大提高。像的空间和密度分辨力大大提高。v成像板成像板(IPIP板板)：v向高分辨方向发展，空间分辨率在向高分辨方向发展，空间分辨率在4.05.04.05.0LP(LP(线对线对)/)/mmmm，扫描像素扫描像素1010Pixel/mmPixel/mm，高质量图像可达高质量图像可达4 4K K，已达到或超过已达到或超过X X线胶

4、片的清晰度。线胶片的清晰度。vIPIP板阅读器：板阅读器：v对对IPIP板的阅读实际上就是个图像板的阅读实际上就是个图像的数字化采集过程，阅读器包括的数字化采集过程，阅读器包括两大部分：两大部分：对对IPIP板高速高分辨的板高速高分辨的激光扫描系统和放大与高速机械激光扫描系统和放大与高速机械传送系统。传送系统。1.2 1.2 X X线数字化线数字化-DRDR成像系统成像系统 平板探测器平板探测器(Detector)的发明是实现的发明是实现直 接 数 字 化直 接 数 字 化 X 线 摄 影线 摄 影(d i g i t a l radiography,DR)的关键。从而真正在的关键。从而真正在

5、空间分辨力，密度分辨力以及时间分辨空间分辨力，密度分辨力以及时间分辨上有质的飞越。其过程是：上有质的飞越。其过程是：平板探测器平板探测器采集信息采集信息数字化处理数字化处理成像成像。1.31.3胸部能量减影摄片胸部能量减影摄片 能量减影能量减影(energy subtraction)的原的原理是利用两次不同剂量理是利用两次不同剂量X线对同一部线对同一部位的曝光而获得的图像。根据诊断的位的曝光而获得的图像。根据诊断的需要可显示不同的组织结构如骨骼、需要可显示不同的组织结构如骨骼、软组织或肺等。软组织或肺等。1.4 DSA1.4 DSA技术新进展技术新进展v数字减影血管造影技术数字减影血管造影技术

6、(Digital Sudtraction Angiography:DSA)，具有很高的空间分辨力和密度分辨率。具有很高的空间分辨力和密度分辨率。最新的旋转式最新的旋转式DSA技术可在注射造影技术可在注射造影剂同时旋转线管球和机架，可动态剂同时旋转线管球和机架，可动态显示血管结构并进行显示血管结构并进行3D重建。重建。科马克科马克(A.M.Cormack,1924)美国物理学美国物理学家家v60年代中期。任美国图夫年代中期。任美国图夫茨大学教授的物理学家科马茨大学教授的物理学家科马克发现，人体各种不同组织克发现，人体各种不同组织对对X射线的透过率不同，并射线的透过率不同，并得出了一些计算公式，为

7、得出了一些计算公式，为X射线断层扫描机射线断层扫描机(CT)的发明的发明奠定了理论基础。奠定了理论基础。2.CT技术及其进展技术及其进展 豪斯菲尔德豪斯菲尔德G.N.Housfield,1918 英国电器工程师英国电器工程师v他根据科马克的理论和他根据科马克的理论和计算公式，将电子计算计算公式，将电子计算机技术和机技术和X射线扫描技射线扫描技术结合起来术结合起来,终于在终于在1971年研制出第一台年研制出第一台电子计算机电子计算机X射线断层射线断层扫描仪即扫描仪即CT。19711971年年9 9月月 第一台头颅第一台头颅X线线CT扫描机在英国问世，扫描机在英国问世，由于此项杰出的发由于此项杰出

8、的发明，豪斯菲尔德明，豪斯菲尔德（CT机的设计和制机的设计和制造者）与科马克造者）与科马克（CT算法的发明者）算法的发明者）共同获得了共同获得了1979年度诺贝尔医学和年度诺贝尔医学和生理学奖。生理学奖。CTCT技术进展技术进展-高速化高速化v近年来，随着高热容量近年来，随着高热容量CT管球、高速计管球、高速计算机、高灵敏度探测器和高度精确系统算机、高灵敏度探测器和高度精确系统的出现，的出现，CT扫描速度不断提高，应用领扫描速度不断提高，应用领域不断拓宽。域不断拓宽。从从2424小时小时55分钟分钟55秒秒0.50.5秒秒5050毫秒毫秒v平行移动窄扇型旋转扇型旋转扇平行移动窄扇型旋转扇型旋转

9、扇型固定电子束型固定电子束CTCTCT技术进展技术进展-多排化多排化v螺旋螺旋CTCT使用滑环技术和高热容量使用滑环技术和高热容量CTCT管球，管球，可连续不停地扫描整个需要检查的范围。可连续不停地扫描整个需要检查的范围。v多层多层CTCT在螺旋在螺旋CTCT的基础上，使用多排探的基础上，使用多排探测器矩阵，每一排探测器数据可单独完测器矩阵，每一排探测器数据可单独完成一层图像重建，也可多层探测器数据成一层图像重建，也可多层探测器数据区同完成一层图像重建。区同完成一层图像重建。CTCT技术进展技术进展智能化智能化v在所有的技术改良中，要突出在所有的技术改良中，要突出实现更低的实现更低的X X线剂

10、量、更快的采线剂量、更快的采集与重建速度。更便捷和多样集与重建速度。更便捷和多样的重建处理、更短的病人等候的重建处理、更短的病人等候时间及更好的病人舒适度。时间及更好的病人舒适度。64层螺旋层螺旋CT相关的技术进展相关的技术进展v锥形线束算法锥形线束算法 v降低扫描剂量降低扫描剂量 n（1）智能滤过技术）智能滤过技术 n（2）自动）自动mA调制调制 n（3）自动）自动mA设置设置 n（4）可变速扫描和期相选择性曝光技术）可变速扫描和期相选择性曝光技术 n（5）全自动心电延迟算法）全自动心电延迟算法CTCT设备下一阶段的发展设备下一阶段的发展n1.1.超宽检测器的多层面螺旋超宽检测器的多层面螺旋

11、CTCT：n16排排CTn32排排CTn40排排CTn64排排CTn目前已经研制了目前已经研制了320排的超宽探测器，采排的超宽探测器，采集必将是大范围的容积性信息。集必将是大范围的容积性信息。2.2.平板探测器平板探测器CTCTn正在研发的平板探测器正在研发的平板探测器CT，目前由目前由于产品尚未定型，相应的扫描技术于产品尚未定型，相应的扫描技术与参数尚不能明确，正在研发当中。与参数尚不能明确，正在研发当中。3.3.核磁共振核磁共振-历史历史v2020世纪世纪3030年代：年代：物理学家伊西多物理学家伊西多拉拉比比(Isidor Rabi)发现原子核在磁场中发现原子核在磁场中对着磁场呈正向或

12、反向平行排列起来，对着磁场呈正向或反向平行排列起来，而施加无线电波之后，则能使原子核的而施加无线电波之后，则能使原子核的朝向发生翻转。由于这项研究，朝向发生翻转。由于这项研究，拉比拉比于于1944年获得了诺贝尔物理学奖。年获得了诺贝尔物理学奖。v2020世纪世纪4040年代年代v两名美国科学家菲利克斯两名美国科学家菲利克斯布洛赫布洛赫(Felix Bloch)和爱德华和爱德华普塞尔普塞尔(Edward Purcell)分别发现原子核在强磁场中能够吸收无线分别发现原子核在强磁场中能够吸收无线电波的能量，然后重新释放出能量恢复到电波的能量，然后重新释放出能量恢复到原来状态，这段时间被称为原来状态，

13、这段时间被称为“弛豫时间弛豫时间”。为此布洛赫和普塞尔分享为此布洛赫和普塞尔分享19521952年诺贝尔物年诺贝尔物理学奖。理学奖。保罗保罗劳特布尔劳特布尔(1929)美国科学家美国科学家v劳特伯尔得到第一个劳特伯尔得到第一个活体活体(一个蛤蜊一个蛤蜊)的第的第一张一张MRI图像，其研图像，其研究论文于究论文于1973年年3月在英国自然杂月在英国自然杂志上发表志上发表 彼得彼得曼斯菲尔德曼斯菲尔德（1933）英国科英国科学家学家v英国科学家曼斯菲英国科学家曼斯菲尔进一步改进了磁尔进一步改进了磁场梯度法，并对图场梯度法，并对图像做数学分析，从像做数学分析，从而使得而使得NMR能够极能够极快地形成

14、有用的图快地形成有用的图像。像。n v2003年年10月月6日，日，两两位科学家因在核磁共位科学家因在核磁共振成像技术领域的突振成像技术领域的突破性成就而共同分享破性成就而共同分享诺贝尔生理学或医学诺贝尔生理学或医学奖。奖。3.2 MRI 发展趋势发展趋势n3.0T设备趋于普及与实用化设备趋于普及与实用化 n7.0T的设备已开始研制，作为下一代的设备已开始研制，作为下一代MR设备发展的理念之一设备发展的理念之一n开放式磁体的发展趋势开放式磁体的发展趋势 n中场设备的发展趋势中场设备的发展趋势n专用专用MR设备设备 n梯度磁场与切换率梯度磁场与切换率 n线圈线圈4.超 声v1912年用于水年用于

15、水下探测下探测v1956年年A型超型超声用于人体声用于人体vProfessor Ian Donald v当前超声诊断已从单一器官扩大到当前超声诊断已从单一器官扩大到全身，从静态到动态，从定性到定全身，从静态到动态，从定性到定量，从模拟到全数字化，从单参数量，从模拟到全数字化，从单参数到多参数，从二维到三维显示。到多参数，从二维到三维显示。v彩色多普勒血液显示有可能代彩色多普勒血液显示有可能代替创伤性导管检查。替创伤性导管检查。v此外，在超声引导下进行各种此外，在超声引导下进行各种介入诊疗，从而形成了一门新介入诊疗，从而形成了一门新兴的科学兴的科学-介人超声学，使诊介人超声学，使诊断与治疗一体化

16、。断与治疗一体化。超声技术发展超声技术发展v全数字化技术：全数字化技术：数字化声束形成技术；前端数字化数字化声束形成技术；前端数字化或射频信号模数变换技术；宽频探头和宽频技术。或射频信号模数变换技术；宽频探头和宽频技术。v三维超声成像技术三维超声成像技术 ：静态三维超声以空间分辨率静态三维超声以空间分辨率为主，重组各种图像。动态三维超声以时间分辨率为主，重组各种图像。动态三维超声以时间分辨率为主，可以做出为主，可以做出3 3个立体相交平面上的投影图、个立体相交平面上的投影图、F F型型图、俯视图、表面观、透视观和环视观。图、俯视图、表面观、透视观和环视观。5.核医学成像核医学成像-ECT/PE

17、T-CT1896 年：年：Henri Becquerels 发现放射性元发现放射性元素素；1934年：年：人工同位素。人工同位素。19391939年：年：Joseph Gilbert Hamiton，Mayo Soley&Robley Evans发表首篇应用发表首篇应用131I诊断病人的报告，诊断病人的报告，19511951年：年：Benedict Cassen等应用闪烁探测等应用闪烁探测仪进行甲状腺核素检查，仪进行甲状腺核素检查，19531953年：年：Robert Newell首先提出核医学首先提出核医学（nuclear medicine）的概念。的概念。19581958年：年：Hal A

18、nger 照相机问世，照相机问世，19621962年：年：第一台商用的第一台商用的Anger照相机于照相机于Ohio州立大学应用。州立大学应用。上世纪上世纪8080年迄今年迄今 又相继发明又相继发明ECT ECT、SPECT SPECT、PETPET、PetPet/CT,/CT,为功能为功能分子影像学这门新兴学科的形成奠定了坚实的物分子影像学这门新兴学科的形成奠定了坚实的物质基础。特别是质基础。特别是PETPET、PetPet/CT/CT与与MRIMRI影像的有机影像的有机结合将是本世纪医学影像学在思维方式结合将是本世纪医学影像学在思维方式、工作模工作模式以及理念等方面的革命性进步。式以及理念

19、等方面的革命性进步。v(1)1)核医学在心血管病诊断中的应用核医学在心血管病诊断中的应用v20世纪取得了明显进展，如心肌灌注显像，世纪取得了明显进展，如心肌灌注显像，18F-FDG PET代谢显像，心脏受体显像等。代谢显像，心脏受体显像等。本世纪的发展有粥样硬化斑块显像、血栓本世纪的发展有粥样硬化斑块显像、血栓栓塞显像、分子探针显像以及冠状动脉栓塞显像、分子探针显像以及冠状动脉PTCA后预防再狭窄腔内核素显像等。后预防再狭窄腔内核素显像等。v(2)2)核医学在肿瘤学中的应用核医学在肿瘤学中的应用 18F-FDG PET肿瘤显像已从基础研究正肿瘤显像已从基础研究正式用于临床，特别对良恶性鉴别、分

20、期分式用于临床，特别对良恶性鉴别、分期分级、术后有无复发、疗效监测等均有很大级、术后有无复发、疗效监测等均有很大价值。价值。v(3)3)核医学在神经精神方面的应用核医学在神经精神方面的应用v脑血流灌注显像，脑代谢显像如脑血流灌注显像，脑代谢显像如18F-FDG PET和和Pet-CT，脑受体显像等均为核医学脑受体显像等均为核医学显像的研究热点。新世纪核医学显像将在显像的研究热点。新世纪核医学显像将在脑肿瘤、脑血管疾患、脑退行性疾患、精脑肿瘤、脑血管疾患、脑退行性疾患、精神疾患、颠痫以及戒毒等研究方面发挥重神疾患、颠痫以及戒毒等研究方面发挥重要作用。要作用。v(4)4)核医学核医学v在新药的研究

21、开发、临床疗效检测以及在新药的研究开发、临床疗效检测以及药代动力学测定等方面有重要应用价值。药代动力学测定等方面有重要应用价值。医学影像学理念创新医学影像学理念创新v医学影像医学影像学科设置为一级临床学科，与内、外科学科设置为一级临床学科，与内、外科同等级，国外称医学影像学科（同等级，国外称医学影像学科（Medical Imaging Departement）或放射学科（或放射学科（X-ray Departement)但后一称谓越来越少。根据技术但后一称谓越来越少。根据技术特点包括如下门类：特点包括如下门类：n普通普通/经典经典X X线放射学线放射学n断层影像：断层影像：CTCT、MRIMRI

22、、PETPET、PET-CTPET-CTn核医学显像：核医学显像：ECTECT、PETPET、SPECTSPECT等等n超声影像超声影像n以及新出现的成像技术以及新出现的成像技术MEGMEG、近红外成像近红外成像等。等。n在国外发达国家上述影像技术是综合利用的。在国外发达国家上述影像技术是综合利用的。q1.1.综合化（综合化（comprehensivecomprehensive）q2.2.数字化（数字化（digital)digital)q3.3.功能化（功能化（functional)functional)q4.4.分子化（分子化（molecularmolecular）q5.5.信息化信息化(c

23、ommunication)communication)q6.6.诊断与治疗一体化（诊断与治疗一体化（joinedjoined）现代医学影像学的理念创新现代医学影像学的理念创新一、综合化一、综合化（comprehensivecomprehensive）vCT、MRI、PET以及以及PET-CT等高端影像等高端影像技术的出现，使影像医学有了革命性突破。技术的出现，使影像医学有了革命性突破。但这并不等于一种技术代替另一种技术，但这并不等于一种技术代替另一种技术，而是要求人们更好地，合理地综合应用这而是要求人们更好地，合理地综合应用这些技术的各自优势，以达到资源的最大整些技术的各自优势，以达到资源的最

24、大整合和利用。合和利用。1.诊断综合化诊断综合化n现代医学影像学的发展现代医学影像学的发展,给人们诊断疾病提给人们诊断疾病提供了极大的方便的同时供了极大的方便的同时,对人们的诊断水平对人们的诊断水平的要求越来越高的要求越来越高,特别是对各种影像技术和特别是对各种影像技术和诊断的综合运用显得越来越重要。任何一诊断的综合运用显得越来越重要。任何一门学科都不是独立的，只有充分发挥其最门学科都不是独立的，只有充分发挥其最大潜能，才能达到诊断的最优化。大潜能，才能达到诊断的最优化。（1）图像融合（）图像融合（fusion）vA.各种成像技术均有其优劣，图像各种成像技术均有其优劣，图像融合的目的是取长补短

25、融合的目的是取长补短,达最优化达最优化na.信息互补信息互补nb.影像比较影像比较nc.标准化分析标准化分析vB.主要是高分辨率解剖像与低分辨主要是高分辨率解剖像与低分辨率功能像间的融合。率功能像间的融合。nMR解剖像与功能像单模态融合解剖像与功能像单模态融合 信息互补 CTCT解剖像解剖像 PETPET功能像功能像 融合像融合像 影影 像像 比比 较较CT:160 mAs;130 KVp;pitch 1.6;5 mm slicesPET:7.1 mCi FDG;2 x 10 min;3.4 mm slicesCTPET/CTContrast CTPET/CTFebruary 2000;SUV

26、=6June 2000;SUV=3形态与功能的综合形态与功能的综合CT/PET多模态融合多模态融合(2)与其他相关学科的综合 现代医学影像技术的发展与其它学科的现代医学影像技术的发展与其它学科的发展和支持是分不开的。发展和支持是分不开的。首先是计算机学科，以及算法统计数学首先是计算机学科，以及算法统计数学n数字成像、存储及传输数字成像、存储及传输n图像处理分析图像处理分析n智能化分析智能化分析 工程物理学科工程物理学科n新的成像设备开发。如：新的成像设备开发。如：vX线线CR、DR机、打印设备更新。机、打印设备更新。vCT。升级，单排、多排、第五代升级，单排、多排、第五代CT等。等。vMR。高

27、场新序列、特殊线圈开发。高场新序列、特殊线圈开发。生物、生化技术生物、生化技术n分子影像学分子影像学n核医学示踪剂核医学示踪剂n波谱波谱n介入栓塞生物材料介入栓塞生物材料化学、药学学科化学、药学学科n造影剂开发造影剂开发 碘造影剂、碘造影剂、Gd造影剂、铁造影剂、超声造影剂、铁造影剂、超声造影剂造影剂n示踪剂示踪剂n介入栓塞剂介入栓塞剂材料学材料学n新型介入材料开发新型介入材料开发 导管、导丝导管、导丝 栓塞材料：生物材料、化学材料等栓塞材料：生物材料、化学材料等n无磁材料开发无磁材料开发 用于用于MRI生物医学工程生物医学工程新材料的开发新材料的开发图象数据处理分析图象数据处理分析新技术应用

28、新技术应用生理、神经生理及心理认知学科生理、神经生理及心理认知学科在功能影像学中的应用在功能影像学中的应用n脑功能脑功能 神经生理、认知、记忆、精神疾病神经生理、认知、记忆、精神疾病n心功能心功能n肾功能肾功能 (4)临床医学临床医学n影像新技术发展极大地支持了临床医学，影像新技术发展极大地支持了临床医学，临床医学的要求促进了医学影像学科的发临床医学的要求促进了医学影像学科的发展。展。n疾病良恶性鉴别诊断疾病良恶性鉴别诊断n疾病临床分级及分期疾病临床分级及分期n机体功能状态的评价机体功能状态的评价n手术计划设定及引导手术计划设定及引导n立体定向手术和放疗立体定向手术和放疗立体立体定向定向手术手

29、术肿肿瘤瘤分分级级分分期期手术模拟手术模拟 二、数字化二、数字化（digital)digital)v(一一)CTCT技术开创了数字化新时代技术开创了数字化新时代 自自CTCT技术发明以来，计算机技术有力地支技术发明以来，计算机技术有力地支持甚至决定了医学影像学科的发展：持甚至决定了医学影像学科的发展：n1.1.成像数字化，使图像后处理技术成为成像数字化，使图像后处理技术成为可能。可能。nCT/MRCT/MR输出即为数字图象。输出即为数字图象。n传统传统X X线技术升级为线技术升级为CRCR、DRDR。nDSADSA技术本身就是数字成像。技术本身就是数字成像。n2.2.图像存储与传输数字化图像存

30、储与传输数字化n即所谓的图像存档传输系统即所谓的图像存档传输系统（picture archive and picture archive and communication system,PACS communication system,PACS）n3.3.计算机辅助诊断（计算机辅助诊断（computer computer assistant diagnosis/computer assistant diagnosis/computer added detector-CADadded detector-CAD）：）：如目前胸部如目前胸部和乳房和乳房DRDR就配制了就配制了CADCAD技术，对

31、肿块的技术，对肿块的检测有一定帮助。检测有一定帮助。（二）图像后处理技术（二）图像后处理技术v成像数字化使医学图像后处理成为可能，图像后处理技成像数字化使医学图像后处理成为可能，图像后处理技术一般有：术一般有：n图像重建技术图像重建技术n图像融合技术图像融合技术n图像分隔技术图像分隔技术n图像配准技术图像配准技术n结构分析技术结构分析技术n功能分析技术功能分析技术v临床实际工作中多采用现成的（商业临床实际工作中多采用现成的（商业)软件软件,使用好这些使用好这些商业软件是我们医、技、工的头等重要任务。商业软件是我们医、技、工的头等重要任务。1.图像重建图像重建-三维可视化三维可视化v可造成优良的

32、视觉效果，对临床诊治非可造成优良的视觉效果，对临床诊治非常有帮助，发展十分迅猛常有帮助，发展十分迅猛,也较为成熟也较为成熟,包包括以下几种技术应用：括以下几种技术应用：n(1).(1).血管显影技术血管显影技术nMRAnCTAnDSA3d-DSAMRACTA3d-DSAn2.2.最大密度值投影最大密度值投影n3.3.最大表面积重建最大表面积重建4.4.仿真内窥镜技术仿真内窥镜技术5.5.容积再现容积再现2.图像融合技术图像融合技术 可以直接、真切、特异地反应机体的功能情可以直接、真切、特异地反应机体的功能情况，但空间分辨率低。需要与高分辨的况，但空间分辨率低。需要与高分辨的MR或或CT进行融合

33、。进行融合。3.其他后处理技术研究方向其他后处理技术研究方向n图像分隔技术图像分隔技术n图像配准图像配准n结构分析结构分析n运动分析运动分析（1 1）图像分隔）图像分隔n将图像中具有特殊含义的不同区域区分开将图像中具有特殊含义的不同区域区分开来，这些区域是互相不交叉的，每一区域来，这些区域是互相不交叉的，每一区域都代表特定的含义。都代表特定的含义。n把感兴趣的目标物体从复杂的背景中分把感兴趣的目标物体从复杂的背景中分离开来离开来n是其它处理步骤的基础是其它处理步骤的基础,如三维可视化、如三维可视化、计算机辅助诊断等都以图像分隔为基础。计算机辅助诊断等都以图像分隔为基础。基于模糊连接图像分隔方法

34、基于模糊连接图像分隔方法 分隔与三维重建分隔与三维重建三、功能化（functional)functional)2020世纪世纪9090年代前期：年代前期：核医学是唯一的功能影核医学是唯一的功能影像技术。像技术。2020世纪世纪9090年代初期：年代初期：功能磁共振成像（功能磁共振成像（fMRIfMRI）和功能和功能CTCT成像技术出现，引起了医学影像学的成像技术出现，引起了医学影像学的又一次革命的进步：突破了传统影像形态结构概又一次革命的进步：突破了传统影像形态结构概念，成为一种探索机体生理功能及生化反应特征念，成为一种探索机体生理功能及生化反应特征的工具，成为功能医学影像学的主体部分。的工具

35、，成为功能医学影像学的主体部分。2020世纪世纪9090年代后期：年代后期：正电子发射断层成像正电子发射断层成像（PETPET）技术的临床应用，极大地丰富了功能成像的内函。技术的临床应用，极大地丰富了功能成像的内函。新世纪初：新世纪初：PET-CTPET-CT的临床应用又把功能成像推向的临床应用又把功能成像推向更高水平。形成了更高水平。形成了DSADSA、fMRIfMRI、CTCT以及以及PET-CTPET-CT为一为一体的、相互补充的医学功能影像学。它将与分子体的、相互补充的医学功能影像学。它将与分子成像构成一门崭新的现代医学影像学成像构成一门崭新的现代医学影像学-功能分子影功能分子影像学。

36、像学。n 功能影像包括：功能影像包括：n1.核医学核医学n通过注射放射性示踪剂，与器官组织通过注射放射性示踪剂，与器官组织特异性结合，根据放射性示踪剂与器特异性结合，根据放射性示踪剂与器官的动态结合能力来检测组织的功能。官的动态结合能力来检测组织的功能。n ECT、SPECT、PET等等F-18 和和 C-11 全身扫描全身扫描 18F-FDG半衰期半衰期 110 分钟分钟 11C-Acetate半衰期半衰期 20 分钟分钟n2.CT灌注成像灌注成像n静脉内注射造影剂，通过测定脑静脉内注射造影剂，通过测定脑血容量血容量(CBV)及脑血流量及脑血流量(CBF)来来反应组织的血供情况。目前反应组织

37、的血供情况。目前16层层以上的以上的CT还可做体部灌注成像如还可做体部灌注成像如肿瘤灌注等。肿瘤灌注等。脑灌注成像CTCT灌注成像显示左侧脑梗死半暗灌注成像显示左侧脑梗死半暗区区 3.功能磁共振（功能磁共振（fMRI）医学影像研究最广泛、最热门的领域医学影像研究最广泛、最热门的领域,包括：包括：n基于血氧水平依赖基于血氧水平依赖（blood oxygenation level dependent,BOLD）的皮层激发功能成像的皮层激发功能成像n弥散加权成像弥散加权成像（diffusion weighted imaging,DWI)n弥散张量成像弥散张量成像（diffusion tensior

38、imaging,DTI)nMR灌注成像灌注成像（perfusion weighted imaging，PWI)nMR波谱波谱（MR spectroscopy，MRS）（1）BOLDfMRIn狭义的狭义的fMRI即即BOLD-fMRI。当某项任务造成皮当某项任务造成皮层激发时，脑血氧代谢水平的不匹配就造成了层激发时，脑血氧代谢水平的不匹配就造成了T2*信号的增强。常用于神经生理、心理认知及信号的增强。常用于神经生理、心理认知及神经外科手术指导。神经外科手术指导。BOLD-fMRI显示脑功能区 （2）MR灌注成像（灌注成像（PWI）nA.外源性对比剂法：外源性对比剂法：通过团注造影剂通过团注造影剂

39、Gd，测定组织测定组织MR信号，通过测量信号，通过测量CBV、CBF值值来反应组织的血供，常用于肿瘤分级等。来反应组织的血供，常用于肿瘤分级等。B.内源性对比剂法：内源性对比剂法：又称动脉质子标又称动脉质子标定。无需注射造影剂，通过特殊的定。无需注射造影剂，通过特殊的MR序序列（如列（如FAIR），），对对1H进行预标定，达到进行预标定，达到感兴趣层时再测定其强度。感兴趣层时再测定其强度。（3）弥散加权成像（）弥散加权成像（DWI）n不同组织不同组织1H，其布朗运动特征不同，其布朗运动特征不同，通过测定此运动特征的弥散系数及成通过测定此运动特征的弥散系数及成像来反应脑组织的病理变化。像来反应脑

40、组织的病理变化。（4）弥散张量成像）弥散张量成像(DTI)n利用水的弥散特性来反应人体组织器官特征。常利用水的弥散特性来反应人体组织器官特征。常用于描绘神经白质束，指导神经外科手术。用于描绘神经白质束，指导神经外科手术。（5）磁共振波谱（）磁共振波谱（MRS）n不同组织含有不同化学物质，其中不同组织含有不同化学物质，其中1H、31P或或Na等成分不同，有特定的波峰坐标值。用于测定组等成分不同，有特定的波峰坐标值。用于测定组织的生化成分，鉴别良恶肿瘤、脑梗死程度。织的生化成分，鉴别良恶肿瘤、脑梗死程度。n(6)还有其它脑电磁生理功能成像方面还有其它脑电磁生理功能成像方面n脑磁图（脑磁图（magn

41、eoencephalogram，MEG）n经颅磁激发系统经颅磁激发系统(transcranial magnetic stimulation,TMS)n脑电图（脑电图（electroencephalogram，EEG）n近红外光学成像近红外光学成像 这两种常与这两种常与MR解剖图像融合，用于研究心理认知解剖图像融合，用于研究心理认知功能，临床用作癫痫灶的定位诊断。功能，临床用作癫痫灶的定位诊断。TMS+MRIERP+MRI 四四.分子化分子化（molecularmolecular）n分子影像学：是分子影像学：是综合影像技术、分子生物综合影像技术、分子生物学、化学、物理学、放射医学、核医学以学、化

42、学、物理学、放射医学、核医学以及计算机等科学的一门新兴学科，与功能及计算机等科学的一门新兴学科，与功能影像学合称为功能分子影像学，是本世纪影像学合称为功能分子影像学，是本世纪最具发展前景的学科之一。最具发展前景的学科之一。Micro-CT/MRIv分子探针（分子探针（Molecular ProbeMolecular Probe）分子探针分子探针（特异性示踪剂）（特异性示踪剂）插入人体细胞内插入人体细胞内遇到特定分子或特定基因产物时遇到特定分子或特定基因产物时发射信号发射信号PET、PET/CT、MRI或红外线记录其信号或红外线记录其信号显示其分子图像、代谢图像、基因转变图像等。显示其分子图像、

43、代谢图像、基因转变图像等。目前有多种分子探针技术，目前有多种分子探针技术，Zerhouni宣称，他宣称，他发明的分子探针，已处于发明的分子探针，已处于“革命化的边缘革命化的边缘”。五五.信息化信息化(communication)communication)1、图像存储与传输系统：PACS的基本的基本原理与结构原理与结构v图像信息的获取图像信息的获取v图像信息的传输图像信息的传输v图像信息的存储与压缩图像信息的存储与压缩v图像信息的处理图像信息的处理v调用管理方便调用管理方便v存储无胶片化存储无胶片化v传输方便迅捷传输方便迅捷2.信息放射学概念信息放射学概念 信息放射学以放射学信息系统（信息放射

44、学以放射学信息系统（RISRIS）、）、PACSPACS和互连网为基础。图像必须数字和互连网为基础。图像必须数字化，接口必须标准化（化，接口必须标准化（DICOM3.0DICOM3.0）。）。质量控制（质量控制（QC)质量保证（质量保证（QA）影像信息存档与传输影像信息存档与传输放射科工作管理放射科工作管理远程放射学远程放射学 六六.诊断与治疗一体化诊断与治疗一体化v现代医学影像学与传统影像学最大的不同点现代医学影像学与传统影像学最大的不同点除了上面所述之外除了上面所述之外,诊断与治疗一体化显得诊断与治疗一体化显得越来越明显，形成了一门新的学科越来越明显，形成了一门新的学科介入影介入影像学像学

45、,是微创医学的基础。是微创医学的基础。技术主要包括：技术主要包括：n1.1.成形术成形术 n2.2.栓塞术栓塞术 n3.3.动脉内药物灌注术动脉内药物灌注术 n4.4.经皮穿刺体腔减压术经皮穿刺体腔减压术 n5.5.经皮针刺活检术经皮针刺活检术 n6.6.消融术消融术 n腔道支架腔道支架n血管栓塞物线圈血管栓塞物线圈 介入术操作中介入术操作中股骨头缺血性坏死股骨头缺血性坏死-溶栓治疗溶栓治疗七七.学科建设学科建设国外现状：n1.学科专业化学科专业化n多有专门的医学影像实验室，作为科研多有专门的医学影像实验室，作为科研及新技术开发基地。及新技术开发基地。n国外很多专业实验室（如国外很多专业实验室

46、（如fMRI、PET、PET-CT）有专门的设备，不需依附于）有专门的设备，不需依附于医院。医院。n2.学科联合化学科联合化n国外专门实验室人才配备齐全，涉及理、国外专门实验室人才配备齐全，涉及理、工、医、生等多专业。工、医、生等多专业。n医院独立医院独立n成像设备贵重，动辄数百、千万计。只成像设备贵重，动辄数百、千万计。只有作为医疗使用的医院才可配备。有作为医疗使用的医院才可配备。n学科孤立学科孤立n使用维护昂贵，也只有用于临床，很少使用维护昂贵，也只有用于临床，很少用于基础科研。缺乏与其他相关学科的用于基础科研。缺乏与其他相关学科的联系。联系。n医院依赖医院依赖n如欲开展项目，必须与医院联

47、合，鲜有如欲开展项目，必须与医院联合，鲜有自己有独立设备者。自己有独立设备者。国内现状：国内现状：n基础、实验研究和新技术开发薄弱，缺基础、实验研究和新技术开发薄弱，缺少创新；少创新；n与影像学诊断技术相比，工程技术尤其与影像学诊断技术相比，工程技术尤其是相关器械、材料的研制明显滞后是相关器械、材料的研制明显滞后;n全国各地区，甚至不同单位的专业、学术全国各地区，甚至不同单位的专业、学术水平发展颇不平衡，专业队伍素质有待提水平发展颇不平衡，专业队伍素质有待提高，缺少高素质的中青年学术带头人等为高，缺少高素质的中青年学术带头人等为当前主要问题当前主要问题;n由于历史及其他原因，我国放射学（含由于

48、历史及其他原因，我国放射学（含CT、MRI和介入等）、超声和核医学和介入等）、超声和核医学几乎处于几乎处于“分割分割”状态，不能适应新世状态，不能适应新世纪医学影像学整体（包括人才的培养）纪医学影像学整体（包括人才的培养）发展的要求。发展的要求。南京军区福州总医院医学影像科一、科室简介二、项目开展情况一、科室简介n南京军区福州总医院医学影像科是集医、教、研为一体的高度综合性数字化影像学科,其先进的影像设备：n2台台MRI-2.0T及及 1.5T（双梯度，双梯度，16通道）通道）n2台螺旋台螺旋CT和即将引进的和即将引进的64层层CTnPET/CT(16层层CT)n2台台DSA，包括三维包括三维

49、DSA和以心脏为主的全身兼容和以心脏为主的全身兼容型最高端平板型最高端平板DSAn数台平板全数字化数台平板全数字化X线摄片线摄片机（机（DR）nPACSn人才优势人才优势二、开展课题及研究方向二、开展课题及研究方向 1.功能磁共振成像研究功能磁共振成像研究 弥散加权成像弥散加权成像 弥散张量研究弥散张量研究 灌注成像研究灌注成像研究 波谱技术研究波谱技术研究 BOLD-fMRI研究研究2.磁共振血管成像磁共振血管成像(MRAI)2.CT血管造影血管造影(CTA)成像研究成像研究3.肿瘤分子肿瘤分子PET-CT成像研究成像研究4.中药组方血管栓塞剂研究中药组方血管栓塞剂研究5.三维影像可视化应用

50、及研究三维影像可视化应用及研究BOLD-fMRI技术技术弱视皮层研究弱视皮层研究灌注成像肿瘤灌注弥散加权成像弥散加权成像 弥散张量弥散张量波谱技术可进行单体素 多体素 三维波谱采集乳腺MR灌注成像 三维成像及应用n结肠仿真内窥镜技术，结肠仿真内窥镜技术，16层层CT三维成像等三维成像等科室科研计划n1.加大科研投入力度，实现科研加大科研投入力度，实现科研专业化：专项攻关、专门投入、专业化：专项攻关、专门投入、专人负责。专人负责。n2.联合开放模式联合开放模式n开放，接受其他学科相关项目。开放，接受其他学科相关项目。n联合，与其他相关学科共同进行科联合，与其他相关学科共同进行科研。研。可以结合（