医学影像技术的发展史及关于医学影像技术发展方向的若...

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1、 医学影像技术的发展史及关于医学影像技术发展方向的若干讨论摘要 现代医学影像技术的应用与发展，印证了100多年来医学、生物、物理、电子工程、计算机和网络通信技术的诞生与沿革。数字医学影像新技术、新设备对医学影像诊断和数字影像治疗带来许多根本的改变。医院里有哪些医学影像设备和是否开展数字影像介入治疗，在很大程度上代表了这家医院的现代化检查治疗的条件与诊治水平。目前现代医学技术的提升和现代影像技术的发展相互融合、相互推动、相互依存的趋势已经成为共识。随着科学技术的进步，医学影像技术取得长足的发展。而且在医疗领域中的地位将更为重要。这篇文章主要介绍医学影像技术发展史，总结了近年来取得的新进展，讨论了

2、关于医学影像技术发展方向的若干问题。 抄録 現代医療画像処理技術開発、 100年以上確認医療、生物学、物理学、電気工学、通信技術歴史誕生。新医療画像処理技術、新機器、医療画像診断装置多変更治療。医院里有哪些医学影像设备和是否开展数字影像介入治疗，在很大程度上代表了这家医院的现代化检查治疗的条件与诊治水平。現在、現代医学現代技術、画像技術統合推進互発展促進、相互依存的合意傾向。科学技術、医療画像処理技術開発飛躍的進歩。、健康状態他分野重要。記事、次段階議論新進展加算近年医療画像処理技術開発歴史紹介。 abstract Modern medical imaging technology and d

3、evelopment, confirmed more than 100 years of medical, biology, physics, electrical engineering, computer and network communication technology and the birth of History. The new digital medical imaging technology, new equipment, medical diagnostic imaging and digital video is the treatment of many cha

4、nges. What are the hospital, medical imaging equipment and whether the conduct involved in the treatment of digital images, to a large extent on behalf of a modern hospital checkup and treatment of conditions and the level of treatment. At present, modern medicine and modern technology to enhance th

5、e development of imaging technology integration, promote each other, interdependence has become the trend of consensus. With the progress in science and technology, medical imaging technology developed by leaps and bounds. But also in the field of health status would be more important. The article i

6、ntroduces the history of the development of medical imaging technology, summed up the new progress made in recent years to discuss its next phase of the hot spots.关键词医学影像；发展；热点 ；快速精准化；智能多维化；小型化；无创化；低廉化；简单化医療画像、開発、赤点Key words medical imaging ; development; hot宇宙之万物，无不由分子组成。而组成分子的原子，则是由原子核和围绕原子核旋转的电子组

7、成。人们通过对分子，原子的研究，终于在1895年伦琴发现了X-ray，这是20世纪医学诊断学上最伟大的发现。X-RAY透视和摄影技术作为最早的医学影像技术，直到今天还是使用最普遍且有相当大的临床诊断价值的一种医学诊断方法。医学影像技术主要是应用工（程）学的概念及方法，并基于工（程）学原理发展起来的一种技术手段（包括原理、方法、装置及程序），其实医学影像技术还是医学物理的重要组成部分，它是用物理学的概念和方法及物理原理发展起来的先进技术手段。医学影像信息包括传统X线、CT、MRI、超声、同位素、电子内窥镜和手术摄影等影像信息。它们是窥测人体内部各组织，脏器的形态，功能及诊断疾病的重要方法。随着医

8、疗卫生事业的发展，以胶片为主要方式的显示、存储、传递X-ray摄像技术已不能满足临床诊断和治疗发展的需求，医疗设备的数字化要求日益强烈，全数字化放射学、图像导引和远程放射医学将是放射医学影像发展的必然趋势。 1传统摄影技术在摸索中进行 1.1计算机X线摄影 X射线是发展最早的图像装置。它在医学上的应用使医生能观察到人体内部结构，这为医生进行疾病诊断提供了重要的信息。在1895年后的几十年中，X射线摄影技术有不少的发展，包括使用影像增强管、增感屏、旋转阳极X射线管及断层摄影等。但是，由于这种常规X射线成像技术是将三维人体结构显示在二维平面上，加之其对软组织的诊断能力差，使整个成像系统的性能受到限

9、制。从50年代开始，医学成像技术进入一个革命性的发展时期，新的成像系统相继出现。70年代早期，由于计算机断层技术的出现使飞速发展的医学成像技术达到了一个高峰。到整个80年代，除了X射线以外，超声、磁共振、单光子、正电子等的断层成像技术和系统大量出现。这些方法各有所长，互相补充，能为医生做出确切诊断，提供愈来愈详细和精确的信息。在医院全部图像中X射线图像占80%，是目前医院图像的主要来源。在本世纪50年代以前，X射线机的结构简单，图像分辨率也较低。在50年代以后，分辨率与清晰度得到了改善，而病人受照射剂量却减小了。时至今日，各种专用X射线机不断出现，X光电视设备正在逐步代替常规的X射线透视设备，

10、它既减轻了医务人员的劳动强度，降低了病人的X线剂量；又为数字图像处理技术的应用创造了条件。随着计算机的发展数字成像技术越来越广泛地代替传统的屏片摄影现阶段，用于数字摄影的探测系统有以下几种:（1）存储荧光体增感屏计算机X射线摄影系统（computerRadiography.CR）。(2)硒鼓探测器。（3）以电荷耦合技术（chargeCoupledDerices.CCD）为基础的探测器。（4）平板探测器（FlatpanelDetector）a:直接转换（非晶体硒）b：非直接转换（闪烁晶体）。这些系统实现了自动化、遥控化和明室化，减少了操作者的辐射损伤。 1.2X-CT CT的问世被公认为伦琴发现

11、X射线以来的重大突破，因为他标志了医学影像设备与计算机相结合的里程碑。这种技术有两种模式，一种是所谓“先到断层成像”（FAT），另一种模式是“光子迁移成像”（PMI）。 1.3磁共振成像 核磁共振成像，现称为磁共振成像。它无放射线损害，无骨性伪影，能多方面、多参数成像，有高度的软组织分辨能力，不需使用对比剂即可显示血管结构等独特的优点。 2数字化摄影技术日臻完善 1981年6月在布鲁塞尔召开的第15届国际放射学会学术会议上，首次提出了数学化X线成像技术的物理概念及临床应用结果。使医学影像技术步入了数字化的新纪元。事实上，医学影像技术的数字化趋势在近10多年已渐趋明晰。时至1998年，体现国际医

12、学影像技术最高水平的“北美放射学年会”，不论从学术报告及展览中均体现出医学影像设备的数字化是大势所趋。 数字X射线摄影的成像技术包括成像板技术、平行板检测技术和采用电荷耦合器或CMOS器件以及线扫描等技术。成像板技术是代替传统的胶片增感屏来照相，然后记录于胶片的一种方法。平行板检测技术又可分为直接和间接两种结构类型。直接FPT结构主要是由非品硒和薄膜半导体阵列构成的平板检测器。间接FPT结构主要是由闪烁体或荧光体层加具有光电二极管作用的非品硅层在加TFT阵列构成的平板检测器。电荷耦合器或CMOS器件以及线扫描等技术结构上包括可见光转换屏，光学系统和CCD或CMOS。 3成像的快捷阅读 由于成像

13、方法的改进，除了在成像质量方面有明显提高外，图像数量也急剧增加。例如随着多层CT的问世，每次CT检查的图像可多达千幅以上，因此，无法想象用传统方法能读取这些图像中蕴含的动态信息。这时在显示器上进行的“软阅读”正在逐渐显示出其无可比拟的优越性。软拷贝阅读是指在工作站图像显示屏上观察影像，就X线摄影而言这种阅读方式能充分利用数字影像大得多的动态范围，获取丰富的诊断信息。PACS的广阔发展空间 随着计算机和网络技术的飞速发展，现有医学影像设备延续了几十年的数据采集和成像方式，已经远远无法满足现代医学的发展和临床医生的需求。PACS系统应运而生。PACS系统是图像的存储、传输和通讯系统，主要应用于医学

14、影像图像和病人信息的实时采集、处理、存储、传输，并且可以与医院的医院信息管理系统放射信息管理系统等系统相连，实现整个医院的无胶片化、无纸化和资源共享，还可以利用网络技术实现远程会诊，或国际间的信息交流。PACS系统的产生标志着网络影像学和无胶片时代的到来。完整的PACS系统应包含影像采集系统，数据的存储、管理，数据传输系统，影像的分析和处理系统。数据采集系统是整个PACS系统的核心，是决定系统质量的关键部分，可将各种不同成像系统生成的图象采入计算机网络。由于医学图像的数据量非常大，数据存储方法的选择至关重要。光盘塔、磁带库、磁盘陈列等都是目前较好的存储方法。数据传输主要用于院内的急救、会诊，还

15、有可以通过互联网、微波等技术，以数据的远距离传输，实现远程诊断。影像的分析和处理系统是临床医生、放射科医生直接使用的工具，它的功能和质量对于医生利用临床影像资源的效率起了决定作用。综上所述，PACS技术可分为三个阶段，（1）用户查找数据库；（2）数据查找设备；（3）图像信息与文本信息主动寻找用户。 5新型技术-分子影像 随着医学影像技术的飞速发展，在今天已具有显微分辨能力，其可视范围已扩展至细胞、分子水平，从而改变了传统医学影像学只能显示解剖学及病理学改变的形态显像能力。由于与分子生物学等基础学科相互交叉融合，奠定了分子影像学的物质基础。Weissleder氏于1999年提出了分子影像学的概念

16、：活体状态下在细胞及分子水平应用影像学对生物过程进行定性和定量研究。 分子成像的出现，为新的医学影像时代到来带来曙光。基因表达、治疗则为彻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、开创分子影像与基因治疗，这就是21世纪的影像学。新的医学影像的观察要超出目前的解剖学、病理学概念，要深入到组织的分子、原子中去。其关键是借助神奇的探针-即分子探针。到目前为止，分子影像学的成像技术主要包括MRI、核医学及光学成像技术。一些有识之士认为；由于诊治兼备的介入放射学已深入至分子生物学的层面，因此，分子影像学应包括分子水平的介入放射学研究。 6学科的交叉结合 交叉学科、边缘学科是当今科学发展的趋势

17、。影像技术学最邻近的学科应为影像诊断学。前者致力于解决信息的获取、存储、传输、管理及研发新的技术方法；后灶的位置毫克大小，有的还可以进行器官功能的判断。还有医用影像诊断装备情况，已成了衡量医院现代化水平的标志。 7浅谈医学影像的下一个热点 医疗保健事业在经济上的窘迫使得90年代以来，成为一个没有大规模推广一种新的影像技术的、相对沉寂的时期，延续了一些现有影像技术的发展，使得他们中至今还没有一种影像技术能对影像学产生巨大的影响。随着科技的发展，最近逐渐发展起来的一批有希望的影像技术。如：磁共振谱（MRS），正电子发射成像（PET）单光子发射成像（SPECT），阻抗成像（EIT）和光学成像（OCT

18、或NRI）。他们有可能很快成为大规模应用的影像技术，将为脑、肺、乳房及其他部位的成像提供新的信息。 7.1磁源成像 人体体内细胞膜内外的离子运动可形成生物电流。这种生物电流可产生磁现象，检测心脏或脑的生物电流产生的磁场可以得到心磁图或脑磁图。这类磁现象可反映出电子活动发生的深度，携带有人体组织和器官的大量信息。 7.2PET和SPECT 单光子发射成像（SPECT）和正电子成像（PET）是核医学的两种CT技术。由于它们都是接受病人体内发射的射线成像，故统称为发射型计算机断层成像（ECT）。ECT依据核医学的放射性示踪原理进行体内诊断，要在人体中使用放射性核素。ECT存在的主要问题是空间分辨率低

19、。最近的技术发展可能促进推广ECT的应用。 7.3阻抗成像（EIT） EIT是通过对人体加电压，测量在电极间流动的电流，得到组织电导率变化的图像。目的在于形成对体内某点阻抗的估计。这种技术的优点是，所采用的电流对人体是无害的，因而对成像对象无任何限制。这种技术的时间分辨率很好，因而可连续监测实际的应用，已实现以视频帧速的医用EIT的实验样机。 7.4光学成像（OTC或NIR） 近期的一些实质性的进展表明，光学成像有可能在最近几年内发展成为一种能真正用于临床的影像设备。它的优点是：光波长的辐射是非离子化的，因而对人体是无伤害的，可重复曝光；它们可区分那些在光波长下具有不同吸收与散射，但不能由其它

20、技术识别的软组织；天然色团所特有的吸收使得能够获得功能信息。它正在开辟它的临床领域。 7.5MRS MRS是一种无创研究人体组织生理化的极有用的工具。它所得到的生化信息可与人体组织代谢相关联，并表明它正常组织的方式有差别。目前MRS还没有常规用于临床，但已有大量技术正在进行正式适用。 上述的几个先进的技术，究竟哪一个能成为医学影像技术的热点，我们认为应要有最大效益、安全和经济是最为重要的。在逝去的20世纪，医学影像技术经历了从孕育、成长到发展的过程，回顾过去可以断言它在防治人类疾病及延长平均寿命方面是功不可没的。在一切“以人类为本”的21世纪中，人们将继续用医学影像来为人们的健康服务。转贴于

21、中国论文下物事宇宙、要素。原子、分子核組成電子部品核周回転。 1895分子、原子研究人、最後X線発見、20世紀最大発見医療診断。 X、 1医療画像処理技術、今日視点、写真技術、最広使用、医療診断臨床診断値。医療用画像処理技術主、概念方法、 （）原則基仕事学（方法）仕事技術的手段開発（原則、手続含）、実際使用、医療画像処理技術医学物理学重要部分物理学、物理的原則方法開発、最先端技術。従来X線、東京都、 MRI検査、超音波、同位体、電子内視鏡手術、写真画像情報含医療用画像処理、 。彼、組織内人間体内見、機能、病気診断重要臓器。、健康開発、医療用、臨床診断治療開発、強力増、放射線学、医療機器要件満主

22、方法、表示、保存、送信X線技術放射線医学、指摘長期的放射線医療情報開発避傾向。伝統的写真技術1.1探索X線写真X線開発画像、最初一。医師医療、医師、病気診断、人間体内部構造観察重要情報提供。 1895年、数十年後強化撮像管、画面使用含、 X線写真、開発多、陽極X線CT回転、。、従来X線技術3、人間体、 2次元平面、貧困層能力軟部組織診断組合、全体画像処理制限表示次元構造。革命的期間、新画像処理開発登場1950年代以降、医療画像処理技術。初期70、医療画像処理技術急速発展有効断層撮影技術達。 80年代、 X線加、超音波、磁気共鳴、新興技術、多数陽電子放射断層撮影単一光子通、 。進展認識。技術、

23、1、最初断層撮影法 （ FAT ）、別光子移行 （ PMI ）呼2。 1.2X - CTCT到来X発見、医療画像処理装置組合節目標識線、大進展認識。技術、 1、最初断層撮影法 （ FAT ）、別光子移行 （ PMI ）呼2。1.3磁気共鳴画像MRI検査、磁気共鳴画像知。、放射線障害、骨工芸品、多方法、能力軟部組織間造影剤使用利点構造血管表示区別高度。 2 、写真洗練1981年6月第15回国際放射線研究所、初X線技術、数学、物理学結果概念臨床応用。、時代、医療画像処理技術。実際、医療画像処理技術採用、過去10年間、傾向明確。 1998年、北米放射線学年 、両方展示会、医療画像処理機器反映、学術報

24、告書両方、最高国際医療画像処理技術反映、時代流数字。X線技術、画像処理技術、平行板検出技術使用電荷結合素子CMOS含、技術。画像処理技術画面従来代、映画方法記録。平行板検出技術構造直接間接2種類分。 FPT材料主要構造直接以外、薄膜半導体検出器配列構成。 FPT間接的、構造体蛍光体層点滅以外、 TFT用材料検出器配列中心。可視光変換、光学系CCDCMOS構造、 CMOS電荷結合、技術、 。 3画像高速画像処理方法原因、画像品質加、改善読、画像数劇的増加。、複数到来- CT、画像CT検査1000以上、想像映像動的情報含伝統的方法使用読。、 読展示、時間、徐比類優位性示。読、画面観察、 X線写真上

25、、方法、大画像、診断情報満載最大限活用点。技術医療用画像機器急速発展、既存数十年延長取得法沿開発広PACS多現代医学臨床医満開発。 PACS中浮。 PACS放射線情報管理、病院病院情報管理、画像、伝送、通信、主患者医療画像処理、画像処理情報収集、処理、伝送使用、全体実現病院、紙資源共有、技術利用達成長距離診断、情報国際交流。 PACS、非映画時代。、 PACS整合性、画像収集、管理、伝送、画像解析処理含必要。全体PACS中核、品質重要部分画像処理、鉱業画像生成、。非常大金額医用画像、任意方法不可欠。 CD塔、良方法。医学的治療協議病院、波技術、通、長距離伝送、診断。画像解析処理臨床医、放射線直

26、接使用使用、機能医師臨床画像品質効率的決定的役割果。要約、 PACS技術3（ 1 ）分、検索、 （ 2 ）機器見、 （ 3 ）情報検索主導権握。医療画像処理技術一緒5 -新分子技術、今日急速発展解決、範囲視覚細胞拡張、分子、解剖学示、従来医療用画像変更科学画像処理能力形病理学的変化。分子生物学結果、基相互横断的統合、分子材料基盤撚。 Weissleder1999年、前方分子概念：定性的定量的研究生物学的分子生活条件入。新時代向分子、医療情報出現夜明到来。遺伝子発現、完了治療提供場合、全世界研究取組、新分子遺伝子治療作成病気治、21世紀画像。、新医療情報、組織要素、原子必要、病理学概念、解剖学現

27、在過剰観察。、魔法-、分子使用。 MRI検査、核医学画像処理光学技術技術、分子。一部人、両方放射線診断治療結果深分子生物学、分子放射線学研究要素含必要考。 6領域横断的領域横断的統合、今日科学的発展対象。画像処理技術最寄画像診断必要。元情報収集、保存、伝送、管理、研究新技術方法開発、後者情報知識、経験、情報焦点当、身分証明書病気診断正常解剖画像応。 2、互補完関係頼。、画像診断技術開発緊密統合向上、既存画像処理方法展開、新画像処理方法開発有用貢献分離。医療画像診断装置詳細、体構造体内部臓器観察、病変場所識別、使用機能決定、臓器実施。、医療画像診断装置、測定、現代病院。 7医療情報医療財政難、次

28、、 1990年代以降、新技術、比較的静期間、既存技術数継続大規模、画像処理技術、非常大影響与。科学技術開発、最近多有望技術開発。：磁気共鳴分光法（ MRS ） 、陽電子放射（ PET）単一光子放出（ ） 、断層撮影（ EIT ） 、光学（ 10月NRI ） SPECT 。彼画像処理技術大規模、新情報提供脳、肺、乳房他部分。内側外側運動人体細胞膜7.1磁気、生物学的電流源形成。電流磁気生物学的現象、生物学的心臓脳心磁図MEG電流検出生成磁場生成。磁気現象、身体組織情報大量臓器運電子深活動反映。 7.2 PETSPECT単一光子放出（ ）陽電子放射（ PET）核医学SPECT2技術。彼、患者、打上

29、X線受入、排出量計算、総称断層撮影法（電気療法）呼予定。人間体内放射性物質等電気療法使用核医学放射性原則基診断体内、 。電気療法主問題、低空間分解能。最近技術開発電気療法適用促進。 7.3（ EIT ） EIT人体、電圧、電極、導電率、組織変更間電流流測定。目的、抵抗体形推定。技術利点、現在、人体無害、使用、画像任意制限。当時、実際監視継続可能性技術非常良解像度、医学実験EIT実現。近将来、実質的進歩7.4光学（店頭近赤外）、光学、過去数年間真臨床機器発展可能表示。利点：以外波長光電離放射線、人体害、再暴露。彼、光波長間、別散乱吸収下、区別、他手法、軟組織識別、自然発色団吸収機能、特定情報。分野臨床開。 7.5 MRS MRS以外、非常有用組織侵襲的生理学的研究。生物化学情報、代謝組織正常組織関連取得別方法示。 MRS現在臨床、技術多、関係者適用使用。上記最先端技術、我最大効率、安全保障経済必要思、医療画像処理技術最重要。過去逝去20世紀、医療画像処理技術誕生開発、開発成長、人間病気予防治療寿命延、。、 人間 21世紀、人引続、医療画像処理技術人健康使用配向。参考书目：医学影像使用计术教程载中c心