第一篇:医学影像学发展及应用
医学影像学发展及应用 作者:陈郑达 指导教师:王世伟 摘要:医学影像学在医学诊断领域是一门新兴的学科,不过目前在临床的应用上是非常广泛的,对疾病的诊断提供了很大的科学和直观的依据,可以更好的配合临床的症状、化验等方面,为最终准确诊断病情起到不可替代的作用;同时也很好的应用在治疗方面。关键字:医学 影像 发展 正文:1895年德国的物理学家伦琴发现了X线,不久即被用于人体的疾病检查,并由此形成了放射诊断学。近30年来,CT、MRI、超声和核素显像设备在不断地改进核完善,检查技术核方法也在不断地创新,影像诊断已从单一依靠形态变化进行诊断发展成为集形态、功能、代谢改变为一体的综合诊断体系。与此同时,一些新的技术如心脏和脑的磁源成像和新的学科分支如分子影像学在不断涌现,影像诊断学的范畴仍在不断发展和扩大之中。X射线是波长介于紫外线和γ射线 间的电磁辐射。X射线是一种波长很短的电磁辐射,其波长约为(20~0.06)×10-8厘米之间。由德国物理学家W.K.伦琴于1895年发现,故又称伦琴射线。伦琴射线具有很高的穿透本领,能透过许多对可见光不透明的物质,如墨纸、木料等。这种肉眼看不见的射线可以使很多固体材料发生可见的荧光,使照相底片感光以及空气电离等效应,波长越短的X射线能量越大,叫做硬X射线,波长长的X射线能量较低,称为软X射线。波长小于0.1埃的称超硬X射线,在0.1~1埃范围内的称硬X射线,1~10埃范围内的称软X射线。自从X射线发现后,医学上就开始用它来探测人体疾病。但是,由于人体内有些器官对X线的吸收差别极小,因此X射线对那些前后重叠的组织的病变就难以发现。于是,美国与英国的科学家开始了寻找一种新的东西来弥补用X线技术检查人体病变的不足。1963年,美国物理学家科马克发现人体不同的组织对X线的透过率有所不同,在研究中还得出了一些有关的计算公式,这些公式为后来CT的应用奠定了理论基础。1967年,英国电子工程师亨斯费尔德在并不知道科马克研究成果的情况下,也开始了研制一种新技术的工作。他首先研究了模式的识别,然后制作了一台能加强X射线放射源的简单的扫描装置,即后来的CT,用于对人的头部进行实验性扫描测量。后来,他又用这种装置去测量全身,获得了同样的效果。1971年9月,亨斯费尔德又与一位神经放射学家合作,在伦敦郊外一家医院安装了他设计制造的这种装置,开始了头部检查。10月4日,医院用它检查了第一个病人。患者在完全清醒的情况下朝天仰卧,X线管装在患者的上方,绕检查部位转动,同时在患者下方装一计数器,使人体各部位对X线吸收的多少反映在计数器上,再经过电子计算机的处理,使人体各部位的图像从荧屏上显示出来。这次试验非常成功。1972年4月,亨斯费尔德在英国放射学年会上首次公布了这一结果,正式宣告了CT的诞生。这一消息引起科技界的极大震动,CT的研制成功被誉为自伦琴发现X射线以后,放射诊断学上最重要的成就。因此,亨斯费尔德和科马克共同获取1979年诺贝尔生理学或医学奖。而今,CT已广泛运用于医疗诊断上。
超声(Ultrasound,简称US)医学是声学、医学、光学及电子学相结合的学科。凡研究高于可听声频率的声学技术在医学领域中的应用即超声医学。包括超声诊断学、超声治疗学和生物医学超声工程,所以超声医学具有医、理、工三结合的特点,涉及的内容广泛,在预防、诊断、治疗疾病中有很高的价值。每秒振动2万-10亿次,人耳听不到的声波称为超声波。利用超声波的物理特性进行诊断和治疗的一门影像学科,称为超声医学。其临床应用范围广泛,目前已成为现代临床医学中不可缺少的诊断方法。计算机X线摄影(CR)是X线平片数字化的比较成熟技术,目前已在国内外广泛应用。CR系统是使用可记录并由激光读出X线成像信息的成像板(imaging plate;IP)作为载体,以X线曝光及信息读出处理,形成数字或平片影像。目前的CR系统可提供与屏---
片摄影同样的分辨率。Digital Radiography,直接数字化
X射线摄影系统.。DR 由探测器、影像处理器、图像显示器等组成。透射过人体后的X线信号被探测获取,直接形成数字影像,数字影像数据传到计算机,在显示器上显示,也可以进行后期处理。现在主要的DR探测器为非晶硅探测器和非晶硒探测器,两种探测器获取影像的效果差别不大。其它的还有多丝正比室探测器,这是一种空气探测器。还有一种CCD探测器。非晶硅探测器和非晶硒探测器都被称为平板探测器。核磁共振全名是核磁共振成像(Nuclear Magnetic Resonance Imaging,NMRI)又称自旋成像(spin imaging),也称磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI),是磁矩不为零的原子核,在外磁场作用下自旋能级发生塞曼分裂,共振吸收某一定频率的射频辐射的物理过程。核磁共振波谱学是光谱学的一个分支,其共振频率在射频波段,相应的跃迁是核自旋在核塞曼能级上的跃迁。海扶超声刀采用超声波做为能源,充分发挥了超声波在聚焦过程中脂肪不过热、测温容易、穿透性能好、指向性强、聚焦性能好的特点,利用现在已发展应用非常成熟的设备,能准确定位,在计算机控制下通过特别的超声发射器,把数百束声波通过超声通道从不同的方向聚向同一部位(肿瘤),使其转化为热能,在0.25秒左右使肿瘤治疗点的温度达到70-100℃,造成肿瘤细胞的变性坏死。伽玛刀又称立体定向伽玛射线放射治疗系统,是一种融合现代计算机技术、立体定向技术和外科技术于一体的治疗性设备,它将钴-60发出的伽玛射线几何聚焦,集中射于病灶,一次性、致死性的摧毁靶点内的组织,而射线经过人体正常组织几乎无伤害,并且剂量锐减,因此其治疗照射范围与正常组织界限非常明显,边缘如刀割一样,人们形象的称之为“伽玛刀”。光子刀虽然称之为刀,但实际上并不是人们日常所见到的刀。“光子刀”是“光子同位仪系统”的简称,它并非真正意义上的“刀”,而是一种三维适形技术。“光子刀”能够在计算机的指导下准确定位,自动调节光束,聚焦需要毁损的病变部位,并根据病变的大小、位置、深度来选择不同能量的光子照射,使得能量照射至病灶深层,从而使病灶组织充血、水肿,直至坏死,以及死亡细胞被周围正常组织吸收、分解、排泄。腹腔镜与电子胃镜类似,是一种带有微型摄像头的器械,腹腔镜手术就是利用腹腔镜及其相关器械进行的手术:使用冷光源提供照明,将腹腔镜镜头(直径为3~10mm)插入腹腔内,运用数字摄像技术使腹腔镜镜头拍摄到的图像通过光导纤维传导至后级信号处理系统,并且实时显示在专用监视器上。然后医生通过监视器屏幕上所显示患者器官不同角度的图像,对病人的病情进行分析判断,并且运用特殊的腹腔镜器械进行手术。介入治疗(Interventional treatment),是介于外科、内科治疗之间的新兴治疗方法,包括血管内介入和非血管介入治疗。经过30多年的发展,现在已和外科、内科一道称为三大支柱性学科。简单的讲,介入治疗就是不开刀暴露病灶的情况下,在血管、皮肤上作直径几毫米的微小通道,或经人体原有的管道,在影像设备(血管造影机、透视机、CT、MR、B超)的引导下对病灶局部进行治疗的创伤最小的治疗方法。
PET-CT将CT与PET融为一体,由CT提供病灶的精确解剖定位,而PET提供病灶详尽的功能与代谢等分子信息,具有灵敏、准确、特异及定位精确等特点,一次显像可获得全身各方位的断层图像,可一目了然的了解全身整体状况,达到早期发现病灶和诊断疾病的目的。PET-CT的出现是医学影像学的又一次革命,受到了医学界的公认和广泛关注。PET/CT目前是全球最高端的医学影像诊断设备,堪称“现代医学高科技之冠”。
PET(Positron Emission Computed Tomography,PET)的全称为正电子发射计算机断层扫描。它是一种最先
进的医学影像技术,PET
技术是目前唯一的用解剖形态方式进行功能、代谢和受体显像的技术,具有无创伤性的特点。是目前临床上用以诊断和指导治疗肿瘤最佳手段之一。随着社会的发展,科学技术的进步,医学影像学的设备越来越先进,手段越来越高超,作为一名医学生,我们应该紧跟科技步伐,开阔视野,为将来走向医学岗位打下基础。
第二篇:医学影像学的发展与现状
医学影像发展与医学影像技术学的形成
医学影像是临床医学中发展最快的学科之一,它发展速度快,更新周期短,每1~2年就出现一项新技术。显著的特点是从疾病的形态学诊断发展到疾病的功能诊断,从大体形态诊断发展到分子水平诊断,以及定性和定量的诊断,从诊断的临床辅助科室发展到临床治疗的介入科室。以致在医学影像学的基础上形成了医学影像诊断学、医学影像治疗学和医学影像技术学等亚学科。
1895年德国物理学家伦琴发现X线,并把X线用于人体检查,开创了放射医学的先河。在此后的100多年内X线检查占着主导地位,幷广泛地用于临床,使得放射医学逐渐形成一个独立的学科,对临床疾病的诊断起着举足轻重的作用。当时的放射科医生来源有二,在大的教学医院的主要是医疗系毕业的学生,中小医院主要是放射中专班毕业的学生。此时放射科技术人员,在大的教学医院有解放前教会医院培养的技术人员和自己培养的学徒,中小医院的放射科诊断和技术没分家。在20世纪60~80年代,放射科医生基本上是正规学校毕业的学生,而技术人员则是招工顶职、复员军人、护士改行,或者是初高毕业生。
随着科学技术的发展,医学影像发展很快,新的医学影像设备不断涌现,新的影像技术不断产生,医学影像检查和治疗在临床的作用越来越大,应用范围不断扩展。对人员的要求越来越高。20世纪60年代出现影像增强技术,使得放射科以上在黑暗房间的检查彻底解放出来;20世纪70年代出现CT成像技术,该设备以高的密度分辨率使得放射科结束只能观察人体的骨骼和骷髅的历史,还能够观察人体的软组织病变,解决了传统X线难以解决的诊断难题,尤其是三维成像技术,为临床疾病的诊断和治疗开辟广阔的前景;20世纪80年代出现MR成像技术,它以更高的软组织分辨率和多方位多参数的检查技术,能够观察人体更加细微的病变,解决普通X现、CT和心血管造影难以解决的问题,同时具有无辐射损伤和无创伤的特点,在人体的功能成像和分子水平有其独特的优势;20世纪80年代出现介入放射学,它通过微小的创伤解决了临床上某些疾病难以处理或创伤大的问题,使得放射科成为继内科和外科后的第三大治疗学科;20世纪80~90年代出现CR和DR成像技术,使得放射科进入全面的数字化X线检查,在成像质量、工作效率、图像保存和劳动强度等方面显示极大的优越性;20世纪90年代出现激光打印技术,使放射科技术人员彻底告别暗室手工冲洗胶片的历史,提高了工作效率,降低了劳动强度,保证了图像质量,幷实现了数字化图像的传输和打印;超声技术近来发展越来越快,临床应用范围越来越广,它以无创伤、效率高、诊断准确而受到广大的临床科室亲眯;核素扫描技术近年来发展很快,临床应用范围也不断扩大,它是真正意义上的功能水平和分子水平的成像。20世纪90年代后出现了PACS,实现了医学影像的大融合,将各种数字化的图像串联起来,可进行数字化图像的远程传输和远程会诊,并与医院的HIS、CIS、RIS等进行联网,实现了数字化医院。
由于医学影像设备的不断发展,医学影像技术的日新月异,医学影像学的CT、MR、介入、普放,超声和核医学等亚学科逐渐建立,医学影像技术学科也逐渐形成。
医学影像学的发展经历了三个阶段;X线的临床应用,放射学的形成,医学影像学的形成。总体走向是建立现代医学影像学:从大体形态学向分子、生理、功能代谢/基因成像过渡;从胶片采集、显示向数字采集/电子传输发展;对比剂从一般性组织增强向组织/疾病特异性增强发展。;介入治疗,以及与内镜、微创治疗/外科的融合、发展。具体走向是:影像信息更加具有敏感性、直观性、特异性、早期性;图像分析由定性向定量发展:由显示诊断信息向提供手术路径方案发展;图像采集与显示:由二维模拟向三维全数字化发展;图像存储由胶片硬拷贝向软拷贝无胶片化,乃至图像传输网络化发展;从单一图像技术向综合图像技术发展 从医学影像技术学的角度讲,其未来发展将集中一下四个特点:医学影像技术的数字化;医学影像技术的网络化;医学影像技术的融合化;医学影像技术的标准化。在此基础上,将引发出一系列新的概念:①影像方法学的建立:由于信息技术的发展,使得每2-3年就出现一项新的成像技术,再加上影像处理软件及工作站的开发、计算机辅助诊断(CAD)系统的应用,使得影像信息更具有直观性、早期性、特异性、敏感性。这必然迫使人们将研究的重点转向影像方法学的建立。②诊断、技术、工程三融合观点的建立:为了适应医学影像学数字化、网络化、融合化必须建立诊断、技术、工程三个专业融合的观点,单一专业已不能完成现代医学影像学科的功能。这一局面将会对专业人员培养的对象、层次、内容以及在职人员的终身教育产生深远影响。③适应未来影像学发展的三个转变:从灯箱上的照片硬拷贝,向软拷贝的影像质量评价转移;从单一的图像技术,向具有综合图像诊断技术的能力转移;从单纯的技术操作,向发挥设备、软件功能最优化的能力转移。与此同时,我们还要指出影像技术人员在这一融合技术中要把研究重点放在:影像形成的前期条件——影像方法的建立;影像形成的后期处理——图像重建技术的选择; PACS的构建。、医学影像学就业范围:各类医院放射科,医疗设备经营各公司,各医疗设备工程技术人员等。
第三篇:探索X射线在医学影像诊断领域的应用及发展
探索X射线在医学影像诊断领域的应用及发展
摘要:
根据国内x射线设备的应用情况,从x射线的发现及原理出发,介绍x射线的成像原理及其在医学影像诊断领域的应用以及近年来我国在防范电离辐射方面的举措,分析国内x射线诊断设备应用存在的问题并提出相关展望。关键词:x射线成像;医学影像诊断:电离辐射
引言:20世纪90年代以来,x射线在我国医学影像诊断、放射治疗、介入放射的应用在数量和质量上都发生了较大变化,据《医疗世界》2O06年的市场调研报告数据,全世界约有44万台x射线机,其中我国约有l0万台,每年1亿5千万次检查,检查频率145.1人次,万人口,年递增率10%~15%。同时,我国CT机拥有量已达世界第3位,新一代螺旋CT、电子束等均己投入使用。本文对X射线的发现、成像原理、在医学影像诊断领域的应用以及近年来我国在防范电离辐射方面的举措进行综述,同时分析国内X射线诊断设备应用存在的问题。
一、X射线的发现及原理
1895年伦琴在研究阴极射线管中气体放电现象时,偶然发现一种人眼看不见、但能穿透物体的射线,因当时无法科学解释它的产生原理,伦琴就借用数学中代表未知数的x称之为x射线。直到20世纪初,人们才知道x射线是一种波长比可见光更短的电磁波,波长范围0.001~100nm,医学上应用的x射线波长约在O.00l~0.1nm之间。
X射线发生装置主要包括x射线管、变压器和操作台,x射线管是具有阴极和阳极的真空管,阴极用钨丝制成,通电后可发射热电子,阳极(靶极)用高熔点金属制成。变压器在阴极灯丝和阳极靶两端产生高压电场,使阴极灯丝上活跃的电子加速流向阳极,当高速电子流撞击阳极上金属元素的原子和其外围轨道上的电子时,就会产生x射线。
二、X射线成像原理
x射线通过人体后,之所以能在荧光屏或胶片上形成影像,一方面基于x射线的穿透性、荧光作用和感光作用等;另一方面基于人体组织器官存在密度和厚度的差异。当x射线照射人体后,如被照射的组织或器官密度高或厚度大,x射线衰减就多,在荧光屏上激发的荧光少,所以发暗,在胶片上乳剂感光少,所以呈白色;如被照射的组织或器官密度低或厚度小,情况则相反。根据吸收x射线的差别,人体组织一般可分为骨骼、软组织(包括液体)、脂肪 气体四大类,它们的比重、x射线吸收系数和影像密度的关系。
三、X射线在医学影像诊断领域的应用
强度均匀的x射线透过人体不同部位时的衰减程度不同,在荧光屏或摄影胶片上引起 的荧光或感光作用就有强弱差别,从而在荧光屏或摄影胶片上(经过显影、定影)显示出不同密度的阴影。根据阴影浓淡的对 匕结合临床表现、化验结果和病理诊断,即可判断骨折的程度、肺结核病灶、体内肿瘤的位置和大小等。
(一)X射线在医学影像诊断中的基本应用:拍片和透视拍片检查时x射线受到被检体的吸收及散射,穿过被检体的x射线经处理后投射至胶片上,经显影处理后成为可见影像。拍片的优点:对比度和清晰度较好,能将影像永久性留存,所需X射线剂量小。缺点:不能立即看检查结果,不能观察器官的活动情况,投照一次只能显示一个部位。
透视检查时,患者被置于x射线管与荧光屏(影像增强器)之间,X射线透过的影像呈现在荧光屏或监视器上,由医生即时观察分析。透视的优点是检查范围广,可移动患者,从不同角度观察;能动态观察器官的活动,例如心脏搏动、胃肠蠕动和膈肌运动等。缺点是透视时对病变的影像不能记录下来,不利于对病变的复查和对比;透视的影像不太清晰,对细小的病灶和细微的结构不易观察;X射线剂量大,若长时间透视对人体有一定损害。
(二)X射线与计算机技术在医学影像诊断中的发展和应用2O世纪70年代以来计算机技术与x射线成像的结合应用,使得在医学影像诊断方面,出现了计算机x射线摄影(PUTED radiography;CR)、数字化x射线摄影(Digital RADIOG DR)、数字减影血管造影(digital subtraction angiography;DSA)、电子计算机X射线断层扫描(computed tomography:CT)等一系列X射线成像的新技术。
(1)计算机X射线摄影(CR),是用影像板(IMAGI.g plate;IP)代替胶片,实现常规x射线摄影信息数字化;能提高图像的分辨、显示能力,突破常规x射线摄影技术的局限性;同时,可利用计算机对图像进行各种后期处理,增加显示信息的层次;可降低x射线摄影的辐射剂量,减少辐射损伤。CR已被广泛应用于头颅和骨关节,胃肠造影等的影像诊断。
(2)数字化x射线摄影(DR),是在x射线成像系统的基础上,使模拟视频信号经过采样、模,数转换(analog to digit;A/D)后直接在计算机中进行存储、分析和保存。x射线数字图像的空间分辨率高、动态范围大,其影像可以观察对比度低于1%、直径大于2ram的物体,在病人身上测量到的表面x射线剂量只有常规摄影的1/10。DR系统的成像速度约为CR的三倍,如果与医学影像存档与通信系统结合,可在快速完成对影像的捕获、保存和预览。由于DR的高效性及安全性,其多被运用于急诊室、儿科等部门。
(3)数字减影血管造影(DSA),通过对血管造影的影像进行数字化处理,把不需要的组织影像删除掉,只保留血管影像。
DSA的特点是图像分辨率高,对观察血管病变,血管狭窄的定位测量,诊断及介入治疗提供真实的立体图像,为各种介入治疗提供必备条件。DSA主要适用于全身血管性疾病、肿瘤、冠心病、瓣膜病等的诊断。
(4)电子计算机X射线断层扫描(CT),通过单一轴面的x射线旋转照射人体,由探测器接收透过该层面的X射线,转变为可见光后,由光电转换变为电信号,然后用电脑的三维
技术重建出x射线扫描的断层面影像,将断层影像层层堆栈,最后形成立体影像。CT设备的探测器从1个发展到现在的多达4800个,扫描方式也从平移/旋转、旋转,旋转、旋转/固定,发展到螺旋cT扫描(spiral CT scan),己被广泛运用于中枢神经系统、头颈部、胸部、甲状腺等疾病的诊断。
四、近年来我国在防范电离辐射方面的举措
随着X射线诊断学的发展普及,医用x射线照射已远高于职业照射和公众照射,成为公众所受电离辐射照射的最大人工来源,我国也逐渐意识到电离辐射对人体的伤害。为职业性和非职业原因照射后发生的白血病、肺癌等五种肿瘤的辐射病因概率提供判断标准,依据这个标准,对放射工作人员中发生的恶性肿瘤源自辐射的病因做出的判断具有法律效力;
五、国内x射线诊断设备应用存在的问题及展望
随着医学影像诊断技术的不断发展,X射线将发挥越来越重要的作用,但是国内x射线诊断的应用方面仍存在如下问题:(1)地区间经济水平不均衡导致的x射线诊断设备每百万人口拥有量的分布不均衡,部分发达地区已接近甚至达到发达国家水平,而欠发达地区远低于全世界的平均水平;(2)有限投入与需求不成比例,专用X射线机数量过少,存在利用普通X射线机进行牙科和乳腺等专科检查,或者用胃肠造影机进行其他类型检查的情况,容易导致入射体表剂量(ESD)远超《国际电离辐射防护和辐射源安全基本安全标准》(IBSS)的有关规定;(3)相比放射诊断影像学的快速发展,正规人才培养滞后,x射线诊断设备操作人员中初级职称人员比重过大,高中级职称人员比重偏低,导致x射线诊断设备使用水平偏低解决上述问题,需要进一步掌握国内x射线诊断设备应用的基本情况和发展趋势,发现存在问题,找出薄弱环节,以便有针对性地加强X射线诊断的防护工作,同时更有效地促进X射线诊断设备的正确使用。
参考文献:
(1)专著:李果珍临床CT诊断学 [M].中国科学技术出版社,1994.605(2)论文:马国平,贾周雄,李强数字减影脑血管造影技术在脑血管病诊断中的应用(3)期刊:余准,夏晓。第三脑室肿瘤的CT和MRI 杂志,1996,2:100-102.(4)毛希安. NMR前沿领域的若干新进展EJ].化学通报,1997,(2): 13—16.(5)周家宏.颜雪明,冯玉英.核磁共振实验图谱解析方法汪红志,张学龙,武杰.核磁共振成像技术实验教程[M].北京科学出版社,2008.诊断[J].中华医学会影像医学
第四篇:医学影像设备与牙科诊所的发展
医学影像设备与牙科诊所的发展
方东先生,医学影像学主管技师,口腔执业医师,毕业于山东泰山医学院放射系,医学学士学位。有近10年的口腔颌面医学影像学临床工作经历。
相对于颌面外科、牙体牙髓、牙周医学,口腔颌面放射学起步相对较晚,其高设备投入的特点在一定程度上阻碍了这一专业的普及,而大多局限于专业口腔医院。很多牙科医生对口腔颌面放射学及其专业设备了解程度不深、甚至存在误区。希望通过这篇文章,能增加同行对某些问题的了解。
口腔颌面放射学的发展
口腔颌面放射学与牙科X线设备的发展已经历百余年的历史,其中有3大重要的里程碑:
第一个里程碑——口腔颌面放射学的前身——牙科放射学的出现及牙片机的诞生:1895年底,德国科学家伦琴发现了X射线,2周后德国牙医Otto Walkhoff使用Braun阴极射线管对玻璃感光板曝光获得了2幅类似今天咬翼片的图像,这或许是牙科放射学的起步年。当时获得这样一幅影像,需要进行长达25分钟的X线照射;1905年,第一台牙科专用X线商品机—Pekord,诞生在德国Reiniger Gebbert & Schall(RGS)公司;1913年前后,随着制造技术的发展成熟,牙片机越来越多地进入牙科医疗领域,当时在美国的售价约为$300/台。
第二个里程碑——全景机的出现及口腔颌面放射学的完善。20世纪40年代末,芬兰的Yrji Veli Paatero博士对X线曲面体层摄影进行了系统研究,1958年首台商业化的全景机上市。其重要意义表现在:全景片成像范围较常规根尖片(即牙片)大大增加,从单纯的牙扩展至整个牙列、颌骨甚至面部,牙科放射学过渡到口腔颌面放射学阶段。直到今天,全景摄影也是唯一能清晰显示颌骨、牙列整体形态的X线成像方法。世界各知名的牙科X线设备生产厂家自20世纪中叶都争相进行曲面体层设备的研发,形成了今天全景机百花齐放、各有特色的局面。
第三个里程碑——数字化成像技术在口腔放射学领域的应用,包括数字化根尖片、数字化全景以及近4、5年间展露头脚并迅速成为热点的牙颌面专用CT,前两者一度被视为高端产品,诊所医疗行业少有问津,但现在也正逐渐被认同、逐步进入普通诊所。
医学影像设备在牙科诊所的现状以及全景机的临床使用情况
对于牙片的重要性,恐怕世界各地的牙医们早已达成了共识,香港大学牙医学院的资深牙髓病专家陈维国医生将“正确的X线影像”列为“高质量根管治疗的十个重要因素之一”,足见牙片以及牙片机的重要性。更加实际的是:牙片机相对其它影像设备便宜得多、技术要求低端得多、经济运行成本小得多、影像阅读容易得多,因此几乎所有的牙科医生对“小牙片”都有非常强烈的认同感、异乎寻常的感情,这一点从牙片机在牙科诊所的普及率可以反映出来。相对于牙片而言,全景机似乎因为整机价格、经济运行成本、影像等诸多“令人不快”的因素而倍受冷遇,甚至有相当一部分牙医认为曲面体层还是不适用于临床、不能创造效益的概念化技术,也有牙医自信地说:我们既不做正畸又不会种植,要曲面体层有什么用?那么,全景机真得只是一种不适用于临床的“赔钱设备”吗?全景片真得只是是种植与正畸的专用技术吗?
答案当然是否定的!全景摄影技术从1946年诞生起,从工作原理的研究到商品机的设计、制造工艺都发生着不断的进步与完善:从单一固定的旋转中心发展到今天的三轴连续转换,由患者旋转发展到今天机架旋转、患者不动,摄影程序由单一发展到今天的多种多样、断层域由固定发展到今天的可根据不同颌弓解剖形态进行调节、机型由粗老笨重发展到今天的简洁美观,影像质量更是从“模糊数学”发展到今天的清晰、鲜明、一目了然。总体来说,各厂家以平均每3-5年推出一款新机型的速度前进着,在20世纪后期至今,全景机机械部分的改进速度趋缓,而转向数字化方案的解决。以上情况完全说明曲面体层技术已经完全成熟、足以满足临床需要。
全景摄影是口腔临床医疗的常规检查,广泛应用于包括种植、正畸在内的广大领域:
1.全景片是观察混合牙列的最佳方法:在日常工作中我们经常会遇到“恒牙萌出而同名乳牙滞留”或“乳牙脱落而恒牙萌出延迟”的儿童、少年患者。在这种情况下,首先应当明确诊断恒牙胚的有无及其解剖形态、乳牙与同名恒牙胚的解剖关系、相邻恒牙胚之间的解剖关系,因为贸然拔牙、简单的切开导萌或一味的等待,对患者都会造成潜在损害。这种情况下,拍摄X线片特别是全景片变得尤为必要。因为一张牙片的观察范围仅有非常有限的2×3cm,乳牙恒牙有所重叠、相邻恒牙胚又有所重叠,如果碰巧还有多生牙(这种情况在恒牙萌出延迟的病例中决非少见),那就真得乱成了“一锅牙”,诊断难度大大增加。这时,全景片的优势显而易见:15×30cm的成像范围覆盖范围广、解剖关系准确,不管乳牙、恒牙还是多生牙、埋伏牙全部一网打尽、一览无余,只要会数1、2、3,就会准确诊断乳恒牙的个数、关系,确诊就这么简单。更重要的是,我们可以通过全景片对小朋友的牙齿情况进行全面的评价,对患儿家长进行正确及时的指导,哪个牙该补、哪个牙该拔,受到如此贴切关怀的家长们无疑会对医生充满感激之情,因为今天每一个独生子女对父母的重要性不言而喻,他们又怎么会斤斤计较诊费呢?聪明人学懒,我们应该做在全景片上数1、2、3的“懒汉”,还是做费尽心思研究小牙片的“智者”?
2.全景片有助于对整个牙列情况进行全面分析:今天的牙科医疗远远尚未达到预防医疗的阶段,病人们往往是小病不治,发展到足够严重的程度才来就医,因此大部分同时合并其它问题。比如一个牙髓炎的患者可能还有其它部位的牙体、牙列缺损或牙周炎,对于这样的病人,医生们肯定希望通过自己的一番序列性的“综合整治”,尽可能更多地解决问题,使病人达到最佳状态,留住病人当然就成了序列治疗的关键。仅仅靠三寸不烂之舌单纯地进行“说服教育”显然不够,因为这样很容易让病人产生“过度医疗”的怀疑——“凭什么俺一个牙疼,还得治其它牙?!”,这时就需要让事实说话,能准确反映全口牙齿的情况,全景片当然是首选——全口牙一次拍片全部显影。与患者交流,告诉他哪里有蛀牙、哪里有牙槽骨的发炎吸收、哪个牙根有炎症需要治疗,哪个残根有必要拔掉镶牙,病人能亲眼看到自己病情的严重程度,加上医生专业角度的讲解,对预后的科学评估。很容易使他认同医生的诊断,自然乐意接受来自医生的治疗建议。因此一张全景片的作用远比口若悬河的高谈阔论大得多。
3.很多疾病需要全景片为依据选择治疗方法、评价治疗效果:比如说,一个牙周炎患者来就诊,首先应确定是进展期还是静止期?因为治疗方法截然不同。X线片上牙槽骨吸收边缘及牙槽硬骨板的清晰程度、骨小粱结构是判断进展期与静止期的标准,假如拍牙片,不同牙位需要反复曝光,并且多张牙片难以进行统一的对比、分析,而一张全景片一次曝光即可显示全部牙齿、牙周,使分析更加准确、全面、直观。如果判断为进展期就需要先进行全身治疗,如果是静止期就可以放心大胆地进行彻底的局部治疗,而如果仅仅是牙龈炎、牙槽骨吸收不严重,一次洁治就可以解决全部问题。牙周治疗后牙槽骨有无修复表现呢?同样可以在数月后的随访时拍一张全景片,与治疗前的影像进行对比,看看牙槽骨的高度、骨头的密度、龈上龈下牙石的数量,把影像的可喜变化展示给患者,他将对您的医术深信不疑,治疗也从简单的一次性变成了系统而专业的持续过程。
4.全景片使总义齿修复的成功几率增加:总义齿修复牙列缺失是牙科诊所的常见治疗之一,修复前的全景片检查极有必要,因为残留在患者牙龈、牙槽骨内的小根片、残根甚至颌骨内病灶往往对修复效果造成不利影响——佩戴总义齿后出现局部肿痛,而不得不为了解决相关问题耽误义齿修复、甚至返工,不仅耗费医患双方的精力与时间,也难以形成和谐的医患关系。
5.全景片可以作为治疗前的原始记录:给每个来诊所就诊病人都建立一套治疗前后的包括临床、影像在内的详细档案并长期存档管理,无论对提高诊所工作的规范化、积累经验、提高工作水平,还是对建立良好的医患关系、预防某些不必要纠纷的产生都有非常积极的意义。因为可以清晰显示全口牙齿、牙周及颌骨的整体情况,全景片无疑是保留原始记录的最佳方法。这在牙科诊所医疗发展相对完善的欧、美、香港等国家地区已成为制度而存在。
6.全景片是阻生牙及其他形态、位置异常牙齿的重要检查手段:阻生牙拔除是很多以牙槽外科为特色的诊所的常规诊疗项目,拔牙前正确分析牙阻力及骨阻力是手术成功的关键,X线片无疑是首选工具。但医生们大概都有类似的经历——如果拍局部牙片,口内放置胶片时常常引发患者无法忍受的恶心,或者根本没法拍、或者只能拍到近中部位的牙冠而看不到根尖,这样的影像根本无法提供准确的解剖信息。全景片则完全不同:阻生牙牙根的数量、形态及弯曲方向,根分叉的大小,阻生牙与邻牙的位置关系、与下颌管、上颌窦的距离,邻牙有无基础病变等情况都清晰地显示在全景片上,使术前预测更加准确、全面,成功率无疑将大大增加,各种并发症也将得到有效避免。
全景机的社会、经济效益
全景机在大多数医生想象中的高经济运行成本,无疑降低了其购买欲望,但实际情况果真如此吗?
以韩国威泰PaX150全景机为例,对其经济运行情况进行简单分析:①电能消耗:这款机型功率约为1000瓦,仅仅相当于一台小型家用空调(柜机或挂机)的功率;更重要的是,其单次满负荷有效工作时间(即X线曝光时间)极短,仅有12秒,其余时间可置于关机状态,电损耗为0,也就是说在设备正常使用情况下,拍摄300张全景片仅耗电1度;②冲洗药液:按市场通用的国产显、定影夜计算:50元钱的药液(包括显及定影)可处理胶片200-400张,每张胶片的药水消耗不超过0.20元;③胶片:以日本富士感蓝胶片为例,每张胶片的成本约为2元钱,即便是高档的感绿胶片,成本也可控制在5元以下;④机房及其防护设施:全景机虽然个头比牙片机大,但其各部件处于相对固定的位置,没有伸缩运动,3-4mm2的空间足以满足装机要求,并且X线机房经简单处理后即可兼做暗室,不需额外空间;另外,因为全景机特殊的窄X线束设计,辐射剂量远远小于牙片机,因此X线防护要求不超过后者,也就是说原有的防护措施不需进行大规模的改动;⑤人工及操作难易程度:全景机操作简单,不象拍牙片一样需要特殊的投照角度及体位,只要具备认真的工作态度,不必专人负责、重拍率远远低于牙片。综上,拍摄一张全景片的经济成本一般不超过8元钱。相对于其低耗材,全景片的定价相对较高:在非营利性医疗机构的定价因地而异,一般在每片30-110元之间,全景机给诊所带来的远远不止前面所述及的显著的经济效益,其社会效益更加深远:
全景机是设备先进程度的代表:诊疗设备的先进程度是牙科诊所综合水平的重要衡量指标,当艾迪克、安富士等中高端综合治疗台、光纤手机、喷砂洁治器、预真空消毒炉日益进入私人牙科诊所,与之形成对比的是,对于很多诊所,X线诊断设备还是七、八十年代的低端产品甚至是缺失的。当一个初诊患者来到诊所,大多数医生仅仅依靠口镜、镊子、探针进行简单的器械检查,这与数十甚至百余年前的“剃头匠牙医时代”有何区别?设想在一番认真的器械检查后,带患者去“X线检查室”拍一张全景片,因为不用往嘴巴里面放胶片、不会恶心,并且用短得出奇的时间就能拍出全口牙齿,患者感受到的无疑是巨大的“震撼”。根据我们的经验,几乎所有患者在第一次接受全景片检查后都会由衷感叹:这台仪器真先进!这时在患者的心目中,医生无疑是先进科学技术的代表,其对医生的信服及认同是不言而喻的。反之一个“口镜镊子牙医”即便花了大量时间成功地完成了治疗,患者也会认为:明明是没什么技术含量的修修补补,凭什么收如此之高的诊费?这无疑使牙医们处于尴尬的境地。
诊所受众的定位无疑是经营者极为关注的问题,定位在棚户区还是别墅区?当然,后者是每个诊所经营者所努力争取的目标,因此各种形式的VIP诊室层出不穷,难道VIP仅仅是一杯茶、一份报纸或一番“恳谈”吗?当然不是。VIP服务应该定位于高端的设备、高超的技术以及细致入微的关怀,其中前者发生作用无疑更加直接、迅速而且深刻。象欧美、香港的同行一样把全景片当作正式治疗前的常规检查,现代化全景机带来的震撼力往往是其他途径无法比拟的,患者会感受到所享受的是建立在现代高科技基础上、与国际接轨的诊疗,与其身份是相称的,也就更容易对诊所产生心理上的认同感,毫无疑问,这对后续治疗将大有好处,并且每一个感受到诊所先进诊疗的VIP都有机会成为诊所的宣传者、代言人,有利于对诊所创造良好的口碑、提高了诊所的知名度。
全景片图像相对复杂、繁多的解剖结构令不少医生望而却步,对此可能没有更好的“终南捷径”可循,只有靠熟能生巧——看的片子多了,自然会慢慢地熟悉、掌握影像。深圳瑞尔齿科的耿文军主任曾不无自豪的说:看全景片时“感觉”很重要。所谓“感觉”就是经验。其实几乎所有的事情都是如此,就象复杂根管治疗——绝对不会有天生的根管大师,肯定经历了数以千百次的“超充”、“欠充”,经过临床经验的积累,最后才慢慢达到“一次性恰充”的境界。读片子比根管治疗容易得多,有左右对比的观念、有阅读牙片的基础、注意经验的积累,认识全景片图像应该还是比较简单的。
请允许我借用美国著名外科学家Maurice Richardson在马萨诸塞医院演讲会议上一段感言作为本文的结语——一台诊断用X线设备就如同喉科专家的喉镜、内科医生的听诊器一样,是必不可少的!
第五篇:医学影像学在临床中的应用
医学影像学在临床中的应用
摘要:医学影像学在医学诊断领域是一门新兴的学科,不过目前在临床的应用上是非常广泛的,对疾病的诊断提供了很大的科学和直观的依据,可以更好的配合临床的症状、化验等方面,为最终准确诊断病情起到不可替代的作用;同时也很好的应用在治疗方面。现对X成像、CT成像、超声成像、核磁共振等基本原理、临床应用特点进行介绍。
关键字:医学影像学、X光成像(X-ray)、脑断层扫描(CT)、核磁共振成像(MRI)、超生成像(ultrasound)等
1895年德国的物理学家伦琴发现了X线,不久即被用于人体的疾病检查,并由此形成了放射诊断学。近30年来,CT、MRI、超声和核素显像设备在不断地改进核完善,检查技术核方法也在不断地创新,影像诊断已从单一依靠形态变化进行诊断发展成为集形态、功能、代谢改变为一体的综合诊断体系。与此同时,一些新的技术如心脏和脑的磁源成像和新的学科分支如分子影像学在不断涌现,影像诊断学的范畴仍在不断发展和扩大之中。1.X线成像
1.1 X线成像的基本原理
X线之所以能使人体组织在荧屏上或胶片上形成影像,一方面是基于X线的穿透性、荧光效应和感光效应;另一方面是基于人体组织之间有密度和厚度的差别。当X线透过人体不同组织结构时,被吸收的程度不同,所以到达荧屏或胶片上的X线量即有差异。这样,在荧屏或X线片上就形成明暗或黑白对比不同的影像。1.2 X线成像的特点
显示的结构层次比较丰富,有利于整体观察受检部位的组织结构,具有较高的空间分辨率,但其密度分辨率较低,无法区别组织密度差别小的结构。
1.3 X线成像在临床中的应用
X线成像是重要的临床诊断方法之一,是影像学的基础,已经积累了丰富成熟的经验,也是临床上使用最多的、最基本的诊断方法,特别是在骨骼、胸部、胃肠道应用广泛。2.CT成像
2.1 CT的成像基本原理
CT是用X线束对人体某部一定厚度的层面进行扫描,由探测器接收透过该层面的X线,转变为可见光后,由光电转换变为电信号,再经模拟/数字转换器转为数字,输入计算机处理。图像形成的处理有如对选定层面分成若干个体积相同的长方体,称之为体素。扫描所得信息经计算而获得每个体素的X线衰减系数或吸收系数,再排列成矩阵,即数字矩阵,数字矩阵可存贮于磁盘或光盘中。经数字/模拟转换器把数字矩阵中的每个数字转为由黑到白不等灰度的小方块,即象素,并按矩阵排列,即构成CT图像。所以,CT图像是重建图像。每个体素的X线吸收系数可以通过不同的数学方法算出。
2.2 CT的成像的特点
CT图像是由一定数目由黑到白不同灰度的象素按矩阵排列所构成。这些象素反映的是相应体素的X线吸收系数。不同CT装置所得图像的象素大小及数目不同。
CT图像是以不同的灰度来表示,反映器官和组织对X线的吸收程度。因此,与X线图像所示的黑白影像一样,黑影表示低吸收区,即低密度区,如含气体多的肺部;白影表示高吸收区,即高密度区,如骨骼。但是CT与X线图像相比,CT的密度分辨力高,即有高的密度分辨力。因此,人体软组织的密度差别虽小,吸收系数虽多接近于水,也能形成对比而成像。这是CT的突出优点。所以,CT可以更好地显示由软组织构成的器官,如脑、脊髓、纵隔、肺、肝、胆、胰以及盆部器官等,并在良好的解剖图像背景上显示出病变的影像。2.3 CT的成像在临床中的应用
CT由于它的特殊诊断价值,已广泛应用于临床。但CT设备比较昂贵,检查费用偏高,某些部位的检查,诊断价值,尤其是定性诊断,还有一定限度,所以不宜将CT检查视为常规诊断手段,应在了解其优势的基础上,合理的选择应用。3.核磁共振成像
3.1 核磁共振成像的基本原理
核磁共振成像技术是核磁共振在医学领域的应用。人体内含有非常丰富的水,不同的组织,水的含量也各不相同,如果能够探测到这些水的分布信息,就能够绘制出一幅比较完整的人体内部结构图像,核磁共振成像技术就是通过识别水分子中氢原子信号的分布来推测水分子在人体内的分布,进而探测人体内部结构的技术。3.2 核磁共振成像的特点
核磁共振成像技术是一种非介入探测技术,相对于X-射线透视技术和放射造影技术,MRI对人体没有辐射影响,相对于超声探测技术,核磁共振成像更加清晰,能够显示更多细节,此外相对于其他成像技术,核磁共振成像不仅仅能够显示有形的实体病变,而且还能够对脑、心、肝等功能性反应进行精确的判定。在帕金森氏症、阿尔茨海默氏症、癌症等疾病的诊断方面,MRI技术都发挥了非常重要的作用。3.3 核磁共振成像在临床中应用
MRI所获得的图像非常清晰精细,大大提高了医生的诊断效率,避免了剖胸或剖腹探查诊断的手术。由于MRI不使用对人体有害的X射线和易引起过敏反应的造影剂,因此对人体没有损害。MRI可对人体各部位多角度、多平面成像,其分辨力高,能更客观更具体地显示人体内的解剖组织及相邻关系,对病灶能更好地进行定位定性。对全身各系统疾病的诊断,尤其是早期肿瘤的诊断有很大的价值。4.超声成像
4.1 超声成像的基本原理
阵列声场延时叠加成像是炒成成像中最传统,最简单的,也是目前实际当中应用最为广泛的成像方式。在这种方式中,通过对阵列的各个单元引入不同的延时,而后合成为一聚焦波束,以实现对声场各点的成像。4.2超声成像的特点
在临床应用方面,B超为最重要的诊断方法,B超可以清晰地显示各脏器及周围器官的各种断面像,由于图像富于实体感,接近于解剖的真实结构。4.3 超声成像的应用
随着医学超声成像技术的发展,从A型、M型一维超声成像、B型二维超声成像,发展到动态三维成像;由黑白灰阶超声成像发展到彩色血流成像;超声造影、谐波成像、多普勒组织成像等技术已经应用于临床。医学超声成像技术的发展和应用以其非电离辐射的独到之处、对软组织鉴别力较高的优势、仪器使用方便价格便宜的特点,成为医学成像中颇具生命力而不可代替的现代影像诊断技术。5.其他影像成像技术 5.1 放射性核素显像
将放射性药物引入体内后,以脏器内、外或正常组织与病变之间对放射性药物摄取的差别为基础,利用显像仪器获得脏器或病变的影像。常用的显像仪器为γ照相机和发射型计算机断层照相机(ECT),后者又分为正电子类型的 PECT 和单光子类型的SPECT。按显像的方式分为静态和动态显像两种。由于病变部位摄取放射性药物的量和速度与它们的血流量、功能状态、代谢率或受体密度等密切相关,因此所得影像不仅可以显示它们的位置和形态,更重要的是可以反映它们的上述种种状况(可以统称为功能状况),故实为一种功能性显像。众所周知,绝大多数疾病的早期,在形态结构发生变化之前,上述功能状态已有改变,因此放射性核素显像常常能比以显示形态结构为主的 XCT、MRI、超声检查等较早地发现和诊断很多疾病。但它的空间分辨率不如上述其他医学影像方法,清晰度较差,应根据需要适当选择或联合应用各种显像方法。
放射性核素检查的主要内容有:①心血管系统。主要有心肌显像和心功能测定。②神经系统。主要有局部脑血流(γCBF)断层显像、局部脑葡萄糖代谢显像和神经受体显像。③肿瘤显像。主要有放射免疫显像(RII)、其他特异性亲肿瘤显像、67Ga 显像、骨转移灶显像和淋巴显像。④消化系统。主要有肝血管瘤显像、肝胆显像、异位胃粘膜显像和活动性消化道出血显像。⑤呼吸系统。主要用于早期诊断发病2~3日内的肺栓塞。⑥泌尿系统。主要有泌尿系动态显像。利用 99mTc-DMSA 可以显示肾实质影像,能灵敏地发现肾脏瘢痕。此外,放射性核素显像还可用于内分泌系统、骨骼系统和血液系统疾病的诊断。5.2 数字减影血管造影技术
数字减影血管造影技术(Digital Subtraction Angiography,DSA)是一种新的X线成像系统,是常规血管造影术和电子计算机图像处理技术相结合的产物。普通血管造影图像具有很多的解剖结构信息,例如骨骼、肌肉、血管及含气腔隙等等,彼此相互重叠影响,若要想单纯对某一结构或组织进行细微观察就较为困难。
DSA的成像基本原理是将受检部位没有注入造影剂和注入造影剂后的血管造影X线荧光图像,分别经影像增强器增益后,再用高分辨率的电视摄像管扫描,将图像分割成许多的小方格,做成矩阵化,形成由小方格中的像素所组成的视频图像,经对数增幅和模/数转换为不同数值的数字,形成数字图像并分别存储起来,然后输入电子计算机处理并将两幅图像的数字信息相减,获得的不同数值的差值信号,再经对比度增强和数/模转换成普通的模拟信号,获得了去除骨骼、肌肉和其它软组织,只留下单纯血管影像的减影图像,通过显示器显示出来。
通过DSA处理的图像,使血管的影像更为清晰,在进行介入手术时更为安全。
5.3正子扫描(PET)
正电子发射型计算机断层显像(Positron Emission Computed Tomography),是核医学领域比较先进的临床检查影像技术。
其大致方法是,将某种物质,一般是生物生命代谢中必须的物质,如:葡萄糖、蛋白质、核酸、脂肪酸,标记上短寿命的放射性核素(如F18,碳11等),注入人体后,通过对于该物质在代谢中的聚集,来反映生命代谢活动的情况,从而达到诊断的目的。
最近各医院主要使用的物质是氟代脱氧葡萄糖,简称FDG。其机制是,人体不同组织的代谢状态不同,在高代谢的恶性肿瘤组织中葡萄糖代谢旺盛,聚集较多,这些特点能通过图像反映出来,从而可对病变进行诊断和分析。6.总结
医学影像学,以部位、功能为主线,综合讲述各部位正常人体各器官、组织的X线、CT、MRI表现,各种病变、疾病的X线、CT、MRI的表现与诊断。依不同的检查方法又可分成普通放射诊断学、CT诊断学、MR诊断学和介入放射学。
医学影像学是一门以各种成像设备(含X线摄影,超声显象,放射性核素,放射计算机断层摄影、电子计算机集X线体层摄影、核磁共振成像等)和放疗设备手段,应用基础医学和临床医学基本理论知识,对疾病进行医学影像诊断和放射治疗的学科。它具有自己的独立的理论体系,是自然科学、工程学、生物学、医学等多学科相互渗透和综合的新兴学科。7.参考文献 ① 部分内容摘抄自百度百科。② X线成像、超声成像、数字减影血管造影技等摘抄自课本P30-70,P163—173。