医学影像设备学概论共40页
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医学影像设备概述PPT
MRS
• 生物体磁共振波谱分析（magnetic resonance spectroscopy，MRS）具有研 究机体物质代谢的功能和潜力，今后如能 实现MRI设备与MRS结合的临床应用，将 会引起医学诊断学上一个新的突破。
布洛赫 (Felix Bloch)
帕塞尔 (Edward Purcell)
CT
• 1972年，英国工程师汉斯菲尔德 （G.N.Hounsfield）首次研制成功世界上第 一台用于颅脑的X线计算机体层摄影（x-ray computed tomography，X-CT）设备，简 称为X-CT设备，或CT设备。
CT发展大事记
• 1972 发明CT第一代EMI Mark I，2个平行 探测器，1次2层
X线的发展
• 1896年，德国西门子公司研制出世界上 第一只X线管。20世纪10~20年代，出现 了常规X线机。其后，由于X线管、变压 器和相关的仪器、设备以及人工对比剂的 不断开发利用，尤其是体层装置、影像增 强器、连续摄影、快速换片机、高压注射 器、电视、电影和录像记录系统的应用， 到20世纪60年代中、末期，已形成了较 完整的学科体系，称为影像设备学。
超声和放射性核素设备与技 术
• 20世纪50年代和60年代，超声成像（USG）设备 和核医学设备相继出现，当时在医学上的应用往 往各成系统。1972年X-CT设备的开发，使医学影 像设备进入了一个以计算机和体层成像相结合、 以图像重建为基础的新阶段。70年代末80年代初， 超声CT（UCT）、放射性核素CT和数字X线机逐 步兴起，并应用于临床。尽管这些设备的成像参 数、诊断原理和检查方法各不相同，但其结果都 是形成某种影像，并依此进行诊断。
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临床医学X线影像设备学PPT课件
第5页/共163页
概论-影像设备分类
分为诊断设备和治疗设备
＊诊断设备： 1、X线设备＊ 3、超声设备 5、热成像设备
2、磁共振设备 4、核医学设备 6、医用内镜
＊目前，医学影像学已经形成了比较完善的体系， 包括常规X线成像、X线CT成像、DSA成像、MR成像、 超声成像、核素成像、热成像和内镜成像等。
第7页/共163页
概论-Ｘ射线的特性
＊ X射线具有波动性和粒子性（波粒二象性），这 两种物理性质恰好同存在于X线这个同一体中。 X 线在传播中发生的反射、干涉、衍射等现象突出表 现了它的波动性；而与物质相互作用发生能量交换 时,就突出表现了它的粒子性。所以X线又是一束中 子光子流。 ＊ X射线以光速沿直线进行传播，服从光的反射、 直射、散射和衍射的一般规律。
第22页/共163页
诊断用X线机发展史
1、气体X线管、感应圈时期（1895〜1916） 这一时期的X线机主要由气体X线管、感应圈或静电
起电机组成，用玻璃底版成像，后期开始用钨酸钙增感 屏。伦琴当时使用的X线机，其管电压只有40〜50kV， 管电流仅有1mA，拍摄一张手骨照片用30min〜1h。
第23页/共163页
1、穿透作用： X射线穿透物质的能力，与该物质的密度有关，
即与该物质的原子序数有关，原子序数高，密度 就大，对X线吸收就多，穿透力就差。如铜 （Z=29），密度较高，X射线不易穿透，铅 （Z=82），密度很高，X射线更不易穿透。如铝 （Z=13），水和气体，其原子序数为较低的几种 原子组成，且排列非常稀疏，密度很小，X射线易 穿透。故X射线穿透力与物质的密度成反比。
第21页/共163页
概论-Ｘ线的产生
* Ｘ线的产生必须具有下列条件： 1、要有足够数量高速运动的电子 2、有一个能经受高速电子管是一个高度真空的热阴极二极管，钨丝 作为阴极，钨靶作为阳极，Ｘ线管中高速电子撞 击阳极靶面时，99%以上的能量变为热能，仅有小 于1%的能量通过两种方式，即韧致辐射和特征辐 射，产生Ｘ线。
概论-影像设备分类
分为诊断设备和治疗设备
＊诊断设备： 1、X线设备＊ 3、超声设备 5、热成像设备
2、磁共振设备 4、核医学设备 6、医用内镜
＊目前，医学影像学已经形成了比较完善的体系， 包括常规X线成像、X线CT成像、DSA成像、MR成像、 超声成像、核素成像、热成像和内镜成像等。
第7页/共163页
概论-Ｘ射线的特性
＊ X射线具有波动性和粒子性（波粒二象性），这 两种物理性质恰好同存在于X线这个同一体中。 X 线在传播中发生的反射、干涉、衍射等现象突出表 现了它的波动性；而与物质相互作用发生能量交换 时,就突出表现了它的粒子性。所以X线又是一束中 子光子流。 ＊ X射线以光速沿直线进行传播，服从光的反射、 直射、散射和衍射的一般规律。
第22页/共163页
诊断用X线机发展史
1、气体X线管、感应圈时期（1895〜1916） 这一时期的X线机主要由气体X线管、感应圈或静电
起电机组成，用玻璃底版成像，后期开始用钨酸钙增感 屏。伦琴当时使用的X线机，其管电压只有40〜50kV， 管电流仅有1mA，拍摄一张手骨照片用30min〜1h。
第23页/共163页
1、穿透作用： X射线穿透物质的能力，与该物质的密度有关，
即与该物质的原子序数有关，原子序数高，密度 就大，对X线吸收就多，穿透力就差。如铜 （Z=29），密度较高，X射线不易穿透，铅 （Z=82），密度很高，X射线更不易穿透。如铝 （Z=13），水和气体，其原子序数为较低的几种 原子组成，且排列非常稀疏，密度很小，X射线易 穿透。故X射线穿透力与物质的密度成反比。
第21页/共163页
概论-Ｘ线的产生
* Ｘ线的产生必须具有下列条件： 1、要有足够数量高速运动的电子 2、有一个能经受高速电子管是一个高度真空的热阴极二极管，钨丝 作为阴极，钨靶作为阳极，Ｘ线管中高速电子撞 击阳极靶面时，99%以上的能量变为热能，仅有小 于1%的能量通过两种方式，即韧致辐射和特征辐 射，产生Ｘ线。
医学影像设备学概论
医学影像设备学 教学课件
第一章 医学影像设备学概论
第一节 医学影像设备的发展简史 第二节 医学影像设备的分类
第一节 医学影像设备的发展简史
一常规X线机 １． 1895年11月8日，德国物理学家伦琴
（Withelm Conrad Roentgen，1845~1923）发现X 线。 ２． 1896年，德国西门子公司研制出世界上第一 只X线管。 ３．20世纪10~20年代，出现了常规X线机。 X线管、高压变压器和相关的仪器、设备以及人工 对比剂的不断开发利用，尤其是体层装置、影像增 强器、连续摄影、快速换片机、高压注射器、电视、 电影和录像记录系统的应用 到20世纪60年代中、末期，已形成了较完整的学科 体系，称为影像设备学。
综上所述，多种类型的医学影像诊断设备 与医学影像治疗设备相结合，共同构成了现 代医学影像设备体系。
纪 ）
10~40 年代
50 年代
（1917 年）
（1951 年）
发射 US
闪烁扫描
成功
（10~20 年代） （1954 年）
X 线机
影像增强器
（1930 年） 增感屏
（1932 年） 电子显微镜 （透射） （1938 年） 旋转阳极 X 线管 （1942 年） A超
近30年来，CT设备的更新速度极快，扫描时 间由最初的几分钟向亚秒级发展，图像快速 重建时间最快的已达0.75s（512×512矩阵）， 空间分辨力也提高到0.1mm。
北京协和医院引进西门子公司 64层螺旋CT
最高分辨 率、 最快扫描、 最低辐射、 最大信息 量 全身血管 及脏器无 创性检查
平板探测器CT设备目前尚在开发阶段，一旦 技术成熟，从机器设计、信息模式、成像速 度、射线剂量到运行成本都会有根本性的改 变，将会引起CT设备的又一次革命。
第一章 医学影像设备学概论
第一节 医学影像设备的发展简史 第二节 医学影像设备的分类
第一节 医学影像设备的发展简史
一常规X线机 １． 1895年11月8日，德国物理学家伦琴
（Withelm Conrad Roentgen，1845~1923）发现X 线。 ２． 1896年，德国西门子公司研制出世界上第一 只X线管。 ３．20世纪10~20年代，出现了常规X线机。 X线管、高压变压器和相关的仪器、设备以及人工 对比剂的不断开发利用，尤其是体层装置、影像增 强器、连续摄影、快速换片机、高压注射器、电视、 电影和录像记录系统的应用 到20世纪60年代中、末期，已形成了较完整的学科 体系，称为影像设备学。
综上所述，多种类型的医学影像诊断设备 与医学影像治疗设备相结合，共同构成了现 代医学影像设备体系。
纪 ）
10~40 年代
50 年代
（1917 年）
（1951 年）
发射 US
闪烁扫描
成功
（10~20 年代） （1954 年）
X 线机
影像增强器
（1930 年） 增感屏
（1932 年） 电子显微镜 （透射） （1938 年） 旋转阳极 X 线管 （1942 年） A超
近30年来，CT设备的更新速度极快，扫描时 间由最初的几分钟向亚秒级发展，图像快速 重建时间最快的已达0.75s（512×512矩阵）， 空间分辨力也提高到0.1mm。
北京协和医院引进西门子公司 64层螺旋CT
最高分辨 率、 最快扫描、 最低辐射、 最大信息 量 全身血管 及脏器无 创性检查
平板探测器CT设备目前尚在开发阶段，一旦 技术成熟，从机器设计、信息模式、成像速 度、射线剂量到运行成本都会有根本性的改 变，将会引起CT设备的又一次革命。
医学影像设备学课件(全)PartIa
核医学设备的组成和操作
核医学设备主要包括发射器、探测器、计算机控制系统和操作台等组成。发射器用于产生放射性核素并注入人体 内部，探测器则接收放射性核素发出的射线并转换为电信号
THANKS
感谢观看
核医学设备的临床应用及优势
总结词
核医学设备具有特异性成像、能够反映脏器 和组织的功能状态的优势，常用于甲状腺疾 病、骨肿瘤等疾病的诊断。
详细描述
核医学设备利用放射性核素标记的示踪剂对 人体进行扫描，能够特异性地显示脏器和组 织的功能状态，对于甲状腺疾病、骨肿瘤等 疾病的诊断具有重要价值。同时，核医学设 备能够反映病变部位的新陈代谢情况，为医
随着科技的发展，医学影像设备经历了从模拟到数字，从低分辨率到高分辨率，从 单一功能到多功能的发展历程。
近年来，随着人工智能、物联网等技术的快速发展，医学影像设备学正在向智能化 、网络化、自动化的方向发展。
医学影像设备学未来发展趋势
未来，医学影像设备学将朝着更高效 、更灵活、更智能的方向发展。
未来医学影像设备还将更加注重患者 的体验和舒适度，实现更人性化、更 便捷的操作和维护。
医学影像设备学面临的挑战
技术更新换代
数据安全和隐私保护
质量控制和管理
人才培养和队伍建设
随着科学技术的不断发展，新的医学影像 设备不断涌现，这就需要不断更新和升级 医学影像设备，以跟上技术发展的步伐。
医学影像设备在处理和传输大量敏感数据 时，需要保障数据的安全性和隐私保护， 避免数据泄露和滥用。
医学影像设备的准确性和可靠性对于诊断 和治疗至关重要，因此需要建立完善的质 量控制和管理体系，确保医学影像设备的 质量和稳定性。
X线机的种类和特点
根据结构和功能的不同，X线机可以分为固定式和移动式两大类。固定式X线机通常较大 ，性能稳定，适合进行大型的医学影像检查，如全身CT等。移动式X线机则可以随时移动 到患者身边，方便进行床旁检查和小型手术中的影像学监测。
核医学设备主要包括发射器、探测器、计算机控制系统和操作台等组成。发射器用于产生放射性核素并注入人体 内部，探测器则接收放射性核素发出的射线并转换为电信号
THANKS
感谢观看
核医学设备的临床应用及优势
总结词
核医学设备具有特异性成像、能够反映脏器 和组织的功能状态的优势，常用于甲状腺疾 病、骨肿瘤等疾病的诊断。
详细描述
核医学设备利用放射性核素标记的示踪剂对 人体进行扫描，能够特异性地显示脏器和组 织的功能状态，对于甲状腺疾病、骨肿瘤等 疾病的诊断具有重要价值。同时，核医学设 备能够反映病变部位的新陈代谢情况，为医
随着科技的发展，医学影像设备经历了从模拟到数字，从低分辨率到高分辨率，从 单一功能到多功能的发展历程。
近年来，随着人工智能、物联网等技术的快速发展，医学影像设备学正在向智能化 、网络化、自动化的方向发展。
医学影像设备学未来发展趋势
未来，医学影像设备学将朝着更高效 、更灵活、更智能的方向发展。
未来医学影像设备还将更加注重患者 的体验和舒适度，实现更人性化、更 便捷的操作和维护。
医学影像设备学面临的挑战
技术更新换代
数据安全和隐私保护
质量控制和管理
人才培养和队伍建设
随着科学技术的不断发展，新的医学影像 设备不断涌现，这就需要不断更新和升级 医学影像设备，以跟上技术发展的步伐。
医学影像设备在处理和传输大量敏感数据 时，需要保障数据的安全性和隐私保护， 避免数据泄露和滥用。
医学影像设备的准确性和可靠性对于诊断 和治疗至关重要，因此需要建立完善的质 量控制和管理体系，确保医学影像设备的 质量和稳定性。
X线机的种类和特点
根据结构和功能的不同，X线机可以分为固定式和移动式两大类。固定式X线机通常较大 ，性能稳定，适合进行大型的医学影像检查，如全身CT等。移动式X线机则可以随时移动 到患者身边，方便进行床旁检查和小型手术中的影像学监测。
医学影像设备学第1章 概论
第一节 概述
由各种探测器和计算机构成的计算机X线摄影（ computed radiography，CR）、数字X线摄影（ digital radiography，DR）、数字减影血管造影 （digital subtraction angiography，DSA）等成 像装置和作为数字图像显示终端的显示器（监视器 ）、印制照片的激光相机，都属于医学影像设备。 介入放射学设备和立体定向设备都是在图像的引导 下实施诊断或治疗，也属于医学影像设备。热成像 仪、医用内镜等也能为医生提供所需要的影像，也 属于医学影像设备。
第二节 发展历程
放射性成像的基本条件是具有能够选择性聚集在特 定脏器或病变的放射性核素或放射性核素标记的化 合物，使该脏器或病变与临近组织之间的放射性浓 度差达到一定程度；核医学成像仪器可探测这种放 射性浓度差，并根据需要以一定的方式显示成像。 六、现代医学影像设备体系的建立(略)
第三节 各种医学影像设备
小结
1. 医学影像设备的定义 2. 医学影像设备的研究对象 3. 医学影像设备的发展历程 4. 医学影像设备的应用特点
第一节 概述
二、重要性
通过医学影像设备可获得受检者组织、器官相应的 影像，使医生了解受检者体内病变的部位、范围、 形状以及与周围器官的关系等信息，扩展了医生的 感官；有的设备还能观察脏器功能的改变，对诊断 疾病具有至关重要的作用。利用各种成像机制所获 取的影像相互印证，提高了诊断正确率。影像诊断 已成为临床诊断的重要依据，医学影像设备的装备 条件基本上可体现医院的诊疗水平。
伦琴肖像
世界上第一张X线图像
第二节 发展历程
X线机的发展经历了五个阶段： ①初始阶段； ②实用阶段； ③提高完善阶段； ④影像增强器阶段； ⑤数字化阶段。
《医学影像设备学》第一章 概论-精选文档
(Lauterbur)
英国--曼斯菲尔德
(Mansfielபைடு நூலகம்)
22
三、磁共振成像设备的应用和发展
20世纪80年代，应用于临床。通过测量人
体组织中氢质子的MR信号，实现人体成像。
MRI设备实现宏观→微观发展，适用于分子
影像学的发展，拓宽医学影像设备应用范围。
23
24
四、超声成像设备的发展
20世纪50年代初期，应用于临床。利用超
γ相机、单光子发射型CT(SPECT)、
正电子发射型CT(PET-CT)。
27
28
六、医学影像科室的基本设备构成
主要包括：X线机、CT设备、MRI设备、
USG设备、核医学成像设备等。
还应拥有一些专用设备 以及RIS系统、HIS系统、PACS系统。
29
第三节 医学影像设备的分类
30
现代医学影像设备 (分两大类)
发明，发展至今共分五代。
19
CT设备诞生以来，经历四个阶段： 20世纪70年代，初级阶段、 20世纪80年代，巩固阶段、 20世纪90年代，螺旋CT阶段 、
21世纪，多层螺旋CT阶段 。
CT设备的发展方向：
提高扫描速度、改善图像质量、扩展功能。
20
21
三、磁共振成像设备的应用和发展
美国--劳特布尔
15
1951年，影像增强器出现→引入电视技术
→医生透视由暗室转到明室。
1961年，隔室操作多功能检查床出现→胃
肠检查进入遥控时代→医生脱离辐射场。
20世纪60～90年代，电影影像记录手段。
21世纪初，平板探测器。
16
随着计算机技术在X线领域的应用，20世纪
80、90年代开发数字X线设备在临床应用。 CR,computed radiography
英国--曼斯菲尔德
(Mansfielபைடு நூலகம்)
22
三、磁共振成像设备的应用和发展
20世纪80年代，应用于临床。通过测量人
体组织中氢质子的MR信号，实现人体成像。
MRI设备实现宏观→微观发展，适用于分子
影像学的发展，拓宽医学影像设备应用范围。
23
24
四、超声成像设备的发展
20世纪50年代初期，应用于临床。利用超
γ相机、单光子发射型CT(SPECT)、
正电子发射型CT(PET-CT)。
27
28
六、医学影像科室的基本设备构成
主要包括：X线机、CT设备、MRI设备、
USG设备、核医学成像设备等。
还应拥有一些专用设备 以及RIS系统、HIS系统、PACS系统。
29
第三节 医学影像设备的分类
30
现代医学影像设备 (分两大类)
发明，发展至今共分五代。
19
CT设备诞生以来，经历四个阶段： 20世纪70年代，初级阶段、 20世纪80年代，巩固阶段、 20世纪90年代，螺旋CT阶段 、
21世纪，多层螺旋CT阶段 。
CT设备的发展方向：
提高扫描速度、改善图像质量、扩展功能。
20
21
三、磁共振成像设备的应用和发展
美国--劳特布尔
15
1951年，影像增强器出现→引入电视技术
→医生透视由暗室转到明室。
1961年，隔室操作多功能检查床出现→胃
肠检查进入遥控时代→医生脱离辐射场。
20世纪60～90年代，电影影像记录手段。
21世纪初，平板探测器。
16
随着计算机技术在X线领域的应用，20世纪
80、90年代开发数字X线设备在临床应用。 CR,computed radiography
最新医学影像设备学第1章 概论幻灯片课件
MR头的Flair序列
MR头的矢状位
第二节 发展历程
MR的波谱检查（MRS）
第二节 发展历程
四、US成像设备的发展 50年代初以脉冲回声技术为基础的A型超声。 逐步发展起来的M型超声诊断仪和B型超声断层显像 仪也都是以超声脉冲回声技术为基础的。 70年代初彩色血流二维显像装置。 20世纪90年代以来，彩色超声血流显像仪已进入实 时、多功能、高性能阶段，基本满足临床诊断需求。 尤其近二十年来综合技术的发展，出现了数字化“彩 超”。
第二节 发展历程
目录
一、X线机的发展 二、CT设备的发展 三、MRI设备的发展 四、US成像设备的发展 五、核医学成像设备的发展 六、现代医学影像设备体系的建立 七、我国医学影像设备发展简况
第二节 发展历程
一、X线机的发展
X线发现伊始即用于医学临床，基于X线的物理特性 ：直线传播、穿透性、荧光效应、感光效应和受 检者组织间的密度、厚度的差别，当X线透过受 检者不同的组织结构时，由于被吸收的程度不同 ，到达荧光屏或胶片的X线量有差别，因此形成 了黑白对比不同的图像。早先，X线检查仅用于 密度差别明显的骨折和体内异物的诊断，以后才 逐步用于受检者其它病变的检查。与此同时，各 种X线设备相继出现。
第二节 学成像设备的发展
核医学成像是一种以脏器内或/和外正常组织与病变 组织之间的放射性浓度差别为基础的脏器或病变的 显像方法。放射性核素显像过程是将标记好的放射 性药物引入体内(口服、静脉、皮内或鞘内注射)，在 体外用成像设备对体内放射性药物的分布进行探测 ，可以从不同角度反映人体脏器内细胞的功能、脏 器的血流供应及分布、脏器的代谢过程、抗原或受 体的分布特性等。
第二节 发展历程
放射性成像的基本条件是具有能够选择性聚集在特 定脏器或病变的放射性核素或放射性核素标记的 化合物，使该脏器或病变与临近组织之间的放射 性浓度差达到一定程度；核医学成像仪器可探测 这种放射性浓度差，并根据需要以一定的方式显 示成像。
医学影像设备学课件(全)partia
X射线技术
X射线成像技术包括传统胶片成像和数字成像两种方式。传统胶片成像使用X射线 胶片记录图像，而数字成像则使用电子传感器将X射线转换为数字信号，再通过 计算机重建图像。
超声成像原理及技术
超声成像原理
超声波是一种机械波，可以在人体组织中传播。当超声波遇 到不同组织时，会产生反射、折射和散射等现象，通过接收 和处理这些反射波，可以获得人体内部结构的图像。
医学影像设备维护保养方法与技巧
维护保养方法
医学影像设备的维护保养包括定期检查、清洁、润滑、更换易损件等，以确保设备的正常运行。对于 不同类型的医学影像设备，保养方法和周期也不同，应遵循制造商的推荐进行操作。
技巧
在维护保养医学影像设备时，应注意细节和技巧。例如，清洁设备时应注意使用合适的清洁剂和工具 ，避免使用过于粗糙的工具导致设备损坏；更换易损件时应注意型号和规格的匹配，避免因不匹配导 致设备故障或损坏。
核磁共振技术
核磁共振成像技术包括自旋回波法、梯度回波法和平面回波成像等。其中，自旋回波法是临床上最常用的核磁共 振成像技术，可以获得人体内部结构的二维图像。
医学影像设备技术发展趋势
数字化
智能化
多模态融合
远程医疗
随着计算机技术和数字信号 处理技术的发展，医学影像 设备逐渐向数字化方向发展 。数字化医学影像设备具有 更高的成像质量和更快的处 理速度，为临床诊断和治疗 提供了更好的支持。
科研应用
医学影像设备在医学科研中也具有重要应用价值，通过对 大量病例的影像数据进行统计分析，可以揭示疾病的发生 、发展和治疗过程中的规律和特点。
02
医学影像设备基本原理与技术
X射线成像原理及技术
X射线成像原理
X射线是一种电磁波，具有较高的能量和穿透能力。当X射线穿过人体组织时，由 于不同组织对X射线的吸收程度不同，会在胶片或数字成像设备上形成图像。
X射线成像技术包括传统胶片成像和数字成像两种方式。传统胶片成像使用X射线 胶片记录图像，而数字成像则使用电子传感器将X射线转换为数字信号，再通过 计算机重建图像。
超声成像原理及技术
超声成像原理
超声波是一种机械波，可以在人体组织中传播。当超声波遇 到不同组织时，会产生反射、折射和散射等现象，通过接收 和处理这些反射波，可以获得人体内部结构的图像。
医学影像设备维护保养方法与技巧
维护保养方法
医学影像设备的维护保养包括定期检查、清洁、润滑、更换易损件等，以确保设备的正常运行。对于 不同类型的医学影像设备，保养方法和周期也不同，应遵循制造商的推荐进行操作。
技巧
在维护保养医学影像设备时，应注意细节和技巧。例如，清洁设备时应注意使用合适的清洁剂和工具 ，避免使用过于粗糙的工具导致设备损坏；更换易损件时应注意型号和规格的匹配，避免因不匹配导 致设备故障或损坏。
核磁共振技术
核磁共振成像技术包括自旋回波法、梯度回波法和平面回波成像等。其中，自旋回波法是临床上最常用的核磁共 振成像技术，可以获得人体内部结构的二维图像。
医学影像设备技术发展趋势
数字化
智能化
多模态融合
远程医疗
随着计算机技术和数字信号 处理技术的发展，医学影像 设备逐渐向数字化方向发展 。数字化医学影像设备具有 更高的成像质量和更快的处 理速度，为临床诊断和治疗 提供了更好的支持。
科研应用
医学影像设备在医学科研中也具有重要应用价值，通过对 大量病例的影像数据进行统计分析，可以揭示疾病的发生 、发展和治疗过程中的规律和特点。
02
医学影像设备基本原理与技术
X射线成像原理及技术
X射线成像原理
X射线是一种电磁波，具有较高的能量和穿透能力。当X射线穿过人体组织时，由 于不同组织对X射线的吸收程度不同，会在胶片或数字成像设备上形成图像。
1. 医学影像设备学概论
PACS的主要组成部分：
图像输入装置； 图像数据库（“海量”存储）； 数据通信网络； 显示工作站
数字图像通信标准格式 DICOM 3.0 数字化医院(e-hospital) 的诞生
3.2 远程放射学系统（Teleradiology system） 是PACS在空间上的延伸
本章完
“最牛逼” 的外科手术系统 ——达芬奇手术机器人
2.2.2 立体定向放射外科学系统
立体定向放射外科（Stereotatic Radiosurgery, SRS）是以立 体定向框架、准直仪及放射源为基础，在CT、MRI、DSA 等影像辅佐下，将高能的放射线汇聚于某一局限性的靶灶组 织，从而达到外科手术切除或毁损的效果，它既不同于常规 外科手术，也不同与常规的放疗与间质放疗，SRS具有创伤 小、无出血，所引起的放射性生物学效应主要局限于靶灶组 织，而周围组织几乎不受损伤等特点。
CT的开发，使医学影像设备与技术进入了以计算机和体层 成像相结合﹑以图像重建为基础的新阶段。之后，相继出 现了磁共振成像设备﹑数字减影血管造影和计算机X射线 摄影﹑超声成像设备﹑放射性核素成像设备。
1.3 现代医学影像设备体系的建立
介入放射学系统 立体定向放射外科学系统
介入放射学设备和立体定向放射外科学设备都是由医 学影像设备给予引导或定位来实施治疗的设备，都属 于医学影像设备的范畴。
但是PET图像的空间分辨率和时间分辨率却远远不如CT。只有将PET 和高分辨率的CT有机的结合在一起成为PET/CT才能真正的为分子影 像服务。所以对临床分子影像而言在特异性显像的基础上对病变精确 定位应当受到重视。目前在临床上PET/CT已经被广泛的应用到肿瘤 诊断、治疗和疗效观察，心脏和神经系统疾病的诊断。
图像输入装置； 图像数据库（“海量”存储）； 数据通信网络； 显示工作站
数字图像通信标准格式 DICOM 3.0 数字化医院(e-hospital) 的诞生
3.2 远程放射学系统（Teleradiology system） 是PACS在空间上的延伸
本章完
“最牛逼” 的外科手术系统 ——达芬奇手术机器人
2.2.2 立体定向放射外科学系统
立体定向放射外科（Stereotatic Radiosurgery, SRS）是以立 体定向框架、准直仪及放射源为基础，在CT、MRI、DSA 等影像辅佐下，将高能的放射线汇聚于某一局限性的靶灶组 织，从而达到外科手术切除或毁损的效果，它既不同于常规 外科手术，也不同与常规的放疗与间质放疗，SRS具有创伤 小、无出血，所引起的放射性生物学效应主要局限于靶灶组 织，而周围组织几乎不受损伤等特点。
CT的开发，使医学影像设备与技术进入了以计算机和体层 成像相结合﹑以图像重建为基础的新阶段。之后，相继出 现了磁共振成像设备﹑数字减影血管造影和计算机X射线 摄影﹑超声成像设备﹑放射性核素成像设备。
1.3 现代医学影像设备体系的建立
介入放射学系统 立体定向放射外科学系统
介入放射学设备和立体定向放射外科学设备都是由医 学影像设备给予引导或定位来实施治疗的设备，都属 于医学影像设备的范畴。
但是PET图像的空间分辨率和时间分辨率却远远不如CT。只有将PET 和高分辨率的CT有机的结合在一起成为PET/CT才能真正的为分子影 像服务。所以对临床分子影像而言在特异性显像的基础上对病变精确 定位应当受到重视。目前在临床上PET/CT已经被广泛的应用到肿瘤 诊断、治疗和疗效观察，心脏和神经系统疾病的诊断。
医学影像设备学教学课件医学影像设备学概论
X线机的分类
根据结构和使用目的，可分为固定式和移动式X线机，而根据能量大小，又可以 分为高电压和低电压X线机。
CT影像设备
CT机原理
利用多个探测器围绕人体旋转，同时接收穿透人体的X线，通过计算机重建算法 ，将接收到的数据重建为人体内部结构的二维或三维图像。
CT机的分类
根据扫描方式，可分为旋转式和固定式CT机；根据探测器排数，可分为单排、多 排和多层螺旋CT机。
开机预热
按照设备要求进行开机预热， 确保设备达到稳定工作状态。
图像采集
根据检查项目调整设备参数， 按照标准流程采集图像。
存储与打印
将处理后的图像存储到指定位 置，并根据需要打印胶片或报 告。
医学影像设备的日常维护
清洁与除尘
定期对设备表面进行清洁，保 持设备整洁，避免灰尘影响图
像质量。
检查设备状态
每日开机前检查设备各部件是 否正常工作，如灯丝、探测器 等。
多样化应用
便携化和移动化
随着移动医疗的兴起，医学影像设备 的便携化和移动化成为发展趋势，便 于医生在患者床边进行检查。
医学影像设备的应用范围不断扩大， 不仅局限于传统的放射学和超声学， 还涉及到内窥镜、核医学等领域。
医学影像设备面临的挑战
设备更新换代
随着技术的快速发展，医学影像 设备更新换代频繁，需要不断投
实地考察
组织实地考察，让学生了 解医学影像设备在实际医 疗中的应用情况。
模拟训练
利用模拟训练系统，让学 生在模拟环境中进行操作 练习，提高应对实际问题 的能力。
医学影像设备学的评估与反馈
过程评估
在教学过程中进行过程评估，及时发现学生的学习问题并给予指 导。
总结性评估
在课程结束时进行总结性评估，全面评价学生的学习成果。
根据结构和使用目的，可分为固定式和移动式X线机，而根据能量大小，又可以 分为高电压和低电压X线机。
CT影像设备
CT机原理
利用多个探测器围绕人体旋转，同时接收穿透人体的X线，通过计算机重建算法 ，将接收到的数据重建为人体内部结构的二维或三维图像。
CT机的分类
根据扫描方式，可分为旋转式和固定式CT机；根据探测器排数，可分为单排、多 排和多层螺旋CT机。
开机预热
按照设备要求进行开机预热， 确保设备达到稳定工作状态。
图像采集
根据检查项目调整设备参数， 按照标准流程采集图像。
存储与打印
将处理后的图像存储到指定位 置，并根据需要打印胶片或报 告。
医学影像设备的日常维护
清洁与除尘
定期对设备表面进行清洁，保 持设备整洁，避免灰尘影响图
像质量。
检查设备状态
每日开机前检查设备各部件是 否正常工作，如灯丝、探测器 等。
多样化应用
便携化和移动化
随着移动医疗的兴起，医学影像设备 的便携化和移动化成为发展趋势，便 于医生在患者床边进行检查。
医学影像设备的应用范围不断扩大， 不仅局限于传统的放射学和超声学， 还涉及到内窥镜、核医学等领域。
医学影像设备面临的挑战
设备更新换代
随着技术的快速发展，医学影像 设备更新换代频繁，需要不断投
实地考察
组织实地考察，让学生了 解医学影像设备在实际医 疗中的应用情况。
模拟训练
利用模拟训练系统，让学 生在模拟环境中进行操作 练习，提高应对实际问题 的能力。
医学影像设备学的评估与反馈
过程评估
在教学过程中进行过程评估，及时发现学生的学习问题并给予指 导。
总结性评估
在课程结束时进行总结性评估，全面评价学生的学习成果。
第一章医学影像设备学概论
（一）X线设备
X线设备通过测量穿透人体的X线来实现人体成 像。X线成像反映的是人体组织的密度变化，显示 的是脏器的形态，而对脏器功能和动态方面的检测 较差。此类设备主要有常规X线机、数字X线机和XCT设备等。
以X线作为医学影像信息的载体，出于两方面 的考虑，即分辨力和衰减系数。从分辨力来看，为 了获得有价值的影像，辐射波长应小于5×10-11m。 另一方面，当辐射波通过人体时，应呈现衰减特性。 若衰减过大，则透射人体的辐射波微弱，当测量透 射人体的辐射波时，由于噪声的存在，很可能导致 测量结果无意义。反之，若辐射波透射人体时几乎 无衰减，则因无法精确的测量衰减部分而失效。
（透射）
设备
加速器
FMRI
备
（1938 年）
（1958 年）
（1979 年）
（1983 年） 核医学：
旋转阳极
纤维胃镜
SPECT、
螺旋 CT
微型摄像机、
X 线管
PET
全数字闪烁
（1942 年）
（70 年代末） （1983 年） 相机
A超
DR
UFCT
（1946 年） 发现 MR 现象
（1979 年） MRI
（1983 年） SRS：
电子内镜
γ -刀、
（80 年代 X-刀
初）
US 内镜
（ 1985
年）
超导 MRI
第二节 医学影像设备的分类
现代医学影像设备可分为两大类，即医学影像 诊断设备和医学影像治疗设备。
一、诊断用设备
按照影像信息的载体来区分，现代医学影像诊 断设备主要有以下几种类型：①X线设备（含XCT设备）；②MRI设备；③超声设备；④核医学 设备；⑤热成像设备；⑥光学成像设备（医用内 镜）。
医学影像设备学课件(全)PartIa
01
X线设备是医学影像中最早使用的设备之一，主要包括X线机和影像板。X线机 由X线发生器和影像接收器组成，通过X线的穿透作用和荧光作用实现对人体进 行检查。
02
X线穿透人体后，由于人体各部分对X线的吸收程度不同，会在影像板上形成不 同亮度的图像，通过观察和分析这些图像，可以对疾病进行诊断。
03
X线设备具有使用方便、价格便宜、易于携带等优点，但同时也存在辐射剂量较 大、对软组织成像效果不佳等缺点。
CT设备具有精度高、操作简便、检查 速度快等优点，但同时也存在辐射剂 量较大、价格较高等缺点。
MRI设备
MRI设备即磁共振成像设备，是利用 磁场和射频脉冲对人体进行成像的一 种新型医学影像设备。它通过在人体 放置在磁场中，利用射频脉冲激发人 体内的氢原子核，再通过测量氢原子 核的共振信号实现对人体进行成像。
医学影像设备学与其他学科的交叉融合
探讨了医学影像设备学与其他学科的交叉融合，包括人工智能、生物医学工程、材料科学 和临床医学等领域。
医学影像设备学人才培养
分析了当前医学影像设备学人才培养的现状和不足，提出了加强人才培养的建议和措施， 包括完善课程体系、加强实践训练和推动国际化发展等方面。
THANK YOU.
CT设备
CT设备即计算机断层扫描设备，是利 用X线和计算机技术相结合的一种新 型医学影像设备。它通过在人体某个 部位发射X线，并接收穿过人体后的 剩余X线，再经过计算机处理后形成 图像。
CT设备可以实现对人体进行全方位的 扫描，并且能够精确地测量器官和组 织的体积、位置和形态，同时也可以 对病变进行定位和定性诊断。
MRI设备可以实现对人体进行多角度 、多层次的成像，并且能够提供高清 晰度、高分辨率的图像，尤其适用于 对软组织进行检查。
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第一章 医学影像设备学概论
第一节 医学影像设备的发展简史 第二节 医学影像设备的分类
第一节 医学影像设备的发展简史
1895年11月8日，德国物理学家伦琴（Withelm Conrad Roentgen，1845~1923）在做真空管高压放 电实验时，发现了一种肉眼看不见、但具有很强的 穿透本领、能使某些物质发出荧光和使胶片感光的 新型射线，即X射线，简称为X线。
时成像、对比分辨力高、安全、简便等特点，
目前，正向快速旋转三维成像实时减影方向发
展，从而扩大了血管造影的应用范围。后者具
有减少曝光量和宽容度大等优点，更重要的是
可作为数字化图像纳入图像存储与传输系统 （picture archiving and communication systems， PACS）。而X线实时高分辨力成像板将是最具 革命性、最有发展前途的影像探测器之一。
理和检查方法各不相同，但其结果都是形成 某种影像，并依此进行诊断。
介入放射学自20世纪60年代兴起，于70 年代中期逐步应用于临床，近年来尤以介入 治疗进展迅速。因其具有安全、简便、经济 等特点，深受医生和病人的普遍重视与欢迎， 现仍处于不断发展和完善的过程之中。90年 代倍受人们青睐的立体定向放射外科学设备， 由于它可以不作开颅手术而治疗一些脑疾患， 很受欢迎，全世界都在积极开发和应用这种 高新设备。介入放射学设备与立体定向放射 外科学设备，都是通过医学影像设备来引导 或定位的，所以也属于医学影像设备的范畴。
综上所述，多种类型的医学影像诊断设备 与医学影像治疗设备相结合，共同构成了现代 医学影像设备体系。
表 1-1 医 学 影 像 设 备 世 纪
10~40 年代
50 年代
60 年代
70 年代
80 年代
90 年代
（1895 年） （1917 年）
（1951 年） （1960 年） （1972 年）
近30年来，CT设备的更新速度极快，扫描时
间由最初的几分钟向亚秒级发展，图像快速
重建时间最快的已达0.75s（512×512矩阵）， 空间分辨力也提高到0.1mm。宽探测器多层 螺旋CT设备得到了广泛的普及，功能有了进 一步的扩展。大孔径CT设备可兼顾日常应用 与 肿 瘤 病 人 定 位 ， 组 合 型 CT 设 备 可 在 完 成 CT检查后直接进行正电子发射型计算机体层 （positive emission computed tomography， PET）检查，使CT的形态学信息与PET的功
1972年，英国工程师汉斯菲尔德 （G.N.Hounsfield）首次研制成功世界上第一台用 于颅脑的X线计算机体层摄影（x-ray computed tomography，X-CT）设备，简称为X-CT设备，或 CT设备。
CT设备是横断面体层，无前后影像重叠，不 受层面上下组织的干扰；同时由于密度分辨力显 著提高，能分辨出0.1%~0.5% X 线衰减系数的差 异，比传统的X线检查高10~20倍；还能以数字形 式（CT值）作定量分析。
（1980 年） CT ： 多 层
1896年，德国西门子公司研制出世界上第一只 X线管。20世纪10~20年代，出现了常规X线机。其 后，由于X线管、高压变压器和相关的仪器、设备 以及人工对比剂的不断开发利用，尤其是体层装置、 影像增强器、连续摄影、快速换片机、高压注射器、 电视、电影和录像记录系统的应用，到20世纪60年 代中、末期，已形成了较完整的学科体系，称为影 像设备学。
能性信息通过工作站准确融合，可以更准确
地完成定性与定量的诊断。
平板探测器CT设备目前尚在开发阶段， 一旦技术成熟，从机器设计、信息模式、成 像速度、射线剂量到运行成本都会有根本性 的改变，将会引起CT设备的又一次革命。
20世纪80年代初用于临床的磁共振成像 （magnetic resonance imaging，MRI）设备， 简称为MRI设备。它是一种新的非电离辐射 式医学成像设备。MRI设备的密度分辨力高， 通过调整梯度磁场的方向和方式，可直接摄
取横、冠、矢状层面和斜位等不同体位的体 层图像，这是它优于CT设备的特点之一。迄 今，MRI设备已广泛用于全身各系统，其中 以中枢神经、心血管系统、肢体关节和盆腔 等效果最好。
中场超导（0.7T）开放型MRI设备进一步普及， 它便于开展介入操作和检查中监护病人，克服了 幽闭恐惧病人和不合作病人应用MRI检查的限制。 双梯度场技术可在较小的范围内达到更高的梯度 场强，有利于完成各种高级成像技术，如功能成 像、弥散成像等。降噪措施和成像专用线圈也都 有了较大的进步，如功能成像线圈和肢体血管成 像线圈等。腹部诊断效果已接近和达到CT设备水 平，脑影像的分辨力在常规扫描时间下提高了数 千倍，而显微成像的分辨力达到50~10μm，现已成 为医学影像诊断设备中最重要的组成部分。
生 物 体 磁 共 振 波 谱 分 析 （ magnetic resonance spectroscopy，MRS）具有研究机 体物质代谢的功能和潜力，今后如能实现 MRI设备与MRS结合的临床应用，将会引起 医学诊断学上一个新的突破。
数字减影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）、计算机X线摄影 （computed radiography，CR）和数字摄影 （digital radiography，DR）是20世纪80年代、 90年代开发的数字X线机。前者具有少创、实
20世纪50年代和60年代，超声成像 （ultrasonography，USG）设备和核医学设 备相继出现，当时在医学上的应用往往各成 系统。1972年X-CT设备的开发，使医学影像 设备进入了一个以计算机和体层成像相结合、 以图像重建为基础的新阶段。70年代末80年 代初，超声CT（ultrasonic CT，UCT）、放 射性核素CT和数字X线机逐步兴起，并应用 于临床。尽管这些设备的成像参数、诊断原
第一节 医学影像设备的发展简史 第二节 医学影像设备的分类
第一节 医学影像设备的发展简史
1895年11月8日，德国物理学家伦琴（Withelm Conrad Roentgen，1845~1923）在做真空管高压放 电实验时，发现了一种肉眼看不见、但具有很强的 穿透本领、能使某些物质发出荧光和使胶片感光的 新型射线，即X射线，简称为X线。
时成像、对比分辨力高、安全、简便等特点，
目前，正向快速旋转三维成像实时减影方向发
展，从而扩大了血管造影的应用范围。后者具
有减少曝光量和宽容度大等优点，更重要的是
可作为数字化图像纳入图像存储与传输系统 （picture archiving and communication systems， PACS）。而X线实时高分辨力成像板将是最具 革命性、最有发展前途的影像探测器之一。
理和检查方法各不相同，但其结果都是形成 某种影像，并依此进行诊断。
介入放射学自20世纪60年代兴起，于70 年代中期逐步应用于临床，近年来尤以介入 治疗进展迅速。因其具有安全、简便、经济 等特点，深受医生和病人的普遍重视与欢迎， 现仍处于不断发展和完善的过程之中。90年 代倍受人们青睐的立体定向放射外科学设备， 由于它可以不作开颅手术而治疗一些脑疾患， 很受欢迎，全世界都在积极开发和应用这种 高新设备。介入放射学设备与立体定向放射 外科学设备，都是通过医学影像设备来引导 或定位的，所以也属于医学影像设备的范畴。
综上所述，多种类型的医学影像诊断设备 与医学影像治疗设备相结合，共同构成了现代 医学影像设备体系。
表 1-1 医 学 影 像 设 备 世 纪
10~40 年代
50 年代
60 年代
70 年代
80 年代
90 年代
（1895 年） （1917 年）
（1951 年） （1960 年） （1972 年）
近30年来，CT设备的更新速度极快，扫描时
间由最初的几分钟向亚秒级发展，图像快速
重建时间最快的已达0.75s（512×512矩阵）， 空间分辨力也提高到0.1mm。宽探测器多层 螺旋CT设备得到了广泛的普及，功能有了进 一步的扩展。大孔径CT设备可兼顾日常应用 与 肿 瘤 病 人 定 位 ， 组 合 型 CT 设 备 可 在 完 成 CT检查后直接进行正电子发射型计算机体层 （positive emission computed tomography， PET）检查，使CT的形态学信息与PET的功
1972年，英国工程师汉斯菲尔德 （G.N.Hounsfield）首次研制成功世界上第一台用 于颅脑的X线计算机体层摄影（x-ray computed tomography，X-CT）设备，简称为X-CT设备，或 CT设备。
CT设备是横断面体层，无前后影像重叠，不 受层面上下组织的干扰；同时由于密度分辨力显 著提高，能分辨出0.1%~0.5% X 线衰减系数的差 异，比传统的X线检查高10~20倍；还能以数字形 式（CT值）作定量分析。
（1980 年） CT ： 多 层
1896年，德国西门子公司研制出世界上第一只 X线管。20世纪10~20年代，出现了常规X线机。其 后，由于X线管、高压变压器和相关的仪器、设备 以及人工对比剂的不断开发利用，尤其是体层装置、 影像增强器、连续摄影、快速换片机、高压注射器、 电视、电影和录像记录系统的应用，到20世纪60年 代中、末期，已形成了较完整的学科体系，称为影 像设备学。
能性信息通过工作站准确融合，可以更准确
地完成定性与定量的诊断。
平板探测器CT设备目前尚在开发阶段， 一旦技术成熟，从机器设计、信息模式、成 像速度、射线剂量到运行成本都会有根本性 的改变，将会引起CT设备的又一次革命。
20世纪80年代初用于临床的磁共振成像 （magnetic resonance imaging，MRI）设备， 简称为MRI设备。它是一种新的非电离辐射 式医学成像设备。MRI设备的密度分辨力高， 通过调整梯度磁场的方向和方式，可直接摄
取横、冠、矢状层面和斜位等不同体位的体 层图像，这是它优于CT设备的特点之一。迄 今，MRI设备已广泛用于全身各系统，其中 以中枢神经、心血管系统、肢体关节和盆腔 等效果最好。
中场超导（0.7T）开放型MRI设备进一步普及， 它便于开展介入操作和检查中监护病人，克服了 幽闭恐惧病人和不合作病人应用MRI检查的限制。 双梯度场技术可在较小的范围内达到更高的梯度 场强，有利于完成各种高级成像技术，如功能成 像、弥散成像等。降噪措施和成像专用线圈也都 有了较大的进步，如功能成像线圈和肢体血管成 像线圈等。腹部诊断效果已接近和达到CT设备水 平，脑影像的分辨力在常规扫描时间下提高了数 千倍，而显微成像的分辨力达到50~10μm，现已成 为医学影像诊断设备中最重要的组成部分。
生 物 体 磁 共 振 波 谱 分 析 （ magnetic resonance spectroscopy，MRS）具有研究机 体物质代谢的功能和潜力，今后如能实现 MRI设备与MRS结合的临床应用，将会引起 医学诊断学上一个新的突破。
数字减影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）、计算机X线摄影 （computed radiography，CR）和数字摄影 （digital radiography，DR）是20世纪80年代、 90年代开发的数字X线机。前者具有少创、实
20世纪50年代和60年代，超声成像 （ultrasonography，USG）设备和核医学设 备相继出现，当时在医学上的应用往往各成 系统。1972年X-CT设备的开发，使医学影像 设备进入了一个以计算机和体层成像相结合、 以图像重建为基础的新阶段。70年代末80年 代初，超声CT（ultrasonic CT，UCT）、放 射性核素CT和数字X线机逐步兴起，并应用 于临床。尽管这些设备的成像参数、诊断原