医学成像系统PPT课件

1986年， 中国科健公司与美国波士顿的Analogic公司成立合资公 司，名为安科公司，开始发展我国的磁共振成像产业，3年后， 第一台磁共振成像设备通过鉴定，第二年，第一台国产磁共振 落户河北；
1998年，世界磁共振成像年；
20Baidu Nhomakorabea3年的诺贝尔医学与生理学奖分别颁给了已是古稀老人的洛特 波尔和曼斯菲尔德。
1901年授予
1895/12/22 第一张X线照片
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X-CT成像系统
• 人体断面成像，1969设计成功，1972公诸于世
世界：
1917，奥地利，雷当，重建算法 1963，美国，柯马克，论文 1967-1970，英国，EMI公司，豪斯 菲尔德，第一台CT，1971/9放置在伦 敦医院
1972，第一张CT照片，用于诊断妇女 脑囊肿
• X线设备相关技术近几十年的改进
– 高千伏技术，荧光增强技术，高速增感屏，快速X线感光胶片，X线 影像增强器等
• 现代设备
– CR，DSA等
• X线设备目前存在问题
– X线产生效率低
我国：1951，上海精密医 疗器械厂试制第一台X线机
– 胶片对X线的敏感度不足
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伦琴与第一张X线照片
1895年11月8日晚，意外发现。 威廉·康拉德·伦琴 （1845～1923） 第一个诺贝尔物理奖，
• 优点：对人体无损，无创，无电离辐射，实时动态，便宜 • 缺点：图像分辨力难以突破
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磁共振成像系统
1946年，美国麻省理工学院（MIT）的 E.Purcell 及斯坦福大学的 F.Block领导 的两个研究小组各自独立地发现了磁共振现象。Purcell 和 Block 共同获得 1952年诺贝尔物理学奖；
• 优点：
– 对人体无创 – 可对组织形态与功能两方面分析 – 分辨率高 – 任意截面成像，易构造 三维图像 – 对软组织敏感
• 目前主要设备：
– 同位素扫描仪 – γ相机 – SPECT，单光子发射型CT – PET，正电子发射型CT
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超声成像系统
• 发展过程
– 1928年，R.W.Wood等人首先应用超声波作为生物学方面的研究手 段。
– 本世纪四十年代，Firestone等人开创了利用超声波诊断疾病的先例， A型超声仪器
医学成像系统
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课程简介
• 学时安排：理论52+实验20 • 主要内容：了解目前主流成像系统的基本原理、构
造，并能进行简单的系统分析与维护
– 概述 – 投影X线成像系统 – X-CT成像系统 – 放射性核素成像系统 – 超声成像系统 – 磁共振成像系统 – 医学成像新技术
• 参考教材：
– 高上凯，医学成像系统，清华大学出版社
等用线性梯度场来获取磁共振信号的空间定位，并于1976年使用该方案开 发出了一种快速扫描核磁共振成像技术。
1977年，达马迪安及其同事经过7年的努力，终于建成了人类历史上第一台全 身磁共振成像装置
1980年，第一幅人体胸腹MRI图像产生，MRI商品化
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磁共振成像系统
1984年，美国FDA批准核磁共振使用于临床；
– 医学图像处理：对已获取的图像作进一步处理，使 其更清晰，或更突出其特点，或对图像作模式分类 等
• 主要医学成像系统 • 本课在课程体系中的地位
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医学成像系统
医学成像系统
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本课在课程体系中的地位
医学成像系统
人体解剖学 信号与系统 高等数学
2结束
第一章 概述
• 课程概述 • 发展历史与现状 • 医学成像系统评价
– 从电磁波谱看医学成像 – 几种成像系统技术比较
• 医学成像技术展望 • 本章小结 • 本章习题
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课程概述
• 图像科学研究内容
– 图像的形成、获取、传输、存储、处理、分析、识 别等
• 医学图像研究内容
– 医学成像系统：图像形成的过程，包括对成像机理、 成像设备构造、成像系统分析等问题研究
投影X线成像系统
• X线产生
– 1895，伦琴，1895/12/22 第一张X线照片
– 1896，英国，X线首次应用在医疗方面
• X线管的早期发展
– 离子X线管：结构简单，效率低，无防护，曝光时间长
– 电子X线管：1913-1928，钨灯丝X线管，滤线栅，钨酸镉荧光屏， 双焦点X线管
– 旋转阳极X线管
1974，美国，第一台全身CT研制成功 1975，美国，第一台全身CT临床使用 1985，螺旋CT用于临床 1998，多层探测器系统得到应用 1979，柯马克与豪斯菲尔德获得诺贝 尔生理与医学奖
中国： 1983，颅脑CT一代 1988，颅脑CT二代 1990，全身CT三代 主要技术： 图像重建算法
主要问题： 成像速度
计算机相关知识 医用物理学 普通物理
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发展历史与现状
• 投影X线成像系统 • X-CT成像系统 • 放射性核素成像系统 • 超声成像系统 • 磁共振成像系统 • 其它医学成像技术 • 未来发展
– 多维、多模、多参成像系统 – 新的物理发展形成的新的成像系统 – 图像归档与通信系统PACS
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放射性核素成像系统
• 原理：
– 给病人口服或静脉注射某种放射性示踪剂，使之进 入人体后参与体内特定器官组织的循环和代谢，并 不断地放出射线。这样我们就可在体外用各种专用 探测仪器追踪探查，以数字、图像、曲线或照片的 形式显示出病人体内脏器的形态和功能。
• 特点：
– 不仅可以看到器官形态，还可以了解脏器代谢情况 – 分辨率低，1CM左右
– 五十年代，超声心动图仪，即M型仪器 – 六十至七十年代是B型超声仪器出现并极大发展的时期，超声CT的
研究工作开始进行 – 八十年代，将脉冲超声多普勒血流仪与B超相结合，还产生了双功
能超声诊断仪。 – 九十年代，彩色B超诞生
• 医学诊断上所使用的超声波频率一般为0.5MHz~15MHz，
常用的是2.5MHz~5MHz
1971年，美国纽约州立大学的达马迪安(Raymond Damadian)对移植入恶性肿 瘤的小鼠进行磁共振波谱试验, 发现肿瘤组织的T1时间比正常组织的长
1973年，同为美国纽约州立大学的洛特波尔，获得第一幅MRI图像 1973年，英国诺丁汉（Nottingham）大学的曼斯菲尔德（Peter Mansfield）