醫學成像技術(醫學影像)詳細介紹
醫學成像技術在過去幾年取得了突飛猛進的發展,如今,這些新技術可以甄別人體任何結構以及許多重要生物過程,比如不同的血流速度。醫學成像技術到底是一門什么技術?下面就由賽微小編給大家介紹一下。
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/199196.htm醫學成像技術簡介
醫學成像也稱醫學影像學,是指外科醫生用以診斷從身體外部無法看到的身體部位的過程,比較常見的方式包括使用內視鏡、X光等方式。醫學成像又稱鹵化銀成像,因為從前的菲林(膠卷)是用感光材料鹵化銀化學感光物成像的。
通過X光成像(X-ray),電腦斷層掃描(CT),核磁共振成像(MRI), 超聲成像(ultrasound),正電子發射計算機斷層掃描(PET),腦電圖(EEG),腦磁圖(MEG),眼球追蹤(eye-tracking),穿顱磁波刺激(TMS),光學相干斷層掃描等現代成像技術檢查人體無法用非手術手段檢查的部位的過程。醫學成像學可以作為一種醫療輔助手段用于診斷和治療,也可以作為一種科研手段用于生命科學的研究中。
除了醫療上面的用途之外,影像學結合其他學術領域,譬如認知心理學(cognitive psychology)、語言學(linguistics)、教育學(education)、社會學(sociology)等,可以讓研究人員探索人類在進行認知行為時的大腦活動,這樣的研究已經越漸成形,學術界稱之為認知神經科學(cognitive neuroscience)。
醫學成像技術發展歷史
1895年德國物理學家威廉·康拉德·倫琴發現 X 射線(一般稱 X 光)以降,開啟了醫學成像嶄新的一頁,在此之前,醫師想要了解病患身體內部的情況時,除了直接剖開以外,就只能靠觸診,但這兩種方法都有一定的風險。
醫學成像學中的許多技術已經在科學研究的工業中獲得了廣泛的應用。醫學成像學的發展受益于現代計算機技術的突飛猛進,其與圖像處理,計算機視覺,模式識別技術的結合產生了一個新的計算機技術分支--醫學圖像處理。
醫學成像技術分類
醫學成像技術根據成像的形式,可以分成以下各項:
影像診斷學:
影像診斷學是通過特殊手段,展示患者身體內部結構的影像,揭示有無病變及對病變進行定性和/或定量分析,是現代醫學極其重要的一個分支,也是現代醫學中發展最快,取得成就最多的一部分。
該學科起始于1894年倫琴發現X射線開始,已發展出X線攝影片、利用X光原理再加上電腦運算分析的電腦斷層攝影(CT)、利用核磁共振技術的磁共振成像(MRI)、利用超音波原理的超音波造影、借由同位素協助的核子醫學造影及正子斷層掃描等多種檢查工具。此外,各種檢查工具針對不同的部位或器官,更發展出許多特別的應用方式,如心導管檢查或各器官的血管攝影即是利用在血管內注射顯影劑,再用X光原理顯像以進行診斷。
影像診斷學除了協助診斷外,亦能協助侵入性診斷甚或是治療的進行,如超音波造影協助體液抽吸、電腦斷層攝影協助膿瘍抽吸及腫瘤穿刺生檢、以血管攝影協助進行栓塞以止血等。
醫學超聲檢查:
醫學超聲檢查(超聲檢查、超聲診斷學)是一種基于超聲波(超聲)的醫學成像學診斷技術,使肌肉和內臟器官——包括其大小、結構和病理學病灶——可視化。產科超聲檢查在妊娠時的產前診斷廣泛使用。
超聲頻率的選擇是對影像的空間分辨率和患者探查深度的折中。典型的診斷超聲掃描操作采用的頻率范圍為2至13兆赫。
雖然物理學上使用的名詞“超聲”用于指所有頻率在人耳聽閾上限(20,000赫茲)以上,但在醫學成像學中通常指頻帶比其高百倍以上的聲波。
超聲診斷學:將超聲波的原理運用到臨床診斷中的一種科學。
醫學超聲檢查(超聲檢查、超聲診斷學)是一種基于超聲波(超聲)的醫學成像學診斷技術,使肌肉和內臟器官——包括其大小、結構和病理學病灶——可視化。產科超聲檢查在妊娠時的產前診斷廣泛使用。
超聲頻率的選擇是對影像的空間分辨率和患者探查深度的折中。典型的診斷超聲掃描操作采用的頻率范圍為2至13兆赫。
雖然物理學上使用的名詞“超聲”用于指所有頻率在人耳聽閾上限(20,000赫茲)以上,但在醫學成像學中通常指頻帶比其高百倍以上的聲波。
乳房攝影術:
乳房攝影術(英語:Mammography)是利用低劑量(約為 0.7毫西弗)的X光檢查人類(主要是女性)的乳房,它能偵測各種乳房腫瘤、囊腫等病灶,有助于早期發現乳癌,并降低其死亡率。除了影像檢查之外,自我檢查和醫師觸診都是日常乳房保養的重要一環。有一些國家提倡年長的女性定期(間隔從一年到五年不等)乳房攝影,以篩檢出早期的乳癌。
X射線斷層成像
計算機斷層成像(Computerized Tomography,又稱為“計算機斷層掃描”,簡稱CT),是一種影像診斷學的檢查。這一技術曾被稱為計算機軸向斷層成像(Computed Axial Tomography)。
X射線計算機斷層成像(X-Ray Computed Tomography,簡稱X-CT)是一種利用數位幾何處理后重建的三維放射線醫學成像。該技術主要通過單一軸面的X射線旋轉照射人體,由于不同的組織對X射線的吸收能力(或稱阻射率Radiodensity)不同,可以用電腦的三維技術重建出斷層面影像。經由窗寬、窗位處理,可以得到相應組織的斷層影像。將斷層影像層層堆棧,即可形成立體影像。
光學相干斷層掃描
計算機斷層成像(Computerized Tomography,又稱為“計算機斷層掃描”,簡稱CT),是一種影像診斷學的檢查。這一技術曾被稱為計算機軸向斷層成像(Computed Axial Tomography)。
X射線計算機斷層成像(X-Ray Computed Tomography,簡稱X-CT)是一種利用數位幾何處理后重建的三維放射線醫學成像。該技術主要通過單一軸面的X射線旋轉照射人體,由于不同的組織對X射線的吸收能力(或稱阻射率Radiodensity)不同,可以用電腦的三維技術重建出斷層面影像。經由窗寬、窗位處理,可以得到相應組織的斷層影像。將斷層影像層層堆棧,即可形成立體影像。
核磁共振成像(又稱磁振造影
核磁共振成像(英語:Nuclear Magnetic Resonance Imaging,簡稱NMRI),又稱自旋成像(spin imaging),也稱磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,簡稱MRI),臺灣又稱磁振造影,香港又稱磁力共振成像,是利用核磁共振(nuclear magnetic resonance,簡稱NMR)原理,依據所釋放的能量在物質內部不同結構環境中不同的衰減,通過外加梯度磁場檢測所發射出的電磁波,即可得知構成這一物體原子核的位置和種類,據此可以繪制成物體內部的結構圖像。
將這種技術用于人體內部結構的成像,就產生出一種革命性的醫學診斷工具。快速變化的梯度磁場的應用,大大加快了核磁共振成像的速度,使該技術在臨床診斷、科學研究的應用成為現實,極大地推動了醫學、神經生理學和認知神經科學的迅速發展。
從核磁共振現象發現到MRI技術成熟這幾十年期間,有關核磁共振的研究領域曾在三個領域(物理、化學、生理學或醫學)內獲得了6次諾貝爾獎,足以說明此領域及其衍生技術的重要性。
X光成像
螢光成像
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