文档介绍：医学影像数字化进展与挑战
【关键词】放射学信息系统;计算机;述评
[关键词] 放射学信息系统;计算机;述评
伦琴发现X线为放射学的发展奠定了基础,在其后的100余年中,随着各种新型成像技术不断出现及改进,放射学由单纯的X线成像发展到包括CT、MRI、超声、核医学、计算机放射成像(CR)、数字放射成像(DR)等各种数字化成像技术的现代影像学阶段。成像技术的改进,同时也引起了包括思维模式、工作流程、管理方式等一系列改变与挑战。20世纪70年代初期CT的问世,成为传统放射学步入现代影像学时代的革命性标志,在其后的时期里逐渐出现了各种各样的成像技术,但根本进展为影像医学的数字化,后者使得医学影像学进入了迅猛发展的时期。
1 医学影像数字化进展
CT技术进展 CT是20世纪70年代初期发展起来的新型成像技术,主要特点是:横切面、断层、数字化图像,彻底改变了近百年来传统X线图像结构重叠、信息单一的缺陷,使得成像技术和图像读取、分析方式发生了质的变革。近30年来,CT的发展一直围绕着扫描速度(数据采集速度)、图像清晰度(空间分辨率和密度分辨率)及扫描范围(数据采集范围和方位)的和谐统一而进行。初期CT采用的是间歇式进床步进式扫描的单纯层面成像方式,主要机型为常用的第1~3代CT,存在的主要问题为扫描速度慢,时间分辨率差及信息丢失、遗漏等缺陷。滑环技术的出现为螺旋扫描奠定了基础,后者采取X线球管旋转与进床同步进行的扫描方式,解决了扫描速度、图像清晰度与扫描范围之间的矛盾,使得三者得到了完善的结合。在此基础上相继开发出的双层、四层、八层及当今最先进的六十四层CT,则更加体现了成像速度快、图像清晰度高、扫描范围大的优点,使得以前不能行CT检查的部位或器官,能够进行CT检查,极大拓展了CT的应用范围,如血管成像、三维成像(仿真内窥镜)、灌注成像及心脏成像等,为活体检查提供了极具实用价值的工具。多层CT的下一个换代产品将是采用平板探测器的容积CT(Vo- lume CT ),届时CT将不再是单层或多层扫描,而是某个特定解剖范围的整体扫描。
MR技术进展 MRI自20世纪80年代中期应用于临床后,已成为现代影像学的重要成像手段之一。就成像速度、图像清晰度及临床应用范围而言,MRI进展主要表现在电子学、梯度场和射频场等方面,与此密切相关的脉冲序列和实时成像技术的发展,极大拓宽了检查的适应证和检查深度,除常规的二维和三维成像功能外,还可进行MR血管造影(MRA)、弥散(dif-fusion)、灌注(perfusion)、功能成像(fMRI)、MR波谱分析(MRS)、显微成像及实时成像等。实时成像是指在人体功能活动的同时进行成像,可显示人体功能活动时组织结构的相应变化,即所谓MR透视,可进行实时血管造影、心脏成像、介入检查和其他功能成像。fMRI目前主要利用血氧水平依赖法(BOLD)成像,通过检测组织内血氧代谢变化(含氧血红蛋白和脱氧血红蛋白)而产生信号对比。主要用于脑皮质和脊髓功能定位,以确定肿瘤与中枢神经功能区的关系。弥散成像反映分子水平水分子的运动状况,根据不同组织或病变内水分子弥散运动的差别产生图像对比,并可测量组织的弥散系数(ADC值),主要用于鉴别不同类型水肿(如血管源性、细胞毒性和间质性水肿)、肿瘤、炎症与梗死,以及白质纤维束的