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论数字化医学影像技术的进展
http://www.100md.com 2017年9月10日 《健康周刊》 201736
     随着计算机技术,信息技术,和分子生物学技术的高速发展。数字化医学影像技术经历了以计算机X摄影、计算机断层扫描、X射线摄影、磁共振影像、正电子断层扫描的发展历程。这些成像技术在进十年来成为医学影像技术热门话题。新出现的一门新兴学科-分子影像学成为医学影像技术发展的前沿,为探索疾病的发生、发展、转换,为评价药物的疗效,为疾病的诊断提供了有利的辅助工具。以下介绍几类具有代表性的影像技术:

    1 计算机X射线摄影

    CR技术采用影像版代替传统的胶片或增感屏来记录X射线,在用激光激励影像版,通过专用的读出设备读出影像版存储的数字信号,之后在用计算机进行处理和成像。CR的特征是以成像板IP代替胶片作为载体,IP板是含有微量元素铕的钡氟溴化合物的结晶。X线射过人体曝射后在上面行成潜影,将IP板放入激光扫描仪经过激光束扫描来读取存储于IP板中的影像信息。随之通过光电倍增管和A/D转换器转换成数字信号,进行计算机图像显示及各种图像处理显示和照相等。CR技术为把传统放射医学过渡到现代数字化放射医学起到了重要的桥梁作用。

    近年来随着CR技术的推广和技术的提升,使肺部肿瘤的检出率、征象显示率和鉴别能力都有所提高。肺部肿瘤经过CR图像处理技术后,在显示病灶轮廓,边缘和内部结构征象均较原图像有程度不同的征象。一些处理后的图像呈现了原图像没有显示或显示不清病理改变或X线特征。如病灶的分叶状轮廓,不整齐的病灶边缘或边缘短而细的毛刺状改变,以及病灶内部的支气管充气征、空泡征,低密度的坏死区及片状、条状高密度瘢痕组织等。

    尽管如此,CR图像处理技术应用也存在一定的局限性。如原图上病灶显示清晰锐利者,处理后边缘无信号增强,进行灰值改变,但没有一定范围的灰值能够代表有的组织的密度,像钙化等。经CR图像处理后的图像不能实施同步打印,有的处理技术仍有不足之处有待进一步探索。

    2 计算机断层扫描

    CT灌注成像是新近開展的项目之一,它不同于以往的CT形态学成像,属于功能成像的范畴。它充分的利用了多层螺旋CT可以显示毛细血管染色情况这这一功能,通过在静脉中注射造影剂后,对特定的组织或器官进行连续多层扫描,以获得该组平面内的时间密度曲线(TDC),以便用不同的数学模型得出血流量(BF)、血容量(BV)、平均通过时间(MIT)、峰值时间(TTP)等参数。并用这些参数对该层面的组织或器官的功能进行评价。在常规扫描和增强扫描上不宜鉴别的肿瘤、感染、炎症、梗塞等,其灌注参数均有所表现:对痴呆、精神疾病、偏头痛等做出评价。CT灌注成像灌注参数值的测定对于原发性肝癌、肝转移癌和肝血管瘤的鉴别诊断以及对邻近的肝组织受累情况的评估据我重要的临床意义。

    虚拟内窥镜包括虚拟血管镜、虚拟支气管镜、虚拟结肠镜、虚拟胃镜和虚拟胆管镜等。由于其无创、安全、无痛苦,可以观察内窥镜无法到达的部位,并且通过调节透明度和颜色,同时观察腔内外情况,使之没有真正的解剖边界,更有利于观察病变周围结构和像外侵犯程度,为手术和穿刺提供更准确、丰富的解剖信息。虚拟内镜是常规内镜的补充和潜在的代替放法。在及其狭窄的情况下,虚拟内窥镜更据有优势。

    3 磁共振成像技术

    磁共振成像是基于核磁共振现象的成像技术,20世纪70年代被引入到医学领域并用于人体成像。近年来,MRI得到了迅速发展,硬件设备和成像技术不断更新。超高场MRI在脑功能成像、频谱成像、白质纤维束成像、心脏检查、冠心病诊断、腹部等脏器的检查得到了广泛的应用。

    磁共振里还包括一种新的成像技术叫做扩散加权成像 。扩散加权成像是目前在活体上进行分子水平 扩散测量于成像的唯一方法,它主要依赖于水分子的弥散运动成像。DWI首先用于中枢神经系统缺血性脑梗死的早期诊断,鉴别急性和亚急性脑梗死,评价脑梗死的发展进程。在脑梗死30分钟后变可利用DWI发现扩张受限,表现扩散系数(ADC)降低,至8~32h达最低,持续3~5d,急性期DWI呈现高信号,ADC图像上呈底信号。亚急性期(1~2周)随着细胞外水分子的增加及胶质增生,ADC值逐渐升高,约两周DWI上呈等、高信号,ADC上呈现高信号。除脑缺血外,DWI在中枢神经系统也用于脑肿瘤、感染、脱髓鞘病变、外伤等疾病的诊断。腹部应用主要集中在肝脏,用于肝脏占位性病变的诊断和鉴别诊断、肝纤维化个肝硬化的评价等。在其他部位如乳腺、胃肠道、前列腺等的临床应用也正在开展。

    4 正电子断层扫描

    PET是利用发射性核素示综剂,无创伤的进行现像以反映脏器的功能,血流和代谢变化。由于脏器的任何由疾病导致的解剖结构变化之前均会发生血流功能和代谢的变化,因此PET具有发现疾病早期的功能代谢改变的能力,为治疗赢得宝贵的时间。

    从表面上看,PET扫描仪的外形在这些年并没有改变多少。但实际上PET所使用的技术和方法已经发生了革命性的变化。许多人对一些概念的提出、完善做出了重要的贡献并努力使其具有使用性。PET的发展过程,就是不断提高空间分辨率、灵敏度、和PET系统的技术率特性的过程。

    PET作为一种无创伤检查手段,可以从体外对人体内的代谢物或药物的变化进行定量、动态检测,被称为活体生化成像。PET在对脑部疾病的诊断方面更显示了其独到的本领。脑外科的一些手术如癫痫病、脑肿瘤在手术之前先要做癫痫病灶的定位、脑部肿瘤恶性程度的手术分级等。这些工作CT等设备来做是困难的,但是应用PET进行检查,却可以容易的获得正确的结果。

    数字化影像技术在医学上的临床诊断、教学以及科学研究等方面被积极应用。这必定会对医学各个领域带来令人欣喜的影响。随着科学技术的发展,数字化影像技术包含设备本身也在不断的进行着发展与进步,而且其市场价格也正变得越来越能够被人们所接受,所以说,在数字化影像技术发展的愈加简便,高效的基础之上,更多的医护人员而且必须具有专业的影像技术人员能够使用这些先进的数字器材,并且对影像资料进行搜集与处理等操作。通过调查研究发现,CR技术与DDR技术可以为影像资源的保存提供便利。而且在医生进行远程会诊的时候提高了影像资源的复制与传输效率。不但如此,由于这两项技术可以令X线图像更为清晰,所以对临床诊断结果的准确度起到很大的提高作用。

    通过以上论述,我们可以知道数字化影像技术在现代医学中占据着非常重要的地位。医学影像技术将有着巨大的发展潜力,美国以将医学影像技术列为十大医学之一。它已经从对机体内部的“透视”深入到细胞分子水平成像,能够实时动态地显示器官、组织、细胞的结构和功能从而产生一种从平面到立体,从局部到整体的技术。随着时代的进步应用于医学界的数字化影像技术在不断的进行着改进和发展。做为一项能够极大提高临床诊断准确度、医学教学以及科研水平的技术,数字化影像技术一定具有更为广阔的发展前景,并能够更好的服务于人类疾病的诊断和治疗。, 百拇医药(徐志影 李婷婷 刘天赋)