第十章 医学成像原理及处理1_PPT课件
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医学数字成像技术PPT课件
放射治疗
数字成像技术用于定位肿瘤，精 确指导放射治疗，减少对周围正
常组织的损伤。
介入治疗
在数字成像技术的辅助下，医生可 以精确地进行介入手术，如血管成 形术、支架植入等。
手术导航
数字成像技术可以实时更新手术部 位的图像，帮助医生在手术过程中 精确导航。
医学影像教学
直观展示
数字成像技术能够直观地展示人体内部结构和病 变，帮助学生更好地理解医学知识。
动态演示
通过数字成像技术，教师可以演示疾病的动态变 化过程，提高教学效果。
个性化学习
学生可以根据自己的学习需求，通过数字成像技 术进行自主学习和个性化学习。
04
医学数字成像技术前沿与展望
医学数字成像技术发展趋势
01
02
03
04
医学数字成像技术向高分辨率 、高灵敏度、高速度发展，以 满足临床诊断和治疗的需求。
医学数字成像技术将更加智能 化和自动化，提高诊断的准确
性和效率。
医学数字成像技术将与信息技 术、人工智能等技术深度融合
，实现远程诊断和治疗。
医学数字成像技术将更加注重 安全性，减少辐射剂量和损伤
。
医学数字成像技术面临的挑战
医学数字成像技术的成本较高，需要 进一步降低成本，以便更广泛地应用 于临床。
核磁共振成像（MRI）
利用磁场和射频脉冲对人体组织进行 无创检查，可获取高分辨率的解剖结 构和生理功能信息。
超声数字成像
利用高频声波显示人体内部结构，具 有无创、无痛、无辐射等优点。
医学数字成像技术优缺点
优点
高清晰度、高分辨率、多角度观察、无创无痛无辐射等。
缺点
部分设备价格昂贵、操作复杂、存在辐射或磁场影响等。
数字成像技术用于定位肿瘤，精 确指导放射治疗，减少对周围正
常组织的损伤。
介入治疗
在数字成像技术的辅助下，医生可 以精确地进行介入手术，如血管成 形术、支架植入等。
手术导航
数字成像技术可以实时更新手术部 位的图像，帮助医生在手术过程中 精确导航。
医学影像教学
直观展示
数字成像技术能够直观地展示人体内部结构和病 变，帮助学生更好地理解医学知识。
动态演示
通过数字成像技术，教师可以演示疾病的动态变 化过程，提高教学效果。
个性化学习
学生可以根据自己的学习需求，通过数字成像技 术进行自主学习和个性化学习。
04
医学数字成像技术前沿与展望
医学数字成像技术发展趋势
01
02
03
04
医学数字成像技术向高分辨率 、高灵敏度、高速度发展，以 满足临床诊断和治疗的需求。
医学数字成像技术将更加智能 化和自动化，提高诊断的准确
性和效率。
医学数字成像技术将与信息技 术、人工智能等技术深度融合
，实现远程诊断和治疗。
医学数字成像技术将更加注重 安全性，减少辐射剂量和损伤
。
医学数字成像技术面临的挑战
医学数字成像技术的成本较高，需要 进一步降低成本，以便更广泛地应用 于临床。
核磁共振成像（MRI）
利用磁场和射频脉冲对人体组织进行 无创检查，可获取高分辨率的解剖结 构和生理功能信息。
超声数字成像
利用高频声波显示人体内部结构，具 有无创、无痛、无辐射等优点。
医学数字成像技术优缺点
优点
高清晰度、高分辨率、多角度观察、无创无痛无辐射等。
缺点
部分设备价格昂贵、操作复杂、存在辐射或磁场影响等。
医学成像系统课件
2023
医学成像系统课件
contents
目录
• 医学成像系统概述 • 医学成像系统的基本原理 • 医学成像系统的临床应用 • 医学成像系统的优缺点分析 • 医学成像系统的发展趋势及前景展望
01
医学成像系统概述
医学成像系统的定义与分类
医学成像系统定义为利用物理学原理和生物医学工程技术， 为人体内部结构成像，检测、诊断并显示人体的形态学、功 能学及代谢过程的仪器或装置。
优点
X射线成像系统具有成像速度快、空间分辨率高、图像清晰等优点，可用于多种 部位的检查。此外，X射线成像系统的价格相对较低，可以广泛应用于基层医疗 单位。
缺点
X射线对人体有一定的辐射损伤，长期使用可能导致细胞损伤和基因突变。此外 ，X射线成像系统的图像质量容易受拍摄条件和体位等因素的影响，需要操作者 具备一定的技能和经验。
05
医学成像系统的发展趋势及 前景展望
医学成像系统的发展趋势
技术趋势
随着科技的不断进步，医学成像系统正在向更高分辨率、更广的动态范围和更复杂的图像 处理功能发展。例如，磁共振成像（MRI）和计算机断层扫描（CT）等高级成像技术正在 变得越来越普及。
应用领域扩展
医学成像系统的应用领域正在不断扩展，除了传统的诊断成像，还涉及到治疗、手术导航 、无创手术等领域。例如，超声波手术、放射治疗和光动力疗法等都依赖于医学成像系统 。
CT成像系统的优缺点分析
优点
CT成像系统具有极高的组织分辨率和空间分辨率，可以清晰地显示人体内部 结构的细节。同时，CT成像系统的操作简便，可以快速获得多方位的图像。
缺点
CT成像系统对人体有一定的辐射损伤，长期使用可能导致细胞损伤和基因突 变。此外，CT成像系统的价格较高，一般不被广泛应用于基层医疗单位。
医学成像系统课件
contents
目录
• 医学成像系统概述 • 医学成像系统的基本原理 • 医学成像系统的临床应用 • 医学成像系统的优缺点分析 • 医学成像系统的发展趋势及前景展望
01
医学成像系统概述
医学成像系统的定义与分类
医学成像系统定义为利用物理学原理和生物医学工程技术， 为人体内部结构成像，检测、诊断并显示人体的形态学、功 能学及代谢过程的仪器或装置。
优点
X射线成像系统具有成像速度快、空间分辨率高、图像清晰等优点，可用于多种 部位的检查。此外，X射线成像系统的价格相对较低，可以广泛应用于基层医疗 单位。
缺点
X射线对人体有一定的辐射损伤，长期使用可能导致细胞损伤和基因突变。此外 ，X射线成像系统的图像质量容易受拍摄条件和体位等因素的影响，需要操作者 具备一定的技能和经验。
05
医学成像系统的发展趋势及 前景展望
医学成像系统的发展趋势
技术趋势
随着科技的不断进步，医学成像系统正在向更高分辨率、更广的动态范围和更复杂的图像 处理功能发展。例如，磁共振成像（MRI）和计算机断层扫描（CT）等高级成像技术正在 变得越来越普及。
应用领域扩展
医学成像系统的应用领域正在不断扩展，除了传统的诊断成像，还涉及到治疗、手术导航 、无创手术等领域。例如，超声波手术、放射治疗和光动力疗法等都依赖于医学成像系统 。
CT成像系统的优缺点分析
优点
CT成像系统具有极高的组织分辨率和空间分辨率，可以清晰地显示人体内部 结构的细节。同时，CT成像系统的操作简便，可以快速获得多方位的图像。
缺点
CT成像系统对人体有一定的辐射损伤，长期使用可能导致细胞损伤和基因突 变。此外，CT成像系统的价格较高，一般不被广泛应用于基层医疗单位。
核医学成像原理及设备课件
多模态成像技术
总结词
多模态成像技术是核医学成像的另一个重要 发展趋势，通过结合多种成像模式，能够提 供更全面的医学信息，有助于医生更全面地 了解患者的病情。
详细描述
多模态成像技术是利用多种成像模式进行医 学影像获取的方法。这种技术能够结合不同 模式的成像特点，提供更全面的医学信息， 有助于医生更全面地了解患者的病情，提高
和医学影像技术的不断发展，分子成像技术在核医学成像中的应用将越来越广泛。
06 核医学成像设备安全与防 护
辐射防护原则
辐射防护三原则
防护、隔离、减量。
辐射防护最优化
在满足诊断和治疗效果的前提下，尽量减少患者 和医务人员的辐射剂量。
剂量限值
根据不同人群和不同照射情况，设定合理的剂量 限值，确保辐射安全。
肿瘤治疗
核医学成像设备还可以用于肿瘤 的治疗，如放射性碘治疗甲状腺 癌、骨转移瘤的放射性核素治疗 等。
心血管疾病诊断
冠心病诊断
核医学成像技术可以检测心肌缺血和 心肌梗死，通过心肌灌注显像和代谢 显像等方法，评估心脏功能和诊断冠 心病。
心功能评估
核医学成像设备可以评估心脏功能， 通过放射性核素心室造影等技术，测 定心脏射血分数等指标，了解心脏的 收缩和舒张功能。
规定。
个人剂量监测
为医务人员配备个人剂量计，实时 监测和记录个人辐射剂量，保障医 务人员健康。
环境辐射监测
对核医学成像设备周围的环境进行 辐射监测，确保环境安全。
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核医学成像的优点
无创、无痛、无辐射，能 够提供人体生理和病理过 程的详细信息。
核医学成像的应用
在肿瘤、心血管、神经系 统等领域具有广泛的应用 价值。
医学成像技术PPT课件
设备，90年代中期，推出了一些实用的平板检测器DDR设备。开发线实时高 分辩率数字成像板是数字X线成像设备创新的关键。 4.超声成像
超声（ultrosound,US）成像是接收从人体组织反射或透射的超声波，获得 反映组织信息的声像图的技术。
1942年，A超诞生，1954年B超问世。 1983年，研制出彩色超声多普勒成像仪。 1984年，出现超声CT。
6. 核医学成像
通过测量体内脏器官或组织对放射性核素所形成浓度分布的差异，实现人体 的功能成像。
此类设备可分为单光子检测设备（γ相机、SPECT）、正电子检测设备（PET） 和组合检测设备（双探头符合检测SPECT、超高能准直器SPECT、PET/CT）三 类。
成像特点在于图像反映脏器的功能、血流状况和组织代谢的信息。
压电换能器
闪烁计数器
胎儿生长、检测肿瘤、 心脏病
脑中葡萄代谢图
无造影无侵袭
RI注射
安全 低
辐射危险 高
形态学 X线管 影像强度计 血管狭窄处的测定
有造影有侵袭
辐射危险
4
高
2020/1/2
5
牙颌面数字化X线成像的方式
1.计算机X线摄影（computed radiography,CR）
1983年，日本富士公司首先推出了存储荧光体方式的CR。芬兰Soredex公司 于1994年将其应用于牙颌面X线检查中。工作原理：使用X射线对被照体及成像 板（Imaging Plate,IP）进行曝光，磷荧光体可将X射线激发（一次激发）的信息 记录并储存下来，然后通过激光扫描（二次激发），读出IP储存的信息，经计算 机处理形成数字化影像，成像板亦可称磷储存板（Phosphor Storage Plate,PSP）。
超声（ultrosound,US）成像是接收从人体组织反射或透射的超声波，获得 反映组织信息的声像图的技术。
1942年，A超诞生，1954年B超问世。 1983年，研制出彩色超声多普勒成像仪。 1984年，出现超声CT。
6. 核医学成像
通过测量体内脏器官或组织对放射性核素所形成浓度分布的差异，实现人体 的功能成像。
此类设备可分为单光子检测设备（γ相机、SPECT）、正电子检测设备（PET） 和组合检测设备（双探头符合检测SPECT、超高能准直器SPECT、PET/CT）三 类。
成像特点在于图像反映脏器的功能、血流状况和组织代谢的信息。
压电换能器
闪烁计数器
胎儿生长、检测肿瘤、 心脏病
脑中葡萄代谢图
无造影无侵袭
RI注射
安全 低
辐射危险 高
形态学 X线管 影像强度计 血管狭窄处的测定
有造影有侵袭
辐射危险
4
高
2020/1/2
5
牙颌面数字化X线成像的方式
1.计算机X线摄影（computed radiography,CR）
1983年，日本富士公司首先推出了存储荧光体方式的CR。芬兰Soredex公司 于1994年将其应用于牙颌面X线检查中。工作原理：使用X射线对被照体及成像 板（Imaging Plate,IP）进行曝光，磷荧光体可将X射线激发（一次激发）的信息 记录并储存下来，然后通过激光扫描（二次激发），读出IP储存的信息，经计算 机处理形成数字化影像，成像板亦可称磷储存板（Phosphor Storage Plate,PSP）。
医学影像成像原理简介 ppt
X射线能使多种物质发生光化学反应。例如，X射线能使照相底 片感光。
（6）X射线的生物效应。
生物组织经一定量的X射线照射，会产生电离和激发，使细胞受 到损伤、抑制、死亡或通过遗传变异影响下一代，这种现象称为X射 线的生物效应。这个特性可充分应用在肿瘤放射治疗中。
9
-
3பைடு நூலகம்.1高.速2带X电射粒子线撞成击物像质原受阻理而突然减速时，能够产生X
射线。医学影像诊断所用的X线产生设备是X线管（X-ray tube，球管）。 1．X射线的产生 X射线的产生需要的基本条件是： （1）有高速运动的电子流； （2）有阻碍带电粒子流运动的障碍物（靶），用来阻止 电子的运动，可以将电子的动能转变为X射线光子的能量。
10
-
3X射.1线. 2的产X生射装线置主成要包像括原三部理分：X射线管、高压电源及
12
-
3②.1.人2体不X同射厚线度组成织与像X原线成理像的关系
密度和厚度的差别是产生影像对比的基础，是X线成像的基本条件
13
-
32..1X.射2线人X射体成线像 成像原理
（2）X射线的采集与显示 ① 医用X 射线胶片与增感屏 医用X射线胶片的主要特性是感光，即接受光照并产生化 学反应，形成潜影（latent image）。
3.1.1 X线的特征
3
-
4
-
3➢.1X.射1线X在线电的磁特辐射征中的特点属于高频率、波长短
的射线 ➢X射线的频率约在3×1016～3×1020 Hz之间， 波长约在10～10-3nm之间 ➢ X线诊断常用的X线波长范围为0.008～0.031nm
5
-
31..1X.射1线X的线波粒的二象特性 征
✓X射线同时具有波动性和微粒性，统称为波粒二象 性。
（6）X射线的生物效应。
生物组织经一定量的X射线照射，会产生电离和激发，使细胞受 到损伤、抑制、死亡或通过遗传变异影响下一代，这种现象称为X射 线的生物效应。这个特性可充分应用在肿瘤放射治疗中。
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3பைடு நூலகம்.1高.速2带X电射粒子线撞成击物像质原受阻理而突然减速时，能够产生X
射线。医学影像诊断所用的X线产生设备是X线管（X-ray tube，球管）。 1．X射线的产生 X射线的产生需要的基本条件是： （1）有高速运动的电子流； （2）有阻碍带电粒子流运动的障碍物（靶），用来阻止 电子的运动，可以将电子的动能转变为X射线光子的能量。
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3X射.1线. 2的产X生射装线置主成要包像括原三部理分：X射线管、高压电源及
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3②.1.人2体不X同射厚线度组成织与像X原线成理像的关系
密度和厚度的差别是产生影像对比的基础，是X线成像的基本条件
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32..1X.射2线人X射体成线像 成像原理
（2）X射线的采集与显示 ① 医用X 射线胶片与增感屏 医用X射线胶片的主要特性是感光，即接受光照并产生化 学反应，形成潜影（latent image）。
3.1.1 X线的特征
3
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3➢.1X.射1线X在线电的磁特辐射征中的特点属于高频率、波长短
的射线 ➢X射线的频率约在3×1016～3×1020 Hz之间， 波长约在10～10-3nm之间 ➢ X线诊断常用的X线波长范围为0.008～0.031nm
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31..1X.射1线X的线波粒的二象特性 征
✓X射线同时具有波动性和微粒性，统称为波粒二象 性。
最全的成像原理概论PPT课件
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医学影像技术包括： X 线摄影（ radiography ）、 X 线计算机体层成像（computed tomography，CT）、 磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）、 超声成像（ultrasound imaging）、 放射性核素成像（radiosotope imaging） 以及可见光成像、红外成像和微波成像等。
第12页/共17页
四、超声成像
• 1942年奥地利科学家达西科（Dussik）首先将超声技术应用与临床诊断，从此 开始了医学超声影像设备的发展。
• 1954年瑞典人应用M型超声显示运动的心壁，称为超声心动图。 • 人类从20世纪50年代开始研究二维B型超声，至70年代中期，实时二维超声开
始应用。
第13页/共17页
GE 全数字PET-CT
GE 生产的 SPECT
第14页/共17页
PET 图像
六、其他成像
• 可见光成像：在医学上的应用主要是内镜技术。 1958 年第一台纤维胃镜诞生以来，至今制成了光纤内镜、 电子内镜、超声内镜、激光内镜等各种不同性能的内镜。电子内镜抛弃了光导纤维传像的方式，在镜头端 装有一只微型电视摄像机，由电荷耦合器件（CCD）将物镜所成的图像变换为电视信号，再转换成为光学图 像。它对官腔内状态既可直接在屏幕显示，供多人同时观察；也可用磁带录相机录相或打印机输出；还可 直接夹取活体组织进行活检、止血和局部病灶治疗。目前内镜的使用范围已由消化道扩展到泌尿、循环、 呼吸、生殖等多个系统，以及腹腔、耳、喉、血管、关节腔等器官。
二、X 线计算机体层成像
• 1971年，世界上第一台用于颅脑的CT扫描机（计算机人体断层摄影术）由柯马 克(A.M.Cormack)和郝恩斯费尔(G.N.Hounsfield)首次研制成功。1979年因此 项技术的发明，柯马克、郝恩斯费尔获得了生理与医学诺贝尔奖。
医学影像技术包括： X 线摄影（ radiography ）、 X 线计算机体层成像（computed tomography，CT）、 磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）、 超声成像（ultrasound imaging）、 放射性核素成像（radiosotope imaging） 以及可见光成像、红外成像和微波成像等。
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四、超声成像
• 1942年奥地利科学家达西科（Dussik）首先将超声技术应用与临床诊断，从此 开始了医学超声影像设备的发展。
• 1954年瑞典人应用M型超声显示运动的心壁，称为超声心动图。 • 人类从20世纪50年代开始研究二维B型超声，至70年代中期，实时二维超声开
始应用。
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GE 全数字PET-CT
GE 生产的 SPECT
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PET 图像
六、其他成像
• 可见光成像：在医学上的应用主要是内镜技术。 1958 年第一台纤维胃镜诞生以来，至今制成了光纤内镜、 电子内镜、超声内镜、激光内镜等各种不同性能的内镜。电子内镜抛弃了光导纤维传像的方式，在镜头端 装有一只微型电视摄像机，由电荷耦合器件（CCD）将物镜所成的图像变换为电视信号，再转换成为光学图 像。它对官腔内状态既可直接在屏幕显示，供多人同时观察；也可用磁带录相机录相或打印机输出；还可 直接夹取活体组织进行活检、止血和局部病灶治疗。目前内镜的使用范围已由消化道扩展到泌尿、循环、 呼吸、生殖等多个系统，以及腹腔、耳、喉、血管、关节腔等器官。
二、X 线计算机体层成像
• 1971年，世界上第一台用于颅脑的CT扫描机（计算机人体断层摄影术）由柯马 克(A.M.Cormack)和郝恩斯费尔(G.N.Hounsfield)首次研制成功。1979年因此 项技术的发明，柯马克、郝恩斯费尔获得了生理与医学诺贝尔奖。
医学成像系统课件
氨甲蝶呤治疗银屑病的临床总结
蒋忠达
【期刊名称】《实用乡村医生杂志》
【年(卷),期】1997(004)005
【摘要】氨甲蝶呤治疗银屑病的临床总结浙江省奉化市人民医院皮肤科（３１５５００）蒋忠达笔者自１９８８年６月至１９９６年５月用氨甲蝶呤治疗寻常性银屑病３００例，现作临床总结，并与其它常用免疫抑制剂不良反应比较，旨在表达氨甲蝶呤在临床的作用与地位。
１病例与方法１．...
【总页数】1页(P33)
【作者】蒋忠达
【作者单位】浙江省奉化市人民医院皮肤科
【正文语种】中文
【中图分类】R758.630.5
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1.阿维A与氨甲蝶呤治疗重度斑块型银屑病的疗效 [J], 刘盼盼;匡叶红;张江林;李捷;粟娟;陈翔;朱武
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3.氨甲蝶呤调控调节性T细胞数量及Foxp3表达在银屑病治疗中的作用 [J], 匡叶红;张衡;朱武;吴丽莎;陈旺青;鲁艳;覃群师;贾学昆;廖立秋
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医学成像技术课件01绪论
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国)
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医学成பைடு நூலகம்技术课件01绪论
医学成像技术发展过程及其展望
磁共振成像
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•－－《韩非子·喻老》
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医学成像技术课件01绪论
医学成像技术发展过程及其展望
• 魏文王问扁鹊说：“你们家兄弟三人，都精于医术，到底 哪一位医术最好呢？” 扁鹊回答说：“大哥最好，二哥次之， 我最差。” 魏王不解地说：“那么为什么你最出名呢？” 扁鹊 解释说：“大哥治病，是在病情发作之前，那时候病人自己还 不觉得有病，但大哥就下药铲除了病根，使他的医术难以被人 认可，所以他的名气无法传出去，只是在我们家中被推崇备至。 我二哥治病，是在病初起之时，症状尚不十分明显，病人也没 有觉得痛苦，二哥就能药到病除，一般人认为二哥只是治小病 很灵，所以他只在我们的村子里有名气。我治病，都是在病情 十分严重之时，病人痛苦万分，病人家属心急如焚。此时，他 们看到我在经脉上穿刺，用针放血，或在患处敷以毒药以毒攻 毒，或动大手术直指病灶，使重病人病情得到缓解或很快治愈， 所以我名闻天下”。魏王恍然大悟。
•看得见
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2020/11/12
医学成像技术课件01绪论
医学成像技术发展过程及其展望
•X射线成像
• Roentgen（德国） • 1895发现X射线 • 1901年获诺贝尔物理学奖
《医学影像成像原理》课件
光学成像
用于皮肤、乳腺和 眼科疾病的诊断和 监测。
02
X射线成像原理
X射线的产生与性质
X射线是由高能电子撞击靶物 质（如铜、钴、铁等）时，电 子突然减速而释放出的一种电
磁辐射。
X射线具有穿透性、荧光性和 摄影效应等性质，能够穿透 一定厚度的物质，并在穿透
过程中被吸收或散射。
X射线的波长范围在0.01-10纳 米之间，其能量范围在1241.24 keV之间。
核医学成像可以用于研究脑功能和神经递 质活动，有助于神经科学研究和临床神经 疾病的诊断。
THANKS
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核医学成像的物理基础
放射性衰变
放射性示踪剂在体内经历放射性 衰变，释放出射线。不同类型的 示踪剂具有不同的衰变特性，适 用于不同的医学应用。
射线检测
特殊的检测设备用于捕获放射性 信号，这些设备通常包括闪烁晶 体和光电倍增管，可以将射线转 换为电信号。
信号处理
捕获的信号经过放大、滤波等处 理后，再转换为图像数据。信号 处理技术有助于提高图像的分辨 率和对比度。
X射线成像的物理基础
当X射线穿透人体组织时，不同 组织对X射线的吸收程度不同， 导致X射线强度衰减程度不同，
形成人体内部结构的影像。
X射线成像的物理基础包括吸收 、散射和干涉等物理现象，这些 现象决定了X射线在人体内的传
播方式和成像效果。
X射线成像技术通过测量穿透人 体后的X射线强度，经过计算机 处理后形成二维或三维的医学影
超声波成像的临床应用
腹部超声
用于检查肝、胆、胰、脾等腹部器官的形态和结 构。
心脏超声
用于评估心脏的结构和功能，诊断心脏疾病。
妇产科超声
用于妇科和产科的检查，如胎儿发育、子宫和卵 巢疾病的诊断。
医学影像成像原理培训课件
医学影像成像原理培训课件xx年xx月xx日•医学影像成像概述•X射线成像原理•MRI成像原理目录•CT成像原理•成像技术比较与优选•医学影像成像的辐射防护01医学影像成像概述成像系统组成与分类以X线为信息载体，利用X线照射人体部位，形成影像信息，用于诊断疾病。
X线成像系统利用强磁场和高频电磁波，产生人体内部的影像信息，用于诊断疾病。
MRI成像系统利用X线旋转扫描人体部位，通过计算机处理得到多角度的断层影像，用于诊断疾病。
CT成像系统利用高频声波在人体中传播的特性，获取人体内部影像信息，用于诊断疾病。
ultrasound成像系统19世纪初X线被发现，随后被应用于医学影像领域。
CT技术诞生，实现了断层影像的获取。
MRI技术诞生，实现了高质量的活体成像。
functional MRI和spectroscopy技术发展，为医学影像提供了更多可能性。
医学影像成像技术发展历程20世纪70年代20世纪80年代21世纪初利用X线或CT成像，检测肺部病变、肺炎、肺癌等。
胸部检查利用X线或MRI成像，检测骨折、关节病变、肌肉损伤等。
骨骼检查利用超声或CT成像，检测肝、胆、胰、脾等器官病变。
腹部检查利用CT或MRI成像，检测脑部病变，如脑出血、脑梗塞、脑部肿瘤等。
颅内检查医学影像成像的常见应用02X射线成像原理1X射线特性23X射线是一种电磁波，具有波粒二象性，其波长范围为0.01-10纳米。
X射线具有穿透性，能穿透可见光无法穿透的物质，如肌肉、脂肪和骨骼。
X射线具有荧光作用，能使某些物质发出可见光。
X射线管是产生X射线的装置，它利用电子枪发射电子，形成电子束打到金属靶上产生X射线。
X射线管X射线机是利用X射线管产生X射线，并对其进行调节和控制的设备。
X射线机X射线管与X射线机X射线成像原理X射线通过人体组织时，由于组织密度、厚度、原子序数等不同，导致不同部位吸收X射线的程度不同，形成了X射线图像。
X射线图像特点X射线图像具有较高的空间分辨率和较低的密度分辨率，可显示钙化、结石等高密度物质，也可显示软组织，但其对软组织的分辨率有限。
第10章 超声成像原理 20131211
全反射现象对超声诊断无意义，应尽量避免。
23
10.2 超声波的物理属性
声压透射系数:衡量超声在不同介质中透射能量的大小 声压透射系数
pt tp pi
piBiblioteka viirpr
Z1 c1 c2 Z2
vr
如图
t vt
由声压连续和法向速度连续可知
pt
pt pi pr cosθi cosθr cosθt Z1 Z1 Z2
结合速度、声压与声阻抗关系联立导出
pi (
cos i ) pr ( ) Z1 Z2 Z1 Z2
pi (
cos i cos t cos r cos t ) pr ( ) Z1 t Z 2 Z1 r Z 2 cos cos t cos
Z cos i Z1 cos t P rp r 2 P Z 2 cos r Z1 cos t i
介质,可在其交界面上产生发射
临床上反射回声带来体内脏器及大界面信息
15
人体常见组织的声阻抗
介质名称 密度（103kgm-3） 3) 血液 1.055 血浆 1.027 大脑 1.038 小脑 1.030 脂肪 0.955 软组织（平均值） 1.016 肌肉（平均值） 1.074 肝 1.050 肾 ___ 脑积液 1.000 颅骨 1.658 甲状腺 ___ 速度（ms-1） 1570 ___ 1540 1470 1476 1500 1568 1570 1560 1522 3860 ___ 声阻抗(106 Nsm1.656 ___ 1.599 1.514 1.410 1.542 1.684 1.648 ___ 1.522 5.571 16 1.620-1.660
4
10.2 超声波的物理属性
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10.2 超声波的物理属性
声压透射系数:衡量超声在不同介质中透射能量的大小 声压透射系数
pt tp pi
piBiblioteka viirpr
Z1 c1 c2 Z2
vr
如图
t vt
由声压连续和法向速度连续可知
pt
pt pi pr cosθi cosθr cosθt Z1 Z1 Z2
结合速度、声压与声阻抗关系联立导出
pi (
cos i ) pr ( ) Z1 Z2 Z1 Z2
pi (
cos i cos t cos r cos t ) pr ( ) Z1 t Z 2 Z1 r Z 2 cos cos t cos
Z cos i Z1 cos t P rp r 2 P Z 2 cos r Z1 cos t i
介质,可在其交界面上产生发射
临床上反射回声带来体内脏器及大界面信息
15
人体常见组织的声阻抗
介质名称 密度（103kgm-3） 3) 血液 1.055 血浆 1.027 大脑 1.038 小脑 1.030 脂肪 0.955 软组织（平均值） 1.016 肌肉（平均值） 1.074 肝 1.050 肾 ___ 脑积液 1.000 颅骨 1.658 甲状腺 ___ 速度（ms-1） 1570 ___ 1540 1470 1476 1500 1568 1570 1560 1522 3860 ___ 声阻抗(106 Nsm1.656 ___ 1.599 1.514 1.410 1.542 1.684 1.648 ___ 1.522 5.571 16 1.620-1.660
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10.2 超声波的物理属性
医学成像技术PPT课件
超声诊断仪的基本结构 超声诊断仪的基本结构包括：探头、显示器、基本电路 超声诊断仪的类型 A型超声诊断仪（幅度显示） M型超声诊断仪（运动显示） B型超声诊断仪（切面显示） 彩色多普勒超声诊断仪
第二节 医学成像技术的比较
应从各个不同角度全面分析成像系统的优缺点，并指明其临床适用范围。 一、电磁波透射成像的分析 用透射方法成像时，需考虑的主要因素：分辨力、衰减。 从分辨力的角度考虑：用于成像的辐射波的波长至少应小于1.0cm 从衰减的角度考虑：若衰减过大，则很难检测到透过人体 的射线；若衰减过小，则不能得到对比清晰的图像。
夏志勋 深圳大学生物医学工程重点实验室
第二节 超声波的基本性质
超声波的概念
超声波具有波长（λ）、频率（f） 和传播速度（c） c＝ λ· f
超声诊断使用的频率范围： 2 ～ 20MHz
医学超声成像技术 超声波的基本性质
夏志勋 深圳大学生物医学工程重点实验室
(1)方向性好。超声波频率很高，方向性相对较强，当超声 波发生体压电晶体的直径尺寸远大于超声波波长时，则晶体所 产生的超声波就类似于光的特性。 (2)能量高。动能与速度的平方成正比，频率与速度成正比 。因此能量与频率的平方成正比。 (3)传播特性。具有几何声学等特点， 传播过程中能发生反射，折射，散射， 绕射等现象。 (4)穿透能力。声波在各种媒质中传 播时，媒质要吸收掉它的一部分能量， 随着传播路程的增加，声波的强度会逐 渐减弱。
现代医学成像按其信息载体可分为以下几种基本类型： （1）X线成像：测量穿过人体组织、器官后的X线强度； （2）磁共振成像：测量人体组织中同类元素原子核的磁共振信号； （3）核素成像：测量放射性药物在体内放射出的γ射线； （4）超声成像：测量人体组织、器官对超声的反射波或透射波； （5）光学成像：直接利用光学及电视技术，观察人体器官形态； （6）红外、微波成像：测量体表的红外信号和体内的微波辐射信号。
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1972年英国制成用于 临床脑组织检查的世 界上第一台X-CT机(头 部CT)
各种现代医学成像技术都与 X-CT图像重建有类似之处， 如MR和ECT等，掌握该技术的原理和方法很重要。
1. CT原理 利用X射线辐射源投射欲成像的人 体器官，从多个观测角度获取目标
的一系列投影数据后，经过数据处
理，并与图像显示技术相结合，从
S H ln IH g H lgr H lr C H
Sg rK H SHK LSL
(KLgL KHgH)lg (KLrL KHrH)lr
KHCH KLCL
S g r ( K L g L K H g H ) l g ( K L r L K H r H ) l r K H C H K L C L
• 利用数字图像处理技术改善图像质量 • 降低对患者的照射剂量 • 数字化图像便于存贮、检索和通信
CR(computed radiography)系统 X射线 影像板 激光扫描 光电倍 增管 A / D 数字图像 数字 X 射线 数字透视DF(digital fluorography)系统 成 像 系 统 X射线 影像增强管 X-TV A/D
(3) 数字减影系统
硬件组成： (1) 模／数转换器； (2) 对数型转换器； (3) 数字图像处理机(计算机)； (4) 图像输出设备，包括显示器、打印和存储。
10.2.3 X射线计算机断层成像
X-CT(X-ray computed tomography, X-CT)
1917年奥地利数学家 Radon从理论上证明， 利用X射线投影数值可 以重建二维断层解剖 图像或三维图像。
而得到人体器官的断层图像或三维
可视化图像。
CT的本质： 分布成像
I I 0 e x x ) I p 0 e( x ( ) p x ][
I(x ,z ) I0 ex ( p x ,y ,[ z ) d y ]
p ln I0 ——投影 ( 射线和 ) I(x, z)
lI n 0 lI n (x ,z ) (x ,y ,z ) d y
血液流量成像 体内阻抗或阻抗变化量
体表红外信号和体内微波辐射信号
利用光学及电视技术观察人体部分 器官的形态
2．胶片摄影系统 原理：增感屏—胶片方式
→
片基
增感屏—胶片结构 感光乳胶
荧光增强屏 : 由基层、荧光体层、 保护层和反射层(吸收层)等四 层组成。
3．数字X射线摄影
把X射线投影图像数字化
如：KLrLKHrH, 且 KL=1,
则：K H
L r
H r
Sgr Sg
(gL
rL rH
gH)lg
rL rH
CH
CL
—骨组织图像
如：KLgLKHgH, 且 KL=1,
L
则：K H
L
L g
H g
Sg rSr(
L g
r
H
rH )lrg HC HC L—软组织图像
g
g
(2) 空间数字滤波 锐化图像，突出轮廓——高通滤波 平滑图像，消除噪声——低通滤波
表10-3 几种组织的CT数值 (K=500,1000)
窗口技术
CT值范围: 2000H (-1000H ~ +1000H) (1) 根据人眼对灰度的识别和分辨能力，没必要将CT图
像 灰 度 分为2000级。 (2) 如将2000H分成一定的灰度级 (32 or 64) ，会降低图
像的分辨率，丢失图像信息。2000H/32=62.5H
数字图像
DR(direct radiography)系统 直接数字X射线摄影(direct DR, DDR) 间接数字X射线摄影(indirect DR, IDR)
4．数字减影血管技术 减影就是除去与血管重叠的背景结构、从感兴趣区 (region of interesting, ROI)分离出清晰的血管的方法。
(1) 数字减影工作原理 掩摸 - 充盈图像 =减影图像 时间减影：用作减影 的两帧图像是在不同 时刻获得的
缺点：运动伪影
能量减影
ILI0 Lex (pg L lg [rL lr)]
IHI0 H ex (pg H lg [rH lr)]
S L ln IL g L lgrL lr C L
K 称为扩大常数, K=1000
水及软组织：0.2cm-1
W =0.19cm-1=19m-1(73keV)
CT 值单位: 亨 (H)
(2) CT数值相关因素
① 由于衰减系数与波长有关，因此CT值与X射线管电 压有关。不同型号的 CT机所测得的 CT值是有差异 的，但其相对值是恒定的；
② CT值与密度和质量电子密度而变，或更确切地说 与体积电子密度有关。
(a) CT图像
(b) MR图像
(c) PET图像
图 10－2 三种类型医学影像
(a)、(b) 反映了头部的解剖学结构——形态学成像 (c) 反映了脑功能的生理变化——功能成像
4. 不同类型的医学影像具有优势互补作用
表10-1 医学影像类型比较
医学图像分类
结构图像：描述人体的 生理解剖结构
功能图像：描述人体在 不同状态下组织器官的 功能活动状况
数据采集
早期CT扫描方式： ——单束平移—旋转扫描
目前CT成像系统用扇形射线 束、环形探测器、电子扫描
CT图像重建 扇形束数据转换成平 行束数据，使之满足 重建算法的条件。
反射投影法 滤波反射投影法
2．CT数值
(1) 人体衰减系数, CT值定义
气道：0.01cm-1
CTKt W W
骨质：0.4cm-1
前言——医学成像概述
1.医学成像定义：医学成像是指医学影像数据的形成过程， 也指形成医学影像的技术或装置。
2. 共同特征：能量发射源，效应组织，探测器，处理器，显示器。 3. 分类：
(1) X射线影像 (2)核磁共振成像 (3)核素显像 (4)超声成像 (5) 阻抗成像 (6) 热、微波成像 (7) 光学成像 前四种用途最广泛，容易推广普及，称为四大医学成像。
主要形式
X摄影、CT 超声成像(UI) 磁共振成像(MRI) 核医学成像(RI) (SPECT ， PET) 功能磁共振成像 (fMRI) 多普勒成像(DFI) 阻抗成像(EIT)
其他类型成像
热、微波成像
织声阻抗的变化 磁共振核密度分布及弛豫特征
组织器官生理代谢功能
人脑的功能活动
各种现代医学成像技术都与 X-CT图像重建有类似之处， 如MR和ECT等，掌握该技术的原理和方法很重要。
1. CT原理 利用X射线辐射源投射欲成像的人 体器官，从多个观测角度获取目标
的一系列投影数据后，经过数据处
理，并与图像显示技术相结合，从
S H ln IH g H lgr H lr C H
Sg rK H SHK LSL
(KLgL KHgH)lg (KLrL KHrH)lr
KHCH KLCL
S g r ( K L g L K H g H ) l g ( K L r L K H r H ) l r K H C H K L C L
• 利用数字图像处理技术改善图像质量 • 降低对患者的照射剂量 • 数字化图像便于存贮、检索和通信
CR(computed radiography)系统 X射线 影像板 激光扫描 光电倍 增管 A / D 数字图像 数字 X 射线 数字透视DF(digital fluorography)系统 成 像 系 统 X射线 影像增强管 X-TV A/D
(3) 数字减影系统
硬件组成： (1) 模／数转换器； (2) 对数型转换器； (3) 数字图像处理机(计算机)； (4) 图像输出设备，包括显示器、打印和存储。
10.2.3 X射线计算机断层成像
X-CT(X-ray computed tomography, X-CT)
1917年奥地利数学家 Radon从理论上证明， 利用X射线投影数值可 以重建二维断层解剖 图像或三维图像。
而得到人体器官的断层图像或三维
可视化图像。
CT的本质： 分布成像
I I 0 e x x ) I p 0 e( x ( ) p x ][
I(x ,z ) I0 ex ( p x ,y ,[ z ) d y ]
p ln I0 ——投影 ( 射线和 ) I(x, z)
lI n 0 lI n (x ,z ) (x ,y ,z ) d y
血液流量成像 体内阻抗或阻抗变化量
体表红外信号和体内微波辐射信号
利用光学及电视技术观察人体部分 器官的形态
2．胶片摄影系统 原理：增感屏—胶片方式
→
片基
增感屏—胶片结构 感光乳胶
荧光增强屏 : 由基层、荧光体层、 保护层和反射层(吸收层)等四 层组成。
3．数字X射线摄影
把X射线投影图像数字化
如：KLrLKHrH, 且 KL=1,
则：K H
L r
H r
Sgr Sg
(gL
rL rH
gH)lg
rL rH
CH
CL
—骨组织图像
如：KLgLKHgH, 且 KL=1,
L
则：K H
L
L g
H g
Sg rSr(
L g
r
H
rH )lrg HC HC L—软组织图像
g
g
(2) 空间数字滤波 锐化图像，突出轮廓——高通滤波 平滑图像，消除噪声——低通滤波
表10-3 几种组织的CT数值 (K=500,1000)
窗口技术
CT值范围: 2000H (-1000H ~ +1000H) (1) 根据人眼对灰度的识别和分辨能力，没必要将CT图
像 灰 度 分为2000级。 (2) 如将2000H分成一定的灰度级 (32 or 64) ，会降低图
像的分辨率，丢失图像信息。2000H/32=62.5H
数字图像
DR(direct radiography)系统 直接数字X射线摄影(direct DR, DDR) 间接数字X射线摄影(indirect DR, IDR)
4．数字减影血管技术 减影就是除去与血管重叠的背景结构、从感兴趣区 (region of interesting, ROI)分离出清晰的血管的方法。
(1) 数字减影工作原理 掩摸 - 充盈图像 =减影图像 时间减影：用作减影 的两帧图像是在不同 时刻获得的
缺点：运动伪影
能量减影
ILI0 Lex (pg L lg [rL lr)]
IHI0 H ex (pg H lg [rH lr)]
S L ln IL g L lgrL lr C L
K 称为扩大常数, K=1000
水及软组织：0.2cm-1
W =0.19cm-1=19m-1(73keV)
CT 值单位: 亨 (H)
(2) CT数值相关因素
① 由于衰减系数与波长有关，因此CT值与X射线管电 压有关。不同型号的 CT机所测得的 CT值是有差异 的，但其相对值是恒定的；
② CT值与密度和质量电子密度而变，或更确切地说 与体积电子密度有关。
(a) CT图像
(b) MR图像
(c) PET图像
图 10－2 三种类型医学影像
(a)、(b) 反映了头部的解剖学结构——形态学成像 (c) 反映了脑功能的生理变化——功能成像
4. 不同类型的医学影像具有优势互补作用
表10-1 医学影像类型比较
医学图像分类
结构图像：描述人体的 生理解剖结构
功能图像：描述人体在 不同状态下组织器官的 功能活动状况
数据采集
早期CT扫描方式： ——单束平移—旋转扫描
目前CT成像系统用扇形射线 束、环形探测器、电子扫描
CT图像重建 扇形束数据转换成平 行束数据，使之满足 重建算法的条件。
反射投影法 滤波反射投影法
2．CT数值
(1) 人体衰减系数, CT值定义
气道：0.01cm-1
CTKt W W
骨质：0.4cm-1
前言——医学成像概述
1.医学成像定义：医学成像是指医学影像数据的形成过程， 也指形成医学影像的技术或装置。
2. 共同特征：能量发射源，效应组织，探测器，处理器，显示器。 3. 分类：
(1) X射线影像 (2)核磁共振成像 (3)核素显像 (4)超声成像 (5) 阻抗成像 (6) 热、微波成像 (7) 光学成像 前四种用途最广泛，容易推广普及，称为四大医学成像。
主要形式
X摄影、CT 超声成像(UI) 磁共振成像(MRI) 核医学成像(RI) (SPECT ， PET) 功能磁共振成像 (fMRI) 多普勒成像(DFI) 阻抗成像(EIT)
其他类型成像
热、微波成像
织声阻抗的变化 磁共振核密度分布及弛豫特征
组织器官生理代谢功能
人脑的功能活动