发布时间:2023-09-20 09:47:27
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的5篇医学影像技术热点,期待它们能激发您的灵感。
关键词:影响学;诊断;发展前景;影像技术
一、前言
在医学诊断中,影像学还是一门新兴的科学,但是随着医学的发展和科学技术的不断更新,其在临床中的应用已经非常广泛。作为诊断的依据,影像学诊断为临床诊断和治疗提供了更加科学的依据,在疾病诊断中的作用不可替代。
从伦琴发现X线开始,到人们历史上的第一张X线片,从CT、MRI、介入放射学等技术的新兴,到影像学技术、影像学诊断的普及,医学影像学的发展是一个快速而逐步科学的过程。当前,医学影像学技术在诊断中的运用,已经开始了影像学新的数字影像时代,技术不断革新,在临床医学诊断和治疗领域更是不断进步。医学影像学的不断发展,是整体医学发展中的一个热点,也是未来医学发展的一个趋势。在未来,医学影像学的诊断作用将会更加普及,技术也会更加先进,对医学的贡献将会更大。
二、医学影像学的含义
在广泛意义上,医学影像学是指通过X线的成像,电脑断层扫描,核磁共振成像,超声成像,正子扫描,脑电图,脑磁图,眼球追踪,穿颅磁波刺激等现代成像技术,来检查人体无法用非手术手段检查的部位的过程。医学影像学也称医学成像,又因,之前的胶卷使用的是感光材料卤化银化学感光物来成像的,所以其又称为卤化银成像。
三、影像学的发展现状
目前,随着影像的发展,在临床检查中,X线的透视检查已经逐步减少或被取代,X线摄影检查,被推广开来,其中的DR检查运用的最为广泛。传统的X线造影检查也被多排螺旋CT和磁共振成像取代。这是一个逐渐发展的过程,首先是X线的脊髓照影技术被MRI技术取代,其次是X线在消化道造影、经静脉肾盂造影等,被多排的螺旋CT、MRI结合光学内镜成像技术所替代,另外,DSA的诊断价值逐渐开发出来,取代了CT血管成像和MR的血管成像技术。目前,CT已经成为了临床急诊和确诊的重要依据,MRI也因其无创性、无辐射性、成像参数多、承载信息量大等特性,成为了临床重大疾病的诊断技术。超声及其设备也因其价格低、无创伤等在临床上被广泛运用在了影响学筛选检查中。此外,DS A E t成为了介入治疗的工具。从影响学的发展来看,将来,分子成像将是医学影像学的重要发展方向和研究热点之一。
四、影像学的诊断作用
影像学诊断已经被广泛运用在了临床上的各个方面,一般来说,影像学的诊断作用为:检出病灶、病变点定位、肿瘤良恶性鉴别、术前分期评估、介入诊断及治疗、随访观察等,涉及骨科检查与诊断、胸腔检查与诊断、消化道检查与诊断、泌尿系统检查与诊断、妇产疾病检查与诊断等。诊断技术主要包括:透视、放射线片、CT、MRI、超声、数字减影、血管造影等。随着医学的发展和影像学技术的不断更新,目前影像学诊断为人们提供了更多的价值。
(一)反应局部循环的状况
CT技术和MRI的灌注成像以及MRI的扩散成像等,均可以反应出人体结构的血流量、血容量、循环时间,甚至可以细微到水分子在细胞内的扩散运动等,通过这些技术的运用,在临床上可以给人们提供更多、更详细、更细微的诊断信息,临床主要用于脑、心肌等一些实质性脏器的诊断。
(二)显示脑白质纤维束的走形级改变情况
影响学技术中的MR张良成像技术在诊断时可以显示出脑白质的纤维束走形情况和改变情况,MR张良成像技术其实属于扩散成像技术的延伸,更加有利于人们准确的诊断疾病。
(三)脑皮质功能定位
MR功能性成像技术可以实现脑皮质功能定位。随着影像学的发展,此项技术已经从简单的脑区功能识别发展到了神经学、生理学等领域。可用于喉癌术后与发音功能相关的脑区变化观察,有利于发音功能的恢复。可用于某些疾病康复患者脑皮层反应的观察与训练等。
(四)心脏功能成像
通过CT、MRI成像技术在心肌检查中的运用可以显示出某支冠状动脉闭塞后相应心肌供血情况和活性,及观察治疗后的康复情况,指导心肌梗塞等疾病的诊断与治疗。
(五)检查组织变化,鉴别疾病
影像学磁共振波普可以检测组织的化学成分在磁共振波普上的波形,以此来诊断疾病的类型与组织变化。如,前列腺疾病增生与癌变的诊断、脑肿瘤的诊断与术后复发性诊断等。
五、影像学的发展前景
随着科学的不断进步与影像学的不断发展,目前集诊断与治疗一体的影响学技术和设备也在不断的发展与成熟中,未来疾病的诊断将会更加快捷与准确,治疗效果也会大幅度提升。此外,通过计算机仿真技术的发展与运用,影像学诊断技术奖更加直观与明确,手术范围的确定与病灶切术范围将会更加准确与直接。
在影像学网络化发展的基础上,影像学的图像处理技术也会成为临床上的常规技术,服务器软件也将取代工作站,实现多点化同时处理,提高图像自动处理技术水平。此外,影响学图像的传输也将更加便捷、清晰、准确,甚至医生可以在家里或是度假图中处理诊断图像,完成诊断报告等。
分子成像将会是未来影像学发展的热点,针对多组织、器官特异性的对比剂将会问世,通过特定基因表达、对比增强效果将会更佳,诊断特异性也会更强,在临床上真正实现疾病的早期诊断。
未来影像学的作用将不单单局限于诊断与治疗,甚至会广泛涉及到疾病的预防与保健、人体健康管理等领域。科学在发展,影像学技术也在不断更新,随着分子技术、基因工程等更加细微与高端技术的发展,影像学技术的发展空间将会更加广阔,应用范围也会更加广泛,其前景是我们无法预料的。
参考文献:
[1]唐农轩.矫形外科应用影像诊断学基础[M].西安:世界图书出版公司,1997
[2]林曰增,张雪林 分子影像学研究进展 临床放射学杂志 2003年第22卷第1期
[3]李果珍.临床体部CT诊断学[M].北京:人民卫生出版社,1992
[4]张雪林,陈贵孝.脊柱和脊髓CT诊断[M].成都:成都科技大学出版社,1992
[关键词]医学影像技术;发展;热点
The Past, Present and Future of Medical Imaging Technology and Equipment
Abstract: With progress of technology medical imaging technology makes considerable development and the position in the medical field will be even more important .this paper shows the developing process of medical imaging technology ,the achievement of medical imaging technology accomplished during the recent years and discuss what will be the next hot area.
Key words:medical imaging technology;develop;hot area
宇宙之万物,无不由分子组成。而组成分子的原子,则是由原子核和围绕原子核旋转的电子组成。人们通过对分子,原子的研究, 终于在1895年伦琴发现了X-ray,这是20世纪医学诊断学上最伟大的发现。X-RAY透视和摄影技术作为最早的医学影像技术,直到今天还是使用最普遍且有相当大的临床诊断价值的一种医学诊断方法。医学影像技术主要是应用工(程)学的概念及方法,并基于工(程)学原理发展起来的一种技术手段(包括原理、方法、装置及程序),其实医学影像技术还是医学物理的重要组成部分,它是用物理学的概念和方法及物理原理发展起来的先进技术手段。医学影像信息包括传统X线、CT、MRI、超声、同位素、电子内窥镜和手术摄影等影像信息。它们是窥测人体内部各组织,脏器的形态,功能及诊断疾病的重要方法。随着医疗卫生事业的发展,以胶片为主要方式的显示、存储、传递X-ray摄像技术已不能满足临床诊断和治疗发展的需求,医疗设备的数字化要求日益强烈,全数字化放射学、图像导引和远程放射医学将是放射医学影像发展的必然趋势。
1 传统摄影技术在摸索中进行
1.1 计算机X线摄影
X射线是发展最早的图像装置。它在医学上的应用使医生能观察到人体内部结构,这为医生进行疾病诊断提供了重要的信息。在1895年后的几十年中,X射线摄影技术有不少的发展,包括使用影像增强管、增感屏、旋转阳极X射线管及断层摄影等。但是,由于这种常规X射线成像技术是将三维人体结构显示在二维平面上,加之其对软组织的诊断能力差,使整个成像系统的性能受到限制。从50年代开始,医学成像技术进入一个革命性的发展时期,新的成像系统相继出现。70年代早期,由于计算机断层技术的出现使飞速发展的医学成像技术达到了一个高峰。到整个80年代,除了X射线以外,超声、磁共振、单光子、正电子等的断层成像技术和系统大量出现。这些方法各有所长,互相补充,能为医生做出确切诊断,提供愈来愈详细和精确的信息。在医院全部图像中X射线图像占80%,是目前医院图像的主要来源。在本世纪50年代以前,X射线机的结构简单,图像分辨率也较低。在50年代以后, 分辨率与清晰度得到了改善,而病人受照射剂量却减小了。时至今日,各种专用X射线机不断出现,X光电视设备正在逐步代替常规的X射线透视设备,它既减轻了医务人员的劳动强度,降低了病人的X线剂量;又为数字图像处理技术的应用创造了条件。随着计算机的发展数字成像技术越来越广泛地代替传统的屏片摄影现阶段,用于数字摄影的探测系统有以下几种: (1)存储荧光体增感屏[计算机X射线摄影系统(computer Radiography.CR)]。(2)硒鼓探测器。(3)以电荷耦合技术(charge Coupled Derices.CCD)为基础的探测器 。(4)平板探测器(Flat panel Detector)a:直接转换(非晶体硒)b:非直接转换(闪烁晶体)。这些系统实现了自动化、遥控化和明室化,减少了操作者的辐射损伤。
1.2 X-CT
CT的问世被公认为伦琴发现X射线以来的重大突破,因为他标志了医学影像设备与计算机相结合的里程碑。这种技术有两种模式,一种是所谓“先到断层成像”(FAT),另一种模式是“光子迁移成像”(PMI)。
1.3 磁共振成像
核磁共振成像,现称为磁共振成像。它无放射线损害,无骨性伪影,能多方面、多参数成像,有高度的软组织分辨能力,不需使用对比剂即可显示血管结构等独特的优点。
1.4 数字减影血管造影
它是利用计算机系统将造影部位注射造影剂的透视影像转换成数字形式贮存于记忆盘中,称作蒙片。然后将注入造影剂后的造影区的透视影像也转换成数字,并减去蒙片的数字,将剩余数字再转换成图像,即成为除去了注射造影剂前透视图像上所见的骨骼和软组织影像,剩下的只是清晰的纯血管造影像。
2 数字化摄影技术日臻完善
1981年6月在布鲁塞尔召开的第15届国际放射学会学术会议上,首次提出了数学化X线成像技术的物理概念及临床应用结果。使医学影像技术步入了数字化的新纪元。事实上,医学影像技术的数字化趋势在近10多年已渐趋明晰。时至1998年,体现国际医学影像技术最高水平的“北美放射学年会”,不论从学术报告及展览中均体现出医学影像设备的数字化是大势所趋。
数字X射线摄影的成像技术包括成像板技术、平行板检测技术和采用电荷耦合器或CMOS器件以及线扫描等技术。成像板技术是代替传统的胶片增感屏来照相,然后记录于胶片的一种方法。平行板检测技术又可分为直接和间接两种结构类型。直接FPT结构主要是由非品硒和薄膜半导体阵列构成的平板检测器。间接FPT结构主要是由闪烁体或荧光体层加具有光电二极管作用的非品硅层在加TFT阵列构成的平板检测器。电荷耦合器或CMOS器件以及线扫描等技术结构上包括可见光转换屏,光学系统和CCD或CMOS。
3 成像的快捷阅读
由于成像方法的改进,除了在成像质量方面有明显提高外,图像数量也急剧增加。例如随着多层CT的问世,每次CT检查的图像可多达千幅以上,因此,无法想象用传统方法能读取这些图像中蕴含的动态信息。这时在显示器上进行的“软阅读”正在逐渐显示出其无可比拟的优越性。软拷贝阅读是指在工作站图像显示屏上观察影像,就X线摄影而言这种阅读方式能充分利用数字影像大得多的动态范围,获取丰富的诊断信息。 4 PACS的广阔发展空间
随着计算机和网络技术的飞速发展,现有医学影像设备延续了几十年的数据采集和成像方式,已经远远无法满足现代医学的发展和临床医生的需求。PACS系统应运而生。PACS系统是图像的存储、传输和通讯系统,主要应用于医学影像图像和病人信息的实时采集、处理、存储、传输,并且可以与医院的医院信息管理系统放射信息管理系统等系统相连,实现整个医院的无胶片化、无纸化和资源共享,还可以利用网络技术实现远程会诊,或国际间的信息交流。PACS系统的产生标志着网络影像学和无胶片时代的到来。完整的PACS系统应包含影像采集系统,数据的存储、管理,数据传输系统,影像的分析和处理系统。数据采集系统是整个PACS系统的核心,是决定系统质量的关键部分,可将各种不同成像系统生成的图象采入计算机网络。由于医学图像的数据量非常大,数据存储方法的选择至关重要。光盘塔、磁带库、磁盘陈列等都是目前较好的存储方法。数据传输主要用于院内的急救、会诊,还有可以通过互联网、微波等技术,以数据的远距离传输,实现远程诊断。影像的分析和处理系统是临床医生、放射科医生直接使用的工具,它的功能和质量对于医生利用临床影像资源的效率起了决定作用。综上所述,PACS技术可分为三个阶段,(1)用户查找数据库;(2)数据查找设备;(3)图像信息与文本信息主动寻找用户。
5 新型技术----分子影像
随着医学影像技术的飞速发展,在今天已具有显微分辨能力,其可视范围已扩展至细胞、分子水平,从而改变了传统医学影像学只能显示解剖学及病理学改变的形态显像能力。由于与分子生物学等基础学科相互交叉融合,奠定了分子影像学的物质基础。Weissleder氏于1999年提出了分子影像学的概念:活体状态下在细胞及分子水平应用影像学对生物过程进行定性和定量研究。
分子成像的出现,为新的医学影像时代到来带来曙光。基因表达、治疗则为彻底治愈某些疾病提供可能,因此目前全世界都在致力于研究、开创分子影像与基因治疗,这就是21世纪的影像学。 新的医学影像的观察要超出目前的解剖学、病理学概念,要深入到组织的分子、原子中去。其关键是借助神奇的探针--即分子探针。到目前为止,分子影像学的成像技术主要包括MRI、核医学及光学成像技术。一些有识之士认为;由于诊治兼备的介入放射学已深入至分子生物学的层面,因此,分子影像学应包括分子水平的介入放射学研究。
6 学科的交叉结合
交叉学科、边缘学科是当今科学发展的趋势。影像技术学最邻近的学科应为影像诊断学。前者致力于解决信息的获取、存储、传输、管理及研发新的技术方法;后者则将信息与知识、经验结合,着重于信息的内容,根据影像做出正常解剖结构的辨认及病变的诊断。两者相辅相成,互为依托。所以,影像技术学的发展离不开影像诊断学更密切地沟通与结合将为提高、拓展原有成像方式及开辟新的成像方式做出有益的贡献。医用影像诊断装置用于详细地观察人体内部各器官的结构,找出病灶的位置毫克大小,有的还可以进行器官功能的判断 。还有医用影像诊断装备情况,已成了衡量医院现代化水平的标志。
7 浅谈医学影像技术的下一个热点
医疗保健事业在经济上的窘迫使得90年代以来,成为一个没有大规模推广一种新的影像技术的、相对沉寂的时期,延续了一些现有影像技术的发展,使得他们中至今还没有一种影像技术能对影像学产生巨大的影响。随着科技的发展,最近逐渐发展起来的一批有希望的影像技术。如:磁共振谱(MRS),正电子发射成像(PET)单光子发射成像(SPECT),阻抗成像(EIT)和光学成像(OCT或NRI)。他们有可能很快成为大规模应用的影像技术,将为脑、肺、乳房及其他部位的成像提供新的信息。
7.1 磁源成像
人体体内细胞膜内外的离子运动可形成生物电流。这种生物电流可产生磁现象,检测心脏或脑的生物电流产生的磁场可以得到心磁图或脑磁图。这类磁现象可反映出电子活动发生的深度,携带有人体组织和器官的大量信息。
7.2 PET和SPECT
单光子发射成像(SPECT)和正电子成像(PET)是核医学的两种CT技术。由于它们都是接受病人体内发射的射线成像,故统称为发射型计算机断层成像(ECT)。ECT依据核医学的放射性示踪原理进行体内诊断,要在人体中使用放射性核素。ECT存在的主要问题是空间分辨率低。最近的技术发展可能促进推广ECT的应用。
7.3 阻抗成像(EIT)
EIT是通过对人体加电压,测量在电极间流动的电流,得到组织电导率变化的图像。 目的在于形成对体内某点阻抗的估计。这种技术的优点是,所采用的电流对人体是无害的,因而对成像对象无任何限制。这种技术的时间分辨率很好,因而可连续监测实际的应用,已实现以视频帧速的医用EIT的实验样机。
7.4 光学成像(OTC或NIR)
近期的一些实质性的进展表明,光学成像有可能在最近几年内发展成为一种能真正用于临床的影像设备。它的优点是:光波长的辐射是非离子化的,因而对人体是无伤害的,可重复曝光;它们可区分那些在光波长下具有不同吸收与散射,但不能由其它技术识别的软组织;天然色团所特有的吸收使得能够获得功能信息。它正在开辟它的临床领域。
7.5 MRS
MRS是一种无创研究人体组织生理化的极有用的工具。它所得到的生化信息可与人体组织代谢相关联,并表明它正常组织的方式有差别。目前MRS还没有常规用于临床,但已有大量技术正在进行正式适用。
上述的几个先进的技术,究竟哪一个能成为医学影像技术的热点,我们认为应要有最大效益、安全和经济是最为重要的。在逝去的20世纪,医学影像技术经历了从孕育、成长到发展的过程,回顾过去可以断言它在防治人类疾病及延长平均寿命方面是功不可没的。在一切“以人类为本”的21世纪中,人们将继续用医学影像技术来为人们的健康服务。
参考文献
[1] 严汉民. 核医学影像设备的发展与临床应用[J]. 医疗设备信息,2003,18(8):1—2、12
[2] 杨秀琼. 医用图像诊断装置进展[J]. 世界医疗器械,1995,1(1):45—48、58
【关键词】医学影像技术
医学影像技术主要是应用工程学的概念及方法,并基于工程学原理发展起来的一种技术,其实医学影像技术还是医学物理的重要组成部分,它是用物理学的概念和方法及物理原理发展起来的先进技术手段。医学影像信息包括传统X线、CT、MRI、超声、同位素、电子内窥镜和手术摄影等影像信息。它们是窥测人体内部各组织,脏器的形态,功能及诊断疾病的重要方法。随着医疗卫生事业的发展,以胶片为主要方式的显示、存储、传递X-ray摄像技术已不能满足临床诊断和治疗发展的需求,医疗设备的数字化要求日益强烈,全数字化放射学、图像导引和远程放射医学将是放射医学影像发展的必然趋势。
1 传统摄影技术在摸索中进行
1.1 计算机X线摄影
X射线是发展最早的图像装置。它在医学上的应用使医生能观察到人体内部结构,这为医生进行疾病诊断提供了重要的信息。在1895年后的几十年中,X射线摄影技术有不少的发展,包括使用影像增强管、增感屏、旋转阳极X射线管及断层摄影等。但是,由于这种常规X射线成像技术是将三维人体结构显示在二维平面上,加之其对软组织的诊断能力差,使整个成像系统的性能受到限制。从50年代开始,医学成像技术进入一个革命性的发展时期,新的成像系统相继出现。70年代早期,由于计算机断层技术的出现使飞速发展的医学成像技术达到了一个高峰。到整个80年代,除了X射线以外,超声、磁共振、单光子、正电子等的断层成像技术和系统大量出现。这些方法各有所长,互相补充,能为医生做出确切诊断,提供愈来愈详细和精确的信息。在医院全部图像中X射线图像占80%,是目前医院图像的主要来源。在本世纪50年代以前,X射线机的结构简单,图像分辨率也较低。在50年代以后, 分辨率与清晰度得到了改善,而病人受照射剂量却减小了。时至今日,各种专用X射线机不断出现,X光电视设备正在逐步代替常规的X射线透视设备,它既减轻了医务人员的劳动强度,降低了病人的X线剂量;又为数字图像处理技术的应用创造了条件。随着计算机的发展数字成像技术越来越广泛地代替传统的屏片摄影现阶段,用于数字摄影的探测系统有以下几种: (1)存储荧光体增感屏[计算机X射线摄影系统(computer Radiography.CR)]。
(2)硒鼓探测器。(3)以电荷耦合技术(charge Coupled Derices.CCD)为基础的探测器 。(4)平板探测器(Flat panel Detector)a:直接转换(非晶体硒)b:非直接转换(闪烁晶体)。这些系统实现了自动化、遥控化和明室化,减少了操作者的辐射损伤。
1.2 X-CT
CT的问世被公认为伦琴发现X射线以来的重大突破,因为他标志了医学影像设备与计算机相结合的里程碑。这种技术有两种模式,一种是所谓“先到断层成像”(FAT),另一种模式是“光子迁移成像”(PMI)。
1.3 磁共振成像
核磁共振成像,现称为磁共振成像。它无放射线损害,无骨性伪影,能多方面、多参数成像,有高度的软组织分辨能力,不需使用对比剂即可显示血管结构等独特的优点。
1.4 数字减影血管造影
它是利用计算机系统将造影部位注射造影剂的透视影像转换成数字形式贮存于记忆盘中,称作蒙片。然后将注入造影剂后的造影区的透视影像也转换成数字,并减去蒙片的数字,将剩余数字再转换成图像,即成为除去了注射造影剂前透视图像上所见的骨骼和软组织影像,剩下的只是清晰的纯血管造影像。
2 数字化摄影技术
数字X射线摄影的成像技术包括成像板技术、平行板检测技术和采用电荷耦合器或CMOS器件以及线扫描等技术。成像板技术是代替传统的胶片增感屏来照相,然后记录于胶片的一种方法。平行板检测技术又可分为直接和间接两种结构类型。直接FPT结构主要是由非品硒和薄膜半导体阵列构成的平板检测器。间接FPT结构主要是由闪烁体或荧光体层加具有光电二极管作用的非品硅层在加TFT阵列构成的平板检测器。电荷耦合器或CMOS器件以及线扫描等技术结构上包括可见光转换屏,光学系统和CCD或CMOS。
3 成像的快捷阅读
由于成像方法的改进,除了在成像质量方面有明显提高外,图像数量也急剧增加。例如随着多层CT的问世,每次CT检查的图像可多达千幅以上,因此,无法想象用传统方法能读取这些图像中蕴含的动态信息。这时在显示器上进行的“软阅读”正在逐渐显示出其无可比拟的优越性。软拷贝阅读是指在工作站图像显示屏上观察影像,就X线摄影而言这种阅读方式能充分利用数字影像大得多的动态范围,获取丰富的诊断信息。
4 PACS的广阔发展空间
随着计算机和网络技术的飞速发展,现有医学影像设备延续了几十年的数据采集和成像方式,已经远远无法满足现代医学的发展和临床医生的需求。PACS系统应运而生。PACS系统是图像的存储、传输和通讯系统,主要应用于医学影像图像和病人信息的实时采集、处理、存储、传输,并且可以与医院的医院信息管理系统放射信息管理系统等系统相连,实现整个医院的无胶片化、无纸化和资源共享,还可以利用网络技术实现远程会诊,或国际间的信息交流。PACS系统的产生标志着网络影像学和无胶片时代的到来。完整的PACS系统应包含影像采集系统,数据的存储、管理,数据传输系统,影像的分析和处理系统。数据采集系统是整个PACS系统的核心,是决定系统质量的关键部分,可将各种不同成像系统生成的图象采入计算机网络。由于医学图像的数据量非常大,数据存储方法的选择至关重要。光盘塔、磁带库、磁盘陈列等都是目前较好的存储方法。数据传输主要用于院内的急救、会诊,还有可以通过互联网、微波等技术,以数据的远距离传输,实现远程诊断。影像的分析和处理系统是临床医生、放射科医生直接使用的工具,它的功能和质量对于医生利用临床影像资源的效率起了决定作用。综上所述,PACS技术可分为三个阶段,(1)用户查找数据库;(2)数据查找设备;(3)图像信息与文本信息主动寻找用户。
5 技术----分子影像
随着医学影像技术的飞速发展,在今天已具有显微分辨能力,其可视范围已扩展至细胞、分子水平,从而改变了传统医学影像学只能显示解剖学及病理学改变的形态显像能力。由于与分子生物学等基础学科相互交叉融合,奠定了分子影像学的物质基础。Weissleder氏于1999年提出了分子影像学的概念:活体状态下在细胞及分子水平应用影像学对生物过程进行定性和定量研究。
分子成像的出现,为新的医学影像时代到来带来曙光。基因表达、治疗则为彻底治愈某些疾病提供可能,因此目前全世界都在致力于研究、开创分子影像与基因治疗,这就是21世纪的影像学。 新的医学影像的观察要超出目前的解剖学、病理学概念,要深入到组织的分子、原子中去。其关键是借助神奇的探针--即分子探针。到目前为止,分子影像学的成像技术主要包括MRI、核医学及光学成像技术。一些有识之士认为;由于诊治兼备的介入放射学已深入至分子生物学的层面,因此,分子影像学应包括分子水平的介入放射学研究。
6 学科的交叉结合
交叉学科、边缘学科是当今科学发展的趋势。影像技术学最邻近的学科应为影像诊断学。前者致力于解决信息的获取、存储、传输、管理及研发新的技术方法;后者则将信息与知识、经验结合,着重于信息的内容,根据影像做出正常解剖结构的辨认及病变的诊断。两者相辅相成,互为依托。所以,影像技术学的发展离不开影像诊断学更密切地沟通与结合将为提高、拓展原有成像方式及开辟新的成像方式做出有益的贡献。医用影像诊断装置用于详细地观察人体内部各器官的结构,找出病灶的位置毫克大小,有的还可以进行器
官功能的判断 。还有医用影像诊断装备情况,已成了衡量医院现代化水平的标志。
7 浅谈医学影像技术的下一个热点
医疗保健事业在经济上的窘迫使得90年代以来,成为一个没有大规模推广一种新的影像技术的、相对沉寂的时期,延续了一些现有影像技术的发展,使得他们中至今还没有一种影像技术能对影像学产生巨大的影响。随着科技的发展,最近逐渐发展起来的一批有希望的影像技术。如:磁共振谱(MRS),正电子发射成像(PET)单光子发射成像(SPECT),阻抗成像(EIT)和光学成像(OCT或NRI)。他们有可能很快成为大规模应用的影像技术,将为脑、肺、及其他部位的成像提供新的信息。
7.1 磁源成像
人体体内细胞膜内外的离子运动可形成生物电流。这种生物电流可产生磁现象,检测心脏或脑的生物电流产生的磁场可以得到心磁图或脑磁图。这类磁现象可反映出电子活动发生的深度,携带有人体组织和器官的大量信息。
7.2 PET和SPECT
单光子发射成像(SPECT)和正电子成像(PET)是核医学的两种CT技术。由于它们都是接受病人体内发射的射线成像,故统称为发射型计算机断层成像(ECT)。ECT依据核医学的放射性示踪原理进行体内诊断,要在人体中使用放射性核素。ECT存在的主要问题是空间分辨率低。最近的技术发展可能促进推广ECT的应用。
7.3 阻抗成像(EIT)
EIT是通过对人体加电压,测量在电极间流动的电流,得到组织电导率变化的图像。 目的在于形成对体内某点阻抗的估计。这种技术的优点是,所采用的电流对人体是无害的,因而对成像对象无任何限制。这种技术的时间分辨率很好,因而可连续监测实际的应用,已实现以视频帧速的医用EIT的实验样机。
7.4 光学成像(OTC或NIR)
近期的一些实质性的进展表明,光学成像有可能在最近几年内发展成为一种能真正用于临床的影像设备。它的优点是:光波长的辐射是非离子化的,因而对人体是无伤害的,可重复曝光;它们可区分那些在光波长下具有不同吸收与散射,但不能由其它技术识别的软组织;天然色团所特有的吸收使得能够获得功能信息。它正在开辟它的临床领域。
7.5 MRS
【关键词】医学影像系统 差异化竞争
医学影像系统是医院医疗系统中不可分割的一部分,作为代表民生重要福利的行业,医疗正在随着科技的发展而成为社会各个阶层瞩目的焦点,一些新型病症的出现让人们开始迫切地需要一种能够探究疾病成病原理的重要手段,而医学机构和组织也急需要进一步对相关病症进行深入研究,利用前沿科技作为基辅的影像医学自然引起了人们的关注和追捧,因此我国医疗影像系统和相关设施设备在市场上的需求也急剧增长。可以说,医学影像系统开发成为了医疗领域必然也是必须研究的课题。
一、医学影像技术的现状
一百多年以前,伦琴发现了X射线,从而为后来医学影像的发展奠定了核心基础,这么多年以来,医学影像的发展速度非常迅猛,除了将X线应用到医学影像中以外,一些非X线的成像技术也逐渐被一一开发,包括人们耳熟能详的B超、核磁共振(MR)、PET(正电子发射断层扫描)、SPECT(单光子发射计算机断层照相机)等等。
1. 1常规X线成像
X线成像作为发展最早、最基本的成像方式,一直以来都是应用最多、推广范围最广的技术,但科技发展让数字化技术成了X线成像的新突破,包括影像板技术(CR)和电子板成像技术(DR)。影像板技术是让影像板取代了传统的X线胶片成为了影像载体,影像板通过X线照射感光后经过激光扫描就得到了数字化的影像,其主要特点是便于进行携带、储存,且影像板可以重复利用。电子板成像技术是指曝光利用多个微小的X线感光元件排列形成的电子成像板,可直接形成数字化影像。
1. 2CT成像
CT成像早在1972年就被应用在了临床诊断和治疗上,其基本原理是利用X线束从多个不同的角度对需要进行检查的人体部位(且要求具有一定厚度的层面)扫描,探测器在接收到信号之后将其转变为可见光,再通过光电转换器将光信号转换为电信号,最后转换为数字信号进行储存和进一步处理。现今螺旋CT技术的应用让传统CT成像在质量、速度和成像方式等多个方面都上了一个新台阶,也让CT诊断技术有了长足进步。
1. 3 磁共振成像
磁共振成像技术主要应用于脑血管疾病、关节病、脊髓病等病症上,该技术在这些病症上的独特优势令其成为近年来发展最快、技术成果最多的成像技术。成像速度从最初的几分钟每层到后来的几十分之一秒每层,再到后期的3D、4D处理影像和核磁共振透视等,目前的磁共振成像因为抗血管生成因子辅助MR功能成像等多个新技术的持续开发与应用,已经将磁共振成像仅用于大体解剖水平向分子水平甚至基因迈进。
1. 4正电子发射断层扫描(PET)
PET技术是指利用人体或生物代谢所必需的某一种物质,例如蛋白质、葡萄糖、核酸等,用短寿命的放射性核素进行标记,通过观察该物质在代谢过程中的聚集和分解等活动情况来反映生物代谢的情况,以此为依据进行诊断。一般临床应用较多的是氟代脱氧葡萄糖,用于观测恶性肿瘤方面具有较高的准确性和针对性。
1. 5图像储存与传输技术(PACS)
PACS技术是医学影像数字化的典型代表,主要分为图像获取系统、控制系统、显示工作站三大部分,如果只是医院或者科室内几台放射设备的联网则称为mini PACS(微型),若是整个放射科的设备联网则被称为radiology PACS(放射科),另外还有全院PACS,其未来还有可能发展至区域乃至全球PACS。
除以上几类医学成像外,还有超声成像、介入放射学等也是医疗领域应用较多、发展较为成熟的医学成像技术。每一种成像技术都根据自身不同的成像原理应用于相同或不同的医学领域,随着科技的不断发展,这些成像技术还会有显著的进步甚至会有新的成像技术诞生。
二、医学影像数字化带来的挑战
经过多年的发展,医学影像为国家医疗实力的提升提供了卓越的贡献,显著提高了人们的医疗水平,互联网和科技的发展让医学影像数字化成为了必然趋势,但同样医学影像数字化也带来了许多现实性的挑战。
2. 1思维方式的变化
对于传统的医学影像工作人员而言,对于医学影像的思维方式很多还停留在二维图像、单纯诊断以及反映真实大体机体状态等层面上,事实上医学影像已经从反映大体病理转向了分子和基因水平,图像维度也早已从二维发展为了三维甚至四维,从单纯诊断发展成为了以诊断为辅助的治疗方向。因此利用医学影像进行诊断和治疗的医务人员乃至科研人员应当及时完成思维方式的过渡和转变,用动静结合、宏微观结合、结构功能结合等多个方面来看待和学习研究医学影像,将医学影像前沿技术应用到医疗中去,发挥其应有的医学价值。
2. 2工作流程变化
在上文所提到的图像储存与传输技术(PACS)不仅已经实现了过去胶片向数字化信息的转变,更是医学影像数据信息从“硬拷贝”向“软拷贝”的转变。在形成医学报告时,未来甚至现在的工作流程必然会发生相应的变化,而已经习惯于传统阅片形式的老医生们在操作流程上会不够顺利,加上对电脑技术的应用不熟练,更难以实现“纯熟经验”与现代先进技术的融合。
2. 3医学影像技术手段的选择和费用问题
相对于传统的X线检查、超声波检查、CT检查等方式,现下的CR、DR、螺旋CT、磁共振成像(MRI)、PET、PACS等技术虽然能够获取更多地医疗信息数据,图像更为清晰,使诊断更为精准和方便。但对于一些较易观察和诊断治疗的病症如急性脑出血等利用CT技术就已足够,其相对螺旋CT等技术所消耗的医疗费用更低,检测结果由一张或几张图像反映反而要优于其他方式形成的几百张图像分析。因此影像学医师不仅要熟知各类技术的应用操作方法,也要学会分辨病变的特征,采取最合理的检查手段,缩短诊断时间的同时也降低费用消耗。
2. 4保密与安全性问题
对于传统的医学影像技术而言,所有针对病患的医学数据信息都是处在相对封闭的环境中,由医学影像设备进行储存,或者所有实质性的资料、电子信息资料等都由档案科一并封存归档。但现代的医学影像设备尤其是诸如PACS等技术设备实现了设备之间的联通功能,相当于打破了传统的封闭式管理和储存方式,这种功能虽然相对外部社会只是属于医院的内部使用,但不能否认其有被盗取、损坏的可能性。因此,在使用医学影像设备时必须利用数字认证或其他保密手段以确保医患的隐私权不被侵犯。
2. 5影像科管理问题
由于各类医学影像技术还在不断地被开发和更新,医疗机构对于设备以及人员的如何配置成为影响医疗机构技术水平高低以及资产合理利用与否的关键问题。经调查发现,与其他科室相比较,医学影像科是占医疗机构固定资产三分之一的大科,人员与设备重组和搭配关系到医疗机构科室建设以及相关技术教研工作。如果不能正确合理进行配置,很容易造成人员或设备浪费,且对于医疗机构来说,控制项目费用成本也是维持机构生存的重点之一。
三、医学影像系统的差异化竞争
差异化竞争包括多个方面,例如市场差异化、价格差异化、功能差异化、包装差异化等等,医学影像作为一种产品,且是未来市场前景强大的产品,要想以自身独特的个体特征赢得市场自然也不能排除利用差异化竞争策略进一步打开市场。根据现代医学影像系统数字化、网络化、标准化、小型化、诊断与治疗相结合等特征,其差异化竞争策略主要应从以下几点入手考虑:
3. 1市场定位的差异化
当下绝大多数正规医疗机构都已经配备了基本的医学影像系统和相关设备,如X线成像设备、CT成像设备、磁共振成像设备、超声波成像设备等,虽然PET、PACS等技术仍然是医疗机构购置热点,但我们必须清晰地认识到市场已经由生产者主宰转变为了消费者主宰,医学影像系统的开发在满足民生医疗基本需要的大众化需求之后,更应该转向攻克一些顽固病症所在的个性化市场,也就是由大众化市场向定制市场以及细分市场进军,利用更有个性特征的市场群进行医学影像系统的功能性提升。
3. 2模版开发的差异化
虽然不同医疗机构所开设的科室基本相同,但不同医院所擅长的医学领域并不一定相同,且对于不同的医疗机构,医学影像系统所具备的应用功能也不同,有以医疗为目的的,也有以研发为目的的,还有以教育为目的的。因此,医学影像系统必须对不同的应用功能有针对性地进行开发应用。医学影像系统通过对系统流程的更改,可以令线上编辑处理、图像数据上传速度等功能进行改善,同时为避免大部分系统模板存在功能单一、分类混乱等问题,还应该拓宽思路和方法,研究开发更多特色功能和高级功能。
3. 3产品种类和层次的差异化
目前所开发的、经由医疗机构普遍应用的多是一些发展较为成熟的医学影像系统设备,即使是一些利用了前沿科技所开发出来的产品正常情况下在一般的医疗机构中应用价值并没有很明显的体现,一方面是由于一般性的医学影像系统能够满足人们日常医疗所需,另一方面也是由于缺乏具有与设备相匹配知识及操作水平的医疗人员所造成的。因此未来医学影像系统的开发必须打破概念模糊、定位不清晰、产品种类多但技术不精的难点,从产品本身性能以及市场定位层次出发提升医学影像系统的核心竞争力。
与普通影像设备不同,医疗影像系统属于专业性较强、功能性明显的系统技术,因此医疗影像系统在宏观层面来看不仅要平均着力,提升民生医疗水平,也要从微观层面体现其在细分市场和客群之中的价值,既要做大做全,也要做优做细,不仅是为了产业盈利性质,更是为了社会安全和进步。
医学影像学是一门综合实践性的学科,其中的最大特点需要大量的影像资料,学生要通过对影像资料的分析对疾病进行诊断观察,在这一过程中强调学生不仅是对理论知识的熟练掌握,而且应将所学知识融会贯通。近年来,随着计算机技术与医学影像设备的飞速发展,医学影像学已发展成为了一门与计算机密切相关的集成像、诊断及治疗的综合学科。PACS/RIS(picturearchivingandcommunicationsystems/Radi-ologyInformationSystems,影像存储及传输系统/放射科管理信息系统)是以高速计算机设备及海量存储介质为基础,以高速传输网络连接各种影像设备和终端,管理并提供、传输、显示原始的数字化图像和相关信息。具有查找快速准确、图像质量无失真、影像资料可共享等特点。PACS/RIS系统应用于影像学教学中可方便的查找所需的片源,例如,在系统中输入“垂体瘤”可将系统中所有相关疾病的影像资料全部调出,方便教师从中筛选,并可直接用于临床教学,省去了在大量胶片中选取、扫描或翻拍等步骤,也可以将某一患者的不同治疗阶段的影像资料调出进行对比教学。
使用和PACS/RIS系统连接的多媒体能够方便直观地调出大量的图像,利用PACS系统自带的图像处理软件或处理单元,调节图像分辨率、对比度、窗宽、窗位及三维图像重建等,教师可根据实际教学的需要将图像进行调整,甚至可以多屏显示,便于对病灶的发展变化进行对比,有利于指导学生观察学习。在实习课中利用该系统避免了在阅片灯下频繁地更换胶片,也可避免由于学生观察角度和距离对观察的影响。利用PACS/RIS系统教学改变了传统的教学方式,可实现无胶片、数字化教学,更加有助于激发学生的学习积极性,提高学习效果。
2模块化教学在医学影像学教学中的应用
传统的影像学教学更多的是普放科的教师讲授普通X线诊断,CT室的教师讲授CT的诊断,MRI室的教师讲授MRI的诊断内容,这样,在教学中专业的教师可以很系统地讲授本专业相关的理论知识和临床诊断,但是,现代医学临床诊断中患者往往需要结合不同的影像诊断来对疾病确诊,这就使学生很难在短时间内将不同的诊断方法统一起来。因此,很多的医学院校都在尝试将影像学分成若干模块进行讲授,我院目前着手进行这样的教学改革,将影像学分为头部、胸部、心血管、腹部、神经系统和四肢关节几个部分,将每个部分的所有的影像诊断方法统一讲授,这样可使学生对同一病症的不同诊断方法能够有整体的认识和学习,同时提高学生对疾病的认知和分析能力,提高学习效率和学习效果。
3PBL在医学影像学教学中的应用
以问题为基础的教学方法(problembasedlearning,PBL)是任课教师在课前提出某些问题,学生据此查找资料分组讨论得出结果,最后教师总结的授课模式。案例教学就是教师根据教学目的和教学内容,组织学生通过对临床案例的阅读、思考、分析和交流等方法加深对重点内容的理解认识,同时教给学生分析问题和解决问题的方法和原理,加深学生对基本知识和概念理解同时增加学生学习积极性的教学方法。近年来,PBL教学模式已成为了医学教育改革的热点,并被认为是目前比较适合学生学习和记忆的方法,在教学过程中教师讲授完该部分的理论和实验的教学内容,可根据实际情况将学生分成若干组,给出一组或几组胶片或图像资料让学生自己进行分析讨论,查阅相关病例,对教师提出的问题进行讨论分析。这样既能激发学生的学习热情,加深记忆,也可以锻炼学生的团队协作能力,为今后的临床诊断打下一定的基础。