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醫學影像成像原理,醫學成像模式~~~

醫學影像成像原理,醫學成像模式~~~

醫學圖像處理的對象是各種不同成像機理的醫學影像。廣泛使用的醫學成像模式主要分為X射線成像 (X—CT) ,核磁共振成像 (MRI),核醫學成像 (NMI)和超聲波成像(UI) 這四類 。

CT成像:CT(Computed Tomography),即電子計算機斷層掃描,它是利用精確準直的X線束、γ射線、超聲波等,與靈敏度極高的探測器一同圍繞人體的某一部位作一個接一個的斷面掃描,具有掃描時間快,圖像清晰等特點,可用于多種疾病的檢查;根據所采用的射線不同可分為:X射線CT(X-CT)、超聲CT(UCT)以及γ射線CT(γ-CT)等。

醫學影像成像原理?CT是用X射線束對人體某部一定厚度的層面進行掃描,由探測器接收透過該層面的X射線,轉變為可見光后,由光電轉換變為電信號,再經模擬/數字轉換器(analog/digital converter)轉為數字,輸入計算機處理。圖像形成的處理有如對選定層面分成若干個體積相同的長方體,稱之為體素(voxel)。

掃描所得信息經計算而獲得每個體素的X射線衰減系數或吸收系數,再排列成矩陣,即數字矩陣(digital matrix),數字矩陣可存貯于磁盤或光盤中。經數字/模擬轉換器(digital/analog converter)把數字矩陣中的每個數字轉為由黑到白不等灰度的小方塊,即像素(pixel),并按矩陣排列,即構成CT圖像。所以,CT圖像是重建圖像。每個體素的X射線吸收系數可以通過不同的數學方法算出。

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有關醫學模式的描述正確的是哪項、CT的工作程序是這樣的:它根據人體不同組織對X線的吸收與透過率的不同,應用靈敏度極高的儀器對人體進行測量,然后將測量所獲取的數據輸入電子計算機,電子計算機對數據進行處理后,就可攝下人體被檢查部位的斷面或立體的圖像,發現體內任何部位的細小病變。

CT圖像是由一定數目由黑到白不同灰度的像素按矩陣排列所構成。這些像素反映的是相應體素的X線吸收系數。黑影表示低吸收區,即低密度區,如含氣體多的肺部;白影表示高吸收區,即高密度區,如骨骼。

CT(Computed Tomography),即電子計算機斷層掃描,它是利用精確準直的X線束、γ射線、超聲波等,與靈敏度極高的探測器一同圍繞人體的某一部位作一個接一個的斷面掃描,具有掃描時間快,圖像清晰等特點,可用于多種疾病的檢查;根據所采用的射線不同可分為:X射線CT(X-CT)、超聲CT(UCT)以及γ射線CT(γ-CT)等。

afm的成像模式和特點?CT是用X射線束對人體某部一定厚度的層面進行掃描,由探測器接收透過該層面的X射線,轉變為可見光后,由光電轉換變為電信號,再經模擬/數字轉換器(analog/digital converter)轉為數字,輸入計算機處理。圖像形成的處理有如對選定層面分成若干個體積相同的長方體,稱之為體素(voxel)。

掃描所得信息經計算而獲得每個體素的X射線衰減系數或吸收系數,再排列成矩陣,即數字矩陣(digital matrix),數字矩陣可存貯于磁盤或光盤中。經數字/模擬轉換器(digital/analog converter)把數字矩陣中的每個數字轉為由黑到白不等灰度的小方塊,即像素(pixel),并按矩陣排列,即構成CT圖像。所以,CT圖像是重建圖像。每個體素的X射線吸收系數可以通過不同的數學方法算出。

CT的工作程序是這樣的:它根據人體不同組織對X線的吸收與透過率的不同,應用靈敏度極高的儀器對人體進行測量,然后將測量所獲取的數據輸入電子計算機,電子計算機對數據進行處理后,就可攝下人體被檢查部位的斷面或立體的圖像,發現體內任何部位的細小病變。

CT圖像是由一定數目由黑到白不同灰度的像素按矩陣排列所構成。這些像素反映的是相應體素的X線吸收系數。黑影表示低吸收區,即低密度區,如含氣體多的肺部;白影表示高吸收區,即高密度區,如骨骼。

MRI成像:

磁共振成像是斷層成像的一種,它利用磁共振現象從人體中獲得電磁信號,并重建出人體信息。1946年斯坦福大學的Flelix Bloch和哈佛大學的Edward Purcell各自獨立的發現了核磁共振現象。磁共振成像技術正是基于這一物理現象。1972年Paul Lauterbur 發展了一套對核磁共振信號進行空間編碼的方法,這種方法可以重建出人體圖像。
磁共振成像技術與其它斷層成像技術(如CT)有一些共同點,比如它們都可以顯示某種物理量(如密度)在空間中的分布;同時也有它自身的特色,磁共振成像可以得到任何方向的斷層圖像,三維體圖像,甚至可以得到空間-波譜分布的四維圖像。

像PET和SPECT一樣,用于成像的磁共振信號直接來自于物體本身,也可以說,磁共振成像也是一種發射斷層成像。但與PET和SPECT不同的是磁共振成像不用注射放射性同位素就可成像。這一點也使磁共振成像技術更加安全。

MR也存在不足之處。它的空間分辨率不及CT,帶有心臟起搏器的患者或有某些金屬異物的部位不能作MR的檢查,另外價格比較昂貴、掃描時間相對較長,偽影也較CT多。

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MRI通過對靜磁場中的人體施加某種特定頻率的射頻脈沖,使人體中的氫質子受到激勵而發生磁共振現象。停止脈沖后,質子在弛豫過程中產生MR信號。通過對MR信號的接收、空間編碼和圖像重建等處理過程,即產生MR信號。

核醫學成像:

(1)先把某種放射性同位素標記在藥物上,形成放射性藥物并引人人體內,當它被人體的臟器和組織吸收后,就在體內形成了輻射源。
  (2)用γ射線檢測裝置可以從體外檢測體內放射性核素在衰變過程中放出的γ射線,從而構成放射性同位素在體內分布密度的圖像。由于放射性藥物與一般天然元素或其他化合物一樣,能夠正常地參與機體的物質代謝,因此核醫學成像的圖像不僅反映了臟器和機體組織的形態,更重要的是提供了有關臟器功能及相關的生理、生化信息。

超聲成像:

超聲成像是利用超聲聲束掃描人體,通過對反射信號的接收、處理,以獲得體內器官的圖象。常用的超聲儀器有多種:A型(幅度調制型)是以波幅的高低表示反射信號的強弱,顯示的是一種“回聲圖”。M型(光點掃描型)是以垂直方向代表從淺至深的空間位置,水平方向代表時間,顯示為光點在不同時間的運動曲線圖。以上兩型均為一維顯示,應用范圍有限。B型(灰度調制型)即超聲切面成象儀,簡稱“B超”。是以亮度不同的光點表示接收信號的強弱,在探頭沿水平位置移動時,顯示屏上的光點也沿水平方向同步移動,將光點軌跡連成超聲聲束所掃描的切面圖,為二維成象。至于D型是根據超聲多普勒原理制成.C型則用近似電視的掃描方式,顯示出垂直于聲束的橫切面聲象圖。近年來,超聲成象技術不斷發展,如灰階顯示和彩色顯示、實時成象、超聲全息攝影、穿透式超聲成像、超聲計并機斷層圾影、三維成象、體腔內超聲成像等。

聲源振動產生聲波,聲波有縱波、橫波和表面波三種形式。而縱波是一種疏密波,就像一根彈簧上產生的波。用于人體診斷的超聲波是聲源振動在彈性介質中產生的縱波。聲波在介質中傳播,介質中質點在平衡位置來回振動一次,就完成一次全振動,一次全振動所需要的時間稱振動周期(T)。在單位時間內全振動的次數稱為頻率(f),頻率的單位是赫茲(HZ)。f=1/T,聲波在介質中以一定速度傳播,質點振動一周,波動就前進一個波長(λ)。波速(C)=λ/T或C=f·λ。

超聲波具有束射性。這一點與一般聲波不同,而與光的性質相似,即可集中向一個方向傳播,有較強的方向性,由換能器發出的超聲波呈窄束的圓柱形分布,故稱超聲束。

(一)A型超聲診斷儀

A超是一種幅度調制型,是國內早期最普及最基本的一類超聲診斷儀,目前已基本淘汰。

(二)M型超聲診斷儀

M超是采用輝度調制,以亮度反映回聲強弱,M型顯示體內各層組織對于體表(探頭)的距離隨時間變化的曲線,是反映一維的空間結構,因M型超聲多用來探測心臟,故常稱為M型超聲心動圖,目前一般作為二維彩色多普勒超聲心動圖儀的一種顯示模式設置于儀器上。

(三)B型超聲診斷儀

B型顯示是利用A型和M型顯示技術發展起來的,它將A型的幅度調制顯示改為輝度調制顯示,亮度隨著回聲信號大小而變化,反映人體組織二維切面斷層圖像。

B型顯示的實時切面圖像,真實性強,直觀性好,容易掌握。它只有20多年歷史,但發展十分迅速,儀器不斷更新換代,近年每年都有改進的新型B型儀出現,B型儀已成為超聲診斷最基本最重要的設備。目前較常用的B型超聲顯像方式有:掃查方式:線型(直線)掃查、扇形掃查、梯形掃查、弧形掃查、徑向掃查、圓周掃查、復合掃查;掃查的驅動方式:手動掃查、機械掃查、電子掃查、復合掃查。

(四)D型超聲診斷儀

超聲多普勒診斷儀簡稱D型超聲診斷儀,這類儀器是利用多普勒效應原理,對運動的臟器和血流進行探測。在心血管疾病診斷中必不可少,目前用于心血管診斷的超聲儀均配有多普勒,分脈沖式多普勒和連續式多普勒。近年來許多新課題離不開多普勒原理,如外周血管、人體內部器官的血管以及新生腫瘤內部的血供探查等等,所以現在彩超基本上均配備多普勒顯示模式。

(五)彩色多普勒血流顯像儀

彩色多普勒血流顯像簡稱彩超,包括二維切面顯像和彩色顯像兩部分。高質量的彩色顯示要求有滿意的黑白結構顯像和清晰的彩色血流顯像。在顯示二維切面的基礎上,打開“彩色血流顯像”開關,彩色血流的信號將自動疊加于黑白的二維結構顯示上,可根據需要選用速度顯示、方差顯示或功率顯示。目前國際市場上彩超的種類及型號繁多,檔次開發日新月異,更具高信息量、高分辨率、高自動化、范圍廣、簡便實用等特點。

PET成像

PET是目前最先進的醫療診斷設備,其原理是把具有正電子發射的同位素標記藥物(顯像劑)注人人體內,如碳、氟、氧和氮的同位素1種或2種,這些藥物在參與人體的生理代謝過程中發生湮滅效應,生成基本上在180。方向上發射的2個能量為0.511 MeV彼此運動相反的Y射線光量子。

根據人體不同部位吸收標記化合物能力的不同,同位素在人體內各部位的濃聚程度不同,湮滅反應產生光子的強度也不同。用環繞人體的Y光子檢測器,可以檢測到釋放出光子的時間、位置、數量和方向,通過光電倍增管將光信號轉變為時間脈沖信號,經過計算機系統對上述信息進行采集、存儲、運算、數/模轉換和影像重建,從而獲得人體臟器的橫斷面、冠狀斷面和矢狀斷面圖像。凡代謝率高的組織或病變,在PET上呈現明亮的高代謝亮信號,凡代謝率低的組織或病變在PET上呈現出低代謝暗信號。

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https://www.nshth.com/bcbj/326360.html
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