发布时间 : 星期一 文章医学图像处理概论更新完毕开始阅读8844f790dd88d0d233d46ab6
另外，超声检查的视野有限，难以显示正常组织及较大病变的全貌，也不利于与其它检查图像(如CT，MRI)进行对比。
超声成像技术在妇女乳腺疾病的检查中具有重要的应用价值。随着超声技术的发展，如今超声检查已不再局限于乳腺囊实性肿块的鉴别，更可应用于乳腺微小病变的早期诊断，甚至是乳腺肿块良恶性的鉴别。较之老年妇女，年轻女性的乳腺组织较致密，从图像上看和癌变组织的密度非常相似，此时，超声检查就更具有价值。
三、CT成像
随着计算机技术的发展，1972年出现了计算机辅助X射线断层扫描术(CT)。CT是以高穿透性、高能量的X射线穿过人体的受检部位后，由于不同组织或器官在组织密度上的差异，使入射的X射线被人体组织的吸收而发生相应的衰减，得到人体断层中的所有体积元的X线吸收系数。其主要特点是具有高密度分辨率，比普通X线照片高10～20倍；能准确测出某一平面各种不同组织之间的放射衰减特性的微小差异，以数字图像的形式将其显示，极其精细地分辨出各种软组织的不同密度，从而形成对比。如头颅X线平片不能区分脑组织及脑脊液，而CT不仅能显示出脑室系统、还能分辨出脑实质的灰质与白质；引入造影剂以增强对比度，可使其分辨率大幅度提高，故而拓宽了疾病的诊断范畴，提高了诊断正确率。CT的临床应用，很好地解决了普通X 线成像图像模糊，组织分辨率差的缺点，能比较清楚地看到软组织的结构，解决了普通X线难以拍摄部位的成像问题，从而极大地提高了临床诊断正确性。在临床应用方面，对脑出血、脑栓塞、脑萎缩、脑外伤等颅脑病变，诊断效果尤为显著。CT在临床上的应用，是继X射线发现以来又一次诊断技术的一场革命。英国工程师Godfrey Newbold Hounsfield因研制成功第一台头部扫描CT，于1979年与创立CT重建理论的美国科学家Allan Cormack共同获得了诺贝尔医学与生理学奖。这是在诺贝尔医学生物学奖的历史上第一次由工程技术人员获奖。由此可见CT技术对整个世界的影响。
随着计算机技术的不断发展和断层扫描技术的不断改进， CT技术的发展日新月异，从早期的旋转/平移扫描方式到今天的多层螺旋扫描CT的出现，CT的空间分辨率(Spatial resolution)、密度分辨率(Density resolution) 和时间分辨率(Temporal resolution)越来越高，因而诊断效果也越来越好，临床应用也日趋普遍。
由西门子在2005年推出的世界上首台双源CT 系统——SOMATOM
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Definition，代表了CT技术的最新成果。它将传统上多层螺旋CT的单X线源、单套检测器改变为相互垂直的双X线源、双套检测器设计。该设计突出优化了当前CT发展中的三个薄弱环节：１、提高了设备的时间分辨率，采集时间可达0.33秒；２、可利用双能曝光技术明显改善CT的组织分辨率力，使空间分辨率小于0.4 mm；３、进一步降低了X线剂量，其扫描剂量仅为单源CT的50%。双源CT为更广泛的临床应用和更多更新的研究课题奠定了基础，这些可能的领域包括：扫描中血管或骨骼的直接减影、肿瘤学中的肿瘤分类、血管斑块的定性以及急诊中体液性质的鉴别等。
CT成像解决了传统X线成像因组织重叠造成的图像分辨率不高的问题，实现了组织器官的断层解剖结构的成像。但是，由于与X线成像技术一样，CT成像也是通过检测人体对X射线的吸收量而获得的图像，因此，CT成像对软组织获得的图像的密度分辨率远没有MRI高。
四、核医学成像
尽管CT技术解决了X线成像技术所不能解决的断层成像问题，使诊断技术发生了根本的变革。但是CT也有其局限性，如对血管病变，消化道腔内病变以及某些病变的难以定性等，而且只能对组织结构进行成像，不能进行功能性成像。
核医学成像是现代医学影像学的重要组成部分。核医学成像是一种对人体无创、安全而有效的成像方法，它最重要的特点是能反映人体内各组织器官功能性（代谢）的变化，而功能性的变化常发生在疾病的早期。目前常用的影像诊断方法如超声、CT、MRI等提供的是人体解剖学变化的信息。而核医学成像提供的是人体组织器官的新陈代谢变化方面的信息，既功能性信息，这些信息有助于更早地发现疾病，并判断疾病的性质及发展程度。目前，在核医学领域广泛使用的影像技术是SPECT和PET，这两种成像技术又统称为发射型计算机断层ECT（Emission Computed Tomography）。
核医学成像技术是以放射性核素示踪法为基础的，其基本特点是利用放射性核素制作标记化合物注入人体，释放的正电子与体内存在的电子碰撞而发生湮灭，从而释放出射线，利用体外检测器获得数据，并利用这些数据进行图像重建，进而形成核医学图像。ECT的本质是由在体外测量发自体内的射线技术来确定在体内的放射性核素的活度。
核医学成像的空间分辨率远没有MRI和CT的高，但是，核医学成像是目前
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唯一可以在亚分子或分子水平上成像的技术。这主要是由于核医学成像具有特异显像能力。在核医学成像过程中，注入人体内的放射性药物根据自己的代谢和生物学特性，能特异地分布于体内特定的器官或病变组织，标记在放射性药物分子上的放射性核素由于放出射线能被体外探测器探测到，通过对探测器探测到的数据进行重建，就可显示放射性核素标记的放射性药物在体内的分布图，即对被标记的药物分布情况的显示。在被成像物体的体素内存在的物质非常多，但是让成像系统能够看到的物质只是其中被放射性药物标记过的药物分子的浓度分布。这就是核医学成像特异性问题，是核医学成像之所以立足的最主要原因。利用放射性药物在体内能被某一器官特异摄取或在某一特定的器官组织中被代谢或通过某一器官排出等特性，在体外测定这些放射性药物在相应的器官中摄取速度、存留时间、排出速度等，就可推断出器官功能状态。
因此，核医学成像主要取决于脏器或组织的血流、细胞功能、细胞数量、代谢活性等因素，而不是组织密度的变化，因此（1）核医学显像是一种功能显像，影像的清晰度主要取决于脏器或组织的功能状态（2）不同脏器显像需用不同的放射性药物（3）同一器官不同目的显像需用不同的显像剂。显然，核医学显像技术上比其他显像技术更为复杂。
核医学成像是目前正在迅速发展的分子影像学（Molecular imaging）的基础，分子影像学可广义定义为在活体内进行细胞和分子水平的生物过程的描述和测量。其利用目前临床上广泛应用的医学影像技术对生命体内部生理和病理过程在分子水平上进行无损伤实时成像，具有传统影像成像手段所不具有的优点：无创伤、实时、活体、特异、精细（分子水平）显像等独特性质。与经典影像诊断学不同，分子影像学是着眼于探测构成疾病基础的分子异常，而不是对由这些分子改变所构成的最终结果进行成像。其突出特点是用影像的手段非侵入性地对活体内的参与生理和病理过程的分子进行定性或定量可视化观察，因此分子影像学在临床医学、应用生物学等领域有着极其巨大的应用和开发前景。
解剖结构成像（如CT图像）具有很高的空间分辨率，而核医学成像能得到不同器官或脏器的功能性信息。近年来，人们利用图像融合(fusion)技术，把解剖结构图像（CT或MRI图像）与核医学图像融合在一起，使得在一幅图像上既包含组织结构的信息又包含组织功能的信息，这对于神经外科术前计划和脑科学研究中的功能定位等都有重要的作用。受图像融合技术的启发，科学家们把CT和
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PET/SPECT两种技术合二为一，推出了一种新的影像诊断设备：PET（SPECT）-CT。PET（SPECT）-CT既能单独完成超高档螺旋CT的所有功能，又能单独完成PET/SPECT的所有功能；PET/SPECT和CT融合后的图像，对病灶定性、手术放射治疗定位以及一些目前仍然不清楚的代谢疾病研究和受体疾病研究具有重要价值，是核医学最先进技术和CT最先进技术的完美结合。在许多情况下PET/SPECT、X线CT和核磁共振三种检查组合可以大大提高临床诊断的准确性。
目前影响PET普及的因素包括：发射正电子核素的半衰期大多太短（几分到几十分钟），几乎均为加速器生产，因此使用PET的单位必须有小型医用回旋加速器来生产这些缺中子核素，还要有快速制备这些核素的标记药物设备，投资昂贵，推广有一定限制，这是PET的一个主要缺点；PET扫描器结构极为复杂，并且成本高，操作不方便，对物理、化学和核医学临床人员素质要求极高；另外，PET的检查费用很高，一般患者负担不起。
五、MRI成像
磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI) 是在CT出现后又一重大发明，它是医学、化学、物理学、电子学、电子计算机技术、CT技术和磁共振波谱技术等学科相结合的产物。MRI的物理学基础是核磁共振(Nuclear magnetic resonance ，NMR)现象，其本质是一种能级间跃迁的量子效应。NMR现象是1946年由两位美国的物理学家斯坦福大学的布洛赫（Felix Bloch）和哈佛大学的珀塞尔(Edward Purcell)几乎同时发现的。由于NMR的发现，使布洛赫和珀塞尔共同荣获1952年的诺贝尔物理奖。NMR现象是由于人体中的原子核吸收了来自外界的电磁波后，产生了共振现象，然后原子核再将其所吸收的能量以电磁波形式释放出来产生图像的过程。MRI较CT具有独特的优点和特点：无电磁辐射损伤，对软组织具有更高的分辩率，多方向、多参数成像方法，无需用造影剂就能对心血管成像。由于MRI的成像参数是由被检组织器官的化学等环境因素所决定的，MRI图像不仅能显示人体解剖及其病理变化的信息，而且还提供了有关器官功能性和分子水平的诊断信息。所以MRI所提供的信息比CT多。因此，有人说MRI是二十一世纪的医学影像技术。
近年来，磁共振成像在临床上的应用越来越广泛和深入。由于磁共振成像对软组织具有很高的分辨率，而且对人体是无损检测，因此，MRI成了人们进行病理和解剖研究的主要手段。MRI系统已成为当今医学影像领域最先进、最昂贵的
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