医学影像处置概述和发展历史.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,资料仅供参考,不当之处，请联系改正。,Examples of Medical Images,医学影像实例,1,问 题,Questions,What does the image show?,What good is it?,How is it made?,图像显示的是什么,?,什么是好图像,?,如何成像,?,2,手的,X,光图像,3,X-ray Image of Hand,4,What is it?,SARS,的胸片表现,5,X,光成像,:,如何工作,X-ray Imaging:How it works.,一个物体的,X,光投影 图像,投影的强弱取决于物体成分和厚度。,6,7,8,9,10,11,小结,:X,光成像,Summary:X-ray Imaging,最老的非侵入性的内在结构成像,;,迅速的,短曝光时间,廉价的,;,不能辨别头、腹部的软组织,;,实时的,X,光成像能用于介入性的手术,;,电离辐射,:,长期大量接触有致癌的危险。,Oldest non-invasive imaging of internal structures,Rapid,short exposure time,inexpensive,Unable to distinguish between soft tissues in head,abdomen,Real time X-ray imaging is possible and used during interventional procedures.,Ionizing radiation:risk of cancer.,12,CT(Computed Tomography),计算机断层摄影术,肝脏和胃的横断平面,CT,图像,CT,扫描投射成像,13,14,15,CT,如何工作,Computer Tomography:How It Works,16,Fan-Beam Computer Tomography,17,扫描,、数据采集,18,体模,Phantom(128x128),Sinogram,t,f,P(t),f,19,反投影重建图像,Reconstruction from projections,From 8,to 256 projections,20,反投影成像,21,CT,检查及其图像,22,X,线,CT,小结,Summary of X-Ray CT,CT,能显示很小的密度差,例如,:,脑的灰质,、白质,.,CT,能发现和诊断,X,光片不能看到的疾病,.,比,X,光拍片贵得多,空间分别率低,.,电离辐射,.,横断面图像辨别有些困难,23,磁共振功能成像,Functional Magnetic Resonance Imaging,Plane 3,Plane 6,24,显示的是什么,？,What Is It?,16,层脑部横断面实验图象中的两层,.,是解剖的扫描图像,(,灰色,),和功能扫描,(,彩色的,),的合成图像。,Plane 3,显示视觉皮层功能活动区,(,底部,),Plane 6,显示语言功能活动区,(,图像右边,).,25,有什么用处,?,这种成像是脑功能研究的一部分,.,脑功能成像最先应用于脑外科手术,用来确定运动区、语言区结构,将癫痫病灶切除,.,26,磁共振成像信号来源,MRI Signal Source,原子核的自旋和磁矩,H,只含有一,个,质子,质子帶有,电,荷,并,且不,断,旋,转,电流,I,与环形电流形成的面积,S,的乘积，称为环形电流的磁矩，用,表示：,磁矩,=IS,27,磁共振成像信号来源,MRI Signal Source,人,体,磁,场,的,状况,氢,原子核不,规则,排列,质子的磁力互相抵消，不显示磁性,保持,体,內磁,场,平衡,28,磁共振成像信号来源,MRI Signal Source,外加磁场的影,响,氢,原子核整,齐,排列,人,体产,生磁场,29,=B,0,磁共振成像信号来源,MRI Signal Source,拉莫(,Larmor),频率：,For hydrogen,the Larmour frequency is 42.6 MHz per Tesla.,30,磁共振成像信号来源,MRI Signal Source,加入另一,个,磁场(射频脉,冲,),靜止磁场,的,自旋,运动无,法在外測出來,必須加一磁场使之,运动,改,变,此一磁场必須能控制其,开关的时间,射频(无线电电波),为,自旋,运动 的,橫向磁场,31,磁共振成像的信号检测,Detected Signal in MRI,线圈,Coils,32,33,MRI,34,磁共振成像的特点,Features of MRI,没有电离辐射,期望没有任何的远期或近期的有害效应,多对比机制,:,组织之间的对比决定于脉冲序列,也能产生投影图像。,与,X,光成像相比成像速度慢,价格贵,.,No ionizing radiation,expected to not have any long-term or short-term harmful effects,Many contrast mechanisms:contrast between tissues is determined by pulse sequences,Can produce sectional as well as projection images.,Slower and more expensive than X-ray,35,36,解剖结构比较,Anatomy Comparison,CT,T1 MRI,T2 MRI,37,38,MR,小结,Magnetic Resonance Summary,没有电离辐射,(,安全,),任意断面成像,多种成像方式,(T1,，,T2,水，流体,神经的活动,),成像速度慢,价格贵,No ionizing radiation(safe),Tomography at arbitrary angle,Many imaging modes(water,T1,T2,flow,neural activity),Slow,Expensive,39,CT,、,MRI,成像特点比较,CT,：物质的密度结构成像。,MRI,：物质的化学成分结构成像；,生物功能成像。,40,超声成像,Ultrasound Imaging,怀孕,10,周的双胞胎,Twin pregnancy during week 10,41,42,超声扫描,Ultrasound Scanner,43,44,用途和特点,Variety of Applications,便携,Portable,价格低,Low-Cost,安全,Safe,实时,Real-Time,Cardiac,Obstetrics,Vascular,Kidney,Liver,45,2D 3D,4D,3D imaging in real-time,46,核医学成像,ECT,47,核医学成像,nuclear medical Imaging,1,、利用衰变时放射单一,射线的放射性核素作为标记的单光子发射断层扫描,(SPECT),；,S,ingle,P,hoton,E,mission,C,omputed,T,omography.,2,、利用衰变时放出电子的放射性核素作为标记的正电子发射断层扫描,(PET),。,P,ositron,E,mission,T,omography,48,成像步骤,49,Ring of Photon,Detectors,Detect Pairs of Back-to-Back 511 keV Photons,50,ECT,通过图像重建显示注入人体内的放射性核素的分布，我们获得的不仅是人体内脏器官的轮廓和形态，而且是脏器功能和血液流量的变化，以及代谢物质在体内或细胞内吸收、分布、排泄、转移等多方面的信息。,51,毒品海洛因和摇头丸的研究,北京大学深圳医院日常诊疗中的应用,52,PET Images of Cancer,转移瘤,绿箭头所示,Brain,Heart,Bladder,器官的正常,摄取,蓝箭头所示,治疗后的肿瘤在边缘复发,53,CT,与,PET,比较,54,PET/CT,同机融合,55,衰减校正,HawkEye,的功能解剖融合图像,(,Functional Anatomic Mapping,，,FAM),CT,SPECT/PET,同机,图像融合,56,First Installation in Zurich March 2001,57,58,PET/CT,的特点,CT,与,PET,硬件、软件同机融合,解剖图像与功能图像同机融合,同一幅图象既有精细的解剖结构又有丰富生理、生化分子功能信息,可用于肿瘤诊断、治疗及预后随诊全过程,高灵敏度、高特异性、高准确性,59,医学影像设备分类,X,线机,MRI,CT,DSA,红外线成像,内窥镜,US,ECT,荧光显微,60,ECT:,X,线片,CT,片,MRI,61,CT,、,ECT,、,DSA,联用,发病后,1.5,小时,发病后,20,小时,溶拴治疗后,早期诊断脑梗塞，早期溶拴治疗,治疗前,治疗后,北京大学深圳医院日常诊疗中的应用,62,CT,灌注成像,Perfusion,北京大学深圳医院日常诊疗中的应用,63,早期股骨头,缺血性坏死,影像综合诊断,北京大学深圳医院日常诊疗中的应用,64,CT,三维成像,北京大学深圳医院日常诊疗中的应用,65,CT,三维成像,3D Rendering,66,北京大学深圳医院日常诊疗中的应用,67,北京大学深圳医院日常诊疗中的应用,68,69,Bronchoscopy,Path,View,70,Colonoscopy,Path,View,71,光学内窥镜与,CT,仿真内窥镜比较,Comparison,息肉 光学内窥镜所见,CT,仿真内窥镜,所见,Left:A polyp seen with optical endoscopy.Right:View in virtual endoscopy.,72,MRI,心血管成像,北京大学深圳医院日常诊疗中的应用,73,MR,功能成像（,fMRI,）,北京大学深圳医院日常诊疗中的应用,74,MR,弥散成像,早期脑梗塞,MR,诊断,北京大学深圳医院日常诊疗中的应用,75,欢迎指教，谢谢！,76,77,Conventional Surgery:See the surface,78,Image Guided Surgery:See under the surface,79,Visualizing the surgical site,80,Surgical navigation,81,颈动脉,Carotids,82,骨骼,Skeletal,83,胸部,Thoracic,84,心血管,Cardiac CTA4 slice versus a 16 slice CT,Heart rate 115bpm?,85,86,New Views and Spectral Sight,Normal conventional angiogram,Soft plaque,Calcium,87,CTA Run-off,52 Seconds,914 slices,1.9 Tbytes,88,PET/CT,的发展历史,1953,年 正电子探测脑肿瘤,1963,年 发射断层,1973,年,Hounsfield,发明,CT,1976,年,PET,用于临床,1991,年 螺旋,CT,问世,1995,年,Townsend,研制,PET/CT,2000,年,PET/CT,在北美放射学会问世,2001,年,PET/CT,用于临床,89,