医学科学中的一门学科。通过某种检查手段获得人体内组织和器官的形态结构、生理功能和病理状态的影像,根据影象显示的特点来诊断疾病。包括X线透视、摄影、CT检查、超声成像、核素显象、核磁共振成象等。
医学影象学
医学影象学是指通过某种检查手段获得有关机体内部组织和器官的形态结构、生理功能和病理状态的图象,从而根据它们所显示的特点进行诊断疾病的一门新兴的医学科学。这些图象可以在屏幕上显示出来,也可以用不同的方法记录下来。图象的质量近年来逐步有了很大的提高,由平面图象逐步发展到立体图象,由重叠在一起的影象发展到仅显单层的体层影象。这样就使病变的解剖定位更为准确,内部结构更为清楚,器官或组织之间的相互关系更为明确,大大地提高了空间分辨率。以后又由原来静止的、片断的图象发展成动态的、连续的影象,例如快速连续照相、X线电影、医学影象录相、实时超声检查、动态空间影象重建等都属这类检查。使图象阅读者不仅能准确地观察器官的解剖学特征,并且能更好地识别其生理或病理生理的变化。这样不仅从空间上能分辨病变,并且从时序上也能分析它们的变化,即所谓时间分辨率。医学影象学的更大的突破还在于它应用近代科学成就,尤其是电子计算机的成就,将过去那些病变与正常组织之间或器官与器官之间密度差较小、对比度较低、用传统检查方法无法形成有意义的图象的病变,清晰地显示出来。例如CT、灰阶超声体层检查、核磁共振等即能起到这种作用。它们所形成的图象,将原来由于密度相近无法彼此鉴别的组织、器官、病变,清晰地显示出来,提高了对疾病诊断的可能性与准确性,显著改进了病变的密度分辨率。这样就使医学影象学摆脱了传统的X线透视和照相的局限性,使医学诊断技术提高到一个更高更深的阶段。
医学影象学的内容,首先是传统的X线诊断学,包括透视和摄影等,它仍是目前应用最广泛的一种检查手段,也是医学影象学的基础。在改进影象质量上,如影象增强、电视、电影、录象记录系统的广泛应用,放大、缩小、直接、间接照相,常规和多向体层摄影,各种特殊造影的开展,以及静电、离子摄影等技术的配合,使诊断质量大为提高。
医学影象学的另一重要组成部分是超声体层检查。自从超声由幅度调制型(即显示波型的A型超声)发展成辉度调制型(即显示灰度阶梯的超声截面图象的B型超声)以后,超声诊断学已跨入了医学影象学的领域。超声体层图象是利用超声在人体内传播时,由于不同脏器和组织对超声的吸收、衰减和声阻抗不同,反射面形象的差异,以及物体特性的不同,而产生不同的超声回波信号,经过处理形成不同灰度的体层回声图或实时回声图。超声扫描体层对于诊断与鉴别体内液性、实性、低密度、高密度、静止或运动的占位病变,尤其位于腹腔、盆腔、外部软组织等处的病变起重要作用。由于诊断超声功率小于20mW/cm2,对人体不产生有害的生物效应,故可重复检查。它的限制是穿透力弱,骨胳、气体、较厚而富于脂肪的组织等均可发生明显的干扰,影响图象质量,降低诊断准确性。
医学影象学中异军突起的是X线计算体层的出现。它利用电子计算机对X线照射人体各不同组织在吸收X线的差异所得到的测量值,进行数据处理而达到重建图象。减少了传统X线照相所具有的散乱线的干扰,消除了由于将三维物体成相于二维平面上所产生的重叠现象。可对人体组织作出密度分辨率很高的图象。
将放射性核素应用于人体,通过扫描记录仪或γ照相机,可以得到人体脏器的放射性核素图象。它不仅可显示某些脏器的内部结构的状态,并可观察其动态显影情况,提供诊断可能性。由于近年核医学的发展,医用小型回旋加速器和发生器可产生短寿命、纯γ辐射和低能量的放射性核素,尤其当γ照相机联用电子计算机时,可把形态和功能改变结合起来观察,更可提高诊断的准确性。
核磁共振是医学影象学中富有发展前途的重要工具。核磁共振的基本原理是基于物质粒子在外磁场和射频作用下发生磁矩取向变化的原理。当人体的某一部分在一个可控的磁场里,给以一定的射频,在某一特定的断面上的组织内不同的质子在不同的频率时共振。通过数据处理,可得一个三维的质子密度或弛豫时间的空间分布图象。不同元素可出现不同的核磁共振图象,这种图象从理论上说比X线计算体层摄影提供的图象分辨率更高,且磁场对人体无害,没有X线计算体层检查的辐射作用。
热图为医学影象的一个组成部分,通过红外线探测器取得人体各组织所发射的不同红外线的数值,经过数据处理,建成图象,可以诊断被探测的脏器或组织内的病理变化。但其精确度不高,目前临床价值尚有限度。
高能粒子摄影也可包括于这一范畴。用高能加速器产生的高能带电粒子如质子、氮离子以及更重的碳、氧、氖、氙等,均可用作摄影的“射线”源。传统的X线摄影对不同密度的分辨不太敏感,散射线更加重了影象的灰度,高能粒子摄影可以克服这个缺陷。高能粒子通过物质时,只要吸收体的密度或厚度稍有增加,即可大量地降低粒子的数量,很易显出密度稍有差别的器官或病变的影象。其散射角度和分散度均很小,不会影响照相的效果。问题在于高能加速器的构造相当复杂,限制了它的普遍应用和推广。