医学成象

医学成象(Medical Imaging)是指为了医学诊断目的，把人体内部或局部的信息以二维或三维可见图象的形式呈现在医生眼前的技术。传统的医学图象是显微镜图象、X射线图象和内窥镜图象等。随着电子技术和计算机技术的发展，更多种类的成象技术相继发展起来，例如X射线数字减影血管成象、超声医学成象、放射性核素成象、热成象、X射线计算机断层成象(X射线CT)、发射型计算机断层成象(ECT)和磁共振成象(MRI)等，它们能够提供更多的有用信息，因而在现代临床诊断中已占有越来越重要的地位。
医学成象过程 一般包括图象检测、图象处理和图象显示三部分。有的成象过程仅有检测和显示两部分，如传统的显微镜成象和X射线成象等。图象检测是指对来自生物体的自体辐射，或被生物体调制的生物体外部辐射的某种空间分布特性的检集与记录。图象处理是指对已获得的图象信息的预处理、特征提取和分析识别，目的在于提高图象的显示质量，使之适合诊断的需要和观察者的感知能力。图象显示是将已检测或经过处理的图象信息，以可见图形的结果供医生观察及贮存。
医学成象中所用的能量，有些是包括从短波、微波、无线电波、可见光直至γ射线的几乎全波谱的电磁辐射，有些是超声频率的机械振动波、场共振现象、放射性粒子等能量。从成象原理看，所利用的能量有些是来自生物体各独立图象点(称为象素或象元，Pixel)的自体辐射，例如核素成象和热成象； 更多的是穿过人体而受各象素的吸收、反射或其它性质所调制的外部辐射，例如X射线成象等。
传统医学成象 都是把三维（立体的）实体信息压缩或堆积重迭在一个二维平面上，它或者是表面的图象，或者是重迭的投影。为获得断面或近似断面的二维图象，以往都是采用特殊的断层技术，例如显微镜成象中的切片技术，X射线断层技术等。近年来，随着电子计算机技术的发展而出现的计算机重构(reconstruction)成象技术是医学成象技术上的一个重大进步，能得到真正的二维断面图象(见“计算机断层成象术”条)。
医学成象技术中，也有利用光学技术和计算机技术构成三维图象的方法，但这仅是在读者印象中形成的三维印象。目前尚不存在实用的三维显示介质，三维成象技术还处在由二维图象以特殊形式来表达的阶段。
常见医学成象技术的特点见下表。

常见医学成象技术的特点

成象技术	能 源	换能器	成像方式	显示方式	成本	应 用
显微镜成像 X射线成像 核素成像 热成像 超声成像 X射线CT 发射型CT 磁共振成像	可见光 X射线 γ射线 红外线 超声波 X射线 γ射线 磁自旋共振	感光胶片 荧光屏、胶片 闪烁晶体 感温晶体 压电晶体 晶体，电离室 晶体 波谱仪	穿透、反射 穿透吸收 自发射 自发射 反射，散射 穿透吸收，重构成像 自发射，重构成像 电磁振荡，重构成像	直视，胶片 胶片，电子扫描 电子扫描 电子扫描 电子扫描 电子扫描 电子扫描 电子扫描	廉 较廉 高 高 较廉 很高 很高 很高	组织细微结构 体内形态与病变 体内形态与功能 体表温度分布 体内断层形态 体内形态 体内形态与功能 体内组织形态与化学组成

评价医学图象质量的客观指标 主要是空间分辨力和灰阶。
❶空间分辨力：是指每一象素所占的尺寸，常用整个画面所包含的象素总数表示。目前电子显示方式的空间分辨力大都处在256×256、516×516或1024×1024个象素的水平。用感光胶片作为显示介质时，空间分辨力将大大提高。空间分辨力实质上是反映图象细节的清晰度。若以绝对数值描述空间分辨力，往往表示为每厘米宽画面上最多能分辨清的黑白相间的线条对数，它可由象素总数计算出来。胶片的空间分辨力可高达20线对/cm以上；
❷灰阶(Gray scale):是指画面上由最黑到最白之间所能分辨出的层次等级数。一般，人类肉眼在荧光屏上能分辨10个等级。采用电子技术可以大大提高图象的灰阶数，常用灰阶数可达256级，能够表达出微小变化的图象信息，有些成象设备能产生高达1,024级灰阶的图象。
图象的处理、存贮与传送技术随着数字电子技术的发展而不断进步。传统的成象技术中广泛采用感光的银质胶片作为图象显示介质，可长期贮存，分辨力极高；然而不能进行实时显示，占用空间大，且需化学处理，有许多不便之处。目前已出现了数字电子学图象处理和存贮方法(见“医学图象处理”条)，能够将连续图象信号转换为数字图象，再把每一个象素存贮在存贮器中，或存贮在磁带、磁盘和光盘上，供计算机处理、图象存贮和传送。数字化图象信息在贮存时，占空间小，可永久保存，并可利用通信网络长距离传送。正在发展中的医用PACS系统(picture archive and communication system) 是一种无银、无胶片、方便调用的高质量图象系统，它将会随着电子技术、通讯技术和计算机技术的进步而逐渐实用化。