医学进入大影像时代

中华医学会影像技术分会主任委员 秦维昌 
 
　　■高端视角

　　医学影像技术是利用专门成像机制，以无创性方式获取人体内部结构信息的学科。包括X线成像技术（X线摄影、DSA、CT）、磁共振成像技术（MRI）、超声成像技术、核医学技术等，这些组成了现代大影像（放射）科。随着数字时代的到来，大影像学科的形成，影像技术也从单纯X线摄影发展到综合影像技术，成为与医、工相结合，专司医学影像获取方法与质量控制研究的独立专业。

　　现在，医学影像技术已全面进入数字化时代。数字时代的影像技术研究如何正确和充分使用设备，克服不利因素，在尽量减少患者痛苦和损伤的情况下，快速地获取真实、直观、满足临床需要的影像。

　　信息量更大的

　　数字X线摄影    

　　传统X线摄影以胶片为介质，集影像的采集、显示、存储和传递功能于一体，因此其中某一功能的改进不能单独进行。数字成像技术则将这些功能分解成不同的独立单元，从而可对每一功能进行单独最优化，使X线摄影进入一个崭新的境界。

　　CR在我国已经有十年的使用历史。其发展主要是成像板（IP）和阅读器的改进，以提高影像质量和工作效率，减少辐射剂量。进入新世纪，直接X线摄影（DR）得到广泛应用。DR主要是通过平板探测器直接成像，具有动态范围大、灵敏度高等优点。平板探测器的发展也为其他X线技术的开发提供了新的平台，如基于平板探测器的心血管造影机和数字胃肠机相继投入使用。C臂CT和数字合成X线体层成像是基于平板探测器的已投入临床使用的新技术。数字X线摄影可进行长肢体摄影，便于生理测量。其丰富的后处理功能，可增加影像的视读效果，提供更多的诊断信息。

　　模拟时代的影像质量评价体系是以照片密度为中心，而数字时代的评价体系则是以影像的噪声水平为中心。人们总结出，数字X线摄影不能单纯追求影像的高质量，具有高对比的影像可以允许一定噪声水平的存在，即不同部位和诊断目的所要求的影像质量可以不同。放射技师对不同情况的患者应采用适当的成像参数，从而得到既能满足诊断需要，又尽量降低剂量的影像。同时还要充分利用设备的后处理功能，增加影像的视读效果。因而，数字X线摄影的使用要求放射技师具有更高的技术水准。

　　更快更好的

　　CT成像技术    

　　CT把计算机技术引入X线成像技术，开创了数字影像的先河，为医学影像学带来一场深刻的革命。其特点一是断层影像，二是密度分辨力大幅度提高。

　　近30年来，CT的发展一直围绕着提高扫描速度、影像质量和后处理效果、降低辐射剂量等方面进行。螺旋CT、特别是多层螺旋CT问世以来，扫描速度、图像质量，特别是z轴空间分辨率得到很大提高，实现了有临床实用价值的各向同性扫描。现在CT已发展到256层、320层等，扫描单个脏器不必使用螺旋扫描，进一步提高了时间分辨率和图像质量；双源CT的问世，由于其高达83ms的时间分辨率，为心脏冠脉检查带来了极大的便利。同时其能量成像也将CT带入到了功能CT阶段。

　　多层螺旋CT带来的高z轴空间分辨率，使三维重组影像质量得到很大提高。通过后处理技术，可以获得器官的三维立体影像，立体显示各种解剖结构，如脏器表面影像显示、管腔脏器内窥镜显示等，彻底改变了CT只能显示横断层面的尴尬局面，使CT的应用达到了一个新的境界。

　　随着CT应用日益普遍，受检者接受辐射剂量及潜在危害性受到广泛关注。低剂量也是CT机发展方向之一。目前CT机均设有自动剂量控制系统，能根据患者的个体差异来自动调节剂量。对于放射技师，应从最大限度减少患者辐射损伤的角度出发，充分利用低剂量扫描技术；图像质量应当以满足诊断要求为标准，单纯追求图像的高质量有可能造成辐射剂量的无谓增加。

　　迈向分子水平的

　　MR成像技术  

　　MRI自20世纪80年代中期应用于临床后，已成为现代影像学的重要成像手段之一。就成像速度、图像清晰度及临床应用范围而言，MRI进展主要表现在电子学、梯度场和射频场等方面，与此密切相关的脉冲序列和实时成像技术的发展，极大拓宽了检查的适应证和检查深度，除常规的二维和三维成像功能外，还可进行MR血管造影（MRA）、弥散、灌注、功能成像、MR波谱分析（MRS）、显微成像及实时成像等。

　　实时成像是指在人体功能活动的同时进行成像，可显示人体功能活动时组织结构的相应变化，即所谓MR透视，可进行实时血管造影、心脏成像、介入检查和其他功能成像。弥散成像反映分子水平水分子的运动状况，根据不同组织或病变内水分子弥散运动的差别产生图像对比，并可测量组织的弥散系数，主要用于鉴别不同类型水肿（如血管源性、细胞毒性和间质性水肿）、肿瘤、炎症与梗死，以及白质纤维束的走行，对于判断病变性质及患者术前评估具有重要价值。灌注成像通过测量血流通过时间和脑血流容积等参数，观察毛细血管水平血流运动及分布状况，主要用于脑血管病变及肿瘤病变的检查。MRS通过观察病变区域代谢产物（如乳酸盐、肌酐、胆碱等）的变化情况，分析病变的性质。

　　跨越时空的

　　存储传输系统    

　　随着医学影像技术的进展，尤其是性能优越的多层CT、MRI等先进设备的广泛应用，获取的图像和信息量呈几何级数增长。传统的影像资料处理和管理方法，已远远不能适应医疗实践的需要，成为阻碍医院发展的“瓶颈”。图像存储与传输系统（PACS）的诞生解决了这一矛盾。PACS主要包括图像获取、存储与处理、显示系统三大部分，协调管理、存储、传输和使用这些信息。

　　医学影像设备的全面数字化，PACS的应用，使放射科的工作流程发生了巨大变化。数字影像设备获得的电子影像（软拷贝）取代了传统的照片（硬拷贝），在显示器上视读电子影像（软阅读）也正逐步替代传统的在观片灯上读片的方式。影像诊断报告也由手工书写向计算机录入、网络传输过渡。信息采集、资料处理及显示的有机结合，处理后的资料经PACS实时传输到相关科室，实现影像的集中保存、授权访问，这种新型的工作方式正走向我们。PACS引发的工作流程的改变，是对传统工作方式的一种挑战。

　　

　　结语：影像技术的进步正改变着我们的思维和医疗实践。只有紧随时代发展的潮流，接纳新技术，采用新理念，才能谱写21世纪我国医学影像技术的华彩乐章。21世纪的医学影像技术的发展必将给无数患者带来新的希望，对我国的医疗卫生和保健事业做出更大的贡献。