医学影像设备学第一章绪论课件.ppt

1、肇庆医学高等专科学校肇庆医学高等专科学校医学影像设备学医学影像设备学2023-1-122课程简介课程简介生物医学工程生物医学工程生物医学图像学生物医学图像学医学医学图像处理图像处理医学医学成像系统成像系统成像原理、成像原理、成像设备成像设备、成像系统、成像系统2023-1-123课程简介课程简介医学影像设备学医学影像设备学：以医学图像形成过程中的以医学图像形成过程中的成像设备成像设备为研究为研究对象，以成像设备的对象，以成像设备的基本构造基本构造、工作原理工作原理、维维护保养护保养、安装维修安装维修、使用方法使用方法、操作规程操作规程等为等为研究内容，已成为研究内容，已成为BME领域中的一门新

2、的学科领域中的一门新的学科，也是医学影像技术专业必修的课程之一。，也是医学影像技术专业必修的课程之一。2023-1-124课程学习课程学习理论课理论课：4242个课时，个课时，结合专业特点及结合专业特点及需要，对教材进行适当的增、删需要，对教材进行适当的增、删，突，突出重点出重点实训课实训课：1212个课时，采用分组进行实个课时，采用分组进行实践操作演示，实现每个学生均能较好地践操作演示，实现每个学生均能较好地进行仪器设备学习或仿真训练操作进行仪器设备学习或仿真训练操作2023-1-125学习目标学习目标1.了解与熟悉医学影像设备的结构特了解与熟悉医学影像设备的结构特点、工作原理；点、工作原理

3、；2.具有一定的医学影像设备操作和使具有一定的医学影像设备操作和使用技能；用技能；3.了解医学影像设备主要部件的日常了解医学影像设备主要部件的日常维护方法；维护方法；4.为后续相关课程的学习和从事临床为后续相关课程的学习和从事临床实践奠定基础。实践奠定基础。肇庆医学高等专科学校肇庆医学高等专科学校医学影像设备学医学影像设备学第一章第一章 绪论绪论2023-1-129一一 医学影像设备的发展历程医学影像设备的发展历程18951895年年 德国物理学家德国物理学家 伦琴伦琴 发现发现X X线线 常规常规X X线机线机 X X线计算机体层成像线计算机体层成像(CT)(CT)、磁共振成像、磁共振成像(

4、MRI)(MRI)、超声成像、超声成像(US)(US)、闪烁成像、发射型计算机体层成像闪烁成像、发射型计算机体层成像(ECT)(ECT)等等 医学设备体系医学设备体系2023-1-1210一一 医学影像设备的发展历程医学影像设备的发展历程1.1.常规常规X X线设备的发展线设备的发展 18961896年年 第一支第一支X X线管线管 2020世纪世纪10-2010-20年代年代 常规常规X X线线机机（密度差别较大的骨折、体内异物）（密度差别较大的骨折、体内异物）此后此后 X X线管、线管、高压发生器高压发生器、相关的、相关的仪器仪器和和装置装置的发展（人体各部分的的发展（人体各部分的检查）检

5、查）2020世纪世纪6060年代中、末期年代中、末期 放射诊断学放射诊断学学学科体系的形成科体系的形成 常规常规X X线设备是医学影像设备大家庭中的一名老成员，线设备是医学影像设备大家庭中的一名老成员，至今仍是至今仍是基本基本的、的、有效有效的临床检查设备之一，尤其对的临床检查设备之一，尤其对骨骼系统骨骼系统、呼吸系统呼吸系统、胃肠道胃肠道以及以及心血管系统心血管系统疾病的疾病的诊断，仍占有重要和主导作用。诊断，仍占有重要和主导作用。2023-1-1211一一 医学影像设备的发展历程医学影像设备的发展历程2.X-CT2.X-CT设备的诞生设备的诞生 （1 1）19721972年年 英国英国 豪

6、斯菲尔德豪斯菲尔德 首台首台X-CTX-CT 颅脑检查颅脑检查 横断面横断面体层成像体层成像 近近3030年年 X-CTX-CT设备设备更新了五代更新了五代 扫描时间扫描时间 3-53-5分钟分钟缩短至缩短至0.5s0.5s甚至更短甚至更短 超高速超高速CT(UFCT)CT(UFCT)、螺旋、螺旋CT(SCT)CT(SCT)、多层螺旋多层螺旋CT(MSCT)CT(MSCT)（2 2）2020世纪世纪8080年代年代 MRIMRI设备应用于临床设备应用于临床 非电离辐射非电离辐射式式 横、冠、矢状断面和斜位横、冠、矢状断面和斜位体层像体层像 生理功能图像生理功能图像（3 3）2020世纪世纪80

7、80年代年代 DSADSA和和CRCR开始应用开始应用 9090年代中期年代中期 DRDR应用于临床应用于临床 方便接入方便接入PACSPACS（4 4）多设备相互融合）多设备相互融合 如如PET-CTPET-CT、PET-MRIPET-MRI等等 形态图像形态图像与功能图像融合与功能图像融合2023-1-1212一一 医学影像设备的发展历程医学影像设备的发展历程3.3.现代医学影像设备体系的建立现代医学影像设备体系的建立 2020世纪世纪6060年代年代 介入放射学介入放射学兴起兴起 7070年代中期年代中期 应用应用于临床于临床 微创、安全、经济微创、安全、经济 2020世纪世纪9090年

8、代年代 立体定向放射外科设备立体定向放射外科设备应用于临床应用于临床 如如6060CoCo、医用直线加速器、医用直线加速器、-刀和刀和X-X-刀等刀等 不开颅手术治疗脑部肿瘤不开颅手术治疗脑部肿瘤多种类型的多种类型的医学影像诊断设备医学影像诊断设备和和医学影像治疗设备医学影像治疗设备相相结合，共同构成了现代医学影像设备体系。结合，共同构成了现代医学影像设备体系。2023-1-1213一一 医学影像设备的发展历程医学影像设备的发展历程4.4.我国医学影像设备的发展简况我国医学影像设备的发展简况l1919世纪未世纪未 X X线知识线知识 19111911年年 捐赠捐赠小型小型X X线机线机l191

9、51915年年 引进引进 19511951年年 试制试制X X线机线机 19531953年年 批量生产批量生产 19731973年年 研制研制乳腺摄影乳腺摄影X X线机线机l19831983年年 第一台第一台颅脑颅脑CTCT试制成功试制成功 19881988年年 第第二代颅脑二代颅脑CTCT问世问世 19901990年年 第三代第三代全身全身CTCT研制研制成功成功 国产化率达国产化率达80%80%l19891989年以来年以来 先后研制出先后研制出永磁型和超导型永磁型和超导型MRIMRI、X-X-刀刀、全身、全身-刀刀等设备等设备 2020世纪世纪9090年代初年代初 形成较完整的规模形成较

10、完整的规模2023-1-1214二二 医学影像设备分类医学影像设备分类1.1.医学影像诊断设备医学影像诊断设备 医学影像诊断设备主要用于医学影像诊断设备主要用于临床疾病检查和诊断临床疾病检查和诊断，按，按照图像信息载体的不同可分为：照图像信息载体的不同可分为：（1 1）X X线设备线设备：常规常规X X线机线机、CRCR、DRDR、DSADSA、CTCT等等。（2 2）USUS设备设备（3 3）MRIMRI设备设备（4 4）核医学成像设备核医学成像设备（5 5）热成像设备热成像设备（6 6）医学用光学设备（医学内镜）医学用光学设备（医学内镜）2023-1-1215二二 医学影像设备分类医学影像

11、设备分类热成像设备热成像设备：通过测量通过测量体表红外信号体表红外信号和和体内的微波信体内的微波信号号，实现人体成像的设备。（红外成像、红外照相、红，实现人体成像的设备。（红外成像、红外照相、红外摄影、光机扫描成像）外摄影、光机扫描成像）用途用途：评价评价血液分布血液分布是否正常；评价是否正常；评价交感神经系统的交感神经系统的活动活动；研究皮下组织所增加的；研究皮下组织所增加的代谢热代谢热或动脉血流通过热传或动脉血流通过热传导使导使体温升高体温升高的情况。的情况。（提示与参考提示与参考）医学内镜医学内镜：可直接观察人体可直接观察人体内脏空腔器官内脏空腔器官的黏膜组织形的黏膜组织形态和病变，从而

12、提高了诊断的准确性。态和病变，从而提高了诊断的准确性。种类种类：光导纤维内镜、电子内镜、超声内镜、激光内镜、三：光导纤维内镜、电子内镜、超声内镜、激光内镜、三维内镜等。维内镜等。2023-1-1216二二 医学影像设备分类医学影像设备分类2.2.医学影像治疗设备医学影像治疗设备（1 1）介入放射学设备介入放射学设备：以以影像诊断学影像诊断学为基础，在为基础，在影像设影像设备的导向备的导向下，利用经皮穿刺和导管技术等，对一些疾病进行下，利用经皮穿刺和导管技术等，对一些疾病进行非手术治疗或者用以取得组织学、细菌学、生理和生化材料，非手术治疗或者用以取得组织学、细菌学、生理和生化材料，以明确病变性质

13、。以明确病变性质。医学影像设备的导向是完成介入治疗的关医学影像设备的导向是完成介入治疗的关键。键。（2 2）立体定向放射外科设备立体定向放射外科设备：利用现代利用现代X-CTX-CT、MRIMRI或或DSADSA设备对设备对病变区域病变区域做做高精度定位高精度定位，经专用治疗计划系统做出最，经专用治疗计划系统做出最优治疗计划，用优治疗计划，用X-X-刀或刀或-刀以刀以等中心照射等中心照射方式，按治疗计方式，按治疗计划作单平面或多个非平面的单位或多次剂量照射，杀死肿瘤划作单平面或多个非平面的单位或多次剂量照射，杀死肿瘤细胞。细胞。2023-1-1217三三 X X线机概论线机概论 X X线机按用

14、途可分为医用线机按用途可分为医用X X线机和工业用线机和工业用X X线机，医线机，医用用X X线机又可分为诊断用线机又可分为诊断用X X线机和治疗用线机和治疗用X X线机两种。线机两种。1.X1.X线机的组成线机的组成 由由X X线线发生装置发生装置和和外围装置外围装置两大部分组成（图两大部分组成（图1-11-1）。）。（1 1）X X线发生装置线发生装置：也称为主机装置，任务是：也称为主机装置，任务是产生产生X X线线，并控制其并控制其“质质”与与“量量”。主要包括以下三部分：。主要包括以下三部分：X X线管装置线管装置：由由X X线管和防电击防散射的管套组成。线管和防电击防散射的管套组成。

15、高压发生装置高压发生装置：为产生为产生X X线提供直流高压和灯丝加热线提供直流高压和灯丝加热电压。电压。控制装置控制装置：控制控制X X线的产生时间，调节线的产生时间，调节X X线的质与量并线的质与量并对其进行指示。对其进行指示。2023-1-1218三三 X X线机概论线机概论（2 2）外围装置外围装置：X X线机根据临床检查而装配的各种线机根据临床检查而装配的各种机械机械辅助装置辅助装置、影像装置影像装置和和记录装置记录装置。外围装置的多少、复。外围装置的多少、复杂程度和类型，取决于杂程度和类型，取决于X X线机整机所具有的线机整机所具有的功能功能、功率功率的大小的大小和和自动程度的高低自

16、动程度的高低。控制装置控制装置电源电源X线管装线管装置置高压发生高压发生装置装置外围装置外围装置2023-1-1219三三 X X线机概论线机概论 X X线机可按照线机可按照高压电源频率高压电源频率、结构形式结构形式、最大输出功率最大输出功率、应用应用范围范围等分为多种类型。等分为多种类型。2.X2.X线机的分类线机的分类（1 1）按高压电源频率分按高压电源频率分：高压变压器初级的供电电源：高压变压器初级的供电电源 工频工频X X线机线机：高压电源频率为高压电源频率为50Hz50Hz或或60Hz60Hz；中频中频X X线机线机：400Hz400Hz至至20kHz20kHz范围内；范围内；高频高

17、频X X线机线机：20kHz20kHz以上以上。（2 2）按最大输出功率分按最大输出功率分：X X线管的标准功率线管的标准功率 小型小型：管电流管电流200mA200mA，90kV90kV最高管电压最高管电压100kV100kV；中型中型：200mA200mA管电流管电流500mA500mA，100kV100kV最高管电压最高管电压 125kV125kV；大型大型：500mA500mA管电流管电流，125kV125kV最高管电压最高管电压150kV150kV。2023-1-1220三三 X X线机概论线机概论（3 3）按结构形式分按结构形式分：便携式便携式：结构简单，重量轻，装卸方便，使用结构

18、简单，重量轻，装卸方便，使用组合式组合式机头机头，适合在医院外做流动性检查，输出功率小。，适合在医院外做流动性检查，输出功率小。移动式移动式：结构紧凑，体积小，移动方便，可进行结构紧凑，体积小，移动方便，可进行床边床边X X线摄影线摄影、手术监视手术监视、介入手术介入手术等。等。固定式固定式：组件多而重，体积大，结构复杂，功能较多。组件多而重，体积大，结构复杂，功能较多。（4 4）按应用范围分按应用范围分：综合型综合型：具有具有透视透视、摄影摄影或或特殊检查特殊检查等多种功能，适等多种功能，适合对患者合对患者各部位各部位作作多种疾患多种疾患的的X X线检查。线检查。专用型专用型：专为临床诊断工

19、作的特殊需要或适应某些专为临床诊断工作的特殊需要或适应某些专专科疾患的检查科疾患的检查而设计的，并配有各种专用的外围装置。而设计的，并配有各种专用的外围装置。2023-1-1221四四 诊断用诊断用X X线机的临床应用线机的临床应用 X X线机产生的线机产生的X X线穿透人体后，形成带有线穿透人体后，形成带有人体内部结构信息人体内部结构信息的的不可见的不可见的X X线像。透视时，通过荧光屏、线像。透视时，通过荧光屏、X-TVX-TV或数字或数字X X线装置；摄线装置；摄影时，通过影时，通过X X线胶片或数字线胶片或数字X X线装置，最终得到人眼可分辨的可见线装置，最终得到人眼可分辨的可见图像，

20、供诊断医师分析，达到诊断疾病的目的。图像，供诊断医师分析，达到诊断疾病的目的。诊断用诊断用X线机线机产生产生X线线穿透人体穿透人体不可见不可见X线像线像荧光屏荧光屏X-TV数字数字X线装置线装置X线胶片线胶片透视透视摄影摄影可见像可见像可见像可见像2023-1-1222四四 诊断用诊断用X X线机的临床应用线机的临床应用1.X1.X线透视线透视（1 1）普通透视普通透视：利用利用X X线线穿透穿透人体被检部位，因人体人体被检部位，因人体不同不同组织间的密度差异组织间的密度差异，或，或正常组织与病变组织间的密度差异正常组织与病变组织间的密度差异而而形成具有天然形成具有天然对比的图像对比的图像，最

21、终实现临床诊断的一种检查方，最终实现临床诊断的一种检查方法。法。（2 2）胃肠钡剂透视胃肠钡剂透视：借助于硫酸钡借助于硫酸钡造影剂造影剂，使缺乏天然，使缺乏天然对比的组织形成具有一定对比的组织形成具有一定对比图像对比图像的检查方法，也称胃肠透的检查方法，也称胃肠透视或钡剂透视。视或钡剂透视。2023-1-1223四四 诊断用诊断用X X线机的临床应用线机的临床应用2.X2.X线摄影线摄影（1 1）一般摄影一般摄影：利用利用X X线的线的穿透作用穿透作用、荧光作用荧光作用、感光作感光作用用和人体各组织对和人体各组织对X X线的吸收能力线的吸收能力不同，使胶片感光而形成不同，使胶片感光而形成图像的

22、一种检查方法。可分为普通摄影与图像的一种检查方法。可分为普通摄影与滤线器摄影滤线器摄影。（2 2）X X线造影线造影：将人工将人工造影剂造影剂引入器官内及其周围，人为引入器官内及其周围，人为地使其地使其产生密度差别产生密度差别，形成具有一定对比的图像，以扩大，形成具有一定对比的图像，以扩大X X线检查范围。常见方式有线检查范围。常见方式有点片摄影点片摄影、心血管造影心血管造影等。等。（3 3）特殊摄影特殊摄影：包括高千伏摄影（管电压包括高千伏摄影（管电压120kV120kV）、）、软软X X线摄影线摄影（管电压（管电压40kV40kV时产生的时产生的X X线）、线）、体层摄影体层摄影等。等。3

23、.3.介入治疗介入治疗 利用影像设备的利用影像设备的导向和定位作用导向和定位作用，准确地对病灶进行，准确地对病灶进行诊断或治疗。诊断或治疗。2023-1-1224四四 纵向体层摄影装置纵向体层摄影装置1.1.体层成像基本原理体层成像基本原理AAOCE PP D2023-1-1225四四 专用专用X X线机线机1.1.牙科牙科X X线机线机 专门用于专门用于拍摄牙片拍摄牙片的的X X线机。输出线机。输出功率小功率小，采用，采用组合组合式机头式机头，照射野范围小，多采用，照射野范围小，多采用指向性强的遮线器指向性强的遮线器，直，直接对准受检部位。接对准受检部位。X X线管头可任意移动与固定。线管头

24、可任意移动与固定。2.2.口腔全景口腔全景X X线机线机 把呈曲面分布的颌部把呈曲面分布的颌部展开排列成一幅图像展开排列成一幅图像的摄影方法，的摄影方法，也是一种也是一种体层摄影体层摄影。2023-1-1226四四 专用专用X X线机线机3.3.乳腺摄影乳腺摄影X X线机线机 用于女性用于女性乳腺摄影乳腺摄影检查的专用检查的专用X X线机，也可以用于非线机，也可以用于非金属异物和其他软组织如血管瘤、阴囊等的摄影。管电金属异物和其他软组织如血管瘤、阴囊等的摄影。管电压一般在压一般在20-50kV20-50kV之间之间，使用，使用钼靶钼靶或或铑靶铑靶X X线管，产生线管，产生软软射线射线。4.4.

25、床边床边X X线机线机 属于属于移动式移动式X X线机，可方便地移到病房对患者进行线机，可方便地移到病房对患者进行床床边边X X线摄影线摄影。特点为具有。特点为具有流动性流动性，对电源要求不高对电源要求不高。2023-1-1227四四 专用专用X X线机线机5.5.手术用手术用X X线机线机 属于属于移动式移动式X X线机，主要用于线机，主要用于急症室急症室或或手术过程手术过程中的中的透视。如对义务进行透视定位、观察骨折复位过程及固透视。如对义务进行透视定位、观察骨折复位过程及固定情况、检查结石去除是否彻底等。定情况、检查结石去除是否彻底等。6.6.数字胃肠数字胃肠X X线机线机 主要用于主要

26、用于消化道检查消化道检查，还可完成内镜检查、支气管造，还可完成内镜检查、支气管造影、脊髓腔造影直至心血管造影，介入治疗等。影、脊髓腔造影直至心血管造影，介入治疗等。7.7.心血管造影心血管造影X X线机线机 用于进行用于进行心血管系统检查心血管系统检查。对。对X X线机要求为线机要求为容量大容量大、管电压波形平稳管电压波形平稳、短时间内可多次曝光短时间内可多次曝光。2023-1-1228课程小结课程小结一、医学影像设备的发展历程；一、医学影像设备的发展历程；二、医学影像设备分类；二、医学影像设备分类；三、三、X X线机的组成与分类；线机的组成与分类；四、诊断用四、诊断用X X线机的临床应用、体层成像的基本线机的临床应用、体层成像的基本 原理与专用原理与专用X X线机。线机。请仔细阅读和理解本章小结，并认真完请仔细阅读和理解本章小结，并认真完成课后思考题。成课后思考题。思考题思考题 医学影像设备分类医学影像设备分类X线机的组成和分类线机的组成和分类