X射线诊断技术的发展历程.ppt

　　X射线诊断技术的发展历程

　　xx医院影像中心 xxx

　　一、X线的发现及概述二、X线影像诊断技术的发展三、X线新技术

　　一、X线的发现及概述

　　X线的发现及概述

　　X线又叫伦琴射线，俗称X光，是德国物理学家伦琴(Wihelm Konrad Rontgen)于1895年11月8日在实验室做阴极射线试验时偶然发现的

　　它是一种放射性射线，是肉眼看不见的电磁波，具有穿透物体的能力，有感光、荧光和电离作用及热效应，还对生物细胞组织具有抑制、损伤甚至坏死的生物效应 X线诊断学就是应用X线的穿透能力、荧光作用和感光作用，在穿透人体后使各种结构在荧光屏或胶片上显示影像而达到诊断目的的一门学科

　　在伦琴发现X线后的100 多年里，X线影像诊断技术随着物理学、工程学、电子学、化学及计算机学等学科的发展，在灵敏度、分辨率以及解决重叠问题等方面都得到了飞速的发展

　　二、X线影像诊断技术的发展

　　X线影像诊断技术的发展

　　第一阶段

　　1896年

　　第二阶段

　　70年代初 开始

　　CT

　　CR

　　DSA

　　DR

　　PACS

　　PET/CT

　　第三阶段

　　20世纪50年 代初到60年 代末

　　第一阶段是从伦琴发现X线后出现的早期X线机，到20世纪40年代 这一时期，X线管、X线高压发生器、机械设备等都还比较原始，主要运用直接模拟的X线成像技术

　　第一阶段

　　第二阶段

　　从20世纪50年代初到60年代末期，主要是影像增殖器的发明及其所带动的一系列的发展 1952年，影像增强电视系统的研制成功为提高影像亮度和清晰度，降低X线的辐射剂量做出了巨大贡献，使X线诊断实现了“明室观察，隔室操作”的革命性飞跃

　　第三阶段

　　从70年代初开始，这一时期出现了电子计算机X线断层扫描装置(X-CT)，从此X线诊断设备进入了计算机时代，逐步进入数字化时代，出现了CR系统、DR系统、螺旋CT、DSA系统、PACS系统等

　　计算机X线摄影(CR)

　　CR 是 X线摄影与计算机结合起来的一种新的成像方法 CR技术是以影像板为记录载体，代替X线胶片，经过激光扫描转换成数字信号， 再经D-A(数字-模拟)转换等图像处理，即可再度记录于X线片上，亦可作为数字化图像加以储存和传输等

　　与常规X线摄影相比，以X线胶片记录的CR 具有 X线剂量小、宽容度大、影像一致性好、稳定性好等优点CR目前主要的不足是： 时间分辨率较差，不能满足动态器官的结构显示 CR板的老化、划伤以及异物和斑点会造成图像质量下降 CR 只适用于摄影， 不能用于透视

　　CR

　　数字放射摄影(DR)

　　为进一步增加数字化含量以提高性能， 实现放射医学影像的全面数字化， 诞生了DR 系统 DR 从 X线探测器原理方面可以分为非直接转换技术与直接转换技术

　　DR 大大提高了图像的质量和工作效率， 而且它既可以用于透视， 也可以用于摄影 DR 的低X线剂量，使它可以用于团检和高危人口的X线检查，且DR系统便于图像的存储、检索、 传输及共享

　　DR

　　上消化道造影

　　数字减影血管造影(DSA)

　　DSA是80年代初期继CT之后发展的计算机辅助血管造影设备 DSA 是利用计算机系统将造影部位或注射部位注射造影剂前的透视影像转换成数字形式贮存于记忆盘中， 称作蒙片

　　然后将注入造影剂后的造影区的透视影像也转换成数字，并减去蒙片的数字，将剩余数字再转换成图像，即成为除去了注射造影剂前透视图像上所见的骨骼和软组织影像， 剩下的只是清晰的纯血管造影像 DSA分为时间减影法、能量减影法(或称 K- 缘减影法)和混合减影法

　　DSA

　　X线断层摄影术(CT)

　　常规X线断层以二维的断层图像在一定程度上弥补了普通X线片的组织重叠问题，但其空间分辨力及密度分辨力都不能令人满意。数字成像和计算机技术结合的CT使断层成像的清晰度产生了划时代的飞跃，是医学影像学发展史上的一项重大革命， 为现代医学影像学奠定了基础

　　CT根据图像处理的数学原理，应用X线横断体层技术， 以高灵敏度的晶体和光电倍增管组成的检测器代替X线胶片，把测得大量数据交由电子计算机处理而形成横断面图像

　　1967年，G. Hounsfield发明出第一台CT机，并在1972年 正式投入临床应用

　　第一台CT

　　CT发展历史

　　现代CT成为医院的必备设备

　　CT新技术都有哪些?

　　低剂量成像 Low Dose

　　高清成像 High Definition

　　时间分辨率 Temporal

　　能量成像 Spectral

　　流程优化 Workflow

　　超高端CT

　　GE Revolution CT 合三为一

　　宽体方向

　　能谱方向

　　时间分辨率方向

　　16cm 宽体宝石探测器 256排/512层

　　闪速能谱

　　29ms 时间分辨率

　　(Gp:) 2015-

　　后超高端CT的出现

　　CT

　　图像存储和传输系统(PACS)

　　PACS 虽不属于 X线诊断技术设备， 但作为 X线数字化发展的目标， 非常重要 PACS采用计算机技术存储和管理数字化医学影像资料，可做到图像的高速存取，存储可靠性高，节省资金，有可能实现医院的无胶片化存档和管理

　　利用网络技术，极易实现影像资料的共享，即可提高医学图像的复用价值， 从而充分利用有限的图像资源。 在国际信息联网或多种通讯技术充分发展的前提下， 容易达到远程医疗的目标 多种图像处理手段的应用也将大大丰富医生的诊断信息

　　PACS

　　PET/CT

　　PET/CT( Positron Emission Tomography / Computed Tomography )是指正电子发射断层及X射线计算机断层摄影成像系统，是将功能代谢成像的PET部分和解剖成像的CT部分结合

　　功能代谢成像

　　解剖

　　+

　　=

　　PET/CT

　　PET

　　CT

　　PET/CT的工作原理

　　恶性肿瘤细胞是人体内的“强盗”，摄取葡萄糖量远高于其它正常组织

　　肿瘤细胞高代谢

　　分裂增殖速度

　　能量消耗

　　葡萄糖供能

　　摄取葡萄糖量

　　PET/CT的工作原理

　　氟代脱氧葡萄糖(简称18F-FDG或FDG)是2-脱氧葡萄糖的氟代衍生物，它的结构非常类似葡萄糖，是临床最常见的显像剂，可以反映体内葡萄糖的利用情况

　　肿瘤细胞摄取18F-FDG

　　无法进一步代谢

　　全身累计范围

　　全身显像

　　18F-FDG肿瘤细胞内聚集

　　PET/CT 检测18F释放的放射线并显影

　　肿瘤的部位、形态、大小、数量&肿瘤内的放射性分布

　　PET/CT的用途

　　肿瘤 协助诊断 指导治疗 疗效评估和复发监测 非肿瘤方面 神经精神系统，如癫痫灶准确定位及诊断帕金森氏病、老年性痴呆等 心血管系统，如心肌存活判定等

　　三、X线新技术

　　X线新技术

　　乳腺X线摄影技术发展

　　数字化乳腺摄影技术(DM)

　　数字化乳腺断层摄影技术(DBT)

　　对比增强能谱摄影技术(CESM)

　　2D

　　3D

　　DM+增强

　　数字化乳腺摄影技术(DM)

　　低剂量 筛查手段

　　组织重叠 误诊 漏诊

　　优点

　　缺点

　　数字乳腺三维断层摄影技术Digital Breast Tomosynthesis, DBT

　　一种三维成像技术，通过多角度曝光，获得乳腺在不同角度下的影像，然后根据组织体积将其重建成一系列高分辨率的体层影像 每层约1mm厚的组织位于焦点上，其上面或下面的组织显示于焦点外，薄层减少了重叠组织的干扰

　　DBT

　　数字探测器

　　压迫板

　　乳房

　　重建后的断层影像

　　X-线球管围绕乳房进行弧形的运动在不同角度获取一系列的低剂量影像通过三维重建技术，获取1mm层厚的断层影像

　　图像采集过程

　　15 ° 的旋转角度范围 15 次曝光 每1°获取1幅图像

　　Combo图像采集模式:同一压迫位置下同时获取2D和3D图像

　　DBT对于乳腺疾病中的优势：

　　克服传统二维图像组织重叠的影响 对病灶边缘显示更清楚 对一些细小钙化显示更清楚 提高乳腺疾病诊断的准确率

　　传统乳腺摄影在致密型腺体的病人中乳腺癌的漏诊率高达76%

　　FFDM影像中由于周围致密的腺体组织重叠影响。很难辨认肿物的边界及形态：而在DBT影像中，可以很清楚地显示出肿块的位置和形态

　　提高乳腺癌的检出率

　　提高良恶性鉴别的能力

　　DBT显示致密型乳腺中的肿块

　　FFDM

　　DBT

　　显示致密型腺体优势

　　49

　　肿物边缘清晰、锐利、光滑者恶性可能性<2%

　　小分叶者恶性可能性为17%～50%

　　边缘不清晰、不光滑者恶性可能性为44%～60%

　　DBT对于恶性毛刺征的显示要明显优于FFDM，其主要原因是DBT的断层影像可以有效地降低正常腺体组织的重叠效应

　　毛刺者恶性可能性高达81%～97%;毛刺征的显示在很大程度上提示乳腺癌的可能

　　DBT显示肿物边缘

　　FFDM

　　DBT

　　对于病灶边缘显示优势

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　　据统计“隐匿性乳腺癌”中的50%～60%可单凭钙化来诊断

　　对成簇微小钙化，直径<0.5 mm，1cm2内多于5枚;成群无法计数的微小钙化或以微钙化为主的大小不等的钙化、小线虫样泥沙或针尖状钙化、沿导管方向分布的钙化都可以诊断为恶性钙化

　　数特殊类型癌，如髓样癌或黏液腺癌可有粗大钙化易被误认为良性

　　钙化对乳腺癌的诊断极为重要，堪称“金标准”

　　DBT显示钙化

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　　FFDM

　　DBT

　　对于微小钙化显示优势

　　病例展示

　　病灶边缘显示优势

　　钙化显示优势

　　多中心病灶显示优势

　　肿块显示优势

　　钙化显示

　　DBT相比FFDM相比：对于肿块检出、病灶边缘显示、微小钙化及多中心病灶显示，在提高乳腺疾病的检出率、降低误诊率方面有很大的应用价值。可作为高危人群的首选检查方法

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　　总结

　　Thank you !