一、常規(guī)X線成像設(shè)備
    X線（X-ray）機(jī)利用X線穿透人體時(shí)，人體組織對X線的衰減程度不同，因而投射在熒光屏或膠片上可形成不同亮度（或密度），呈現(xiàn)出對比度差異的影像信息。X線機(jī)現(xiàn)在仍然是臨床醫(yī)師最常規(guī)的診斷工具之一,雖然它存在著信息效率低、影像重疊、對軟組織鑒別能力差、射線對人體有一定損傷等缺點(diǎn),但由于它的適用范圍廣,信息量大,影像豐富細(xì)膩,尤其是實(shí)時(shí);形態(tài)觀察方面,在骨科、胸科、斷肢再植、介入放射治療等臨床應(yīng)用上,有著不可比擬的優(yōu)勢;。同時(shí),一些由X線機(jī)衍生的輔助設(shè)備和技術(shù)，如體層攝影、放大攝影、立體攝影、數(shù)字減影和各種腔內(nèi)造影等，使得這個(gè)傳統(tǒng)診斷技術(shù)在骨骼系統(tǒng)、胃腸道、心血管造影和動態(tài)觀察方面仍具有舉足輕重的地位?，F(xiàn)代X線診斷技術(shù)的重要突破與發(fā)展有兩個(gè)方面：①X線數(shù)字減影血管成像系統(tǒng)（digital subtracted angiography，DSA），它將常規(guī)的X線技術(shù)與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，減除不必要的影像背景，清晰地顯示臨床診斷需要的血管影像；②計(jì)算機(jī)數(shù)字?jǐn)z影技術(shù)（CR），采用涂有熒光體微結(jié)晶平板（影像板）取代普通膠片，X線照射后能產(chǎn)生潛影，然后可通過激光掃描后激發(fā)，使之重新產(chǎn)生與原激勵(lì)強(qiáng)度成正比的青紫色熒光，經(jīng)采樣得到數(shù)字影像。
 

二、X-CT成像設(shè)備
    X線計(jì)算機(jī)斷層成像（X-ray computed tomography，X-CT）通過X線射束從各個(gè)方向?qū)Ρ惶綔y的斷面進(jìn)行掃描，利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)對檢測器獲得的各個(gè)方向投影數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，然后重建斷層影像。它的影像對比度較高，最突出的優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)斷層成像，有選擇地對人體某一切面進(jìn)行觀察分析，綜合觀察相鄰斷面的影像，可獲得不完全連續(xù)的準(zhǔn)三維結(jié)構(gòu)信息。在另一方面，常規(guī)X線攝影是各種結(jié)構(gòu)重疊的影像，在有骨骼的情況下,它將掩蓋掉重疊的細(xì)節(jié)，這特別對腦部是一個(gè)難題，因?yàn)槟X部所有的組織均為顱骨所覆蓋。而X-CT卻能成功地應(yīng)用于頭部診斷的成像，并且對胸部、肋部、腹部和脊髓的成像均有特殊的診斷價(jià)值。X-CT機(jī)從20世紀(jì)70年代產(chǎn)生以來發(fā)展很快，現(xiàn)在已發(fā)展到第5代。第1～4代主要是顯示二維靜止斷層影像，第5代CT機(jī)又稱之為動態(tài)空間重建裝置（DSR）。這是一種全電子空間掃描系統(tǒng)，掃描速度小于1s ，可同時(shí)獲得多個(gè)斷面的投影數(shù)據(jù)，能很快獲得立體影像，既能對靜止或慢動的肌體組織做高密度分辨率檢查，又能利用快速掃描的特點(diǎn)對心和肺的動態(tài)功能進(jìn)行觀察研究。近年來又有更先進(jìn)的螺旋CT在臨床上獲得應(yīng)用，它能在短時(shí)間內(nèi)得到完整容積的掃描影像，通過X線射束圍繞人體受檢部位做螺旋性掃描，迅速而連續(xù)地采集大量數(shù)據(jù)，重建彩色三維影像，既能得到任意位置的斷面影像，也能顯示內(nèi)部病灶結(jié)構(gòu)。

三、EM成像設(shè)備
    電子顯微鏡（electron microscope，EM）是以電子束作為影像信息載體來成像的，有透射式（transmission electron microscope，TEM）和掃描式（scanning electron microscope，SEM）電鏡之分。前者采用電磁線圈作為折射透鏡來實(shí)現(xiàn)影像放大，影像的亮度（或密度）對應(yīng)于被成像樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)的疏密和對電子束吸收的衰減而形成差異；后者采用電磁偏轉(zhuǎn)線圈控制電子束掃描被成像樣品，樣品的質(zhì)地和表面形貌決定了反射電子能量的大小，轉(zhuǎn)而在顯示器上可再現(xiàn)放大了的樣品形貌。EM是當(dāng)今對超細(xì)微結(jié)構(gòu)進(jìn)行形態(tài)觀察最有力的分析工具，分辨率( 能清晰分辨出兩點(diǎn)間的最小距離)高是電鏡獨(dú)具的特別優(yōu)勢，其最高分辨率已超過0.2 nm(1nm=10-9m)，最新研制出的掃描隧道電子顯微鏡可以分辨出原子和原子間的隙距。另外，EM的信息容量大，輔之以X線波譜、能譜儀，可對樣品進(jìn)行定性、定量地分析。這對于生物醫(yī)學(xué)分析,特別是病理診斷和基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)科學(xué)研究有著十分重要的意義，并已獲得非常普遍地應(yīng)用。然而，它也存在著一些幾乎無法彌補(bǔ)的缺點(diǎn)：必須在采樣獲得離體細(xì)胞后經(jīng)過特殊制作才能進(jìn)行觀察，而觀察過程又必須在高度真空的鏡體內(nèi)進(jìn)行。這對臨床診斷來說，采樣將造成創(chuàng)傷，不能進(jìn)行活體的實(shí)時(shí)觀察分析。

四、MRI成像設(shè)備
    磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）是一種嶄新的醫(yī)學(xué)成像技術(shù)，它采用靜磁場和射頻磁場對人體組織成像。在原子內(nèi)部，電子、質(zhì)子、中子都有自旋特性，當(dāng)自旋的質(zhì)子被置入一個(gè)外加磁場B時(shí)，就會繞著B方向進(jìn)動。若人體內(nèi)氫質(zhì)子群被磁化后，再加上一個(gè)與B垂直的交變射頻磁場，則質(zhì)子群將吸收能量，從低能態(tài)躍遷到高能態(tài)，其進(jìn)動相位趨于一致。當(dāng)交變磁場一被切斷，質(zhì)子群就在弛豫時(shí)間內(nèi)釋放出能量，產(chǎn)生用于磁共振成像的信號，信號強(qiáng)度與質(zhì)子密度、弛豫時(shí)間有關(guān)。由于MRI 是對質(zhì)子成像，因此對軟組織的成像比較清晰。作為人體形態(tài)學(xué)研究和臨床診斷的一種工具，其空間分辨率高，在解剖學(xué)細(xì)節(jié)和影像低失真方面都不亞于X-CT，并且無電離輻射和放射損傷，所以在檢查嬰幼兒和子宮中的胎兒時(shí)，MRI是一種非常有價(jià)值的方法，對于需要做定期復(fù)查的疾?。ㄈ橄侔┮彩呛苡欣?。另外要強(qiáng)調(diào)的是，MRI還可以根據(jù)其他參數(shù)來分辨密度相似的組織，特別是可以幫助鑒別有病的組織和鄰近的正常組織，甚至還能進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)的微觀分析，反映出生理、生化等方面的功能，能從人體分子內(nèi)部反映出器官失常和早期病變，有助于對腫瘤進(jìn)行早期或超早期診斷。
    對MRI內(nèi)部存在的超強(qiáng)靜磁場（某些機(jī)型可達(dá)到4 T 以上）和射頻電磁場，目前還沒有任何報(bào)導(dǎo)發(fā)現(xiàn)其可以對人體造成損傷。MRI在某些功能檢查方面不如ECT；與X-CT相比，MRI的成像速度相對比較慢，通常前者僅需要幾秒鐘，而后者需要幾分鐘，這對于活體動態(tài)觀察是不利的。但隨著新型的MRI不斷被研制出來，這一差距正被逐漸縮小，故醫(yī)學(xué)影像學(xué)界都對磁共振成像設(shè)備的未來寄予厚望，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為MRI將是新世紀(jì)中最有前途的醫(yī)學(xué)成像方式 。

五、ECT成像設(shè)備
    發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層成像（emission computed tomography，ECT）是將某種放射性核素注入患者體內(nèi)，核素在衰變過程中能向體外發(fā)射出建立影像的特定信息，所以ECT是以放射性核素作為顯像劑來成像的。這種成像設(shè)備主要有兩大類型：單光子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層成像儀，即SPECT（single photon ECT）和正電子發(fā)射型斷層成像儀（positron emission tomo graphy，PET）。SPECT多采用Anger型γ探測器，探測器圍繞患者旋轉(zhuǎn)，從各個(gè)角度獲取投影數(shù)據(jù)，然后由計(jì)算機(jī)重建出影像，信息的載體是核素衰變過程中釋放出來的γ光子。而PET多采用環(huán)形探測器排列，采集各個(gè)方向上的投影數(shù)據(jù)，再以計(jì)算機(jī)建立影像，PET選用某種短壽命放射性核素注入人體內(nèi)，這種核素在衰變過程中能釋放出正電子，正電子在人體組 織中只能傳播很短的幾個(gè)毫米，然后就會與人體內(nèi)存在的普通電子碰撞而湮沒，從而產(chǎn)生一對能量相同、方向相反的γ光子射線，所以PET的探測器總是成對地排列在患者兩側(cè)的直線上構(gòu)成環(huán)形。由于制造、運(yùn)行成本過高和工作條件苛刻等原因，PET目前是各類醫(yī)學(xué)影像中最為昂貴和最難普及應(yīng)用的裝置。目前，在雙探頭SPECT中采用電子符合線路探測技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)部份PET功能，即所謂SPECT與PET二合一。
    根據(jù)ECT的成像原理，其影像信息的形成取決于放射性核素藥物在人體內(nèi)的空間分布不同，而藥物的濃度分布差異又與人體組織和器官的功能有關(guān)，因此ECT不僅僅能反映解剖結(jié)構(gòu)關(guān)系，還可以研究有關(guān)代謝、生理或功能改變的問題，也可分析局部病理改變，諸如轉(zhuǎn)移或原發(fā)性骨腫瘤、肺栓塞、腎功能、腦腫瘤或甲狀腺疾病，對確定隱性疾病的有無和程度尤有臨床價(jià)值。其缺點(diǎn)是對人體有一定損傷，影像分辨率低，信息量小。

六、US成像設(shè)備
    超聲（ultra-sonic，US）成像是靠超聲波在人體內(nèi)傳播，遇到不同組織和器官時(shí)，會因其聲阻抗不同而產(chǎn)生聲強(qiáng)度差異的回聲來建立影像的。組織器官在空間位置上的不同，還將使回聲產(chǎn)生出時(shí)間上先后的差異，以此做為影像重建的一個(gè)參數(shù)，即可以顯示出人體結(jié)構(gòu)形態(tài)上的對應(yīng)關(guān)系。不同形式的US成像儀，采取的調(diào)制方式也不相同。目前，使用最為廣泛的是B型超聲診斷儀，其普及程度不亞于X線機(jī)，基層醫(yī)院大都配置了不同檔次的B超儀，大型醫(yī) 院更配備了多臺不同檔次、不同功用的超聲診斷儀，有的醫(yī)院已將B超儀作為常規(guī)檢查工具配備于相關(guān)科室。US的突出優(yōu)點(diǎn)是對人體無損傷，這也是與X線診斷的重要區(qū)別之一，因此特別適用于產(chǎn)科和嬰幼兒的檢查。另外它能方便地進(jìn)行動態(tài)連續(xù)實(shí)時(shí)觀察，中檔以上的超聲診斷儀多留有影像信號輸出接口，使所得影像易于采用多種方式（錄像、打印、感光成像 、計(jì)算機(jī)存儲等）記錄存檔。由于它是采用超聲脈沖回聲方法進(jìn)行探查，所以特別適用于腹腔臟器、心、眼科、婦產(chǎn)科的診斷，而對有骨骼覆蓋或含氣體的器官組織如肺部，則不能較好地成像,這與常規(guī)X線的診斷特點(diǎn)恰好可以互相彌補(bǔ)。從信息量的對比上看，超聲診斷儀采用的是計(jì)算機(jī)數(shù)字影像處理，目前較X線膠片記錄的影像信息量和清晰度稍低。近年來彩色超聲多普勒成像儀的廣泛應(yīng)用，使US成像在心血管和運(yùn)動性器官的診斷上，呈現(xiàn)出重要的臨床價(jià)值。而介入式US成像儀又將診斷和介入治療緊密地結(jié)合在一起，無損無創(chuàng)、快速實(shí)時(shí)連續(xù)、操作方便等特點(diǎn)給醫(yī)生和患者都帶來了極其有利的條件。

七、PACS �� 影像存檔和通訊系統(tǒng)
    醫(yī)學(xué)影像存檔和通訊系統(tǒng)（picture archiving and communication system，PACS）是以計(jì)算機(jī)服務(wù)器、通訊網(wǎng)絡(luò)、影像及其他信息的輸入、輸出和存儲裝置，以及顯示終端，將各種成像設(shè)備儀器連接在一起的一套系統(tǒng)。這種系統(tǒng)利用新型存儲介質(zhì)如磁盤、光盤等取代傳統(tǒng)的膠片，采用電纜或光纜網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行高速傳輸，把各類醫(yī)學(xué)影像存儲、管理起來，并可根據(jù)需要在醫(yī)院任何科室和部門間傳遞、調(diào)用和拷貝。還可以通過網(wǎng)際傳播，將信息送達(dá)網(wǎng)絡(luò)所能伸延到的每一個(gè)地方。它不僅可以從根本上改變醫(yī)學(xué)影像資源傳統(tǒng)上的采集、存儲、處理、傳輸方式，也為醫(yī)學(xué)影像的綜合利用、發(fā)展綜合的醫(yī)學(xué)影像診斷學(xué)和技術(shù)融合提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，PACS必將走進(jìn)每個(gè)醫(yī)院，成為醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域中不可缺少的存檔和通訊系統(tǒng)。

八、不同成像方式的技術(shù)與應(yīng)用特點(diǎn)
    幾種典型成像方式的技術(shù)特點(diǎn)詳見表1-1。

表1-1 幾種典型成像方式的技術(shù)特點(diǎn)對照

各種醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的成像原理不同，其臨床適用特點(diǎn)也不完全相同，彼此只能互補(bǔ)而不能取代。例如：超聲脈沖適用于腹腔器官或心的成像，而利用X線對腹部進(jìn)行檢查，只能顯示極少的腹部器官。如果采取一些特殊措施，如用X線造影法，則可有選擇的對特定的器官顯像。對于胸腔，因肺部含有空氣而不宜用超聲檢查，但可用X線獲得較為滿意的影像。PET能很好地獲取腦功能和代謝的診斷信息，對顯示癜癇病灶、早期腦疾患較靈敏，但空間分辨率和組織對比分辨率均比MRI要低，可是MRI又顯示不出癜癇病灶；X-CT對鈣化的顯示很敏感，但對軟組織對比分辨率較低，而MRI對顯示鈣化不敏感，對軟組織對比分辨率卻很高，易于發(fā)現(xiàn)和顯示腫瘤全貌；X線數(shù)字減影（DSA）技術(shù)較X-CT、MRI 能更清楚顯示顱內(nèi)細(xì)小的血管分支，但不能顯示周圍結(jié)構(gòu)，若將DSA與MRI 或X-CT影像結(jié)合，則能顯示出血管及周圍結(jié)構(gòu)。因此采用多種醫(yī)學(xué)影像融合診斷技術(shù)，并建立相應(yīng)的診斷標(biāo)準(zhǔn)，將有助于更全面地觀察病變與周圍組織結(jié)構(gòu)的關(guān)系，早期發(fā)現(xiàn)病變并及時(shí)作出定性和定量的診斷。