第一节　医学影像学的发展与现状

医学影像学（medical imaging）也称医学成像，是指运用X线、CT、MRI、核素及超声等成像方法对疾病进行诊断和治疗的一门学科。自1895年伦琴发现X线并运用于医学检查以来，已有百年历史。近年来随着生物医学工程与计算机技术的发展，介入放射学已成为与内科、外科并列的三大诊疗技术；同时放射科也由过去仅靠透视、拍片的医技辅助科室发展到今天拥有数字X线摄影、超声、CT、MRI、DSA及核医学在内的大型临床科室与区域医疗影像数据中心，并由二维平面解剖结构的诊断进入到三维立体、全方位、深层次、多角度地显示病灶与周围组织结构之间的关系，甚至出现了强强联合如 PET-CT、MRI-PET等，使医学影像技术成为现代医学不可或缺的重要手段，医学影像进入到分子与功能成像时代。

一、医学影像学发展历史回顾

纵观医学影像学的发展史（表1-1-1），可见其发展离不开科学技术的进步与设备的开发应用。关注医学影像学的进展，以医学影像学问题为核心，注重技术融合与设备革新，是医学发展面临的一项重要课题。而影像设备的发展必将进一步推动现代医学影像学的进程和发展，为人类的健康做出更大贡献。

表1-1-1　医学影像学发展简史

二、医学影像学在临床检查中的发展与应用

（一）X线

X线（X-ray）是一种波长很短的电磁波，由高速运动的电子撞击物质，使得其原子电离后生成电子而形成。因为是1895年由德国物理学家伦琴发现，故该射线又称为伦琴射线。X线检查是指使用X线对人体内部器官进行透视或摄影，利用人体对X线的吸收程度不同，在荧光屏或 X 线照片上形成黑白不同对比的影像，以反映人体组织结构的解剖及病理状态。该检查方法是迄今为止应用最早、最普遍、操作最便捷的影像学检查方法。该方法在临床上主要应用于胸部、骨骼、血管和胃肠道检查，是胸部、胃肠道疾患及骨骼系统疾患筛查的首选检查方法。随着技术的不断发展，常规X线已从模拟模式（传统的胶片）逐步发展为数字模式（医用显示器阅片）。常用的方法主要有 计算机X线摄影（computed radiography，CR）、数字 X 线成像系统（direct digital radiography，DDR）等。

（二）计算机断层扫描

计算机断层扫描（computed tomography，CT）简称CT，是电子计算机与X线检査技术相结合的产物。它利用X线管环绕某一体层扫描而测得各点吸收X线的数据，通过电子计算机系统以数字矩阵显示后转换为图像信号，最后由显示器显示出各体层横断面或冠状面的解剖图像。自20世纪70年代初CT开始应用于临床以来，经历了三次重要的技术革命：第一次：从断层扫描到螺旋扫描；第二次：从单排探测器到多排探测器；第三次：从单源到双源。CT在临床的应用越来越广泛，不仅是外伤、急腹症、急性脑血管病的首选检查方法，同时也是长骨、脊柱骨折、椎体及附件病变、椎间盘病变的常用检查方法，对于肝脏、胆系、胰腺、肾脏、输尿管、膀胱及胃肠道病变的显示、诊断和鉴别诊断也具有很高的应用价值。

（三）磁共振成像

磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）起源于20世纪70年代，是在物理学领域发现 核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR）理论的基础上发展起来的，是医学影像领域一种新型检查技术。MRI具有多方位、多参数成像、无辐射损伤等独特优势。该方法被视为神经系统最佳的检查方法，对乳腺良性及恶性病变的鉴别、盆腔炎症、肿瘤、子宫内膜异位症等病变以及关节软骨、韧带、半月板损伤与隐匿性骨折等病变的诊疗具有独特的优势。近年来随着超高场强设备的发展及 3D 设备的不断成熟，射频场的均匀性和图像质量得到了大幅提升。目前新型且应用较为广泛的有：三维动脉自旋标记技术（three dimensional artery spin labeling，3D ASL）灌注成像、多对比度成像与扩散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）等。

（四）数字减影血管成像

数字减影血管成像（digital subtraction angiography，DSA）或称数字减影血管造影是20世纪80年代初出现的一项医学影像技术，是应用计算机程序进行两次成像完成。该方法获得的图像不仅能提供病变的确切部位，亦可清楚地了解病变的范围及严重程度，为手术提供较可靠的客观依据。但由于是一种创伤性检查，所以需要掌握好适应证和禁忌证，并做好有关准备工作。DSA在临床上常用于：①对下肢血管病变的初步筛选和诊断具有独特的优越性；②累及右心和上、下腔静脉的疾病，肺静脉、肺动脉与先天性心血管畸形的诊断，如肺动脉狭窄、法洛四联症、房间隔缺损、肺静脉畸形等；③主动脉或其主干病变的诊断，如动脉导管未闭、主动脉和/或肺动脉间隔缺损、肾动脉狭窄以及心脏病变等；④诊断脑血管疾病的重要检查方法之一，可直观地测定血管狭窄范围和程度，观察侧支循环情况。因其具有创伤性，所以不宜作为首选或常规检查方法。

（五）核医学

核医学（nuclear medicine）是一门利用开放性 放射性核素（radionuclide）或其 标记的化合物（labeled compound）进行临床诊断、治疗及科学研究的学科，分为实验核医学与临床核医学两部分。实验核医学是指利用核技术探索生命现象的本质和物质变化规律，广泛应用于医学基础理论研究，主要包括核衰变测量、标记、示踪、体外放射分析、活化分析和放射自显影等。临床核医学是指利用放射性核素及其标记物对疾病进行诊断和治疗，在诊断方面包括以脏器显像和功能测定为主要内容的 体内（in vivo）诊断法与以体外放射分析为主要内容的 体外（in vitro）诊断法；治疗上主要是利用放射性核素发射的射线对病变进行集中照射治疗。我国该技术的运用始于20世纪50年代末期，随着科学技术的发展与药物的不断研制，我国的核医学技术发展迅速，现主要为 单光子发射计算机体层显像（single photon emission computed tomography，SPECT）和 正电子发射体层成像（positron emission tomography，PET）等，在神经系统、内分泌系统及肿瘤等疾病的治疗与诊断方面应用越来越广泛。

（六）超声

超声（ultrasound），即超声波，是指人耳听不见、频率高于20kHz的声波。超声广泛运用于诊断学、治疗学、工程学、生物学等领域。超声检查是利用超声波对人体进行扫描，人体器官组织因为形态和结构的不同而形成声阻抗相异的介质通过反射、折射、散射等传播规律至探头收集并经过电子计算机处理成像。超声检查的优点有：①属无创伤性定位；②无放射性损害；③敏感性高；④价格低廉；⑤可重复使用等。该方法在临床上主要应用有心血管超声技术、腹部器官超声技术、妇产科超声技术、浅表器官和小血管超声技术以及超声导引下进行穿刺活检或治疗等。

三、展望

伴随着分子影像学与循证医学的发展，在各种高精尖影像设备与网络信息技术的推动下，现代医学影像学正以更加迅猛的速度向前发展。数字化、信息化和网络化时代的到来为现代医学影像学的发展带来了更大的机遇与挑战。作为医学影像工作者，我们应抓住机遇，不断学习与更新观念，为“大影像”时代的到来时刻准备着。