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[转载]医学影像学发展简史

已有 711 次阅读 2020-10-21 10:29 |个人分类:医学史话|系统分类:科普集锦|文章来源:转载

(一)X线的发现及其命名

伟大的德国物理学家伦琴(1845-1923)于1895年11月8日下午,在黑暗的实验室里应用阴极射线管进行实验研究,偶然发现当阴极射线管放电时,放置在其旁边的荧光屏发出了可见光。实验中阴极射线管用不透光线的硬纸板遮挡,说明激发荧光屏发光的射线具有穿透性和荧光作用。为此,他又进行了深入的实验,发现该射线可使由不透光黑纸包裹的照相底片感光,为了验证其感光效应,伦琴为其夫人拍摄了佩戴结婚戒指手的照片,这就是人类第1张X线照片。经过多次重复实验后,他确信阴极射线管能发出一种肉眼看不见的射线.并用数学上未知数的最常用代号X,将其命名为X射线。

(二)X线的诊断应用

1895年12月28日,在伦琴发表他的研究报告几周之后,这一消息就传遍了全世界。当时各国报纸都竞相转载,认为这是一个“科学的辉煌胜利”。由于伦琴夫人手的X线照片清楚显示了骨骼结构,使人类首次在活体透过皮肤观察到人体的内部结构。此后,数家国际著名厂商很快就生产出医用X线机,将x线用于全身各部位疾病的诊断,因而形成了诊断放射学。x线的发现开创了一个医学的新时代,伦琴也因此获得首届诺贝尔物理学奖。

最初,X线诊断主要用于骨骼系统和胸部疾病的诊断。随后,人们发明向自然对比度不佳的部位引入对比剂,人为增加对比度的各种造影方法,进而能显示心血管系统、胃肠道、脊髓、脑室和脑池等结构,扩展了X线的临床应用领域,取得良好的诊断效果,为现代医学影像学奠定了坚实的基础。

(三)X线成像技术

1923年,Hevesy首先把核素示踪方法用于生物学研究;1925年,Blumgart第1次采用示踪方法测定了正常人及心脏病患者的血流速度。至20世纪50年代,出现伽玛闪烁成像(γ一scintigry)。1957年,HalAnger研制出第1台1闪烁照相机,使脏器动态显像和全身扫描一次成像成为可能。

1.超声成像 20世纪50~60年代,超声成像开始在临床应用。首先是A型超声仪,用于对肝脏病灶的测距,然后是用于心脏的M型超声仪,继之出现适用于全身各部位的B型超声仪,最后是多普勒及彩色血流显像。目前,超声成像以其无创伤、无射线、普及率高、价格低廉、便于床旁检查等优点,成为多种疾病的首选和筛选检查手段。

2.计算机体层摄影 1971年,x线计算机体层摄影(CT)问世,首次将传统x线检查的直接成像转变为利用探测器接收X线,再由计算机辅助技术间接成像。CT打破了人脑形态学的黑箱,使原来看不见的脑组织结构在活体得以显示,因而被公认为医学影像学发展的里程碑。20世纪80年代末出现的CT螺旋扫描技术,1998年发展为多层螺旋CT或者称多排螺旋CT,使数据采集加快。至2005年初,64排螺旋CT应用于临床,真正实现了容积数据采集,5s即可以完成心脏扫描,10s可获得整个人体的数据,所获图像的层厚更薄(亚毫米),一次扫描覆盖的范围更大(达4cm),可进行任意方位、层面的重建,加之具有强大的后处理功能,极大地扩展了CT在心血管领域的临床应用范围。MDCT促进了T血管造影(CTA)的发展,尤其冠状动脉CTA能清楚显示冠状动脉的3或4级分支,可进行大范围血管成像,已经被广泛应用于临床,并获好评。CTA图像可从多角度观察,无死角,经静脉注射对比剂创伤小,检查快速,观察心脏大血管整体情况清楚,除显示血管外,还能同时显示血管壁的钙化、动脉硬化斑块及其组成成分,结合CT图像能综合判断血管周围的情况。此外,MDCT还能进行实质性器官的灌注和空腔脏器的仿真内镜检查。目前,CT扫描已经成为最重要的影像学检查方法。受CT成像原理的启发,1975年第一台正电子发射计算机体层摄影(PET)仪问世,1979年发明单光子发射计算机体层摄影(SPECT)仪,使核医学(NM)在组织器官血流、灌注、受体和代谢显像方面形成完整体系,在影像诊断中发挥重要作用。

3.磁共振成像 20世纪80年代初,磁共振成像(MRI)问世。经过20多年的发展,在传统MRI基础上,MRI已经有磁共振血管成像(MRA)、磁共振波谱(MRS)、磁共振弥散成像(MRDI)、磁共振灌注成像(MRPI)、功能磁共振成像(FMRI)、磁共振弥散张量成像(DTT)等新技术不断问世,使MRI成为重要的影像学检查方法之一。

4.数字减影血管造影 值得一提的还有数字减影血管造影(DSA)。在20世纪70年代中期问世的DSA,使每次注入血管的对比剂用量大为减少,而血管显影的清晰度却有所提高,极大促进了介入放射学的发展,为介人影像学成为与传统内科化学药物治疗、外科手术治疗并列的第3大治疗方法奠定了坚实基础。

5.计算机摄影在20世纪末至21世纪初,计算机摄影(CR)和直接数字摄影(DDR)开始临床应用,使普通放射摄影检查实现数字化;后者又简称为数字化摄影(DR)。由于在此之前,其他影像学检查已经都是数字化图像,CR和DR的问世极大推动了图像传输与存储系统(PACS)的临床应用,应用PACS可以将各种成像技术获取的数字化图像在硬盘、光盘、磁带等不同存储介质上存储、传输,有利于图像的长期保存和远程调阅,可避免图像丢失,并消除了由使用胶片所带来的环境污染问题。

经过100多年的发展,医学影像学已经形成完整的体系,成为现代临床医学学科发展的火车头,对许多临床学科都发挥着很大的推动作用。目前,医学影像学科是大型医院现代化的主要标志,临床最重要的诊断方法,进行医学研究的强大手段和重要的治疗手段。



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