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医学影像物理学绪论医学影像物理学绪论医学影像物理学绪论医学影像物理学Physics for medical imaging南通大学临床医学院 汤乐民lemint50@ntu.edu.cn绪论 医学影像物理学Physics for medical imaging南通大学临床医学院 汤乐民lemint50@ntu.edu.cn绪论 导言: 什么是医学成像目标 出于诊断目的，从外部获得活人体内部图像医学成像是一个多学科领域物理学 (物质 , 能量 , 辐射等)数学 (线性代数, 微积分, 统计学)生物学/生理学 工程学计算机科学 (图像重建, 信号处理) 医学成像方法: X线成像发现年代 1895 (伦琴, 诺贝尔奖 1905)辐射形式 X线 = 电磁辐射 (光子) 辐射能量 / 波长 0.1 – 100 keV / 10 – 0.01 nm(电离)成像原则 X线穿透组织并以不同密度形成影像 医学成像方法: X线成像成像体积 全身分辨率 Resolution: 非常高 (亚毫米级sub-mm)应用 乳腺X线摄影 Mammography 肺部疾病 整形外科 orthopedics牙科 dentistry心血管 Cardiovascular胃肠造影 GI 电磁谱 医学成像: X线 CT发明年代 1972 (Hounsfield, 诺贝尔奖 1979)辐射形式 X-线辐射能量/波长 10 – 100 keV / 0.1 – 0.01 nm (电离)成像原理 在多个角度下获得X线图像，这些图像来自于由计算 获得的断层数据 医学成像: X线 CT成像体积 全身分辨率 高 (mm)应用 软组织、骨性结构成像 电磁谱 医学成像方法：核素成像 (PET/SPECT)发明年代 1953 (PET), 1963 (SPECT)辐射形式 伽玛射线辐射能量/波长 > 100 keV / < 0.01 nm (电离) 成像原理 利用伽玛相机对体内的放射性同位素的聚积分 布进行成像 医学成像方法：核素成像 (PET/SPECT)成像体积 全身分辨率 中等 – 低(mm - cm)应用 功能性成像 [肿瘤探测,新陈代谢过程,心肌梗塞] 电磁谱 医学成像： 磁共振成像发明年代 1945 ( [NMR] Bloch, 诺贝尔奖1952 ) 1973 ( Lauterburg, 诺贝尔奖 2003 ) 1977 ( Mansfield, 诺贝尔奖 2003 ) 辐射形式 无线电频率 (RF) (非电离) 辐射能量/波长 10~100 MHz / 30~3 m (~ 10-7 eV) 医学成像： 磁共振成像成像原理 感应质子自旋翻转，探测这些质子响应所发射 的无线电频率成像体积 全身分辨率 高 (mm)应用 软组织, 功能性成像 电磁谱 医学成像方法： 超声成像发明年代 1952 (临床： 1962)辐射形式 声波 (非电离)辐射频率/波长 1~10 MHz / 1~ 0.1 mm  医学成像方法： 超声成像成像原理 利用来自不连续组织界面的回声成像 成像体积 < 20 cm分辨率 高 (mm)应用 软组织, 血流 (多普勒效应) 电磁谱 初步结论人体成像有许多不同的模式不同成像模式给出不同的表达各种成像模式所依据的基本原理由物理学描述 (声学, 磁学, 原子 与粒子物理学) 人类聪明的大脑使得难以置信的事情变为现实The human brain is a very valuable thing — which has led to the incredible developments that we see today. 谢谢！