眼花缭乱的医学影像技术

由于近代物理学和计算机技术的发展,推动了医学影像诊断技术的进步,相继涌现了B超、CT、ECT和MRI,共同形成了独立的影像诊断学.这些功效神奇的诊断设备真令人眼花缭乱,弄不清孰高孰低,不知道他们到底有什么区别.在此,笔者做简单介绍.

1B超

什么是超声波?人耳能听到的声音频率为20Hz～20kHz,低于20Hz的声波为次声波,高于20kHz的声波为超声波.B超成像的基本原理是：向人体发射一组超声波,按一定的方向进行扫描.根据监测其回声的延迟时间,强弱就可以判断脏器的距离及性质.经过电子电路和计算机的处理,形成B超图像.B超的关键部件是超声探头,其内部有一组超声换能器,是由一组具有压电效应的特殊晶体制成.这种压电晶体的特殊性质是在晶体特定方向上加上电压,晶体会发生形变,反过来当晶体发生形变时,对应方向上就会产生电压,实现了电信号与超声波的转换.一般的B超工作过程为：当探头获得激励脉冲后发射超声波,经过一段时间延迟后再由探头接受反射回的回声信号,探头接收回来的回声信号经过滤波,对数放大等信号处理.然后由DSC电路进行数字变换形成数字信号,在CPU控制下进一步进行图像处理,再同图表形成电路和测量电路一起合成视频信号送给显示器形成我们所熟悉的B超图像,也称二维黑白超声图像.

什么是彩色B超,即“彩超”.其实彩超并不是看到了人体组织的真正的颜色,而是在黑白B超图像基础上加上以多普勒效应原理为基础的伪彩而形成的.那么何谓多普勒效应呢,当我们站在火车站台上听有远处开来的火车汽笛声会比远离我们的火车汽笛声音调要高,也就是说对于静止的观测者来说,向着观测者运动物体发出的声波频率会升高,相反频率会降低,这就是多普勒效应.现代医用超声就是利用了这一效应,当超声波碰到流向远离探头液体时回声频率会降低,流向探头的液体会使探头接收的回声信号频率升高.利用计算机伪彩技术加以描述,使我们能判定超声图像中流动液体的方向及流速的大小和性质,并将此叠加在二维黑白超声图像上,形成了我们今天见到的彩超图像.

B超操作简单,对人体无任何伤害和痛苦,可以反复进行检查.但B超影像清晰度不如CT和MRI,对含气脏器和骨骼疾病的诊断等方面存在局限性.

2CT

CT是“计算机X线断层摄影机”或“计算机X线断层摄影术”的英文简称,是从1895年伦琴发现X线以来在X线诊断方面的最大突破,是近代飞速发展的电子计算机控制技术和X线检查摄影技术相结合的产物.CT由英国物理学家在1972年研制成功,先用于颅脑疾病诊断,后于1976年又扩大到全身检查,是X线在放射学中的一大革命.我国也在70年代末引进了这一新技术,在短短的30年里,CT检查在全国范围内迅速地层开,成为医学诊断中不可缺少的设备.

CT是用X线束对人体的某一部分按一定厚度的层面进行扫描,当X线射向人体组织时,部分射线被组织吸收,部分射线穿过人体被检测器官接收,产生信号.因为人体各种组织的疏密程度不同,X线的穿透能力不同,所以检测器接收到的射线就有了差异.将所接收的这种有差异的射线信号,转变为数字信息后由计算机进行处理,输出到显示的荧光屏上显示出图像,这种图像被称为横断面图像.CT的特点是操作简便,对病人来说无痛苦,其密度、分辨率高,可以观察到人体内非常小的病变,直接显示X线平片无法显示的器官和病变,它在发现病变、确定病变的相对空间位置、大小、数目方面非常敏感而可靠,具有特殊的价值.CT的弱点在于遇到体内蠕动的脏器可以发生伪影,使病变显示不清,因此,CT不适于检查胃肠道炎症、溃疡和肿瘤.

3ECT

ECT即发射型计算机断层,也称放射核素发射型计算机断层.ECT是在人体内注射放射核素,再在体外从不同角度采集人体放射的γ射线,然后运用电子计算机对信息进行计算和处理重建图像,并显示三维影像.当探头固定时可得到γ射线闪烁照相图像；当探头转动时,可得到象CT断层一样的三维断层图像.ECT目前有两类：一类是以正电子发射核素为探测对象的正电子发射型计算机断层（PECT）,由于必须配备昂贵的加速器而使其推广受到限制.另一类是以γ光子发射核素为探测对象的单光子发射型计算机断层（SPECT）,从70年代应用于临床以来,在国内外应用日趋广泛,并取得了很大进展.其主要特点是,不但可以分层显示脏器的形态图像,而且可以动态观察脏器的功能代谢.

4MRI

MRI即磁共振成像仪,是利用磁振造影的原理,将人体置于强大均匀的静磁场中,透过特定的无线电波脉动来改变区域磁场,藉此激发人体组织内的氢原子核产生共振现象,而发生磁矩变化讯号.因为身体中有不同的组织及成份,性质也各异,所以会产生大小不同的讯号,再经由电脑运算变换为影像,将人体的剖面组织构造及病灶呈现为各种切面的断层影像.身体几乎任何部位皆可执行MRI检查,影像非常清晰与细腻,尤其是对软组织的显影,不是任何其它医学影像系统所能比拟的.与B超及CT相比,MRI优良的密度分辨率和空间分辨率均是两种方法所不可比拟的.虽然MRI成像原理比较复杂,但MRI图像的解释比较直观,容易理解.检查操作中人为的影响因素少,可重复性大,便于共同研究、对比和随访.MRI存在的问题在于扫描时间长,对带金属的器官或部位不能做MRI检查.

综上所述,B超、CT、ECT及MRI等各种诊断设备,在诊断价值上各有千秋,应无补不足,配合使用,才能发挥最大的诊断效果.