袁燁

[摘要] 醫(yī)學(xué)影像學(xué)目前已從傳統(tǒng)的解剖成像進入了功能和分子顯像時代，使影像診斷準確率大幅升高?，F(xiàn)今，X線、CT、MRI技術(shù)已常規(guī)應(yīng)用于疾病的診斷、治療指導(dǎo)及治療效果評價，醫(yī)學(xué)影像圖像實現(xiàn)了從二維到三維成像，甚至是四維成像的功能成像轉(zhuǎn)變。各項技術(shù)各有其優(yōu)缺點及適用情況。超聲分子顯像技術(shù)是一種潛在的、較為理想的分子顯影方法，是今后該領(lǐng)域研究的熱點。

[關(guān)鍵詞] 醫(yī)學(xué)影像學(xué)；X線；計算機斷層成像；磁共振成像技術(shù)；超聲分子顯像技術(shù)

[中圖分類號] R445 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210（2015）10（a）-0033-04

Research of present situation and the latest progress of medical imaging

YUAN Ye

Department of Radiology， the 731 Hospital of China Aerospace Science and Industry Group， Beijing 100074， China

[Abstract] Medical imaging has from the traditional anatomical imaging into the function and molecular imaging era. Imaging diagnostic accuracy has sharply rising. Nowadays， X-rays， CT， MRI have routinely applied in the diagnosis of the disease， guiding treatment and treatment effectiveness evaluation. Medical imaging image achieves changes from 2 D to 3 D imaging， and even the 4D imaging. In clinic， all the techniques have their advantages and disadvantages and applicable condition. Ultrasonic molecular imaging technology has became a kind of potential and ideal molecular imaging method， which is the focus in this field of research in future.

[Key words] Medical imaging； X-ray； Computed tomography； MRI techniques； Ultrasonic molecular imaging technology

近年來，隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展，與該技術(shù)關(guān)系度密切的影像技術(shù)也取到了前所未有的新成果，醫(yī)學(xué)影像學(xué)作為醫(yī)學(xué)方面發(fā)展最為快速的一門學(xué)科，其設(shè)備成像質(zhì)量也向數(shù)字化邁進[1-4]，如計算機斷層成像（computed tomography，CT）及磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）等，圖像的時間分辨率和空間分辨率均得到很大提升，實現(xiàn)了從2D到3D，甚至是4D的功能成像轉(zhuǎn)變，影像診斷準確率得到大幅升高。本研究綜述醫(yī)學(xué)影像學(xué)的現(xiàn)狀及最新的進展研究，旨在為臨床醫(yī)學(xué)的發(fā)展提供更多客觀的診療參考。

1 常規(guī)X線

X線平片是迄今為止應(yīng)用最早、最普遍、操作最便捷的影像學(xué)檢查方法[4-5]。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，常規(guī)X線已從模擬模式（傳統(tǒng)的膠片）逐步發(fā)展為數(shù)字模式（醫(yī)用顯示器閱片）[6]。該方式下的數(shù)字圖像分辨率較高，圖像銳利度良好，細節(jié)顯示較為詳細；曝光范圍寬，可結(jié)合臨床需求來處理各種圖像；擯棄了膠片化模式，節(jié)約物質(zhì)及時間成本，方便患者，同時也有利于醫(yī)院會診與醫(yī)學(xué)生教學(xué)[7-10]。常用的方法主要有計算機X線攝影（computed radiography，CR）、數(shù)字X線成像系統(tǒng)（direct digital radiography，DDR）等。

CR是X線平片數(shù)字化較為成熟的一種體現(xiàn)，其以成像板作為載體，利用X線曝光及信息處理系統(tǒng)形成數(shù)字影像，信息的層次感增強。隨著DR技術(shù)的普及與發(fā)展，其將逐漸在急診醫(yī)學(xué)中推廣應(yīng)用[11-13]。DDR主要利用平板、數(shù)字化探測器，通過X線影像數(shù)字化的直接轉(zhuǎn)化，利用計算機將結(jié)果在監(jiān)視器上還原。與CR不同的是，DDR的轉(zhuǎn)換方式更為直接。在不久的將來，DDR技術(shù)將會在血管機和胃腸機等各類X線診斷設(shè)備中廣泛推廣。CR是DDR技術(shù)的前身，兩者有一定的共同的優(yōu)點：X線圖像質(zhì)量較好；復(fù)制與傳送十分快捷，存儲較方便；X線輻射劑量減少，不足同類檢查劑量原有劑量的1/10，使用起來更為安全[14-15]。但相對來講，CR的缺點是拍片速度較慢，耗時長[16]。未來一段時間CR和DDR技術(shù)會并存，不過隨著醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的不斷發(fā)展，CR終將被DDR技術(shù)所取代。

2 CT

20世紀90年代初，單層螺旋CT（single-slice helical computed tomography，SSCT）在臨床中逐漸被關(guān)注，并逐漸成熟。其中以CT血管造影為代表的三維后處理技術(shù)，改變了傳統(tǒng)的顯示方式，其以操作簡單、掃描迅速、重復(fù)性好、無創(chuàng)等特征廣泛應(yīng)用，但SSCT自身的容積覆蓋速度范圍較窄，醫(yī)生往往需要手動增大層厚或調(diào)節(jié)螺距來進行調(diào)節(jié)，這樣會明顯降低后處理圖像的分辨力，圖像偽影較為明顯，此特點限制了SSCT在臨床的推廣使用[17-24]。

計算機輔助檢測（computer-aided detection，CAD）是當今發(fā)展起來的一種新技術(shù)，在腫瘤中的應(yīng)用廣泛[25-27]。CAD是一種將計算機數(shù)字化信息輸入計算機，再由相關(guān)醫(yī)師復(fù)閱來提高早期腫瘤檢出效率的方式[28-29]。CAD往往在不增加醫(yī)生工作量的情況下，提高了病變檢出率，能夠在臨床輔助醫(yī)療中有較好的應(yīng)用效果[30-35]。其優(yōu)勢主要表現(xiàn)為穩(wěn)定、迅速、無生理局限，人為因素（如經(jīng)驗限制、疏忽、疲勞等）的影響較小，降低了誤差率。有研究顯示，CAD系統(tǒng)對于惡性腫塊檢出的敏感性為86%，對于活檢證實的惡性鈣化的檢出敏感性可高達98%，可見CAD系統(tǒng)對于檢測及標記成簇微小鈣化的敏感性較高[32]。

3 MRI技術(shù)

1974年磁共振技術(shù)首次應(yīng)用于人體活體成像。近年來隨著超高場強設(shè)備的發(fā)展及3D設(shè)備的不斷成熟，射頻場的均勻性和圖像質(zhì)量得到了大幅提升，利用仿真180射頻脈沖、超級回波技術(shù)、多通道放射狀射頻發(fā)射線圈能夠使射頻變形減少，超高場強MRI的圖像分辨率提高，磁敏感偽影減少。目前新型且應(yīng)用較為廣泛的有以下幾種：

3.1 三維動脈自旋標記技術(shù)（three dimensionalartery spin labeling，3D ASL）灌注成像

3D ASL作為一種無創(chuàng)灌注成像技術(shù)，具有明顯的優(yōu)勢：①在1.5 s內(nèi)能夠達到1000多次的射頻標記，較傳統(tǒng)脈沖式標記下的信噪比升高，灌注效果十分均勻，此連續(xù)式標記能夠滿足大范圍3D全腦容積灌注成像的要求；②利用FSE序列可有效評價傳統(tǒng)2D ASL所不能評價的區(qū)域的灌注信息，包括顱底、顳部等區(qū)域；③采用螺旋K空間采集技術(shù)，在數(shù)分鐘內(nèi)完成全腦灌注成像，克服每個梯度線圈的自感問題和多個梯度線圈間的互感問題[33-34]。3D ASL灌注將動脈血中的水分子作為內(nèi)源性示蹤劑，獨立于血腦屏障，能夠更為準確地對梗死后再灌注的組織進行評價，鑒別畸形的腦血管，對顱內(nèi)腫瘤新生血管給予準確的腫瘤分級[35]。

3.2 多對比度成像

在MRI應(yīng)用于臨床的過程中，需要對脂類物質(zhì)信號的抑制來提高病變與背景組織之間的對比，以更好地顯示病變，提高診斷的正確率。在脂肪抑制方面，傳統(tǒng)的脂肪抑制技術(shù)往往對磁場均勻度的要求較高，信噪比不高。目前，基于三點式Dixon技術(shù)的多對比度成像技術(shù)能夠保證任意的水、脂肪比值，提高信號強度，提高組織結(jié)構(gòu)交界處圖像的清晰度，達到水脂徹底分離。另外，多對比度成像技術(shù)的一次成像便可獲得4種對比度（水相、脂相、水脂同相、水脂反相），掃描流程得到明顯優(yōu)化，病變診斷的特異度、病變檢出的敏感度顯著提高。最小二乘法估計技術(shù)（iterative decomposition of waterand fat with echo asymmetry and least-squaresestimation，IDEAL）是對Dixon技術(shù)進行改進的精準定量化技術(shù)，通過多回波采集及區(qū)域增長技術(shù)，能夠達到肝臟內(nèi)脂肪含量的精確量化[36-37]。IDEAL技術(shù)較傳統(tǒng)水脂成像方法具有更高的脂肪定量的精準性，目前已在脂肪肝、腫瘤、代謝性疾病等疾病治療效的評估中有所應(yīng)用。

3.3 擴散加權(quán)成像（diffusion weighted imaging，DWI）

DWI是依賴于水分子運動的一種成像方式，能夠快速檢出肝硬化的小肝癌、胃癌、直腸癌、乳腺癌、前列腺癌等惡性腫瘤，對于全身性有腫瘤轉(zhuǎn)移存在較高的敏感性，目前尚處于研究階段。高清DWI可降低DWI圖像變形，提高DWI的空間分辨率及信噪比?？赏ㄟ^校正采集、識別和重新計算錯誤數(shù)據(jù)等技術(shù)來減少不同數(shù)據(jù)截斷或生理運動所出現(xiàn)的誤差[38]。高清DWI可應(yīng)用于神經(jīng)系統(tǒng)，如大腦、腦干、脊髓、丘腦以及灰質(zhì)核團的細微結(jié)構(gòu)，還可用于腹部病變的鑒別診。目前衍生出Q-空間成像、高角度分辨率成像（HARDI）、QBI等方法能夠準確反映水分子在各個方向上的擴散特性，即能獲得更加精確的纖維走向和連接處結(jié)構(gòu)。動態(tài)增強MRI量化參數(shù)能夠間接對腫瘤血管的通透性及病變的纖維化程度進行評價，主要在乳腺、腹部及盆腔器官實質(zhì)性腫瘤的早期診斷及治療效果的監(jiān)測中有所應(yīng)用。隨著MRI設(shè)備和技術(shù)的進步，MRI技術(shù)正在向定量成像技術(shù)、個體化治療療效評估和多模式MRI分子影像技術(shù)方向發(fā)展。

4 超聲分子顯像技術(shù)

隨著超聲造影成像技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，尤其是靶向微泡造影劑的出現(xiàn)，超聲分子顯像已成為了一種潛在的、較為理想的分子顯影方法[39]。目前，超聲分子顯像的基礎(chǔ)研究雖然取得了一些進展，但亦面臨著諸多技術(shù)的難點：如何制備特異性好的靶向微泡造影劑；如何改善普通微泡造影劑僅能作為血池內(nèi)顯影劑的現(xiàn)狀等。液氣相變納米粒、光聲成像等新技術(shù)為超聲分子顯像以及多模態(tài)分子顯像研究提供了新的思路與方法，是目前該領(lǐng)域研究的熱點與發(fā)展方向。

5 小結(jié)與展望

醫(yī)學(xué)影像學(xué)是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展最快的學(xué)科之一，目前已從傳統(tǒng)的解剖成像進入了功能和分子顯像時代。醫(yī)學(xué)影像學(xué)常規(guī)應(yīng)用于疾病的診斷、治療指導(dǎo)及治療效果評價，期望能有效可視化人類疾病高度的表型差異性及其隱藏的內(nèi)涵特征。但一直以來，影像學(xué)家僅從上述影像中提取主觀性、半定量的信息，如果能夠利用已有數(shù)據(jù)研究并通過多學(xué)科、多領(lǐng)域的廣泛協(xié)作，解碼隱含在影像信息中的因患者細胞、生理、遺傳變異等多因素共同決定的綜合影像信息，并能客觀且定量化將其“內(nèi)涵”呈現(xiàn)在臨床診治、預(yù)后分析的整個過程，這無疑會為臨床醫(yī)學(xué)各個方面的發(fā)展帶來一場舉世矚目的革命并造福人類。

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