21世纪医学影像学的发展

21世纪医学影像学的发展发展趋向我国的现状和问题发展战略的思考医学影像新技术93期10班纪全松指导教师：王世伟教授发展趋势X线发现105年以来，促进了医学科学和临床医学的发展。特别是近20余年间，传统的放射技术与计算机结合，产生了包括CT、MRI、DSA等在内的一系列新设备，使放射诊断治疗技术进入了体层成像、数字化、三维仿真重建阶段，可以检测出传统X线技术难以发现的微小密度变化，还具备了图像产生、处理、显示、记录、存储和传输等功能。80年代中期以来，影像诊断学与介入放射学结合构建了诊治兼备的现代化医学影像学，尤其是介入治疗发展迅猛，已成为与内科、外科并列的三大临床治疗技术。中国工程院院士刘玉清教授在报告中说，21世纪医学影像学的发展方向是由大体形态学为主向生理、功能、代谢和基因成像过渡；对比增强由一般性向组织或疾病特异性方向发展；图像分析由“定性”向“定量”发展；诊断由胶片采像和阅读向无胶片的数字采像和电子传输发展；介入治疗向实时、立体和无射线引导发展，进而与内镜、微创外科相融合；在影像诊断中病人将接受更少或无放射辐射，获得更多的解剖和生理信息，并可以显示人体大体和显微解剖结构。此外，随着信息科学的进展，网络影像学将会到来，人工智能技术（如机器人）将会用于影像诊断和介入治疗的操作。随生命科学的发展，基础医学尤其分子生物学、生物技术基因工程的进展，将深入和影响临床医学含影像学的进程。例如：生理、功能、代谢成像和基因治疗等已经并将进一步深入影像学诊治及其基础研究领域；随信息科学的发展，由于PACS系统、智能型计算机和工作站，计算机辅助诊断和治疗等的进展和实用化，“网络影像学(networkimaging)”将会到来；随微机微电子技术(micromachine/electronics)的发展，新的影像和介入器械、器具，CT/MR新技术如图像采集和显示如三维仿真成像、器官/疾病特异性对比剂的开发，以及MR频谱成像的结合等，以及新一代治疗导管/内支架及传送装置的开发、应用，影像诊断和介入治疗将进一步向广深发展；我国的现状和问题90年代初，我国已初步形成现代医学影像学体系，近年又有新的进展，但整体上与国际先进水平相比仍有较大差距；影像学诊断仍处于以形态学为主的阶段，功能、代谢成像如MRI弥散/灌注成像、MR频谱分析、正电子发射型计算机断层(PET)的临床研究、强力超声等刚刚起步；介入治疗的发展和普遍应用，现已成为同内科、外科并列的三大诊疗技术之一。但近年来新技术发展较慢，又面临微创治疗(minimallyinvasivetherapy,MIT)尤其微创外科(minimallyinvasivesurgery,MIS)的挑战；同时主要介入技术的规范化等，有待进一步解决；主要问题：基础、实验研究和新技术开发薄弱，缺少创新，发展不平衡，专业队伍整体素质待提高，更缺少高素质的中青年学术带头人;科教投入不足，国家队未/不能发挥应有或更大作用，抓大放小如何落实?发展战略的思考继续发挥我国临床应用研究优势，组织“多中心研究”，努力作到诊断/治疗及评价标准的规范化和国际化：以肿瘤介入治疗为例，应严格按照国内外“肿瘤学”通用的诊断(如TNM分期、获取组织学诊断等)和疗效评价标准。积极开展并建立我国影像诊断和介入治疗的基础和实验研究体系，致力于体制和机制改革，努力创新及其应用、扩散。无创新就无生命力。加强医学影像学专业人员教育和培训，以医师为例：住院医师培训，在原有《医学影像学住院医师培训规范及实施方案》基础上，参照国际先进经验，应补充、强调培训基地的评估，严格考试、考核和资格认证以及科研能力的培训等；建立、健全我国本专业的继续/终身教育体系，开展与其相关的研究，重新认识其重要性。统筹安排好适应我国国情的提高与普及的关系，继续开展影像学综合诊断优选应用研究，大力普及规范化的主要介入治疗技术。增加科研和教育投入，除国家、政府外，通过政策引导，鼓励寻求企业和个人等多渠道投资。医学影像新技术计算机X线摄影：其优势在于它在给患者进行X线拍摄时剂量比传统X线摄影的剂量要小，而且只需要一次曝光就能捕捉到多层次的影像信息来满足诊断的要求，在曝光量不足或过量时能在一定程度上较好显示图像，避免因X线摄影参数选择不当而导致重拍，从而减少被检者X线接受剂量。此外，还可通过磁盘保存图像，避免了传统照片保存时间长而使影像质量下降，便于照片的打印及网上传输、会诊、资源共享。不仅如此，其影像质量的提高在于计算机的后处理，可通过窗宽、窗位的调整、边缘增强等技术改善影像质量，并在抗击SARS的没有硝烟的战争中发挥了巨大的作用。而“能量减影”是计算机X线摄影影像处理技术的一种，目前主要用于胸部检查，可同时获得胸部的原始影像、单纯肺组织像、单纯肋骨像等多种影像信息，消除骨骼或软组织影像，从而可为肋骨骨折或肺部肿块及其对肋骨的破坏提供强有力的证据。旋转数字减影血管造影（DSA）：被认为是诊断血管性病变的金标准，具有高度的敏感性及特异性，但常常因为投照体位等因素而受到一定的局限，有时可造成误诊及漏诊，现将旋转DSA从－110度到＋110度连续采集图像，在图像回放中可看到旋转、立体图像，便于观察病灶。它通过一次注药所成影像便可观察正、侧及任一侧斜位，而普通DSA需要多次注药才能观察正位、侧位及斜位，使对比剂的用量减少。旋转DSA可以观察动态3维血管图像，在了解血管病变和周围组织之间的关系及准确定位方面有重要的意义。旋转DSA可针对不同病变、不同部位、不同年龄、单双侧，选择不同的旋转方向、旋转角度，在所获得的旋转DSA图像序列中确定观察效果最理想的一帧图像，以清晰显示病变的大小、形态、解剖部位、对供血动脉的血管关系，在此角度和方向上监视图像，进行球囊扩张、支架植入、化疗栓塞，为疾病的介入治疗提供清晰明确的路径，为手术治疗提供可靠的依据。不仅如此，还可通过3维工作站进行动态及血管仿真内窥镜的制作，目前此项技术已用于脑血管、颈部血管、肺动脉、腹腔动脉、肾动脉、髂动脉、下肢步进等多种项目的检查。磁共振水成像：这里以磁共振尿路成像为例：尿路成像常以泌尿系统造影为主，但受病人年龄、过敏体质、肾功能等因素的影响，或不能进行造影检查，或达不到诊断目的。随着磁共振成像技术的发展，因其无创伤性、安全简便、不需对比剂、可多方位成像、多角度观察等优点，可解决常规尿路造影检查的不足，对指导临床治疗具有一定的意义。另外，磁共振胰胆管成像目前已作为评价胰胆管系统影像学检查方法，可直接显示胰胆管形态和结构。此外，选择适合参数，口含VitC能较好地显示腮腺管及分支的扩张、狭窄、移位及破坏等病变，与腮腺的常规扫描相结合，对指导临床治疗和手术都有更好的作用。不仅如此，此技术还可用于脑脊液鼻漏的诊断。磁共振导航扫描：手术导航系统是专为外科手术设计的，广泛用于脑外科和脊髓外科，它的动态光学跟踪定位系统有很高的精确度，在整个手术过程中能向医生提供三维动态影像，即使病人或系统的位置改变，也不影响定位的准确度。手术前系统必须输入病人的CT或磁共振影像数据，然后进行三维重建，自动识别和勾画出病灶大小，确定病灶位置，并分析病灶周围组织情况，向医生提供最佳手术方案，手术中系统提供轴位、矢状位、冠状位和立体影像，显示出探针在人体中的相对坐标位置，以及探针周围组织的解剖结构，保证手术快速准确地进行。磁共振波谱技术：是医学影像学近年来发展的新的检查手段，作为一种无创伤性研究活体器官组织代谢、生化变化及化合物定量分析的方法，目前主要在脑部应用研究较多，随着磁共振及其波谱装置不断改进，软件开发及临床研究的不断深入，人们通过磁共振波谱对各种疾病的生化代谢的认识将不断提高，为临床的诊断、鉴别、分期、治疗和预后提供更多有重要价值的信息。有的还可应用磁共振的功能成像对脑梗塞进行早期诊断，甚至在超急性期即能发现脑梗塞灶，提高了病变检出的准确性和效率，达到早诊断、早治疗，以减少致残率和致死率。CT三维重建：（1）创伤性病变的三维重建：随着交通事故和意外损伤的增多，常伴有严重的复合伤，而常规X线摄片因重叠过多影响病变的显示，多层螺旋CT可根据不同的检查部位，选择不同的扫描参数，在容积扫描的基础上进行多轴位重建，从而使观察更加直观，便于了解骨折的位置、程度，尤其是隐匿性的骨折和脱位。如：髋关节三维立体影像的髋臼与股骨头分离技术，是通过CT扫描或独立影像工作站中配置的3维影像处理软件，对CT扫描获取的原始影像数据进行后期影像处理的一门技术，它可将股骨头与髋臼完全分离，分别对股骨头、髋臼进行独立观察。从而实现了在无创的情况下，运用影像虚拟技术观察髋臼内的情况，和被髋臼包绕部分的股骨头情况，对于临床医生术前诊断，制定手术方案，模拟手术，制作假体模型等提供了详实的影像资料和数据。此外，颌面部三维重建可作为正畸患者治疗前了解病人缺陷及治疗后评价疗效的一种可视性强、可信度高的方法。还有的利用多层CT重建技术行重度脊柱侧弯检查，可更清晰显示脊柱整体解剖结构和各椎体及椎管正中层椎管结构情况，了解椎管有无异常，脊髓有无受压，有无合并多种先天畸形，以保证手术成功。（2）血管的三维重建：DSA一直被认为是脑血管性病变检查的金标准，但DSA毕竟是一种有创伤性的检查，随着多排CT技术的发展，使得非创性CT脑血管三维成像成为可能，从而为冠状动脉疾病的诊断开辟了一条新的扫描方法。16排螺旋CT可很好地显示冠脉的钙化、狭窄等病变形态，与冠脉造影相比，其优点在于无创伤、对比剂用量少，病人接受的X线剂量少、费用少，适用范围广，简便易行，一般在10－20分钟内即可完成检查。CT仿真内窥镜成像：是螺旋CT一种新的三维重建技术，有人经过186例喉仿真内窥镜的研究得出结论：利用它进行重建和图像处理，可以充分显示喉腔病变和周围浸润情况，且具有不用插管、无创伤性，副作用少，同时可多次观察，达到类似纤维内窥镜的检查效果。有人在36例进行CT仿真内窥镜成像胸部疾病患者的检查中：螺旋CT气管、主支气管3维重建与CT仿真内窥镜成像从检查的无创伤性、图像的直观性和整体性以及CT仿真内窥镜图像与纤支镜图像的一致性，认为其有着良好的应用前景。同时也有人认为：CT仿真内窥镜成像能清晰显示上、中、下鼻甲及鼻道。在探讨高分辨率CT、三维重建、CT仿真内窥镜成像等在中、内耳检查的临床应用中，薄层HRCT可较好地观察中、内耳的细微结构，三维重建技术的图像较二维图像显示得更加立体直观，CT仿真内窥镜成像可从耳的任何位置包括弯曲的窦腔内显示前、中、后中耳的结构，且能从各个角度更好地显示听小骨。资料来源：医学教育网、中华医学专业网、生物谷欢迎交流指导！08.10