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因发明CT

发布时间:2021-12-10 13:14:38

① CT扫描仪的发明者是谁

CT扫描仪的直接发明者是豪斯菲尔德,但是它的发明过程却凝聚着多位内科学家艰辛的探索和容不懈的努力。

在医学上,人们弄清了为什么用X射线透过人体,荧屏上会显出骨头的黑影。因此,通过X光片,医生可以了解到病人骨头的情况以及体内的一些硬质异物。X射线诞生3个月后,就被维也纳医院首次用于为人体拍片。在这之后,世界各地的医院都开始了X射线的应用。

② CT什么时候开始使用的

CT扫描仪的直接发明者是豪斯菲尔德,但是它的发明过程却凝聚着多位科学家艰辛的探索和不懈的努力。

在医学上,人们弄清了为什么用X射线透过人体,荧屏上会显出骨头的黑影。因此,通过X光片,医生可以了解到病人骨头的情况以及体内的一些硬质异物。X射线诞生3个月后,就被维也纳医院首次用于为人体拍片。在这之后,世界各地的医院都开始了X射线的应用。

1955年,美国物理学家科马克受聘到南非开普敦市一家医院的放射科工作。在医院中,科马克很快便对癌症的放射治疗和诊断产生了兴趣。当他发现当时的医生们计算放射剂量时是把非均质的人体当作均质看待时,“怎样确定适当的放射剂量”就成了科马克决心攻克的难题。最后,科马克认为要改进放射治疗的程序设计,必须把人体构造和组成特征用一系列切面图表现出来。他运用了多种材料、多种形状的物体直至人体模型做实验,同时进行理论计算。经过近10年的努力,科马克终于解决了计算机断层扫描技术的理论问题。1963年,科马克首次建议使用X射线扫描进行图像重建,并提出了精确的数字推算方法。他为CT扫描仪的诞生奠定了基础。

病人在用CT机接受检查与科马克不同,英国科学家豪斯菲尔德一直从事工程技术的研究工作。他于1951年应聘到电器乐器工业有限公司从事研究工作,尝试将雷达技术应用于工业生产、气象观察等方面。不久,他又转向电子计算机的设计工作。

当时,他任职的电器乐器工业有限公司除计算机外,还生产探测器、扫描仪等电子仪器。豪斯菲尔德的目标是要综合运用这些技术,生产出具有更大实用价值的新仪器。科马克的研究成果给了他很大的启迪和信心。在科马克等人研究的基础上,豪斯菲尔德选择了CT机作为研究的课题。好在他对计算机技术的原理和运用驾轻就熟,CT图像重建的数学处理方法可以恰当地与他熟悉的计算机技术结合起来,所以研制中的一个个难题很快便迎刃而解了。

1969年,豪斯菲尔德终于设计成功了一种可用于临床的断层摄影装置,并于1971年9月正式安装在伦敦的一家医院。10月4日,他与神经放射学家阿姆勃劳斯合作,首次成功地为一名英国妇女诊断出脑部的肿瘤,获得了第一例脑肿瘤的照片。同年,他们在英国放射学会上发表了论文。1973年,英国放射学杂志对此作了正式报道,这篇论文受到了医学界的高度重视,被誉为“放射诊断史上又一个里程碑”。从此,放射诊断学进入了CT时代。

③ CT是谁发明的

1971年9月,英国电子工程师亨斯费内尔德容,见
http://ke..com/view/2205.htm

④ CT技术是谁发明的

1979年,美国的柯马克和英国的汉斯菲尔德,由于发明了CT,而摘取了诺贝尔生理学奖的桂内冠。现在容,我国许多大医院都可以做CT检查了。

所谓CT是指电子计算机X射线断层摄影机,它是X射线与电子计算机的“混血儿”。目前,CT已发展到第五代,扫描完成一幅图像的时间已由5分钟缩短到1/100秒。

⑤ 谁发明的CT机

我们通常所说的CT实际上抄是指X射线CT,中文全称是“X射线电子计算机扫描术”,CT是它的英文缩写。世界上第一台CT机是由英国EMI公司工程师豪斯菲尔德研制成功,1971年在伦敦一家医院正式安装使用的。

CT的问世在医学放射界引起了爆炸性的轰动,被认为是继伦琴发现X射线后,工程界对放射学诊断的又一划时代贡献。CT的诞生为何会引起如此的轰动,我们来简要地回顾一下影像技术的发展史就不难理解了。

⑥ CT,MRI的发明人是物理学家,工程专家说明了什么

我先说几句,CT成像是在X射线的基础上运用计算机技术,使平面重叠的X像可以清晰一个平面一个平面的扫描.磁共振是原子核在强磁场中共振所得到的信号,然后经过图象重建得到的,它可以在人体的各个平面成像.说白了,它的成像和扫描部位质子的多少有关.他们的区别主要是原理,设备,其成像特点,检查技术,图象的分析与诊断,及他们在临床的应用.
CT的基本原理一、CT成像过程

X线成像是利用人体对X线的选择性吸收原理,当X线透过人体后在荧光屏上或胶片上形成组织和器官的图像,CT的成像也与之相仿。

CT扫描的过程是由高度准直的X线束环绕人体某一检查部位作360度的横断面扫描的过程。检查床平移时,X线从不同方向照射病人,穿过人体的X线束因有部分光子被人体吸收而发生衰减,未被吸收的光子穿透人体再经后准直由探测器接收。探测器接受了穿过人体以后的强弱不同的X线,转换为自信号由数据采集系统(data acquisition system,DAS)进行采集。大量接收到模拟信号信息通过模数(A/D)转换器转换为数字信号输入电子计算机进行处理运算。经过初步处理的成为采集的原始数据(raw data),原始数据经过卷曲、滤过处理,其后称为滤过后的原始数据(6lteredrawdata)。由数模(D/A)转换器通过不同的灰阶在显示屏上显像从而获得该部位横断面的解剖结构图象,即CT横断面图象。

因此,CT检查得到的是反应人体组织结构分布的数字影象,从根本上克服了常规X线检查图像前后重叠的缺陷,使医学影像诊断学检查有了质的飞跃。

二、CT成像的基本原理

通常,探测器所接受到的射线信号的强弱,取决于该部位的人体截面内组织的密度。密度高的组织,例如骨骼吸收X线较多,探测器接收到的信号较弱;密度较低的组织,例如脂肪、空腔脏器等吸收X线较少,探测器获得的信号较强。这种不同组织对X线吸收值不同的性质可用组织的吸收系数μ来表示,所以探测器所接收到的信号强弱所反映的是人体组织不同的μ值。而CT正是利用X线穿透人体后的衰减特性作为其诊断疾病的依据。

X线穿透人体后的衰减遵守指数衰减规律I=I0e-μd。

式中:I为通过人体吸收后衰减的X线强度;I0为入射X线强度;μ为接收X线照射组织的线性吸收系数;d为受检部位人体组织的厚度。

通过电子计算机运算列出人体组织受检层面的吸收系数,并将之分布在合成图象的栅状阵列即矩阵的方格(阵元)内。矩阵上每个阵元相当于重建图象上的一个图象点,称为像素(pixel)。CT的成像过程就是求出每个像素的衰减系数的过程。如果像素越小、探测器数目越多,计算机所测出的衰减系数就越多、越精确,重建出的图象也就越清晰。目前,CT机的矩阵多为256×256,512×512,其乘积即为每个矩阵所包含的像素数
核磁共振成像
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人脑纵切面的核磁共振成像核磁共振成像(Nuclear Magnetic Resonance Imaging,简称NMRI),又称自旋成像(spin imaging),也称磁共振成像、磁振造影(Magnetic Resonance Imaging,简称MRI),是利用核磁共振(nuclear magnetic resonnance,简称NMR)原理,依据所释放的能量在物质内部不同结构环境中不同的衰减,通过外加梯度磁场检测所发射出的电磁波,即可得知构成这一物体原子核的位置和种类,据此可以绘制成物体内部的结构图像。

将这种技术用于人体内部结构的成像,就产生出一种革命性的医学诊断工具。快速变化的梯度磁场的应用,大大加快了核磁共振成像的速度,使该技术在临床诊断、科学研究的应用成为现实,极大地推动了医学、神经生理学和认知神经科学的迅速发展。

从核磁共振现象发现到MRI技术成熟这几十年期间,有关核磁共振的研究领域曾在三个领域(物理、化学、生理学或医学)内获得了6次诺贝尔奖,足以说明此领域及其衍生技术的重要性。

目录 [隐藏]
1 物理原理
1.1 原理概述
1.2 数学运算
2 系统组成
2.1 NMR实验装置
2.2 MRI系统的组成
2.2.1 磁铁系统
2.2.2 射频系统
2.2.3 计算机图像重建系统
2.3 MRI的基本方法
3 技术应用
3.1 MRI在医学上的应用
3.1.1 原理概述
3.1.2 磁共振成像的优点
3.1.3 MRI的缺点及可能存在的危害
3.2 MRI在化学领域的应用
3.3 磁共振成像的其他进展
4 诺贝尔获奖者的贡献
5 未来展望
6 相关条目
6.1 磁化准备
6.2 取像方法
6.3 医学生理性应用
7 参考文献

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物理原理

通过一个磁共振成像扫描人类大脑获得的一个连续切片的动画,由头顶开始,一直到基部。[编辑]
原理概述
核磁共振成像是随着计算机技术、电子电路技术、超导体技术的发展而迅速发展起来的一种生物磁学核自旋成像技术。医生考虑到患者对“核”的恐惧心理,故常将这门技术称为磁共振成像。它是利用磁场与射频脉冲使人体组织内进动的氢核(即H+)发生章动产生射频信号,经计算机处理而成像的。

原子核在进动中,吸收与原子核进动频率相同的射频脉冲,即外加交变磁场的频率等于拉莫频率,原子核就发生共振吸收,去掉射频脉冲之后,原子核磁矩又把所吸收的能量中的一部分以电磁波的形式发射出来,称为共振发射。共振吸收和共振发射的过程叫做“核磁共振”。

核磁共振成像的“核”指的是氢原子核,因为人体的约70%是由水组成的,MRI即依赖水中氢原子。当把物体放置在磁场中,用适当的电磁波照射它,使之共振,然后分析它释放的电磁波,就可以得知构成这一物体的原子核的位置和种类,据此可以绘制成物体内部的精确立体图像。

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数学运算
原子核带正电并有自旋运动,其自旋运动必将产生磁矩,称为核磁矩。研究表明,核磁矩μ与原子核的自旋角动量S 成正比,即

式中γ 为比例系数,称为原子核的旋磁比。在外磁场中,原子核自旋角动量的空间取向是量子化的,它在外磁场方向上的投影值可表示为

m为核自旋量子数。依据核磁矩与自旋角动量的关系,核磁矩在外磁场中的取向也是量子化的,它在磁场方向上的投影值为

对于不同的核,m分别取整数或半整数。在外磁场中,具有磁矩的原子核具有相应的能量,其数值可表示为

式中B为磁感应强度。可见,原子核在外磁场中的能量也是量子化的。由于磁矩和磁场的相互作用,自旋能量分裂成一系列分立的能级,相邻的两个能级之差ΔE = γhB。用频率适当的电磁辐射照射原子核,如果电磁辐射光子能量hν恰好为两相邻核能级之差ΔE,则原子核就会吸收这个光子,发生核磁共振的频率条件是:

式中ν为频率,ω为角频率。对于确定的核,旋磁比γ可被精确地测定。可见,通过测定核磁共振时辐射场的频率ν,就能确定磁感应强度;反之,若已知磁感应强度,即可确定核的共振频率。

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系统组成
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NMR实验装置
采用调节频率的方法来达到核磁共振。由线圈向样品发射电磁波,调制振荡器的作用是使射频电磁波的频率在样品共振频率附近连续变化。当频率正好与核磁共振频率吻合时,射频振荡器的输出就会出现一个吸收峰,这可以在示波器上显示出来,同时由频率计即刻读出这时的共振频率值。核磁共振谱仪是专门用于观测核磁共振的仪器,主要由磁铁、探头和谱仪三大部分组成。磁铁的功用是产生一个恒定的磁场;探头置于磁极之间,用于探测核磁共振信号;谱仪是将共振信号放大处理并显示和记录下来。

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MRI系统的组成
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磁铁系统
静磁场:当前临床所用超导磁铁,磁场强度有0.5到4.0T,常见的为1.5T和3.0T,另有匀磁线圈(shim coil)协助达到高均匀度。
梯度场:用来产生并控制磁场中的梯度,以实现NMR信号的空间编码。这个系统有三组线圈,产生x、y、z三个方向的梯度场,线圈组的磁场叠加起来,可得到任意方向的梯度场。
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射频系统
射频(RF)发生器:产生短而强的射频场,以脉冲方式加到样品上,使样品中的氢核产生NMR现象。
射频(RF)接收器:接收NMR信号,放大后进入图像处理系统。
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计算机图像重建系统
由射频接收器送来的信号经A/D转换器,把模拟信号转换成数学信号,根据与观察层面各体素的对应关系,经计算机处理,得出层面图像数据,再经D/A转换器,加到图像显示器上,按NMR的大小,用不同的灰度等级显示出欲观察层面的图像。

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MRI的基本方法
选片梯度场Gz
相编码和频率编码
图像重建
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技术应用

3D MRI[编辑]
MRI在医学上的应用
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原理概述
氢核是人体成像的首选核种:人体各种组织含有大量的水和碳氢化合物,所以氢核的核磁共振灵活度高、信号强,这是人们首选氢核作为人体成像元素的原因。NMR信号强度与样品中氢核密度有关,人体中各种组织间含水比例不同,即含氢核数的多少不同,则NMR信号强度有差异,利用这种差异作为特征量,把各种组织分开,这就是氢核密度的核磁共振图像。人体不同组织之间、正常组织与该组织中的病变组织之间氢核密度、弛豫时间T1、T2三个参数的差异,是MRI用于临床诊断最主要的物理基础。

当施加一射频脉冲信号时,氢核能态发生变化,射频过后,氢核返回初始能态,共振产生的电磁波便发射出来。原子核振动的微小差别可以被精确地检测到,经过进一步的计算机处理,即可能获得反应组织化学结构组成的三维图像,从中我们可以获得包括组织中水分差异以及水分子运动的信息。这样,病理变化就能被记录下来。

人体2/3的重量为水分,如此高的比例正是磁共振成像技术能被广泛应用于医学诊断的基础。人体内器官和组织中的水分并不相同,很多疾病的病理过程会导致水分形态的变化,即可由磁共振图像反应出来。

MRI所获得的图像非常清晰精细,大大提高了医生的诊断效率,避免了剖胸或剖腹探查诊断的手术。由于MRI不使用对人体有害的X射线和易引起过敏反应的造影剂,因此对人体没有损害。MRI可对人体各部位多角度、多平面成像,其分辨力高,能更客观更具体地显示人体内的解剖组织及相邻关系,对病灶能更好地进行定位定性。对全身各系统疾病的诊断,尤其是早期肿瘤的诊断有很大的价值。

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磁共振成像的优点
与1901年获得诺贝尔物理学奖的普通X射线或1979年获得诺贝尔医学奖的计算机层析成像(computerized tomography, CT)相比,磁共振成像的最大优点是它是目前少有的对人体没有任何伤害的安全、快速、准确的临床诊断方法。如今全球每年至少有6000万病例利用核磁共振成像技术进行检查。具体说来有以下几点:

对人体没有游离辐射损伤;
各种参数都可以用来成像,多个成像参数能提供丰富的诊断信息,这使得医疗诊断和对人体内代谢和功能的研究方便、有效。例如肝炎和肝硬化的T1值变大,而肝癌的T1值更大,作T1加权图像,可区别肝部良性肿瘤与恶性肿瘤;
通过调节磁场可自由选择所需剖面。能得到其它成像技术所不能接近或难以接近部位的图像。对于椎间盘和脊髓,可作矢状面、冠状面、横断面成像,可以看到神经根、脊髓和神经节等。能获得脑和脊髓的立体图像,不像CT(只能获取与人体长轴垂直的剖面图)那样一层一层地扫描而有可能漏掉病变部位;
能诊断心脏病变,CT因扫描速度慢而难以胜任;
对软组织有极好的分辨力。对膀胱、直肠、子宫、阴道、骨、关节、肌肉等部位的检查优于CT;
原则上所有自旋不为零的核元素都可以用以成像,例如氢(1H)、碳(13C)、氮(14N和15N)、磷(31P)等。

人类腹部冠状切面磁共振影像[编辑]
MRI的缺点及可能存在的危害
虽然MRI对患者没有致命性的损伤,但还是给患者带来了一些不适感。在MRI诊断前应当采取必要的措施,把这种负面影响降到最低限度。其缺点主要有:

和CT一样,MRI也是解剖性影像诊断,很多病变单凭核磁共振检查仍难以确诊,不像内窥镜可同时获得影像和病理两方面的诊断;
对肺部的检查不优于X射线或CT检查,对肝脏、胰腺、肾上腺、前列腺的检查不比CT优越,但费用要高昂得多;
对胃肠道的病变不如内窥镜检查;
扫描时间长,空间分辨力不够理想;
由于强磁场的原因,MRI对诸如体内有磁金属或起搏器的特殊病人却不能适用。
MRI系统可能对人体造成伤害的因素主要包括以下方面:

强静磁场:在有铁磁性物质存在的情况下,不论是埋植在患者体内还是在磁场范围内,都可能是危险因素;
随时间变化的梯度场:可在受试者体内诱导产生电场而兴奋神经或肌肉。外周神经兴奋是梯度场安全的上限指标。在足够强度下,可以产生外周神经兴奋(如刺痛或叩击感),甚至引起心脏兴奋或心室振颤;
射频场(RF)的致热效应:在MRI聚焦或测量过程中所用到的大角度射频场发射,其电磁能量在患者组织内转化成热能,使组织温度升高。RF的致热效应需要进一步探讨,临床扫瞄仪对于射频能量有所谓“特定吸收率”(specific absorption rate, SAR)的限制;
噪声:MRI运行过程中产生的各种噪声,可能使某些患者的听力受到损伤;
造影剂的毒副作用:目前使用的造影剂主要为含钆的化合物,副作用发生率在2%-4%。
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MRI在化学领域的应用
MRI在化学领域的应用没有医学领域那么广泛,主要是因为技术上的难题及成像材料上的困难,目前主要应用于以下几个方面:

在高分子化学领域,如碳纤维增强环氧树脂的研究、固态反应的空间有向性研究、聚合物中溶剂扩散的研究、聚合物硫化及弹性体的均匀性研究等;
在金属陶瓷中,通过对多孔结构的研究来检测陶瓷制品中存在的砂眼;
在火箭燃料中,用于探测固体燃料中的缺陷以及填充物、增塑剂和推进剂的分布情况;
在石油化学方面,主要侧重于研究流体在岩石中的分布状态和流通性以及对油藏描述与强化采油机理的研究。
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磁共振成像的其他进展
核磁共振分析技术是通过核磁共振谱线特征参数(如谱线宽度、谱线轮廓形状、谱线面积、谱线位置等)的测定来分析物质的分子结构与性质。它可以不破坏被测样品的内部结构,是一种完全无损的检测方法。同时,它具有非常高的分辨本领和精确度,而且可以用于测量的核也比较多,所有这些都优于其它测量方法。因此,核磁共振技术在物理、化学、医疗、石油化工、考古等方面获得了广泛的应用。

磁共振显微术(MR micros, MRM/μMRI)是MRI技术中稍微晚一些发展起来的技术,MRM最高空间分辨率是4μm,已经可以接近一般光学显微镜像的水平。MRM已经非常普遍地用作疾病和药物的动物模型研究。
活体磁共振能谱(in vivo MR spectros, MRS)能够测定动物或人体某一指定部位的NMR谱,从而直接辨认和分析其中的化学成分。
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诺贝尔获奖者的贡献
2003年10月6日,瑞典卡罗林斯卡医学院宣布,2003年诺贝尔生理学或医学奖授予美国化学家保罗·劳特布尔(Paul C. Lauterbur)和英国物理学家彼得·曼斯菲尔德(Peter Mansfield),以表彰他们在医学诊断和研究领域内所使用的核磁共振成像技术领域的突破性成就。

劳特布尔的贡献是,在主磁场内附加一个不均匀的磁场,把梯度引入磁场中,从而创造了一种可视的用其他技术手段却看不到的物质内部结构的二维结构图像。他描述了怎样把梯度磁体添加到主磁体中,然后能看到沉浸在重水中的装有普通水的试管的交叉截面。除此之外没有其他图像技术可以在普通水和重水之间区分图像。通过引进梯度磁场,可以逐点改变核磁共振电磁波频率,通过对发射出的电磁波的分析,可以确定其信号来源。

曼斯菲尔德进一步发展了有关在稳定磁场中使用附加的梯度磁场理论,推动了其实际应用。他发现磁共振信号的数学分析方法,为该方法从理论走向应用奠定了基础。这使得10年后磁共振成像成为临床诊断的一种现实可行的方法。他利用磁场中的梯度更为精确地显示共振中的差异。他证明,如何有效而迅速地分析探测到的信号,并且把它们转化成图像。曼斯菲尔德还提出了极快速的梯度变化可以获得瞬间即逝的图像,即平面回波扫描成像(echo-planar imaging, EPI)技术,成为20世纪90年代开始蓬勃兴起的功能磁共振成像(functional MRI, fMRI)研究的主要手段。

雷蒙德·达马蒂安的“用于癌组织检测的设备和方法”值得一提的是,2003年诺贝尔物理学奖获得者们在超导体和超流体理论上做出的开创性贡献,为获得2003年度诺贝尔生理学或医学奖的两位科学家开发核磁共振扫描仪提供了理论基础,为核磁共振成像技术铺平了道路。由于他们的理论工作,核磁共振成像技术才取得了突破,使人体内部器官高清晰度的图像成为可能。

此外,在2003年10月10日的《纽约时报》和《华盛顿邮报》上,同时出现了佛纳(Fonar)公司的一则整版广告:“雷蒙德·达马蒂安(Raymond Damadian),应当与彼得·曼斯菲尔德和保罗·劳特布尔分享2003年诺贝尔生理学或医学奖。没有他,就没有核磁共振成像技术。”指责诺贝尔奖委员会“篡改历史”而引起广泛争议。事实上,对MRI的发明权归属问题已争论了许多年,而且争得颇为激烈。而在学界看来,达马蒂安更多是一个生意人,而不是科学家。

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未来展望
人脑是如何思维的,一直是个谜。而且是科学家们关注的重要课题。而利用MRI的脑功能成像则有助于我们在活体和整体水平上研究人的思维。其中,关于盲童的手能否代替眼睛的研究,是一个很好的样本。正常人能见到蓝天碧水,然后在大脑里构成图像,形成意境,而从未见过世界的盲童,用手也能摸文字,文字告诉他大千世界,盲童是否也能“看”到呢?专家通过功能性MRI,扫描正常和盲童的大脑,发现盲童也会像正常人一样,在大脑的视皮质部有很好的激活区。由此可以初步得出结论,盲童通过认知教育,手是可以代替眼睛“看”到外面世界的。

快速扫描技术的研究与应用,将使经典MRI成像方法扫描病人的时间由几分钟、十几分钟缩短至几毫秒,使因器官运动对图像造成的影响忽略不计;MRI血流成像,利用流空效应使MRI图像上把血管的形态鲜明地呈现出来,使测量血管中血液的流向和流速成为可能;MRI波谱分析可利用高磁场实现人体局部组织的波谱分析技术,从而增加帮助诊断的信息;脑功能成像,利用高磁场共振成像研究脑的功能及其发生机制是脑科学中最重要的课题。有理由相信,MRI将发展成为思维阅读器。

20世纪中叶至今,信息技术和生命科学是发展最活跃的两个领域,专家相信,作为这两者结合物的MRI技术,继续向微观和功能检查上发展,对揭示生命的奥秘将发挥更大的作用。

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相关条目
核磁共振
射频
射频线圈
梯度磁场
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磁化准备
反转回复(inversion recovery)
饱和回覆(saturation recovery)
驱动平衡(driven equilibrium)
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取像方法
自旋回波(spin echo)
梯度回波(gradient echo)
平行成像(parallel imaging)
面回波成像(echo-planar imaging, EPI)
定常态自由进动成像(steady-state free precession imaging, SSFP)
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医学生理性应用
磁振血管摄影(MR angiography)
磁振胆胰摄影(MR cholangiopancreatogram, MRCP)
扩散权重影像(diffusion-weighted image)
扩散张量影像(diffusion tensor image)
灌流权重影像(perfusion-weighted image)
功能性磁共振成像(functional MRI, fMRI)
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参考文献
傅杰青〈核磁共振——获得诺贝尔奖次数最多的一个科学专题〉《自然杂志》, 2003, (06):357-261
别业广、吕桦〈再谈核磁共振在医学方面的应用〉《物理与工程》, 2004, (02):34, 61
金永君、艾延宝〈核磁共振技术及应用〉《物理与工程》, 2002, (01):47-48, 50
刘东华、李显耀、孙朝晖〈核磁共振成像〉《大学物理》, 1997, (10):36-39, 29
阮萍〈核磁共振成像及其医学应用〉《广西物理》, 1999, (02):50-53, 28
Lauterbur P C Nature, 1973, 242:190
黄卫华〈走近核磁共振〉《医药与保健》, 2004, (03):15
叶朝辉〈磁共振成像新进展〉《物理》, 2004, (01):12-17
田建广、刘买利、夏照帆、叶朝辉〈磁共振成像的安全性〉《波谱学杂志》, 2002, (06):505-511
蒋子江〈核磁共振成像NMRI在化学领域中的应用〉《化学世界》, 1995, (11):563-565
樊庆福〈核磁共振成像与诺贝尔奖〉《上海生物医学工程》, 2003, (04):封三

⑦ 帕特ct是谁发明的

帕特ct是GE公司的G.Muehllehner等人发明的
PET/CT的诞生可以说是历史的必然选择。有识之士很早就认识阻碍放射性核素影像被广泛接受的重要原因之一是缺乏解剖标志,使分子病变难以解剖定位。为解决这一问题而做的较早努力当属1961年将头颈部碘131闪烁扫描图与X线平片重叠显示,成功地将孤零零的一个碘131浓集影定位于舌根部的肿物处,确诊其为具有正常摄碘功能的舌根部异位甲状腺,避免了手术切除及其严重后果。以后的努力是对来自不同仪器的分子影像和MR影像进行软件融合。这种融合技术成功地用于刚性器官,对脑功能的研究起到了十分重要的作用,至今也在常规使用。但此法较难用于随时间发生生理性运动的胸腹部脏器。

1998年,GE公司在G.Muehllehner等研究的基础上生产出了将单层螺旋CT安装在核医学影像设备上的仪器,使受检者平卧在一张检查床上几乎同时进行PET显像和CT扫描,不仅可以分别获得两种图像,并且可以实时得到两者的融合图像。这种影像融合是通过组合两种成像设备为一体的多模式成像系统而实现的,故称为硬件融合(hardware fusion),适用于全身所有部位,实为融合显像的里程碑。但因所用核医学影像设备和CT皆属低档产品,空间分辨率,清晰度和显像速度都难以满足临床要求。尽管因其新颖而价廉。曾一度成为市场和应用热点。但真正开启有临床实价值的融合显像时代的当数紧随其后的高等专用 PET/CT的问世。

1995年,D.W. Townsend等三位科学家由日内瓦转到美国匹茨堡大学开始为期3年的研究,即将专用PET和螺旋CT组合为一体的PET/CT,经过300余例的临床试验后,于1999年6月在美国第46届核医学年会上发布其原型机成功,展示F-FDG肿瘤葡萄糖代谢影与CT图像融合后大大提升了它的可读性,使核医学界大为振奋,被大会总结报告人H N Wagner教授誉为“年度风云影像”。次年(2000年)义被知名的《时代》杂志《Tlme》评为三项“年度风云发明”之一,也是仅有有关医学的项目,刊登在2月4日出版的第49期上,引世人瞩目,同期,法国Sopha Medical Vision公司也开发类似的系统Positrace,潘中允教授曾有幸应邀参加过该机的设计讨论,后由GE-SMVI研制的原型机,于2000年5月安装在Rennes大学肿瘤中心由P Bourguet教授主持试用,其使用经验在《PET诊断学》有所介绍。2001年首台商业PET/CT安装在瑞士苏黎世大学医院正式使用。接着,GE、 Siemens和Philips等公司义陆续推出多款高灵敏、高分辨率、高清晰度和具有更多功能的高等PET/CT。

经过短短的3年,2004年全球已安装400多台,2005年仅一年又售出500多台,2006年,2007年的论文数达318篇(不包括单独PET论文数).已赶上各种SPECT论戈的总和(300)。各占全部论文数的20%.我国至2007年也已拥有PET/CT近90台,分布在除海南,贵州、宁夏。青海和西藏的个全国各地使用。

从以上还可以看出,在PETCT的带动下,其他的融合影像设备也在逐年发展,如高等SPECT/CT 于2004年上市,小动物ECT/PET/CT已投入应用. PET/MRI原型机正在试用中。我国也引进了8台高等SPECT/CT,并已自行研制成功小动物PET。所有这些组合设备为分医药学的研究和临床应用建立了广阔平台,难怪H.N,Wagner教授“Molecular Imaging Thriving all over the World”(分子影像在全世界兴旺)作为2007年美国第56届核医学年会所作总结报告的标题。他在2001年美国核医学年会上关于十年后有可能所有影像都是融合影像的预言也逐步实现。单是美国又新增240台。这几年PET/CT的售出量占整个PET售出量的80%~90%,PET/CT取代单独PET 已成定势。随着PET/CT的大量增加,PET显像人次以20%-30%的速度增长。仅美国于2005年包括单独PET和PET/CT的年全身显像达 140万人次。从实为最盛大的国际核医学会议的美国核医学年会PET/CT参会论文数的逐年直线上升也凸显这种兴旺。

⑧ CT扫描仪是怎么发明的

医学科学也是随科学技术的发展而发展的。公元150年,古罗马的盖伦开始了活体解剖,但近似残酷,因为当时尚未具备麻醉手段。到公元185年,中国的华佗发明了麻沸散,才有可能进行麻醉手术。不过想借助医疗仪器来了解体内器官的病变,而不用手术,又经过了将近整整1700多年,即到1895年,德国伦琴发现X射线才有可能从体外观察到人体内脏腑的变化。这种利用X光进行诊断的方法,在当今医院里仍普遍使用。

伦琴1895年发现X射线是很意外的,他在研究低真空管的放电现象时,发现放在距真空放电管2米远处的涂有氰氧铂酸钡的荧光屏上也发出荧光。他把荧光屏移远,甚至把真空管用黑纸包起来,荧光屏上仍有荧光。经过反复研究,确定这种看不见的光线是由真空管放电时发出的,能够在特殊的荧光屏上显示出来。伦琴用自己的手掌做试验,在荧光屏上第一次看到了手掌的骨骼。伦琴的这一发现很快被用于行医。医生第一次可以不用外科手术就能够看见人体内病变和受损伤的情况。在此以前,医师只能凭病人的体表反映,检查和诊断一些明显的症状,而X射线的利用,就能使人体内部的病变反映到荧光屏上。不过利用X光诊断也存在不足。X射线穿透机体组织,在荧光屏上见到的体内组织的重叠影像,医生就不易准确地从重影判定病变的真实情况,即使进行两三个甚至更多方位的拍摄,不是不能对体内器官准确地透视,尤其是对软器官、软组织,X射线透视实际上没有什么实效。健康组织与病变组织在密度上并无太大的变化,所以对软组织的病变,包括肿瘤很难探测出来。人们对这个课题的研究,又延续了近80年。到1971年,英国的霍斯菲尔德终于成功地推出了带有计算机的X断层的扫描诊断机—X—CT,或称计算机层析X射线扫描仪(CT)。

早期的CT扫描仪,它的射线源和探测器都装在一个C形磁轮的两端。通过围绕病人转动的射线源和探测器进行扫描,从而得到某一部位的多角度的观察图像。这些图像所反映的软组织密度值就会输入到计算机内,在那里经计算机处理后就能组成二维图像,就会以灰色阴影图像显示到系统监视器上,并由计算机记录下来。这个层析过程犹如用一把光刀,把人的躯体包括体内器官一片一片切下来。通常的切片厚度仅几个毫米,从切片的前一片、后一片,切片部分和临近部分的对比中,来发现软组织的病变。

最初的CT扫描仪,扫描耗时比较长,一般要1~3分钟,使用的是单个窄束射线源和探测器。由于扫描时间长,在扫描过程中,受病人呼吸、消化系统的蠕动等的影响,往往会使图像发生改变。为了解决这个问题,又发明了多元探测器和扇形射线束源。CT扫描仪上装有800个探测器,使其环绕病人身体作弧形排列,这种布局又称为桥形台。使用这种系统,整个扫描仅需约8秒且不会受病人动弹的影响,效果明显提高。

这样的CT扫描仪,虽然已经能正确地反映软组织,但有时也会遗漏一些如肿瘤块的发现。尤其是作脑肿瘤的诊断时,这时由于受制于病人与桥形台的方向的限制,只有与脊柱垂直的平面内进行轴向扫描,才产生最佳成像效果。

为了解决CT扫描存在的这类问题,代表20世纪90年代国际科技水平的新的诊断技术——核磁共振成像系统NMR又诞生了。

英国研制的CT机

核磁共振扫描仪外形和CT扫描仪相似。但病人被推进去的那个圆环上装的不是X射线设备,而是一个强有力的电磁铁,一个无线电波发射器和一个无线电波接收器。当电磁铁通电时,产生一个很强的磁场,而在人体组织分子中最多的氢原子,在强磁场作用下,能迫使病人体内的氢原子核的自旋轴在同一个方向上排列,然后,开启无线电发射器,让它发射出低频的无线电波,氢原子核就从这种无线电波中吸收能量。当发射器关闭时,氢原子核就以信号的形式释放出所吸收的能量。利用健康机体组织中氢原子发射的无线电信号,与有病变的组织发射频率和强度不一样,再通过计算机把来自氢原子核的不同信号变成图像,就可作出诊断。这里要特别提一下,利用核磁共振不仅能更好地探测到肿瘤,而且能早期发现、早期诊断患者并没感觉到的疾病。这是因为核磁共振成像的过程,是由稳定的强磁场与被成像部位各机体组织不相同,不同的生理条件也会在图件上得到反映。这样,即使患者的疾病还处在生化阶段,处在病理、生理、生化失调而症状未出现时,从图像上也能被反映出来。核磁共振NMR与CT相比还有一个优点,即没有明显的副作用,且骨骼对射线的干扰明显降低,成了检验和诊断脑、肝、肾、心、神经系统疾病的最新、最安全的方法。

⑨ “CT”是哪个国家发明的

“CT”是英国发明的,由英国电子工程师亨斯菲尔德和一位神经放射学家合作发明的。

CT,即电子计算机断层扫描,它是利用精确准直的X线束、γ射线、超声波等,与灵敏度极高的探测器一同围绕人体的某一部位作一个接一个的断面扫描,具有扫描时间快,图像清晰等特点,可用于多种疾病的检查;根据所采用的射线不同可分为:X射线CT、超声CT以及γ射线CT等。

CT的工作程序是这样的:它根据人体不同组织对X线的吸收与透过率的不同,应用灵敏度极高的仪器对人体进行测量,然后将测量所获取的数据输入电子计算机,电子计算机对数据进行处理后,就可摄下人体被检查部位的断面或立体的图像,发现体内任何部位的细小病变。

(9)因发明CT扩展阅读

发展简史:

第一代CT机采取旋转 /平移方式(rotate/translate mode)进行扫描和收集信息。由于采用笔形X线束和只有 1~ 2个探测器,所采数据少,所需时间长,图像质量差。

第二代CT机扫描方式跟上一代没有变化,只是将X线束改为扇形,探测器增至30个,扩大了扫描范围,增加了采集数据,图像质量有所提高,但仍不能避免因患者生理运动所引起的伪影 (Artifact)。

第三代CT机的控测器激增至300~ 800个,并与相对的X线管只作旋转运动,收集更多的数据,扫描时间在 5s以内,伪影大为减少,图像质量明显提高。

第四代CT机控测器增加到1000~ 2400个,并环状排列而固定不动,只有X线管围绕患者旋转,即旋转/固定式 (rotate/stationary mode),扫描速度快,图像质量高。

第五代CT机将扫描时间缩短到50ms,解决了心脏扫描,是一个电子枪产生的电子束(electron beam)射向一个环形钨靶,环形排列的探测器收集信息。推出的64层CT,仅用0.33s即可获得病人的身体64层的图像,空间分辨率小于0.4mm,提高了图像质量,尤其是对搏动的心脏进行的成像。

参考资料来源:网络-CT

⑩ CT扫描仪是谁发明的

CT扫描仪的直接发明者是豪斯菲尔德,但是它的发明过程却凝聚着多位科学家艰辛的探索和不懈的努力。

在医学上,人们弄清了为什么用X射线透过人体,荧屏上会显出骨头的黑影。因此,通过X光片,医生可以了解到病人骨头的情况以及体内的一些硬质异物。X射线诞生3个月后,就被维也纳医院首次用于为人体拍片。在这之后,世界各地的医院都开始了X射线的应用。

1955年,美国物理学家科马克受聘到南非开普敦市一家医院的放射科工作。在医院中,科马克很快便对癌症的放射治疗和诊断产生了兴趣。当他发现当时的医生们计算放射剂量时是把非均质的人体当作均质看待时,“如何确定适当的放射剂量”就成了科马克决心攻克的难题。最后,科马克认为要改进放射治疗的程序设计,必须把人体构造和组成特征用一系列切面图表现出来。他运用了多种材料、多种形状的物体直至人体模型做实验,同时进行理论计算。经过近10年的努力,科马克终于解决了计算机断层扫描技术的理论问题。1963年,科马克首次建议使用X射线扫描进行图像重建,并提出了精确的数字推算方法。他为CT扫描仪的诞生奠定了基础。

与科马克不同,英国科学家豪斯菲尔德一直从事工程技术的研究工作。他于1951年应聘到电器乐器工业有限公司从事研究工作,尝试将雷达技术应用于工业生产、气象观察等方面。不久,他又转向电子计算机的设计工作。

病人在用CT机接受检查

当时,他任职的电器乐器工业有限公司除计算机外,还生产探测器、扫描仪等电子仪器。豪斯菲尔德的目标是要综合运用这些技术,生产出具有更大实用价值的新仪器。科马克的研究成果给了他很大的启迪和信心。在科马克等人研究的基础上,豪斯菲尔德选择了CT机作为研究的课题。好在他对计算机技术的原理和运用驾轻就熟,CT图像重建的数学处理方法可以恰当地与他熟悉的计算机技术结合起来,所以研制中的一个个难题很快便迎刃而解了。

1969年,豪斯菲尔德终于设计成功了一种可用于临床的断层摄影装置,并于1971年9月正式安装在伦敦的一家医院。

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