医学影像：原理、临床应用与专业分工

# 医学影像：原理、临床应用与专业分工 ## 1. 超声成像基础 超声成像在医学领域有着广泛应用。超声图像能呈现丰富的医学信息，例如典型的胎儿扫描图像可清晰显示胎儿头部细节，B 扫描的角视场范围能通过图像的三角形形状看出；还有双角子宫中的双胎妊娠 B 扫描图像。 ### 1.1 关键概念 超声成像涉及多个关键概念，具体如下表所示： | 概念 | 章节 | 交叉参考 | | ---- | ---- | ---- | | 组织中声速的变化 | 7.2 | 2.1 | | 声音的散射和吸收 | 7.2 | 2.1，对比 4.2 | | A 模式、B 模式和 M 模式 | 7.3 | 对比 6.3，8.3 | | 多普勒成像 | 7.4 | 对比 6.6，8.3 | ### 1.2 超声成像模式示例 - **B 模式和 M 模式同时显示**：如图 7I.3 所示，上部图像为 B 模式，下部图像为 M 模式，可显示心脏瓣膜的运动。 - **彩色编码多普勒扫描**：如图 7I.4 所示，灰色图像源自 B 模式，叠加的颜色用于映射所选区域的血流速度。 ### 1.3 超声成像相关问题探讨 以下是一些关于超声成像的常见问题及探讨： 1. **电磁波与声波的传播差异**：电磁波（光子）和声波都能在固体、液体和气体中传播，但电磁波还能在真空中传播，而声波不能。同时，固体和液体中声波的传播也存在差异。 2. **超声脉冲在人体大腿的往返时间估算**：假设大腿是一个半径为 10 厘米的软组织圆柱体，内部包含一个半径为 3 厘米的骨圆柱体，估算超声脉冲穿过人体大腿并返回发射器的最大往返时间，以及产生的主要回声数量、回声的时间间隔和相对幅度。 3. **超声能量反射比估算**：估算水 - 空气边界和软组织 - 骨边界处反射与入射超声能量的比率，并解释为什么超声成像脑部相对困难。 4. **多普勒效应及其应用**：解释多普勒效应，并描述其在超声成像中的应用。估算当超声束与血管成 60°角，波长为 10 毫米，血液流速为 1 米/秒时产生的频率偏移。 5. **超声脉冲的产生和检测**：解释同一换能器如何既能产生又能检测超声脉冲。 6. **超声方法分类**：超声方法大致分为 A 模式和 B 模式，解释它们之间的差异，并说明哪种模式在临床实践中最常用。 7. **典型 B 模式超声系统的主要组件**：描述典型 B 模式超声系统的主要组件。 8. **简单多普勒成像系统的优势**：解释简单的多普勒成像系统如何兼具脉冲操作与连续波操作的优点，以及脉冲操作的重要作用。 ## 2. 临床实践中的成像 在临床实践中，成像技术的选择和应用涉及多个方面，包括患者、医生、不同的成像专科以及各种成像技术的特点和适用情况。 ### 2.1 相关人员角色 - **患者和医生**：从患者的角度来看，成像过程早在产生 X 射线或γ射线之前就开始了，在胶片冲洗后很久才结束。整个过程始于医生对患者的问诊和检查，医生会根据患者描述的问题决定是否需要进一步检查，成像只是众多检查选项之一。检查结果将为后续的治疗决策提供依据。一般来说，成像检查由医院的专业成像部门进行，而不是由问诊医生直接操作。虽然所有医生都能解读简单的 X 射线、MRI、γ射线或超声图像，但由于许多病理状态的变化微妙，且成像技术多样，因此出现了多个与成像相关的医学专科。大多数常规成像检查中，专科医生通常不与患者直接接触。 - **成像专科医生** - **放射科医生**：最初的医学图像是通过 X 射线产生的，因此最初从事成像专业的医生被称为放射科医生。如今，放射科医生的工作不仅包括 X 射线，还涵盖超声和 MR 成像技术。放射学是最大且最重要的成像专科，该领域的广泛性导致了其内部的进一步细分，例如神经放射学专门研究大脑和脊髓成像。在某些介入放射学程序中，放射科医生更像外科医生，在 X 射线或超声引导下使用特殊仪器进行手术。 - **核医学专家**：γ成像与核医学这一不同的医学专科和医院部门相关。核医学专家使用放射性核素生成各种医学图像，并治疗某些癌症。 - **其他专科医生**：许多专科的医生都会进行超声检查，例如超声心动图通常由心脏病专家（心脏专科医生）而非放射科医生进行。 - **放射技师**：医学图像（如超声、MR、X 射线或γ图像）通常由称为放射技师的专业技术人员获取。放射技师可以进一步专门从事 MRI、CT、超声或γ图像（特别是 PET 和 SPECT）的采集工作。他们负责向患者解释检查程序的细节，准备和安置患者，调整成像参数，获取图像并冲洗最终照片。 - **医学物理学家和放射药剂师**：许多 MR 设备会配备医学物理学家，以帮助开发成像协议并监测扫描仪的性能。大多数γ成像设施会有相关的放射药剂师来生产放射性核素。 ### 2.2 成像设施分布 成像设施的分布在很大程度上取决于设备的费用和当地对特定检查的需求。以下是不同成像设施的分布情况： - **常见设施**：X 射线、超声设备和γ相机相对便宜，且检查需求大，因此大多数医院都具备这些设施。 - **专业昂贵设施