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摘 要： 影像物理學(xué)是各種影像檢查技術(shù)的基礎(chǔ)學(xué)科，是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像技術(shù)、腫瘤放射治療學(xué)和核醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)。本文介紹了影像物理學(xué)的發(fā)展情況，闡述了影像物理學(xué)在四大醫(yī)學(xué)影像中的應(yīng)用.影像物理學(xué)知識(shí)解決了放射醫(yī)學(xué)和核醫(yī)學(xué)所涉及的物理問題，為提高臨床工作水平奠定基
【論文關(guān)鍵詞】影像物理學(xué),聲學(xué),核磁共振,放射性核素
【論文摘要】影像物理學(xué)是各種影像檢查技術(shù)的基礎(chǔ)學(xué)科，是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像技術(shù)、腫瘤放射治療學(xué)和核醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)。本文介紹了影像物理學(xué)的發(fā)展情況，闡述了影像物理學(xué)在四大醫(yī)學(xué)影像中的應(yīng)用.影像物理學(xué)知識(shí)解決了放射醫(yī)學(xué)和核醫(yī)學(xué)所涉及的物理問題，為提高臨床工作水平奠定基礎(chǔ)。
物理學(xué)的很多新理論都為醫(yī)學(xué)影像檢查技術(shù)帶來了革新，X射線、激光、電子顯微鏡、核磁共振等技術(shù)為醫(yī)學(xué)研究及臨床應(yīng)用提供了新的方法和手段，對(duì)現(xiàn)代生命科學(xué)的發(fā)展作出了突出的貢獻(xiàn).借助于某種能量與生物體的相互作用，提取生物體內(nèi)組織或器官的形態(tài)、結(jié)構(gòu)以及某些生理功能的信息，為生物組織研究和臨床診斷提供影像信息。
20世紀(jì)中葉，一批物理學(xué)工作者進(jìn)入醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，從事腫瘤放射治療及醫(yī)學(xué)影像的研究.并于1958年成立了美國醫(yī)學(xué)物理學(xué)家協(xié)會(huì)，1963年成立了國際醫(yī)學(xué)物理學(xué)組織.并將具有定量特征的物理學(xué)思想和技術(shù)引入到臨床的診斷和治療中.物理學(xué)與醫(yī)學(xué)的結(jié)合不僅促進(jìn)了醫(yī)學(xué)的發(fā)展，也對(duì)物理學(xué)的發(fā)展起了推動(dòng)作用.
1 聲學(xué)的應(yīng)用
超聲成像90年代以來，由于數(shù)字化處理的引入，高性能微電子器件及超聲換能器的出現(xiàn)，以及各種圖像處理技術(shù)的應(yīng)用，超聲成像的新技術(shù)、新設(shè)備層出不窮。超聲不但能顯示組織器官病變的解剖學(xué)改變，同時(shí)還可應(yīng)用Dopper技術(shù)檢查血流量、血流方向，從而辨別器官的病理生理受損性質(zhì)與程度。超聲診斷采用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)灰階成像，在掌握正確劑量的前提下，可連續(xù)對(duì)器官的運(yùn)動(dòng)和功能實(shí)施動(dòng)態(tài)觀察，而不會(huì)產(chǎn)生像X射線成像那樣的累積效應(yīng)及危險(xiǎn)的電離損害。由于超聲診斷具有無損傷性、檢查方便、診斷快速準(zhǔn)確、價(jià)格便宜、適用范圍廣泛等優(yōu)點(diǎn)，得以在臨床中迅速推廣。超聲波成像的物理基礎(chǔ)是超聲醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)，超聲成像是利用超聲波遇到介質(zhì)的不均勻界面時(shí)能發(fā)生發(fā)射的特性，根據(jù)檢測到的回波信號(hào)的幅度、時(shí)問、頻率、相位等，得到體內(nèi)組織結(jié)構(gòu)、血液流速等信息.
2 光學(xué)的應(yīng)用X射線成像
X線實(shí)際上是一種波長極短、能量很大的電磁波。醫(yī)學(xué)上應(yīng)用的X線波長約在0.001--0.1nm之間。X射線穿透物質(zhì)的能力與射線光子的能量有關(guān)，X線的 波長越短，光子的能量越大，穿透力越強(qiáng)。X顯得穿透力也與物質(zhì)密度有關(guān)，密度大的物質(zhì)對(duì)X線的吸收多，透過少;密度小則吸收少，透過多。利用差別吸收這種性質(zhì)可以把密度不同的骨骼與肌肉、脂肪等軟組織區(qū)分開來，者正是X線透視和攝影的物理基礎(chǔ)。X射線成像包括X射線透視和攝影、X射線計(jì)算機(jī)體層成像. X射線計(jì)算機(jī)體層成像是以測定人體內(nèi)的衰減系數(shù)為基礎(chǔ)，采用一定的數(shù)學(xué)方法，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理，重新建立斷層圖像的現(xiàn)代醫(yī)學(xué)成像技術(shù)[1].X射線的幾種特殊檢查技術(shù)，分別是X射線的造影技術(shù)、X射線的斷層攝影、數(shù)字減影.
3 電磁學(xué)的應(yīng)用磁共振成像
MRI成像的先決條件MRI成像的先決條件是被成像樣品中的原子核必須具有磁性,而這種磁性源于原子核本身的自旋運(yùn)動(dòng).因此,對(duì)原子核等微觀粒子的自旋屬性進(jìn)行的深入研究是量子力學(xué)取得的重要成果之一,客觀上也是MRI得以產(chǎn)生的知識(shí)前提.磁共振成像利用了人體內(nèi)水分子中的氫核在外磁場中產(chǎn)生核磁共振的原理.由于人體不同的正常組織、器官以及同一組織、器官的不同病理階段氫核的弛豫時(shí)間有顯著不同，利用梯度磁場進(jìn)行層面選擇和空間編碼就可以獲得以氫核的密度、縱向弛豫時(shí)間 、橫向弛豫時(shí)間作為成像參數(shù)的體內(nèi)各斷層的結(jié)構(gòu)圖像.近年來產(chǎn)生很多新的成像序列和技術(shù)方法.如擴(kuò)散加權(quán)成像是通過測量人腦中水分子擴(kuò)散的特性來反映組織的生化特性及組織結(jié)構(gòu)的改變，在臨床上可用于急性腦梗塞的早期診斷[2].螺旋漿掃描技術(shù)，明顯消除患者因運(yùn)動(dòng)或金屬異物造成的偽影, 可生成高分辨率、無偽影、具有臨床診斷意義的理想圖像。
4 原子核物理學(xué)的應(yīng)用放射性核素成像
放射性核素成像的物理基礎(chǔ)放射性核素具有放射性，利用放射性核素作蹤劑，結(jié)合藥物在臟器選擇性的聚集和參與生理、生化功能，達(dá)到診斷疾病的目的。檢察方法 有4種：掃描機(jī)、照相機(jī)、單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)體層和正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)體層(PET).核素檢查中產(chǎn)生的正電子只能存在極短的時(shí)間，當(dāng)它被物質(zhì)阻止而失去動(dòng)能時(shí)，將和物質(zhì)中的電子結(jié)合而轉(zhuǎn)化成光子，即正負(fù)電子對(duì)湮沒.轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚�(gè)能量為0.551 MeV的光子，并反沖發(fā)出.放射性核素在正常組織和病變組織分布不同，產(chǎn)生的光子強(qiáng)弱也有不同，PET成像技術(shù)通過探測光子對(duì)的差別形成影像.
5 結(jié)語
影像物理學(xué)在影像檢查技術(shù)中的意義非常重要，對(duì)影像檢查技術(shù)的發(fā)展影像深遠(yuǎn)，隨著影像物理學(xué)的不斷發(fā)展，新的影像技術(shù)不斷出現(xiàn)，必將對(duì)疾病的診斷總出更大的貢獻(xiàn)。
