高速发展的医学成像技术带来强烈视觉冲击

时间:2009-11-06   来源:   网友评论:0   人气: 434 作者:

医学成像技术在近几年发展非常迅猛,新技术能深入控制人体各个部位以及许多重要的生理过程,比如血液的流速。产生的图像不仅仅可以用于拯救病人的生命,也能因其缤纷多彩,给人们带来强烈的视觉冲击。

 

 

 

图:一种新的脑部成像技术叫弥散张量成像(DTI)。这张图片是精神分裂病患者的脑部DTI图像。弥散张量成像其实是核磁共振成像(MRI)的特殊形式。如果说核磁共振成像是追踪水分子中的氢原子,那么弥散张量成像就是描绘水分子移动的轨迹。神经元纤维长而薄,分子则沿其进行扩散。研究人员可以标记出水分子和神经元纤维沿同一方向运动的路径。

 

 

 

图:进行核磁共振成像时,患者平躺在圆柱形磁体中,暴露于强大的磁场下。此时,水分子中的质子会在磁场的作用下排成一行。然后利用射频信号对人体进行扫描,此时质子就会偏离原来的位置。当它们重新对齐的时候,会发出计算机可以处理并能转变为图像的信号。富含水的组织发出的信号强,在最终的图像上就会更明亮,骨骼的图像相对则较暗。

这的图像是大脑和颈部动脉的核磁共振图像。在注射了对比成像剂以后,可以进行重复扫描。随着成像剂在血管中移动,医生就可以清楚地看到造成中风、脑动脉瘤和各种外伤的堵塞物。

 

 

 

 

 

 

图:核磁共振成像还常用于神经元成像。脊柱管和大脑处的明亮区域表示脑脊髓液;向下延伸至身体的长条状体则是脊髓。

 

 

图:X光血管造影术能显示手上极细的血管。这幅图片由最新的数码探测仪生成,这使得医生即使不使用高剂量辐射物,也能看清每个细节。

图片显示出手部外伤造成的影响十分明显-没有血液流向无名指,而其它手指上的毛细血管都清清楚楚。

 

 

 

图:制作有用的医学图像包括了两项任务:搜集数据和把数据转换为能快速而准确地解读的图像。这张图像由一种名为计算机控制断层扫描术(CT)的先进X光技术生成。它淋漓尽致地展示了上述两个方面的进步。

在这张图片中,CT血管造影术在体绘制软件(Volume-rendering software)的配合下,识别出了心脏附近主动脉(从图像顶端延伸至身体下部、心脏周围的大片粉色血管)异常变宽的情况。再往下,可以清楚看到肝脏 (紫色)和肾脏(鲜红色)。准确测定主动脉直径至关重要,因为外科医生可以借此判断主动脉是否存在破裂的风险。

 

 

 

 

 

图:这是利用CT血管造影术生成的骨盆的图片。静脉内注射了对比剂,这样血管和软组织就能形成鲜明对比。电脑软件可以进一步凸显骨骼和血管之间的差别,使诊断更为清楚和快捷。

 

 

 

 

 

图:通常情况下,CT使用单X光源,但研究人员能将两个不同能量的X光源组合起来,更清晰地呈现软组织。特定组织-比如图中两只手的腱和韧带-对不同能量的吸收方式不一样,这样就可以在图像上凸显出来。

为检验这种呈现方式的准确性,研究人员对尸体进行了扫描,将扫描结果同他们的“虚拟”发现相比较。此图中的两只手就是尸检扫描的结果。当然,CT 技术的主要目标是改善健康,但也存在用于虚拟尸检的可能性。作为法医检查的一部分,像这样的CT扫描可以揭示刀子等物体造成的伤痕。

 

 

 

图:许多医学成像技术主要用于解剖。正电子成像术(PET)不一样:它生成的图像主要用于突出细胞活动。患者先被注射放射性示踪剂,接着,吸收示踪剂最多的细胞会稳定地发出亮光。

此图中的示踪剂是葡萄糖。因为癌细胞会快速生长并分裂,所以它们会消耗大量能量,吸收掉所有的葡萄糖并占据它们的位置。红色表示患者肝脏和肩部的病变。大脑和心脏(C形红块是心脏肌肉壁,即心肌层)同样会大量消耗能量,因此它们也会显示出来。结合PET和CT,就能突出图中的人体构造。图一是 PET扫描图像,图二是CT扫描图像,图三是PET扫描和CT扫描结合的图像,这使得医生可以更清楚地了解问题。


 

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