医学物理学在医学影像中的应用

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1、第13卷第4期西安文理学院学报：自然科学版Vo1．13No．42010年10月JournalofXi’anUniversityofArts&Science(NatSciEd)Oct．2010文章编号：1008—5564(2010)04-0019-03医学物理学在医学影像中的应用杨艳妮(西安医学院公共课部，陕西西安710021)摘要：物理学对医学的发展起着重要的推动作用，它的每一新发现或技术发展到一个新的阶段，都为医学研究和医疗实践提供更先进、更方便和更精密的仪器和方法，现代的医学影像就是其中的成果之一．介绍了医学物理学的发展情况，阐述了医学物理学在四大医学影像中的应

2、用．关键词：医学物理学；声学；核磁共振；放射性核素中图分类号：R312文献标识码：A0医学物理学发展概述近100年来许多物理学的新发现、新理论很快应用于医学，x射线、放射性、激光、电子显微镜、核磁共振等技术为医学研究及临床应用提供了新的方法和手段，对现代生命科学的发展作出了突出的贡献．20世纪中叶，一批物理学工作者，特别是核物理学工作者进入医学领域，从事肿瘤放射治疗及医学影像的研究．物理学与医学的结合形成了一个新的研究领域——医学物理学，并于1958年成立了美国医学物理学家协会(TheAmericanAssociationofPhysicistsinMedicine

3、)，1963年成立了国际医学物理学组织(InternationalOrganizationforMedicalPhysics)．医学物理学涉及的范围相当广泛，包括用物理学的概念和方法解释人体器官、系统的功能，正常及异常的生理过程；物理因子(如噪声、电磁辐射等)对人体及各种人体材料所产生的效应，并将具有定量特征的物理学思想和技术引入到临床的诊断和治疗中．物理学与医学的结合不仅促进了医学的发展，也对物理学的发展起了推动作用．1声学的应用——超声成像超声成像(ultrasoundimaging)是利用超声波遇到介质的不均匀界面时能发生发射的特性，根据检测到的回波信号的幅度

4、、时问、频率、相位等，得到体内组织结构、血液流速等信息．以最常使用的B型超声为例，回波信号加在显示器的电子枪阴极或控制栅极上，不同深度的回波对应图像上的一个个光点，光点的亮度由回波幅度线性控制．与发射脉冲同步的时间扫描电压是加在垂直偏转板上，这样自上而下的一串光点表示在各个深度界面上的回波．当声束沿一直线运动时，在水平偏转板加扫描电压，随探头的移动同步变化，使探头平移时光点也能平移，这样就得到二维断层形态图像．近年来，超声成像在彩色血流测量技术、三维超声等方面的发展特别引人注目j．彩色多普勒血流成像系统(通常称为彩超)是利用多普勒效应测量血流数据(血流方向、流速、流

5、速分布)并在B超图像上用不同颜色表示这些血流数据的双重超声扫描系统，可以得到彩色多普勒血流图(CFM)．由于它的直观性，在临床的许多方面都得到广泛的应用．最近几年，三维超声图像重建是超声图像处理方面的热点，已成为超声成像技术的一个发展趋势．腔内超声很适用于三维成像，已获得应用的有心脏、血管、产科、妇科等的三维超声成收稿日期：2010-06-02作者简介：杨艳妮(1981一)，女，陕西西安人，西安医学院公共课部助教，理学硕士．研究方向：医学超声西安文理学院学报：自然科学版第13卷像．现在研究的目标是实时的或动态的三维超声，它的实现将是超声医学的一次重大变革．2光学的应

6、用——x射线成像2．1X射线成像的基本原理在x射线传播过程中，其原传播方向上的强度随传播距离增加而减弱，即x射线衰减，单能窄束x射线的吸收衰减规律可表示为：，0e一其中是入射x射线的强度，，是通过质量厚度为的物质后的x射线的强度，是物质的质量衰减系数．质量厚度等于物质的实质厚度乘以物质的密度J．2．2X射线成像的种类x射线成像包括x射线透视和摄影、x射线计算机体层成像．当x射线透过体内不同组织和脏器时，由于不同部位的衰减系数不一样，故透射出的x射线强度相应不同，投射到荧光屏上显示出明暗不同的荧光像，则为x射线透视，如投射到底片上显示出明暗不同的像，则为x射线摄影．x

7、射线计算机体层成像是以测定人体内的衰减系数为基础，采用一定的数学方法，经计算机处理，重新建立断层图像的现代医学成像技术．x射线的几种特殊检查技术，分别是x射线的造影技术、X射线的断层摄影、数字减影．x射线造影是通过给某些脏器引入衰减系数较大或较小的物质，以增加其与周围组织的对比；X射线的断层摄影是依靠x射线源的运动和底片的相对运动而形成人体内的一个平面清晰成像；数字减影是在x射线造影的基础上，利用计算机数字图像技术，将得到的同一部位的造影片与无造影片相减，只留下造影剂的器官像．3电磁学的应用——磁共振成像磁共振成像(magneticresonanceimagin