通透了“醫學影像”，才能更好的稱為“醫學影像者”；或者醫學攝影者。

通透了“醫學影像”，才能更好的稱為“醫學影像者”；或者醫學攝影者。

人體是一個復雜的信息源，包含人體組織器官的形態學、生理功能等多種信息。在臨床醫學中，人眼不能直接感知和識別這些信息，需要借助于信息載體（或能量，如X線、電磁場、超聲波等）與人體的相互作用，將人體的這些信息檢測出來，形成可見的醫學影像，供臨床診療使用。人們探索用各種方式獲取人體原本看不見的特定差別，使之成為可見影像，于是陸續出現了普通X線、CT、B型超聲、MRI、PET等影像。采用不同信息載體的醫學影像技術可以揭示出患者不同的影像學特征。通過任何一種信息載體也只能獲取人體的部分信息。局部的或者部分的信息有時還不足以對準確診療提供充分的依據，所以臨床工作中往往需要對患者采用不同的影像學檢查以獲取患者的多方面信息，相互印證和補充。目前，醫學影像已成為人體信息獲取、分析和人類疾病診療的重要工具。

一、影像

影像是反映被照體信息的不同灰度（或光學密度）及色彩的二維光學分布。

二、醫學影像

醫學影像是在醫學領域，對使用各種醫學成像設備、原理與技術，以影像的方式在顯示終端（含膠片）顯示的人體生物信息的規范表述。包括傳統的模擬影像和現代的數字影像。醫學影像的信息范疇包括宏觀的形態學信息、功能性信息、代謝性信息和微觀信息，即組織水平的、細胞水平的、基因水平的和分子水平的生物信息等。

根據顯示終端的不同，醫學影像可分為照片影像和在熒光屏、顯示器等上面顯示的影像。一幅影像，要記錄與表達信息，必須具備兩個基本要素：影像灰度和影像對比度。對于照片影像，通常用“光學密度”這一專業術語表示影像灰度的大小。

三、光學密度／影像灰度

光學密度是指醫學影像上照片影像的黑化程度，反映影像上不同部位對光的吸收程度，簡稱密度。不同醫學成像技術的照片上，光學密度的內涵不同，與被成像物質的物質密度關系也不同，但均為由從黑到白（由暗到亮）的連續灰階組成的影像。根據照片基層的透明與否，可分為透射密度和反射密度，醫學影像照片通常都是透射密度。

對于照片影像，密度越大，透射光越少，視覺觀感越黑；反之，密度越小，則透射光越多，視覺觀感越白。對于在熒光屏、顯示器等終端上顯示的影像，其亮暗程度通常用“灰度”描述，是指黑白影像上影像灰色的深淺程度?；叶仍礁?，視覺觀感越暗；灰度越低，視覺觀感越亮。

四、影像對比度

醫學成像技術生成的模擬影像上，相鄰兩點間的光學密度之差，即照片對比度。不同醫學成像技術照片的影像對比度內涵不同。如傳統X線影像的對比度反映人體組織對X線的衰減特性；超聲影像的對比度反映組織的聲學特性；MRI影像對比度反映組織內氫質子的弛豫時間和質子密度差別。對于在熒光屏、顯示器等終端上顯示的影像，影像對比度則是相鄰兩點間影像灰度的差值。

五、投影像和斷面影像

（一）投影像

X線檢查時，人體三維分布的空間生物信息在X線束投射方向上被疊加，并以二維光學的形式顯示，稱為投影像。由于成像時三維空間分布的受檢體的組織結構記錄在二維平面上，所以存在不同組織結構的影像相互重疊和干擾，影響受檢體的信息識別和精確定位。X線攝影和透視獲得的都是投影影像，CT的最大（?。┟芏韧队埃∕IP)是一種特殊的投影像。

（二）斷面影像

醫學成像時，人體的某一斷面（或切面、截面）生物信息的二維光學表現形式，稱為斷面影像。斷面影像可以顯示器官結構的斷面形態、位置及其結構之間的相互關系，避免了不同組織結構的影像之間的相互重疊和干擾，有助于受檢體的信息識別，為疾病的診斷和治療提供了精確的形態學定位。而且，通過多幅斷面影像還可以了解受檢體的三維空間信息，構建三維顯示效果的影像。常用斷面影像有橫斷面影像和縱斷面影像（包括矢狀面和冠狀面）。數字合成體層成像獲得的影像一般是縱斷面影像；CT成像直接掃描獲得的一般是橫斷影像；MRI成像通?？梢酝瑫r獲得橫斷影像和縱斷影像；超聲成像可以獲得任意方位斷面影像。

六、二維影像和三維影像

（一）二維影像

醫學成像中，以二維方式記錄、顯示的影像稱為二維影像。投影像和斷面影像都屬于二維影像。二維影像只能識別影像內容的縱橫關系，如X線照片、CT/MRI斷面影像等。其中CT/MRI等斷面影像僅反映人體某平面的結構其密度或MR信號強度的分布；X線照片影像雖包含人體三維結構的內容，卻只能顯示其二維空間關系，不能顯示投影方向上的深度關系。

（二）三維影像

醫學成像中，利用設備的三維后處理功能得到的能表示人體三維空間結構間相互深度關系效果的影像稱為三維影像。如CT、DSA、MR、B超等的三維后處理功能得到的影像。但應指出，目前醫學影像中的“三維影像”并不是真正意義上的視覺三維顯示，只是利用模擬光源、人工偽彩等技術表示深度關系，或在轉動中才能提供深度空間關系信息；是應用計算機圖形學的處理技術把二維影像數據整合為能提供空間位置信息的影像，是以平面方式顯示的模擬立體影像。

七、靜態影像和動態影像

（一）靜態影像

醫學成像中獲取的處于靜止或凍結狀態的影

像，如X線照片，DSA、CT和MRI的硬拷貝影像及其軟拷貝靜態影像等。

（二）動態影像

醫學成像中獲取的連續觀察組織器官活動狀態或生理特性變化的實時影像或其錄像。如X線透視檢查、DSA的動態影像，CT和MRI利用其動態成像功能獲取的動態影像等。

就目前醫學影像技術而言，無論是傳統放射學，還是20世紀70年代相繼出現的電子計算機體層成像（CT)、磁共振成像（MRI)和超聲成像（USG),其醫學影像的形成過程，實質上就是一種能量的轉化、信息的轉換和傳遞過程。下面分別對X線檢查、磁共振成像和超聲成像的影像形成過程進行簡要分析。

一、X線檢查

以X線作為信息載體，以熒光屏、屏－片系統或數字化攝影的接受器等作為能量檢測和信息轉換的介質，形成X線影像。

（一）X線信息的產生

一束具有穿透力的均勻X線穿過由不同密度、不同厚度的組織組成的人體后，導致不同程度的衰減而強度不均，稱為“調制X線”。此處借用了無線電通信中“調制”的概念，即作為載波的無線電電波在運載音頻信號過程中發生的與疊加的音頻型號成比例的變化。在X線成像過程中，將X線管發出的X線比作無線電通信中的載波，將人體內部結構的密度／厚度的差異性比作為無線電通信中的音頻信號。因為人體內部結構對X線衰減的不一致性，當X線管發出的“均勻射線”穿過人體后，即經“調制”后，就攜帶了受檢體的X線信息，形成（具有）了X線對比度。

（二）X線信息的轉換

透過受檢體的調制X線攜帶有受檢體的信息，但人眼不能直接觀察識別，必須經檢測介質將X線信息轉換為人眼可見的影像。由于檢測介質的不同，X線檢查的信息轉換過程也不一樣。如果檢測介質是熒光屏或影像增強器，則接受調制X線照射后，X線信息直接轉換為二維光強度分布的影像。如果以增感屏／膠片系統作為檢測介質，膠片感光后經過化學處理形成二維光學密度分布的照片影像。此階段的信息傳遞與轉換過程發生了光化學反應，光能轉化為化學能。當以計算機X線攝影（CR)的成像板（IP)作為檢測介質時，X線信息轉換為IP中光可激發存貯熒光體的潛影。IP經CR閱讀器處理后把潛影轉換為數字信號，進一步形成數字影像（在顯示器上直接

顯示或者打印出數字照片）。如果檢測介質是數字X線攝影（DR)的平板探測器（FPD),則X線信息經FPD轉換為數字信號，經進一步處理形成可見的數字影像。

二、磁共振成像

以電磁波作為信息載體，以接受線圈作為檢測介質，經信息的轉換和傳遞，最終形成磁共振影像。

（一）磁共振信號的產生

具有單數電子的原子核（質子）本身就形成一個小磁場（磁矩），并都具有自己特定的進動頻率。當人體被置入一個強大的主磁場內，人體內原來方向雜亂無章的質子磁矩，受主磁場的作用都按主磁場方向整齊排列。此時，當外加一個頻率與質子進動頻率（又稱共振頻率）相同的射頻場（RF)時，質

子磁矩就發生進動，強度發生變化，這就是磁共振現象；射頻停止后，質子磁矩又逐漸返回到原來的方向和強度。這一過程就是“弛豫”過程，也是一個能量釋放的過程。弛豫過程中產生磁共振信號。在人體各種組織機構中，＇H占原子數量的2/3,而且＇H為磁化最高的原子核，目前用于磁共振成像的只有＇H.不同組織中氫質子的含量不同、氫質子受周圍環境影響也會改變弛豫時間，這樣雖然都是氫質子成像，但在不同組織中的氫質子會產生弛豫時間的差別。換句話說，同是氫質子，主磁場強度也一致，但由于組織結構的差別，造成氫質子之間弛豫時間的差別，所以不同組織結構的磁共振信號強弱不同。

（二）磁共振信號的轉換

在人體旁邊安裝接受線圈，質子弛豫過程中磁共振信號被接受線圈接受，因電磁感應產生電信號。弛豫的快慢決定了信號的強弱，記錄每個像素信號的強弱變化并將其定位。把接受線圈感應的電信號轉換為數字信號，然后經過計算機的處理形成磁共振影像。

三、超聲成像

以超聲波作為信息載體，以超聲成像的換能器（探頭）作為檢測介質，經信息的轉換和傳遞，最終形成超聲影像。

（一）超聲信號的產生

超聲波為機械波，超聲波的聲束傳播時，近場呈直線傳播，稱為束射性，但遠場有擴散，是超聲對人體定向探測的基礎。超聲波在介質中傳播時，遇到不同聲阻的分界面，會產生反射和折射。兩種不同聲阻抗物體的接觸面稱為界面。如果界面尺寸大于聲束直徑，稱為大界面；界面尺寸小于聲束直徑，稱為小界面。超聲通過界面，兩種不同組織聲阻抗差大于0. 1%時，產生反射。超聲入射大界面形成鏡面反射。進入第二介質，稱為透射，透射時產生折射。超聲進入小界面呈散射形式。遠場擴散、界面反射和散射會導致聲能衰減。介質的黏滯性、導熱性、弛豫性會導致介質吸收。不同組織衰減的差別，與二者蛋白質和水的含量有關。同一組織內超聲頻率越高，衰減越大。不同正常組織間、正常與病理組織間、不同病理組織間存在聲阻抗的差別和衰減的不同。發射超聲，超聲入射人體后會發生反射和衰減的差別，從而產生不同的回聲，形成回波信號。

（二）超聲回波信號的轉換

超聲回波信號的檢測使用換能器（探頭），它集發射超聲波和探測反射的回波功能于一體。換能器主要構成是壓電晶體。當反射回來的回波信號作用于壓電晶體，晶體將機械能轉換為電能，受壓的晶體兩端產生電荷，轉化為電信號，再由接受電路放大、信息處理形成各種超聲影像。