通透了“醫(yī)學(xué)影像”，才能更好的稱為“醫(yī)學(xué)影像者”；或者醫(yī)學(xué)攝影者。

人體是一個(gè)復(fù)雜的信息源，包含人體組織器官的形態(tài)學(xué)、生理功能等多種信息。在臨床醫(yī)學(xué)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(yī)學(xué)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(xù)出現(xiàn)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(yī)學(xué)影像技術(shù)可以揭示出患者不同的影像學(xué)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(shí)還不足以對準(zhǔn)確診療提供充分的依據(jù)，所以臨床工作中往往需要對患者采用不同的影像學(xué)檢查以獲取患者的多方面信息，相互印證和補(bǔ)充。目前，醫(yī)學(xué)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(xué)密度）及色彩的二維光學(xué)分布。

二、醫(yī)學(xué)影像

醫(yī)學(xué)影像是在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，對使用各種醫(yī)學(xué)成像設(shè)備、原理與技術(shù)，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(guī)范表述。包括傳統(tǒng)的模擬影像和現(xiàn)代的數(shù)字影像。醫(yī)學(xué)影像的信息范疇包括宏觀的形態(tài)學(xué)信息、功能性信息、代謝性信息和微觀信息，即組織水平的、細(xì)胞水平的、基因水平的和分子水平的生物信息等。

根據(jù)顯示終端的不同，醫(yī)學(xué)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(dá)信息，必須具備兩個(gè)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(xué)密度”這一專業(yè)術(shù)語表示影像灰度的大小。

三、光學(xué)密度／影像灰度

光學(xué)密度是指醫(yī)學(xué)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(yī)學(xué)成像技術(shù)的照片上，光學(xué)密度的內(nèi)涵不同，與被成像物質(zhì)的物質(zhì)密度關(guān)系也不同，但均為由從黑到白（由暗到亮）的連續(xù)灰階組成的影像。根據(jù)照片基層的透明與否，可分為透射密度和反射密度，醫(yī)學(xué)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(yī)學(xué)成像技術(shù)生成的模擬影像上，相鄰兩點(diǎn)間的光學(xué)密度之差，即照片對比度。不同醫(yī)學(xué)成像技術(shù)照片的影像對比度內(nèi)涵不同。如傳統(tǒng)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(xué)特性；MRI影像對比度反映組織內(nèi)氫質(zhì)子的弛豫時(shí)間和質(zhì)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(diǎn)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(shí)，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(xué)的形式顯示，稱為投影像。由于成像時(shí)三維空間分布的受檢體的組織結(jié)構(gòu)記錄在二維平面上，所以存在不同組織結(jié)構(gòu)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（小）密度投影（MIP)是一種特殊的投影像。

（二）斷面影像

醫(yī)學(xué)成像時(shí)，人體的某一斷面（或切面、截面）生物信息的二維光學(xué)表現(xiàn)形式，稱為斷面影像。斷面影像可以顯示器官結(jié)構(gòu)的斷面形態(tài)、位置及其結(jié)構(gòu)之間的相互關(guān)系，避免了不同組織結(jié)構(gòu)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(tài)學(xué)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(gòu)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(shù)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(shí)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(yī)學(xué)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(nèi)容的縱橫關(guān)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(jié)構(gòu)其密度或MR信號強(qiáng)度的分布；X線照片影像雖包含人體三維結(jié)構(gòu)的內(nèi)容，卻只能顯示其二維空間關(guān)系，不能顯示投影方向上的深度關(guān)系。

（二）三維影像

醫(yī)學(xué)成像中，利用設(shè)備的三維后處理功能得到的能表示人體三維空間結(jié)構(gòu)間相互深度關(guān)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(yīng)指出，目前醫(yī)學(xué)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(shù)表示深度關(guān)系，或在轉(zhuǎn)動(dòng)中才能提供深度空間關(guān)系信息；是應(yīng)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的處理技術(shù)把二維影像數(shù)據(jù)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(tài)影像和動(dòng)態(tài)影像

（一）靜態(tài)影像

醫(yī)學(xué)成像中獲取的處于靜止或凍結(jié)狀態(tài)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(tài)影像等。

（二）動(dòng)態(tài)影像

醫(yī)學(xué)成像中獲取的連續(xù)觀察組織器官活動(dòng)狀態(tài)或生理特性變化的實(shí)時(shí)影像或其錄像。如X線透視檢查、DSA的動(dòng)態(tài)影像，CT和MRI利用其動(dòng)態(tài)成像功能獲取的動(dòng)態(tài)影像等。

就目前醫(yī)學(xué)影像技術(shù)而言，無論是傳統(tǒng)放射學(xué)，還是20世紀(jì)70年代相繼出現(xiàn)的電子計(jì)算機(jī)體層成像（CT)、磁共振成像（MRI)和超聲成像（USG),其醫(yī)學(xué)影像的形成過程，實(shí)質(zhì)上就是一種能量的轉(zhuǎn)化、信息的轉(zhuǎn)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(jìn)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(tǒng)或數(shù)字化攝影的接受器等作為能量檢測和信息轉(zhuǎn)換的介質(zhì)，形成X線影像。

（一）X線信息的產(chǎn)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(dǎo)致不同程度的衰減而強(qiáng)度不均，稱為“調(diào)制X線”。此處借用了無線電通信中“調(diào)制”的概念，即作為載波的無線電電波在運(yùn)載音頻信號過程中發(fā)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(fā)出的X線比作無線電通信中的載波，將人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的密度／厚度的差異性比作為無線電通信中的音頻信號。因?yàn)槿梭w內(nèi)部結(jié)構(gòu)對X線衰減的不一致性，當(dāng)X線管發(fā)出的“均勻射線”穿過人體后，即經(jīng)“調(diào)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(zhuǎn)換

透過受檢體的調(diào)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(jīng)檢測介質(zhì)將X線信息轉(zhuǎn)換為人眼可見的影像。由于檢測介質(zhì)的不同，X線檢查的信息轉(zhuǎn)換過程也不一樣。如果檢測介質(zhì)是熒光屏或影像增強(qiáng)器，則接受調(diào)制X線照射后，X線信息直接轉(zhuǎn)換為二維光強(qiáng)度分布的影像。如果以增感屏／膠片系統(tǒng)作為檢測介質(zhì)，膠片感光后經(jīng)過化學(xué)處理形成二維光學(xué)密度分布的照片影像。此階段的信息傳遞與轉(zhuǎn)換過程發(fā)生了光化學(xué)反應(yīng)，光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。當(dāng)以計(jì)算機(jī)X線攝影（CR)的成像板（IP)作為檢測介質(zhì)時(shí)，X線信息轉(zhuǎn)換為IP中光可激發(fā)存貯熒光體的潛影。IP經(jīng)CR閱讀器處理后把潛影轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，進(jìn)一步形成數(shù)字影像（在顯示器上直接

顯示或者打印出數(shù)字照片）。如果檢測介質(zhì)是數(shù)字X線攝影（DR)的平板探測器（FPD),則X線信息經(jīng)FPD轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，經(jīng)進(jìn)一步處理形成可見的數(shù)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(zhì)，經(jīng)信息的轉(zhuǎn)換和傳遞，最終形成磁共振影像。

（一）磁共振信號的產(chǎn)生

具有單數(shù)電子的原子核（質(zhì)子）本身就形成一個(gè)小磁場（磁矩），并都具有自己特定的進(jìn)動(dòng)頻率。當(dāng)人體被置入一個(gè)強(qiáng)大的主磁場內(nèi)，人體內(nèi)原來方向雜亂無章的質(zhì)子磁矩，受主磁場的作用都按主磁場方向整齊排列。此時(shí)，當(dāng)外加一個(gè)頻率與質(zhì)子進(jìn)動(dòng)頻率（又稱共振頻率）相同的射頻場（RF)時(shí)，質(zhì)

子磁矩就發(fā)生進(jìn)動(dòng)，強(qiáng)度發(fā)生變化，這就是磁共振現(xiàn)象；射頻停止后，質(zhì)子磁矩又逐漸返回到原來的方向和強(qiáng)度。這一過程就是“弛豫”過程，也是一個(gè)能量釋放的過程。弛豫過程中產(chǎn)生磁共振信號。在人體各種組織機(jī)構(gòu)中，＇H占原子數(shù)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(zhì)子的含量不同、氫質(zhì)子受周圍環(huán)境影響也會(huì)改變弛豫時(shí)間，這樣雖然都是氫質(zhì)子成像，但在不同組織中的氫質(zhì)子會(huì)產(chǎn)生弛豫時(shí)間的差別。換句話說，同是氫質(zhì)子，主磁場強(qiáng)度也一致，但由于組織結(jié)構(gòu)的差別，造成氫質(zhì)子之間弛豫時(shí)間的差別，所以不同組織結(jié)構(gòu)的磁共振信號強(qiáng)弱不同。

（二）磁共振信號的轉(zhuǎn)換

在人體旁邊安裝接受線圈，質(zhì)子弛豫過程中磁共振信號被接受線圈接受，因電磁感應(yīng)產(chǎn)生電信號。弛豫的快慢決定了信號的強(qiáng)弱，記錄每個(gè)像素信號的強(qiáng)弱變化并將其定位。把接受線圈感應(yīng)的電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后經(jīng)過計(jì)算機(jī)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(zhì)，經(jīng)信息的轉(zhuǎn)換和傳遞，最終形成超聲影像。

（一）超聲信號的產(chǎn)生

超聲波為機(jī)械波，超聲波的聲束傳播時(shí)，近場呈直線傳播，稱為束射性，但遠(yuǎn)場有擴(kuò)散，是超聲對人體定向探測的基礎(chǔ)。超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，遇到不同聲阻的分界面，會(huì)產(chǎn)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(shí)，產(chǎn)生反射。超聲入射大界面形成鏡面反射。進(jìn)入第二介質(zhì)，稱為透射，透射時(shí)產(chǎn)生折射。超聲進(jìn)入小界面呈散射形式。遠(yuǎn)場擴(kuò)散、界面反射和散射會(huì)導(dǎo)致聲能衰減。介質(zhì)的黏滯性、導(dǎo)熱性、弛豫性會(huì)導(dǎo)致介質(zhì)吸收。不同組織衰減的差別，與二者蛋白質(zhì)和水的含量有關(guān)。同一組織內(nèi)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(fā)射超聲，超聲入射人體后會(huì)發(fā)生反射和衰減的差別，從而產(chǎn)生不同的回聲，形成回波信號。

（二）超聲回波信號的轉(zhuǎn)換

超聲回波信號的檢測使用換能器（探頭），它集發(fā)射超聲波和探測反射的回波功能于一體。換能器主要構(gòu)成是壓電晶體。當(dāng)反射回來的回波信號作用于壓電晶體，晶體將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，受壓的晶體兩端產(chǎn)生電荷，轉(zhuǎn)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。