今天我们对于影像类的医疗设备做一个简单粗暴的介绍，希望感兴趣的朋友可以通过此文对常用的影像设备有一个粗略的了解。
- 医学影像设备开山鼻祖——普放类 X-Ray 设备
1895年威廉·康拉德·伦琴（Wilhelm Conrad Röntgen）发现X射线（又称伦琴射线）以来，X射线已经成为当今应用最广泛、速度最快、成本效益最高的医学成像方式。直至今天，依旧有许多医院将“影像科”称为“放射科”，足以见得X射线类设备在于影像诊断类器械中的基石地位。
a. 原理
X线的成像原理说起来应该是所有影像类设备中最简单也是最容易被理解的。它利用了X射线的穿透性和可吸收性进行成像，X射线平行穿过人体不同密度的组织时，被不同组织的吸收程度不同，如果我们利用X射线的荧光特性在人体后方放置一个能够感应不同射线强度的胶片或传感器就能够根据射线强度勾画出人体组织（请自行换气断句）
b. 临床应用
普放类影像设备在临床应用中最大的优势就是“快”。通常一个DR扫描从准备到完成扫描仅需几分钟，速度方面甩其他影像检查几条街，因此普放类设备从数量到使用频率上在医院影像科都是主导地位，从体检到疾病初筛，X射线机都是医生诊断的“快刀”
应用层面，常用的X射线设备根据应用部位使用场景等分为X线透视/摄影诊断设（也就是平时我们最常见到的X光平片机，CR/DR）、数字X线胃肠机、乳腺X光机（钼靶）、齿科X线机及C形臂（大C、中C、小C）等。以后有时间的话我们单独开一个专题分别介绍每一种X射线设备。
2. X射线设备中的佼佼者——CT
CT可以说是X射线设备的“嫡长子”，实现CT成像的基本原理与普放类设备的原理一样，而CT又能实现普放类设备不能实现的多平面成像以及三维成像，甚至当前的新型CT设备还能实现部分功能成像，可谓X射线家族中的“集大成者”。
a. 原理
前面介绍普放类设备时提到，X线类设备利用了X射线的可吸收性，CT设备也不例外。根据X射线设备的成像原理，如果我们在人体周围围一圈X射线发射器和传感器，就能实现对人体的断层成像。之后把不同的断层拼到一起，就能得到三维影像。
最早期的CT也确实是这么做的。然而，这种早期设计有很多缺陷，比如，扫描时间长（X射线发生器与接收器需要打一枪换一个地方）。再如，这么多接收器与发射器，，多贵啊。于是，经过不断改进，螺旋CT诞生了。
螺旋CT主要利用了病人在扫描时，短时间内不会做运动这一道理，用一个X射线发生器，一个传感器对人体转圈扫描，之后再把得到的菊（划掉，局）部图像通过一定的算法拼到一起，就得到了完整的扫描图像。
b. 临床应用
CT的临床应用在近两年最被常提到的无疑是在于为新冠肺炎诊断提供了充分的影像学依据。其实，所有的以X射线为成像理论基础的设备在肺部成像方面都有着极大的优势。
肺部以外的其他方面，CT设备凭借其成像速度快、空间分辨率高的优势，在当今医院影像科，扮演的生力军的角色，据我所知，部分医院的体检常规项目已经从DXR换成了CT扫描，足以见得现如今CT扫描的普及程度。
3. 诺贝尔奖的“摇”篮——MRI
核磁共振成像系统（MRI）可以说是医疗设备中当之无愧的诺贝尔奖霸主，仅与MRI直接相关的诺贝尔奖得主就有5位之多，如果算上间接相关的，组一支MRI诺奖足球队不成问题。
a. 原理
假设我们有十个指南针，5 个来自厂家A ，5 个来自厂家B ，每个相同厂家生产的指南针阻尼相同，而A 与B 相互之间的阻尼不同。现在，我们在10 个指南针指向南方的时候，同时拨动指针，让所有的指针同时指向东，之后有人一声令下，所有人同时放开指针，指针会再次指向南方。然而，由于不同厂家的阻尼不同，指南针回到“南向”的速度也不一样。那么我们记录一下“回南”的时间，就能根据回南的时间判断出指南针产自哪一个厂家。
如果上面一段话大家能够理解的话，对于理解磁共振原理就不远了。人体内的质子自旋生成磁场，每一个质子就可以看作是一个小指南针。我们给这些人体内的“指南针”加一个很大的磁场（B0场），能让所有的指南针指向同一方向。之后，我们对“指南针”加一个“外力”让它们指向东方（共振），撤去共振波后，记录所有“指南针”回到初始位置的时间，就能得到指南针多少的分布图，也就得到人体内部的器官/组织影像。
b. 临床应用
磁共振影像设备的临床应用涵盖了形态成像到功能成像的诸多方面。MRI提供的信息量不但大于医学影像学中的其他许多成像术，因此，它对疾病的诊断具有很大的潜在优越性。它可以直接作出横断面、矢状面、冠状面和各种斜面的体层图像，无电离辐射，对机体没有不良影响。
市面上随便一本磁共振应用相关的书籍都有近千页，以后有时间的话我们一个磁共振成像的专题，大家一起学习磁共振成像的相关知识。
4. 多快好省的典范——超声成像系统
我最早对于超声设备的认知源于小品“超生游击队”的一段台词。
“我听说医院有个啥超，一抄一个准”
“P 超”
“对，P 超，走，咱也去抄抄去，男孩女孩准能抄出来”
虽然出于喜剧效果把“B 超”说成“P 超”，也足可见，30 年前超声成像在于产科的应用也已经成为常规手段。
a. 原理
今天的主题是影像设备，所以这里的超声原理以及后面的临床应用主要说诊断用超声系统的原理及应用。
我们从小学课本里学过，蝙蝠是“瞎子”，之所以蝙蝠能成捕虫高手，靠的是自带的一套“声纳定位系统”。蝙蝠的“嘴”发出超波，超声波遇到障碍物反弹回来被蝙蝠“听“到，再根据回声的大小等信息判断障碍物的类型，能不能吃，要不要躲避一下。
那么，如果我们捉一只蝙蝠，把它塞进一支超声探头中，再想想办法把蝙蝠大脑中的信息读取出来，那么一个原始的超声影像系统就成型啦，so easy 。
b.临床应用
在于如今这个“谈核色变”的时代，超声系统在于临床方面最大的优势莫过于无“电离辐射”，因而超声成像被广泛应用于对于“辐射”敏感的人群之中，比如“超生游击队”中提到的产科，再比如，儿科。另外一方面，利用“多普勒效应“成像的“多普勒成像模式”能够对于血液流速等信息有更加充分的分析。
除了在于成像方面的优势，超声检查的另一个巨大的优势是便宜。超声设备的售价通常会比CT、MRI等设备的售价少一个0，因而最终到患者层面，检查费用也相应的更加让人觉得“很美丽”。
5. 隔壁别人家的孩子——PET
PET 设备虽然影像类设备，但是如果一位患者需要做PET 扫描的话，他需要去的不是影像科，而是“核医学科”，同时，PET 在于功能成像方面，是绝对的碾压其他影像类设备，所以，相比于常规放在影像科的设备，PET 是当之无愧的“别人家的孩子”
a. 原理
湮灭现象是PET 成像的物理学基础，PET 系统通过检测湮灭产生的光子实现成像的目的。正电子经过一定的行程（正电子自由程，通常为几毫米到十几毫米）后与人体组织的电子发生碰撞后发生湮灭，生成方向相反的一对光子（γ光子）。
湮灭产生的一对γ光子能量均为511Kev。我们在放射性药物周围放置一圈能够检测γ光子的探头，可以根据到达时间判断两个几乎同一时间到达探头的能量为511Kev的光子脉冲来自同一次湮灭事件，湮灭点在发生闪光的两个探头之间的连线上，再根据到达时间差（TOF）依据统计学计算，算出湮灭发生的相对位置。
b. 临床应用
实际应用PET 成像时，医院的物理师通过一定的手段把放射性同位素（用于产生正电子，较常用的是F18 ）加入到参与人体代谢的药物（如葡萄糖）中，形成放射性药物，再将放射性药物注射到人体中，使其参与到人体代谢过程中。
PET 成像依据摄入体内的放射性核素的分布强度不同而成像。由于带有放射性标记的药物会自动寻找和浓集在特定的组织和脏器上，根据放射性强度的时间分布曲线可以知道这些组织和脏器对这种药物的代谢情况。这些药物通常与某种生理状态相关，由于肿瘤组织与正常组织在代谢水平上差别比较大，肿瘤组织与正常组织的放射性强度分布有较大的差异，据此可以测量肿瘤的大小，进行良、恶性鉴别和愈后观察。
THE END
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