Điều gì phân biệt các phương thức hình ảnh với nhau?

Mỗi phương thức phát hiện một tín hiệu vật lý khác nhau: sự suy giảm tia X (chụp X quang, chụp X quang huỳnh quang, CT), tín hiệu cộng hưởng từ của hạt nhân hydro (MRI), âm thanh tần số cao phản xạ (siêu âm) hoặc bức xạ phát ra từ một chất đánh dấu (y học hạt nhân và PET). Tín hiệu xác định thuộc tính mô nào được ánh xạ và do đó độ tương phản nào được nhìn thấy.

Những phương thức nào sử dụng bức xạ ion hóa?

Chụp X quang, chụp X quang huỳnh quang, chụp cắt lớp vi tính và y học hạt nhân (bao gồm PET) sử dụng bức xạ ion hóa, trong khi chụp cộng hưởng từ và siêu âm thì không.

Các phương thức và vật lý hình ảnh

Các phương thức và vật lý hình ảnh là lĩnh vực giải phẫu học X quang liên quan đến các nguyên tắc vật lý mà theo đó hình ảnh cắt ngang và hình ảnh chiếu của cơ thể sống được tạo ra, và cách lựa chọn phương thức định hình thông tin giải phẫu có thể nhìn thấy. Lĩnh vực này bao gồm các phương thức bức xạ ion hóa (chụp X quang, chụp X quang huỳnh quang, chụp cắt lớp vi tính, y học hạt nhân), chụp cộng hưởng từ và siêu âm, mỗi phương thức thăm dò mô thông qua một tín hiệu vật lý khác nhau.

Tìm chủ đề với PaperMindSắp ra mắtFind papers & topics

Tools & resources

Tải xuống bản trình chiếu

Learn & explore

VideoSắp ra mắt

Definition

Chẩn đoán hình ảnh bao gồm các kỹ thuật tạo ra hình ảnh trực quan về cấu trúc bên trong cơ thể bằng cách phát hiện cách một đầu dò vật lý — tia X, tín hiệu tần số vô tuyến từ các spin hạt nhân, âm thanh tần số cao hoặc bức xạ phát ra từ một chất đánh dấu — tương tác với mô.

Scope

Lĩnh vực này định hướng cho người đọc về các nhóm chẩn đoán hình ảnh được sử dụng để hiển thị giải phẫu: cách mỗi phương thức tạo ra độ tương phản, đại lượng vật lý mà nó ánh xạ và sự đánh đổi giữa độ phân giải không gian, độ tương phản mô, thời gian thu nhận và phơi nhiễm bệnh nhân. Lĩnh vực này coi các phương thức này là công cụ để hình dung giải phẫu bình thường và biến thể, không phải là một hướng dẫn để đưa ra quyết định lâm sàng.

Sub-topics

Core questions

Mỗi phương thức phát hiện tín hiệu vật lý nào và tín hiệu đó ánh xạ thuộc tính mô nào?
Độ phân giải không gian, độ tương phản, tốc độ thu nhận và phơi nhiễm bức xạ có sự đánh đổi như thế nào giữa các phương thức?
Phương thức nào hiển thị tốt nhất một cấu trúc giải phẫu hoặc loại mô nhất định?
Cường độ hình ảnh được hiệu chuẩn như thế nào để các phép đo có thể so sánh được giữa các máy quét và trung tâm?

Key concepts

Độ tương phản hình ảnh và nguồn gốc vật lý của nó
Độ phân giải không gian và thời gian
Tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu
Bức xạ ion hóa so với bức xạ không ion hóa
Sự suy giảm và thang Hounsfield
Sự thư giãn mô và trở kháng âm
Hình ảnh định lượng và tiêu chuẩn hóa

Mechanisms

Mỗi phương thức ánh xạ một tương tác vật lý riêng biệt. Chụp X quang và chụp cắt lớp vi tính đo sự suy giảm khác biệt của tia X bởi mô, với CT tái tạo bản đồ cắt ngang của sự suy giảm theo đơn vị Hounsfield (Hounsfield, 1973). Chụp cộng hưởng từ mã hóa tín hiệu cộng hưởng từ hạt nhân được phân giải không gian của các hạt nhân hydro, khai thác sự khác biệt về mật độ proton và thời gian thư giãn (Lauterbur, 1973). Siêu âm tạo hình ảnh từ tiếng vang của âm thanh tần số cao tại các ranh giới trở kháng âm. Y học hạt nhân và PET ánh xạ sự phân bố của một chất phóng xạ được đưa vào hơn là giải phẫu trực tiếp. Vì độ tương phản phát sinh từ các tính chất vật lý khác nhau, các phương thức này bổ sung cho nhau và nhiều nền tảng vật lý được tóm tắt trong các văn bản vật lý y tế tiêu chuẩn (Bushberg et al., 2012).

Clinical relevance

Hiểu biết về vật lý phương thức là nền tảng cho việc đọc X quang về giải phẫu bình thường và các biến thể của nó, bởi vì cùng một cấu trúc xuất hiện khác nhau tùy thuộc vào tín hiệu được phát hiện. Nhận thức về phơi nhiễm bức xạ ion hóa, đặc biệt là từ chụp cắt lớp vi tính, thông báo cách hình ảnh được sử dụng như một nguồn tài nguyên dân số (Brenner & Hall, 2007). Mục này mô tả cách hình ảnh giải phẫu được tạo ra và không phải là cơ sở cho các quyết định chẩn đoán hoặc điều trị cá nhân.

Epidemiology

Chụp cắt lớp vi tính nói riêng đã trở thành một nguồn phơi nhiễm bức xạ y tế lớn và ngày càng tăng trong nhiều hệ thống y tế, điều này đã thúc đẩy sự chú ý đến việc biện minh và tối ưu hóa liều (Brenner & Hall, 2007). Hình ảnh định lượng — coi các phép đo có nguồn gốc từ hình ảnh là các dấu ấn sinh học — đã thúc đẩy các tiêu chuẩn đo lường chính thức để các giá trị có thể so sánh được giữa các thiết bị và theo thời gian (Sullivan et al., 2015).

History

Chụp X quang chiếu theo sau khám phá tia X của Roentgen vào năm 1895 và thống trị hình ảnh giải phẫu trong nhiều thập kỷ. Hình ảnh cắt ngang xuất hiện với mô tả của Hounsfield về chụp cắt lớp vi tính vào năm 1973, và cùng năm đó Lauterbur đã chỉ ra rằng cộng hưởng từ hạt nhân được phân giải không gian có thể tạo hình ảnh, đặt nền móng cho chụp cộng hưởng từ. Siêu âm và hình ảnh y học hạt nhân đã trưởng thành trong cùng thời kỳ, và những thập kỷ sau đó đã bổ sung hình ảnh định lượng và tiêu chuẩn hóa, được mã hóa trong hướng dẫn đo lường (Sullivan et al., 2015).

Key figures

Godfrey Hounsfield
Paul Lauterbur
Allan Cormack
Peter Mansfield

Seminal works

hounsfield-1973
lauterbur-1973

Frequently asked questions

Điều gì phân biệt các phương thức hình ảnh với nhau?: Mỗi phương thức phát hiện một tín hiệu vật lý khác nhau: sự suy giảm tia X (chụp X quang, chụp X quang huỳnh quang, CT), tín hiệu cộng hưởng từ của hạt nhân hydro (MRI), âm thanh tần số cao phản xạ (siêu âm) hoặc bức xạ phát ra từ một chất đánh dấu (y học hạt nhân và PET). Tín hiệu xác định thuộc tính mô nào được ánh xạ và do đó độ tương phản nào được nhìn thấy.
Những phương thức nào sử dụng bức xạ ion hóa?: Chụp X quang, chụp X quang huỳnh quang, chụp cắt lớp vi tính và y học hạt nhân (bao gồm PET) sử dụng bức xạ ion hóa, trong khi chụp cộng hưởng từ và siêu âm thì không.