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最新醫學成像技術揭示奇妙人體構造(圖)
2009-10-15 18:12:22
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  新浪科技訊 北京時間10月16日消息,據美國《探索》雜志報道,醫學成像技術在過去幾年取得了突飛猛進的發展,如今,這些新技術可以甄別人體任何結構以及許多重要生物過程,比如不同的血流速度。以下這組圖片不僅揭示了患病後的人體構造,還在視覺上給人以衝擊。

  1.彌散張量成像(DTI)

彌散張量成像(DTI)
彌散張量成像(DTI)

  一種描述大腦結構的新方法被稱為彌散張量成像(DTI)。這張圖便是醫療人員在研究精神分裂症患者時,利用彌散張量成像技術制作出來的。

  

像這樣的彌散張量成像圖(呈現方式與以前的圖像不同)可以揭示腦瘤如何影響神經細胞連接,引導醫療人員進行大腦手術。
    像這樣的彌散張量成像圖(呈現方式與以前的圖像不同)可以揭示腦瘤如何影響神經細胞連接,引導醫療人員進行大腦手術。

  彌散張量成像其實是核磁共振成像(MRI)的特殊形式。舉例來說,如果說核磁共振成像是追蹤水分子中的氫原子,那麼彌散張量成像便是依據水分子移動方向制圖。神經細胞纖維長而薄,分子通常會沿著神經細胞纖維擴散。研究人員可以突出水分子和一組組神經細胞纖維以相同方向運行的部位。像這樣的彌散張量成像圖(呈現方式與以前的圖像不同)可以揭示腦瘤如何影響神經細胞連接,引導醫療人員進行大腦手術。它還可以揭示同中風、多發性硬化症、精神分裂症、閱讀障礙有關的細微反常變化。

  2. 核磁共振成像

核磁共振成像
核磁共振成像

  在核磁共振成像儀器下,患者躺在圓柱形磁體內,暴露于強大的磁場。一旦暴露在磁場中,水分子的質子會排成一行,要是遭到無線電波的攻擊,它們會立即亂作一團,不成直線。在質子重新排列過程中,電腦會收集它們的信號,並加工成圖像。富含水的組織會發出更強烈的信號,在生成的圖像中看上去更亮,而骨骼相對較暗。這項技術用在此處是來描述大腦和頸部動脈的。在注射了用于對比的造影劑以後,放射線專家重複掃描,這時,造影劑在血管中移動,使他們可以看清楚造成中風、腦動脈瘤和各種外傷的堵塞物。

脊椎管和大腦處的明亮區域表示腦脊髓液。
脊椎管和大腦處的明亮區域表示腦脊髓液。

  核磁共振成像技術還經常用在神經造影方面。脊椎管和大腦處的明亮區域表示腦脊髓液;向下延伸至身體的長條狀體則是脊髓。

  3.X光血管造影術

X光血管造影術
X光血管造影術

  X光血管造影術讓手上如此細小的血管都呈現出來。由這種最新數碼探測儀生成的圖像質量可以讓放射科醫師不用使用高劑量輻射物,也能看清楚器官的細微之處。這張照片顯示了手外傷的直接影響──沒有血液流向第四根手指,而其他手指的小血管卻清晰可見。

X光血管造影術
X光血管造影術

  制作有用的醫學圖像涉及兩個主要步驟:一是搜集數據,二是將這些數據轉換為可快速、准確解讀的圖像。這張圖像由一種稱為X射線斷層成像(簡稱CT)的先進X光技術生成,突出了上述兩個方面的進步。體繪制軟件(Volume-rendering software)結合CT血管造影技術,可以識別心髒附近主動脈(從圖像頂端延伸至身體下部、心髒周圍的大片粉色血管)的異常情況。再往下,可以清楚看到肝髒(紫色)和腎髒(鮮紅色)。准確測定主動脈直徑至關重要,因為外科醫生可以借此判斷主動脈是否存在破裂的風險。

  4.CT血管造影

CT血管造影
CT血管造影

  對于此處用以顯現骨盆的CT血管造影來說,造影劑會注射到靜脈,使血管同軟組織形成鮮明對比。電腦軟件可以進一步凸顯骨骼和血管之間的差別,讓醫生可以做出更明確、更快速地診斷。

此圖中的兩只手就是尸檢掃描的結果
此圖中的兩只手是尸檢掃描的結果

  通常情況下,CT使用一個X光源,但研究人員可以將兩個不同能量的X光源結合起來,更清晰地呈現軟組織。根據特定組織(比如圖中兩只手的腱和韌帶)吸收不同能量的事實,儀器可以突出展示它們的圖像。為檢驗這種呈現方式的准確性,研究人員對尸體進行了掃描,將掃描結果同他們的“虛擬”發現相比較。此圖中的兩只手就是尸檢掃描的結果。當然,CT技術的主要目標是改善健康,但也存在用于虛擬尸檢的可能性。作為法醫檢查的一部分,像這樣的CT掃描可以揭示小刀等物體的路徑。

  5.正電子放射層掃描術(PET)

正電子放射層掃描術(PET)
正電子放射層掃描術(PET)

  很多醫學成像技術主要集中在解剖構造方面,正電子放射層掃描術(PET)有所不同:這種技術生成的圖像突出了細胞活動。醫生先給患者注射放射性示蹤劑,接著,吸收示蹤劑最多的細胞會發出亮光。此圖中的示蹤劑是葡萄糖。癌細胞會快速生長並分裂,因此會消耗大量能量,吸收葡萄糖。紅色表示患者肝髒和肩部有問題。大腦和心髒(C形紅塊是心髒肌肉壁,即心肌層)同樣會大量消耗能量,所以也會呈現出來。PET掃描和CT掃描二者結合,能夠突出圖中的人體構造。圖一是PET掃描,圖二是CT掃描,圖三是PET掃描和CT掃描的結合,這使得醫生可以更准確地看清楚問題所在。同核磁共振成像儀一樣,正電子放射層掃描儀可以採集多個平面的數據。在這三張圖中,分別只有一個“切片”顯示出來,只要結合所有這些切片,就能生成三維圖。

在這張圖中,PET掃描確認的癌組織是蔚藍色圓團狀物體,而CT掃描鎖定了它在結腸的位置。
在這張圖中,PET掃描確認的癌組織是蔚藍色圓團狀物體,而CT掃描鎖定了它在結腸的位置。

  根據CT掃描,腎髒(紅色)、骨骼和血管的結構也都清晰可見。PET技術最常用于腫瘤學檢查,也應用于心髒病學和神經病學領域。生成此圖的儀器制造商“GE Healthcare”日前引進了兩種系統,幫助研究人員探索新的臨床應用。據美國放射學學院的布魯斯•希爾曼(Bruce Hillman)介紹,由于可以監測細胞功能,PET就是一系列用以監控人體細胞和亞細胞新工具的典型代表。(孝文)


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