从X射线透视CT到PET_x射线论文

从X光透视、CT到PET,本文主要内容关键词为:透视论文,CT论文,PET论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

疾病的治疗离不开病情的诊断.在正确的诊断之后,才可能“有的放矢”“对症下药”,疾病才会好起来.

1895年,德国物理学家伦琴发现了X射线.X射线有很强的穿透力,能穿透一般可见光无法穿透的物体.由于人体的正常组织和器官与发生病变的部位被X射线穿透的情况大不相同,所以反映在底片上的明暗变化和疏密效果也大不一样,从而为医生诊断病情提供了依据,这就是大家知道的X光透视检查.伦琴因发现X射线而获得了历史上第一个诺贝尔物理学奖.

X光透视检查时,前后影像互相重叠,没有立体感,使一些不甚明显的病变难以发现,从而逃过了医生的视线,容易造成误诊和漏诊.这引起了美国物理学家科马克和英国计算机专家豪斯非尔德的关注.

为了获得有立体效果的图像,必须从不同角度拍摄许多张底片,才能解决影子重叠的问题,才能从不同方位看到不同的器官,才能让病变在医生的视野里暴露无遗。1972午,豪恩斯菲尔德在科马克研究的基础上,发明了具有上述功能的世界上第一台CT扫描仪,其全称为电子计算机断面扫描仪。CT扫描仪仍用X射线穿透人体,不同的是它可以对人体进行金方位和多层面的选择性照射,并由计算机进行分析和计算,完成各种图像的构建.CT扫描仪的对比分辨率比普通X光底片要高100倍,即使直径只有几毫米的肿瘤也可清晰地看到.1979年,科马克和豪恩斯菲尔德因此而共同分享了诺贝尔生理学或医学奖.

CT扫描仪得到的图像是形态结构型的,其缺点是静止的,用CT检查发现病变时,病情往往已进入了中晚期,使病人失去了早期治愈的机会,这无疑成了CT扫描仪的一大遗憾.

从分子医学角度分析,任何疾病形成的早期,都有病理性代谢改变出现(例如恶性肿瘤的有氧葡萄糖代谢大大高于正常细胞),其后才是器质性病变,待最后显示临床症状时,已为时太晚了.基于早期发现病变的强烈愿望,新一代诊断仪——PET诞生了.

PET的全称是正电子发射计算机断层显像,是一种放射性核素成像设备,它的显像是生物化学型显像,是代谢动态型的,也是分子状态功能型的.

PET检查由三个步骤构成.第一步是由医用回旋加速器生产出超短半衰期正电子放射性核素,如[11]C、[13]N、[15]O、[18]F等,这些核素是组成人体结构的基本元素,只不过多了个放射性,且存在时间很短.第二步是将这些放射性核素合成到人体代谢最基本的物质如水、葡萄糖、氨基酸等中,然后注入人体组织,这一过程主要由化学合成装置完成。第三步也是最关键的一步,是这些含有放射性核素的物质中的正电子与人体组织中的负电子相结合,发生湮没,同时释放出两个能量相等、方向相反的γ光子。这两个光子被相对的两个探头同时检测到并输入计算机后,经分析与重建处理,一张张高分辨率和高清晰度的活体断层图像就诞生了(如图).图像可分为平面图像、断层图像、全身图像和动态图像等多种.这一步所用的仪器才真正叫PET仪.

由于病变细胞早期的形态变化不明显,但其生理代谢却发生了微妙的改变,所以只有PET仪才能检测到.通过投放带放射性核素的药物,让其参与细胞的代谢过程.再从外界接受其辐射,就可以把早期病变细胞与正常细胞区分开来,这就是动态图像的由来,也是PET领先于CT扫描检查的地方.

俄罗斯前总统叶利钦因患冠心病,曾施行过心脏“搭桥”手术,其方法是在梗阻的冠状动脉上架接一条新的血管桥,让其帮助冠状动脉恢复供血.施行这种手术有一个先决条件——心肌必须健康.CT扫描仪只能做形态检查,无法进行这种检查,所以必须依赖PET来实现。医生在PET检查确认心肌健康的基础上,再进行心脏“搭桥”手术,成功率高达90%~95%,甚至更高。

难怪有人形象地说,X光透视是从外面往里面做检查,如同“雾里看花”,一头雾水;CT则似“孙悟空钻到铁扇公主肚子里”去进行检查,虽然看得清楚但前后不连贯;而PET检查则进入了“时空隧道”,进行的是过程性检查,不仅看到了人体的现在,还知道了过去,更预见了未来.当年,X射线的发现导致了X光透视的诞生;后来,有了大容量高速运行计算机才迎来了CT扫描仪的问世;今天,PET是以核物理学、核化学、分子生物学、新型材料学等现代科学技术为基础,是高科技结晶的产物.从X光透视、CT扫描检查到PET活体断层显像,不仅凝结了许多代科学家为战胜疾病而付出的心血,而且展示了科学技术的无穷魅力.人类正在用自己的智慧不断认识自己、呵护自己,不仅体现了生命的无穷价值,而且展示了人类社会美好的明天.

标签:;  ;  ;  ;  

从X射线透视CT到PET_x射线论文
下载Doc文档

猜你喜欢