一、常規X線成像設備
    X線（X-ray）機利用X線穿透人體時，人體組織對X線的衰減程度不同，因而投射在熒光屏或膠片上可形成不同亮度（或密度），呈現出對比度差異的影像信息。X線機現在仍然是臨床醫師最常規的診斷工具之一,雖然它存在著信息效率低、影像重疊、對軟組織鑒別能力差、射線對人體有一定損傷等缺點,但由于它的適用范圍廣,信息量大,影像豐富細膩,尤其是實時;形態觀察方面,在骨科、胸科、斷肢再植、介入放射治療等臨床應用上,有著不可比擬的優勢;。同時,一些由X線機衍生的輔助設備和技術，如體層攝影、放大攝影、立體攝影、數字減影和各種腔內造影等，使得這個傳統診斷技術在骨骼系統、胃腸道、心血管造影和動態觀察方面仍具有舉足輕重的地位?，F代X線診斷技術的重要突破與發展有兩個方面：①X線數字減影血管成像系統（digital subtracted angiography，DSA），它將常規的X線技術與現代計算機技術相結合，減除不必要的影像背景，清晰地顯示臨床診斷需要的血管影像；②計算機數字攝影技術（CR），采用涂有熒光體微結晶平板（影像板）取代普通膠片，X線照射后能產生潛影，然后可通過激光掃描后激發，使之重新產生與原激勵強度成正比的青紫色熒光，經采樣得到數字影像。
 

二、X-CT成像設備
    X線計算機斷層成像（X-ray computed tomography，X-CT）通過X線射束從各個方向對被探測的斷面進行掃描，利用現代計算機技術對檢測器獲得的各個方向投影數據進行分析和處理，然后重建斷層影像。它的影像對比度較高，最突出的優點是可實現斷層成像，有選擇地對人體某一切面進行觀察分析，綜合觀察相鄰斷面的影像，可獲得不完全連續的準三維結構信息。在另一方面，常規X線攝影是各種結構重疊的影像，在有骨骼的情況下,它將掩蓋掉重疊的細節，這特別對腦部是一個難題，因為腦部所有的組織均為顱骨所覆蓋。而X-CT卻能成功地應用于頭部診斷的成像，并且對胸部、肋部、腹部和脊髓的成像均有特殊的診斷價值。X-CT機從20世紀70年代產生以來發展很快，現在已發展到第5代。第1～4代主要是顯示二維靜止斷層影像，第5代CT機又稱之為動態空間重建裝置（DSR）。這是一種全電子空間掃描系統，掃描速度小于1s ，可同時獲得多個斷面的投影數據，能很快獲得立體影像，既能對靜止或慢動的肌體組織做高密度分辨率檢查，又能利用快速掃描的特點對心和肺的動態功能進行觀察研究。近年來又有更先進的螺旋CT在臨床上獲得應用，它能在短時間內得到完整容積的掃描影像，通過X線射束圍繞人體受檢部位做螺旋性掃描，迅速而連續地采集大量數據，重建彩色三維影像，既能得到任意位置的斷面影像，也能顯示內部病灶結構。

三、EM成像設備
    電子顯微鏡（electron microscope，EM）是以電子束作為影像信息載體來成像的，有透射式（transmission electron microscope，TEM）和掃描式（scanning electron microscope，SEM）電鏡之分。前者采用電磁線圈作為折射透鏡來實現影像放大，影像的亮度（或密度）對應于被成像樣品內部結構的疏密和對電子束吸收的衰減而形成差異；后者采用電磁偏轉線圈控制電子束掃描被成像樣品，樣品的質地和表面形貌決定了反射電子能量的大小，轉而在顯示器上可再現放大了的樣品形貌。EM是當今對超細微結構進行形態觀察最有力的分析工具，分辨率( 能清晰分辨出兩點間的最小距離)高是電鏡獨具的特別優勢，其最高分辨率已超過0.2 nm(1nm=10-9m)，最新研制出的掃描隧道電子顯微鏡可以分辨出原子和原子間的隙距。另外，EM的信息容量大，輔之以X線波譜、能譜儀，可對樣品進行定性、定量地分析。這對于生物醫學分析,特別是病理診斷和基礎醫學科學研究有著十分重要的意義，并已獲得非常普遍地應用。然而，它也存在著一些幾乎無法彌補的缺點：必須在采樣獲得離體細胞后經過特殊制作才能進行觀察，而觀察過程又必須在高度真空的鏡體內進行。這對臨床診斷來說，采樣將造成創傷，不能進行活體的實時觀察分析。

四、MRI成像設備
    磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）是一種嶄新的醫學成像技術，它采用靜磁場和射頻磁場對人體組織成像。在原子內部，電子、質子、中子都有自旋特性，當自旋的質子被置入一個外加磁場B時，就會繞著B方向進動。若人體內氫質子群被磁化后，再加上一個與B垂直的交變射頻磁場，則質子群將吸收能量，從低能態躍遷到高能態，其進動相位趨于一致。當交變磁場一被切斷，質子群就在弛豫時間內釋放出能量，產生用于磁共振成像的信號，信號強度與質子密度、弛豫時間有關。由于MRI 是對質子成像，因此對軟組織的成像比較清晰。作為人體形態學研究和臨床診斷的一種工具，其空間分辨率高，在解剖學細節和影像低失真方面都不亞于X-CT，并且無電離輻射和放射損傷，所以在檢查嬰幼兒和子宮中的胎兒時，MRI是一種非常有價值的方法，對于需要做定期復查的疾病（乳腺癌）也是很有利的。另外要強調的是，MRI還可以根據其他參數來分辨密度相似的組織，特別是可以幫助鑒別有病的組織和鄰近的正常組織，甚至還能進行分子結構的微觀分析，反映出生理、生化等方面的功能，能從人體分子內部反映出器官失常和早期病變，有助于對腫瘤進行早期或超早期診斷。
    對MRI內部存在的超強靜磁場（某些機型可達到4 T 以上）和射頻電磁場，目前還沒有任何報導發現其可以對人體造成損傷。MRI在某些功能檢查方面不如ECT；與X-CT相比，MRI的成像速度相對比較慢，通常前者僅需要幾秒鐘，而后者需要幾分鐘，這對于活體動態觀察是不利的。但隨著新型的MRI不斷被研制出來，這一差距正被逐漸縮小，故醫學影像學界都對磁共振成像設備的未來寄予厚望，多數學者認為MRI將是新世紀中最有前途的醫學成像方式 。

五、ECT成像設備
    發射型計算機斷層成像（emission computed tomography，ECT）是將某種放射性核素注入患者體內，核素在衰變過程中能向體外發射出建立影像的特定信息，所以ECT是以放射性核素作為顯像劑來成像的。這種成像設備主要有兩大類型：單光子發射型計算機斷層成像儀，即SPECT（single photon ECT）和正電子發射型斷層成像儀（positron emission tomo graphy，PET）。SPECT多采用Anger型γ探測器，探測器圍繞患者旋轉，從各個角度獲取投影數據，然后由計算機重建出影像，信息的載體是核素衰變過程中釋放出來的γ光子。而PET多采用環形探測器排列，采集各個方向上的投影數據，再以計算機建立影像，PET選用某種短壽命放射性核素注入人體內，這種核素在衰變過程中能釋放出正電子，正電子在人體組 織中只能傳播很短的幾個毫米，然后就會與人體內存在的普通電子碰撞而湮沒，從而產生一對能量相同、方向相反的γ光子射線，所以PET的探測器總是成對地排列在患者兩側的直線上構成環形。由于制造、運行成本過高和工作條件苛刻等原因，PET目前是各類醫學影像中最為昂貴和最難普及應用的裝置。目前，在雙探頭SPECT中采用電子符合線路探測技術能夠實現部份PET功能，即所謂SPECT與PET二合一。
    根據ECT的成像原理，其影像信息的形成取決于放射性核素藥物在人體內的空間分布不同，而藥物的濃度分布差異又與人體組織和器官的功能有關，因此ECT不僅僅能反映解剖結構關系，還可以研究有關代謝、生理或功能改變的問題，也可分析局部病理改變，諸如轉移或原發性骨腫瘤、肺栓塞、腎功能、腦腫瘤或甲狀腺疾病，對確定隱性疾病的有無和程度尤有臨床價值。其缺點是對人體有一定損傷，影像分辨率低，信息量小。

六、US成像設備
    超聲（ultra-sonic，US）成像是靠超聲波在人體內傳播，遇到不同組織和器官時，會因其聲阻抗不同而產生聲強度差異的回聲來建立影像的。組織器官在空間位置上的不同，還將使回聲產生出時間上先后的差異，以此做為影像重建的一個參數，即可以顯示出人體結構形態上的對應關系。不同形式的US成像儀，采取的調制方式也不相同。目前，使用最為廣泛的是B型超聲診斷儀，其普及程度不亞于X線機，基層醫院大都配置了不同檔次的B超儀，大型醫 院更配備了多臺不同檔次、不同功用的超聲診斷儀，有的醫院已將B超儀作為常規檢查工具配備于相關科室。US的突出優點是對人體無損傷，這也是與X線診斷的重要區別之一，因此特別適用于產科和嬰幼兒的檢查。另外它能方便地進行動態連續實時觀察，中檔以上的超聲診斷儀多留有影像信號輸出接口，使所得影像易于采用多種方式（錄像、打印、感光成像 、計算機存儲等）記錄存檔。由于它是采用超聲脈沖回聲方法進行探查，所以特別適用于腹腔臟器、心、眼科、婦產科的診斷，而對有骨骼覆蓋或含氣體的器官組織如肺部，則不能較好地成像,這與常規X線的診斷特點恰好可以互相彌補。從信息量的對比上看，超聲診斷儀采用的是計算機數字影像處理，目前較X線膠片記錄的影像信息量和清晰度稍低。近年來彩色超聲多普勒成像儀的廣泛應用，使US成像在心血管和運動性器官的診斷上，呈現出重要的臨床價值。而介入式US成像儀又將診斷和介入治療緊密地結合在一起，無損無創、快速實時連續、操作方便等特點給醫生和患者都帶來了極其有利的條件。

七、PACS �� 影像存檔和通訊系統
    醫學影像存檔和通訊系統（picture archiving and communication system，PACS）是以計算機服務器、通訊網絡、影像及其他信息的輸入、輸出和存儲裝置，以及顯示終端，將各種成像設備儀器連接在一起的一套系統。這種系統利用新型存儲介質如磁盤、光盤等取代傳統的膠片，采用電纜或光纜網絡進行高速傳輸，把各類醫學影像存儲、管理起來，并可根據需要在醫院任何科室和部門間傳遞、調用和拷貝。還可以通過網際傳播，將信息送達網絡所能伸延到的每一個地方。它不僅可以從根本上改變醫學影像資源傳統上的采集、存儲、處理、傳輸方式，也為醫學影像的綜合利用、發展綜合的醫學影像診斷學和技術融合提供了物質基礎。隨著計算機與網絡技術的快速發展，PACS必將走進每個醫院，成為醫學影像領域中不可缺少的存檔和通訊系統。

八、不同成像方式的技術與應用特點
    幾種典型成像方式的技術特點詳見表1-1。

表1-1 幾種典型成像方式的技術特點對照

各種醫學影像設備的成像原理不同，其臨床適用特點也不完全相同，彼此只能互補而不能取代。例如：超聲脈沖適用于腹腔器官或心的成像，而利用X線對腹部進行檢查，只能顯示極少的腹部器官。如果采取一些特殊措施，如用X線造影法，則可有選擇的對特定的器官顯像。對于胸腔，因肺部含有空氣而不宜用超聲檢查，但可用X線獲得較為滿意的影像。PET能很好地獲取腦功能和代謝的診斷信息，對顯示癜癇病灶、早期腦疾患較靈敏，但空間分辨率和組織對比分辨率均比MRI要低，可是MRI又顯示不出癜癇病灶；X-CT對鈣化的顯示很敏感，但對軟組織對比分辨率較低，而MRI對顯示鈣化不敏感，對軟組織對比分辨率卻很高，易于發現和顯示腫瘤全貌；X線數字減影（DSA）技術較X-CT、MRI 能更清楚顯示顱內細小的血管分支，但不能顯示周圍結構，若將DSA與MRI 或X-CT影像結合，則能顯示出血管及周圍結構。因此采用多種醫學影像融合診斷技術，并建立相應的診斷標準，將有助于更全面地觀察病變與周圍組織結構的關系，早期發現病變并及時作出定性和定量的診斷。