CT成像
X光片
1895年伦琴发现了X射线并拍出了第一张X光片。
X光是能量较高的光子，进入人体组织后可能发生的事件是透过、光电效应(能量全被电子吸收)、康普顿效应(能量部分地交给电子且传播方向发生改变)。
不同组织对X光的吸收率不同，这导致图像形成对比度(称为CT值)。一般而言致密组织(如骨头)吸收率高出软组织很多，从而使得X光带来的对比度对致密组织成像效果较好。例如骨折、肺结核、脑梗等可使用X光对比度来观测。
X光片的核心缺陷，无法获得三维(或者多层二维截面)图像。
CT，computed tomography，直译为计算断层成像。于60年代被提出并首先用于X射线成像上。70年代初第一台X-CT诞生。后来CT习惯上特指使用X射线的断层成像。
将各幅投影图像进行数学计算重建得到断层图像的算法即称为CT。快速傅里叶变换(FFT)的发明使其实际应用成为可能。
CT的临床使用
放射线剂量问题
电离辐射产生的生物效应不能仅考虑能量传递、电子击出等基础物理问题，应综合考虑射线种类、照射部位等。用当量剂量(单位为Sievert,Sv)来描述人体受到的辐射量，在评估辐射安全性时使用。
目前认为公众的年有效安全剂量(五年内平均值)为1mSv，单一年份最大安全剂量15mSv；对于特殊职业工作人员，则分别设定为20mSv和150mSv。诱发癌症的危险系数约0.055/Sv，遗传效应约0.002/Sv。一次接受几Sv的照射可能出现急性放射性病变。
每年天然本底辐射剂量约为2mSv(坐飞机会略微提升该数值)。一张X光片剂量约为0.02mSv，一次CT检查约为10mSv。
PET成像
PET的图像重建
一对𝛾光子被类似于CT的环形布置的探测器捕捉到，这构成一个事件并可描绘出𝛾光子路径所在的直线。这也类似于CT中所讲的投影。
解析的PET图像重建算法和CT基本类似,但更多使用的是数值拟合算法。
注意到PET的数值拟合图像重建算法中需要结构图像以进行针对𝛾射线散射、吸收等现象的校正，但PET本身无法给出高分辨率的结构图像(这是由于正电子本身可能具有一定动量导致一对𝛾光子出射方向的夹角并不严格是180°，仅这一点就使得PET图像分辨率的极限不会小于约2mm)。因此一般与CT或MRI做成一体机，同时成像。以PET－CT为多见(探测器较为类似易于集成)，目前也有PET-MRI在国内装机。
PET的作用
多数常见的临床PET扫描用于观察肿瘤的代谢强度从而鉴别肿瘤是否恶性。
由于𝛾射线能量大，一次PET扫描即可超出年安全剂量(如果是恶性肿瘤也顾不得这些了吧)。
也有一部分科研性质的人体/小动物PET扫描用于研究代谢特点。
磁共振成像(MRI)
核磁共振成像发展简史
原子核
自旋量子数I
磁矩
磁旋比
天然丰度 (%)
在1T场中的共振频率(MHz)
相对灵敏度(在相同磁场中)
n
1/2
-1.91315
-18.326
－
29.167
0.353
1
H1
1/2
+2.79255
26.7519
99.985
42.576
1.00
2
H1
1
+0.857387
4.10648
1.56×10-2
6.53566
1.54×10-2
3
He2
1/2
-2.1274
-20.378
1.3×10-4
32.433
0.473
6
Li3
1
+0.82189
3.9366
7.42
6.2653
1.37×10-2
7
Li3
3/2
+3.25586
10.396
92.58
16.546
0.372
9
Be4
3/2
-1.1774
-3.7595
100
5.9834
2.72×10-2
13
C6
1/2
0.702199
6.7283
1.108
10.7054
2.24×10-2
超声波成像
前述三种成像方法均使用了电磁波，而声波也是可取的一种波，属于机械波的范畴。
声波按照人可以感知到的频率分为次声波(<20 Hz)、声波、超声波(>20000 Hz)。次声波和超声波均是人听不到的(但其它动物或许可以)。
为了实现分辨率高的成像，高频率短波长显然是有好处。临床常用超声波频率在20000~100000 Hz之间。
其它成像技术