20世纪的新技术革命把“生命”与“工程”紧紧地联系在了一起，促进了生物医学工程学科的诞生。

现代医学的发展不仅取决于基础医学的创新，而且依赖于技术工程装备的重大突破。从第一台X射线仪出现到X射线CT（X-CT）、核磁共振CT（NMR-CT）、正电子CT（PET）、超声CT（U-CT）等影像技术的发展，从首架光学显微镜到硬管式内窥镜、纤维内窥镜、电子内窥镜等医用光学技术的推广，从早期心电描记器到自动生化分析仪、血液细胞分析仪、心脏监护自动分析仪等各种电子医疗装置的应用，以及人工器官制造和心导管造影术、血管支架等介入技术的进步，20世纪的新技术革命把“生命”与“工程”紧紧地联系在了一起，促进了生物医学工程学科的诞生，从一个侧面展现了科学技术波澜起伏的创新发展历程

医学影像技术设备不断革新突破

医学影像技术是生物医学工程各分支学科研究中不可或缺的重要手段。20世纪以来，物理学和计算机科学的发展直接促进了现代医学影像学的建立和发展，形成了X-CT、NMR-CT、放射性核素CT（R-CT）、U-CT等“四大”当代医学成像技术与设备，为各种疾病诊断提供了器官、组织、细胞甚至分子水平的图像。

X射线的发现标志着放射医学的正式诞生，开启了医学影像崭新时代。1895年，德国物理学家伦琴（Conrad Roentgen）发现X射线。

几个月后的1896年，德国工程师雷诺兹（Russell Reynolds）制成了人类历史上第一台X射线仪，使人类得以在没切口的情况下观看到人体内部情况。

这台X射线仪在2009年被英国公众评为“改变了未来”的＊为重要的发明。X射线仪在医疗上的＊初应用主要是骨折、尿道结石、异物等方面的诊断。但是，X射线存在穿透体内器官而得不到显影的问题。

1898年，美国人创造了铋盐胃肠道造影技术，后来改为钡盐。

20世纪20年代，美国人又发明了碘化物支气管和脊髓造影技术，

30年代初则发明了大脑造影技术，使显影技术得到较快的发展。

从此，X射线成为许多疾病，特别是体内各种器官的肿瘤不可缺少的诊断手段。X射线透视摄影产生的影像重叠问题催生了具有划时代意义的X-CT。

X-CT又称X射线计算机断层摄影，基本原理有两个：一个是X射线能使人体的组织、器官产生不同的衰减射线投影的物理学原理；另一个则是任何物体均可以通过其无数投影的集合重建图像的数学原理。CT的物理学原理并不复杂，而图像重建数学原理的应用却相当复杂，必须经过计算机处理。

1963年，美国物理学家科马克（Allan M. Cormack）发现人体不同组织对X射线的透过率有所不同，70年代初提出从不同角度进行X射线照射可测定人体组织的内部结构。

1967年，英国电子工程师豪恩斯菲尔德（Godfrey Hounsfield）制作了一台能加强X射线放射源的简单扫描装置。

1971年，豪恩斯菲尔德在伦敦郊外一家医院安装了这种装置，并进行了头部检查。

1972年英国EMI公司研制出第一台用于脑部的X-CT，其后迅速发展成为用于全身检查的X-CT。X-CT分辨率可达1毫米，能对肿瘤早期诊断、颅脑外伤、脑出血等做出正确定位，产生了惊人的治疗效果。科马克和豪恩斯菲尔德因此荣获了1979年诺贝尔生理学或医学奖。计算机断层摄影的出现，使医学影像学发生了革命性的变化，代表着20世纪影像技术设备发展的＊高成就。

X-CT出现后仅一年，影像设备与技术就再次发生了新的革命性突破。1973年，美国化学家劳特布尔（Paul Lauterbur）提出核磁共振成像（NMR）的思想方法。英国科学家曼斯菲尔德（Peter Mansfield）又进一步验证和改进了这种方法。

在此二人成果的基础上，1978年EMI公司研制出第一台NMR-CT。

1980年，第一台可以用于临床的全身NMR在美国福纳（Fonar）公司诞生。

1984年，第一台医用NMR-CT获得美国FDA认证。此后，NMR-CT迅速走向市场。此时，美苏核危机愈演愈烈。美国放射学会建议将NMR改为MRI以缓解公众特别是患者对“N”（核医学）的担心，因此，NMR-CT变成了MRI，磁共振成像的术语沿用至今。劳特布尔和曼斯菲尔德因对磁共振成像技术做出的杰出贡献获得2003年诺贝尔奖生理学或医学奖。MRI-CT可以显示体内不同化学环境和代谢过程的清晰图像，能发现人体生理和生化过程的早期变化，改变了过去依靠病理解剖了解病变的传统方法，同样具有划时代的意义。

原子物理学、同位素技术、超声技术及计算机技术的发展使影像技术设备再次迈向新台阶。

1951年，美国科学家凯森（Benedict Cassen）发明同位素扫描仪并应用于肝脏和甲状腺核素检查，核素显像就此加入到了影像学的行列。

1957年，美国科学家安格（Hal O. Anger）发明了第一台γ照相机，使核医学检查技术将动态功能和图像结合起来。

1972年，美国内科医师库赫（David Kuhl）应用三维显示法和18F-脱氧葡萄糖，为正电子CT（PET）和单光子CT（SPECT）的发明奠定了基础，库赫也因此被称为“发射断层之父”。

1973年，美国华盛顿大学的费尔普斯（Michael E. Phelps）、霍夫曼（Edward J. Hoffman）等人研制成功第一台原型PET扫描机。

1977年，首台全身PET扫描机正式推出。PET的出现使人们能在分子水平上了解脑的功能。

20世纪80年代PET技术日渐成熟，90年代PET已成为发达国家影像学诊断的重要工具。PET技术由于本身分辨率低的原因，与传统影像学相比，还不能揭示准确的解剖结构，在一定程度上限制了它的发展。

1998年，第一台专用PET-CT原型机安装在美国匹兹堡大学医学中心，完成了真正意义上的功能与解剖影像的统一，使影像医学的发展向前迈出了具有历史意义的决定性的一步。

1979年，库赫等人研制成功了第一台SPECT。

1991年，美国旧金山大学的长谷川（Bruce H. Hasegawa）和朗（Thomas F. Lang）等将一台SPECT仪和一台CT串联在一起，并获得很好的效果。

1998年，美国通用电气公司基于这一设计的SPECT/CT推向市场，获得巨大的商业成功。

2004年，德国西门子公司在第51届美国核医学年会上提出了一种新的融合影像技术概念，首次将PETCT的功能影像与多层诊断CT的丰富解剖细节进行了充分的结合，使PETCT技术得以继续向前发展。