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本學科由第四軍醫大學放射診斷學、超聲診斷學及核醫學三個專業組成，是國內該領域最早創建的學科之一，郭慶林、錢蘊秋、鄧敬蘭等知名專家為本學科的建設和發展做出了重要貢獻。1957年建立了我國第一個同位素實驗室；1979年經總后勤部批準為全軍放射影像中心；1981年成為全國首批碩士學位授權學科；1985年起為全軍超聲醫學專業委員會主任委員單位；1986年被批準為博士學位授權學科；1995年成為博士后流動站組成學科；2001年被批準為全軍醫學影像中心；同年經WHO認證并授權成為與美國Jefferson大學聯辦的國際超聲教育中心，是中國醫學影像研究會在西北唯一的培訓中心；2009年成為全國超聲血管規范化培訓中心。

本學科1979年在國內率先引進CT，1985年出版了我國首部《CT的臨床應用》專著；現有64排多層螺旋CT、雙圓CT、1.5T、3.0T超導磁共振成像儀、全數字化斷層機、全數字胃腸造影機、PET、SPECT、Sequoia512型彩色超聲診斷儀、多導生理儀、電磁流量計等共計150余臺（件），設備總值共計約4.0億元。儀器設備檔次和數量始終保持在全國同類學科前列。已建成PACS系統，全面實現了信息化管理，數字化影像檢查資料主要通過光盤存儲，并進行網絡傳輸和遠程會診。學科總面積21000平方米，年診治人數80余萬人次。

學科根據當今影像醫學與核醫學發展需要和研究熱點，不斷凝煉學科方向，形成了“心功能檢測及冠心病影像學診斷和治療”、“先心病的影像學診斷及介入治療”、“分子影像學”、“顱腦及外周血管疾病影像學診斷”、“腫瘤的介入診斷及治療”等主要研究方向。在國內、外首次建立復雜先心病超聲心動圖、電子束CT、核磁共振和心血管造影的綜合影像診斷價值評估及優勢應用原則，提出了EBT和MRI對心外大血管畸形成像與超聲心動圖結合可基本替代CAG等新觀點；首次開展了經胸超聲心動圖引導下的先心病介入治療，配合指導心血管中心完成了目前國內、外報道例數最多的先心病及面積最大的房間隔缺損封堵治療；在國內、外首次應用高強度聚焦超聲（HIFU）技術治療宮外孕患者并取得良好效果。此外，開展了集束電極肝癌射頻消融術，治療例數全國最多。

2007年以來，承擔國家自然科學基金11項，國家“863”課題1項，國家十一五計劃支撐課題1項，軍隊及地方科研課題5項，總經費380萬元。獲得陜西省科技進步一等獎1項、軍隊科技成果二等獎3項；獲國家發明專利1項。主編、參編教材及著作5部；發表源期刊論文160篇，其中SCI收錄論文46篇。

經過幾十年建設，學科已形成一支老中青相結合、結構合理并具有較強影響力的學術隊伍，現有教授18人，副教授22人，講師34人，具有博士學位者35人。近五年來培養博、碩士研究生164名，畢業研究生中70％擔任國內及軍內多家大型醫院學科帶頭人及學術骨干。學科現已成為軍內外本專業領域重要的高層次人才培養基地。