淺談數(shù)字化醫(yī)學影像技術的發(fā)展動態(tài)

王哲宇

摘 要：數(shù)字化醫(yī)學影像技術最早在上世紀70年代開始發(fā)展，經(jīng)歷了計算機X線攝影、計算機斷層掃描、直接X線攝影、磁共振影像、正電子斷層掃描等發(fā)展歷程，在這些技術的成熟過程中，數(shù)字化醫(yī)學影像技術已經(jīng)成為近年來研究的重點。本文主要針對數(shù)字化醫(yī)學影像技術的發(fā)展動態(tài)進行分析。

關鍵詞：數(shù)字化醫(yī)學影像技術；發(fā)展動態(tài)；分析

現(xiàn)代計算機技術的發(fā)展帶動數(shù)字化醫(yī)學影像技術的進步。分子影像學就是一門分子生物學與現(xiàn)代醫(yī)學影像學相互結合而發(fā)展形成的新興的學科，它與經(jīng)典的醫(yī)學影像技術有些不同。通常情況下，經(jīng)典的醫(yī)學影像技術顯示的是人體細胞分子病變的最終效應，是在解剖學上發(fā)生改變之后檢測出異常。然而，分子影像學則能在未導致解剖學改變的病例的情況下，通過使用一些新的工具和試劑，經(jīng)過一些特別的實驗方法檢測出疾病發(fā)生初期細胞發(fā)生的變化，可以去幫助醫(yī)生了解病人疾病發(fā)展的狀況，因此，它也是用來進行藥物評測，疾病診斷的有效輔助工具。

1 主流數(shù)字成像技術的進展

1.1 計算機X線攝影（CR）

CR技術以影像板來記錄X射線，用激光激發(fā)影像板，通過專用設備將影像板發(fā)射出的光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，最后再在計算機的幫助下處理和成像。它與傳統(tǒng)放射醫(yī)學的不同之處在于CR是以IP代替膠片作為載體，因此，在現(xiàn)代化放射醫(yī)學技術進展的過程中CR技術起著過渡的作用。

1.2 直接X線攝影（DR）

直接X射線攝影與傳統(tǒng)的X線機相較而言有一些差別。首先，用探測器將信息轉(zhuǎn)換成可被計算機識別的信號來取代膠片感光成像的方法；其次，利用計算機系統(tǒng)處理數(shù)字化圖像的功能，整個過程全電動化操作，為醫(yī)療方面提供了便利。

直線X線攝影根據(jù)它的探測器的不同可大致分為三種類型。直接數(shù)字化成像，它的探測器為非晶硅平板，在空間分辨率上相較間接能量轉(zhuǎn)換DR更具優(yōu)勢；間接數(shù)字化成像，常用的探測器有：碘化銫、硫氧化釓、碘化銫 / 硫氧化釓+ 透鏡 / 光導 纖維 +CCD/CMOS和碘化銫 / 硫氧化 釓+ CMOS；影像增強器數(shù)字X攝影系統(tǒng)，它以CCD為探測器，如今普遍應用于數(shù)字腸胃系統(tǒng)和大型血管造影系統(tǒng)。

2 主要醫(yī)學數(shù)字成像技術的發(fā)展動態(tài)

2.1 CR的最新進展

1）成像板的改進。成像板在結構上使用推出的新型材料，大大降低了熒線散射現(xiàn)象，使圖像銳度和細節(jié)分辨力得到了提升，因此，圖像的質(zhì)量得到了明顯改善。

2）掃描方式的改進。以線掃描技術取代飛點掃描技術，用CCD作為圖像收集器，使掃描的時間明顯縮短。

3）后處理軟件加強與改進。隨著計算機技術日益改進，許多的廠商推出了各式各樣的軟件。通過使用這些軟件可以使圖像一些不完美的區(qū)域得到顯著改善，或者降低圖像細節(jié)損失，從而得到色調(diào)更加協(xié)調(diào)的圖片。

4）CR不斷向DR相似的臨床工作流程方向發(fā)展。與DR的分散工作流相似，CR在每個X線攝片室或操作控制臺都可安裝一個讀片器；與DR能自動生成圖像相似，圖象重建和激線掃描過程自動完成。

2.2 DR技術的研究進展

1）非晶硅和非晶硒平板探測器數(shù)字成像的進展。主要的改變發(fā)生在晶體排列的結構上，據(jù)研究，針狀和柱狀結構的非晶硅和非晶硒能減少X線的散射，使圖像的銳利度和清晰度得到提高。

2）CMOS平板探測器數(shù)字成像的進步。由CMOS平板探測器的熒線層可以產(chǎn)生與入射X線束相對應的熒線，熒線信號被CMOS芯片捕捉，最后經(jīng)放大后被處理。因此，CMOS平面探測器的空間分辨率高達6.1LP/mm，是一種分辨力最高的探測器。然而，系統(tǒng)相對較慢的成像速度卻成為CMOS平板探測器的一個弱點。

3）CCD數(shù)字成像取得了進步。CCD成像在材料、結構、和圖像處理等方面有了改善，我們通過新引入的針狀結構的X線閃爍體材料、高清晰高倍光學的組合鏡和充填系數(shù)為 100% 的 CCD 芯片使成像的靈敏度、圖像的清晰度和分辨率等都得到了提高。

4）DR臨床應用具有廣闊前景。低劑量、對醫(yī)護人員的輻射損傷小和設備的使用壽命延長都是DR成像技術的優(yōu)點。因此，DR 成像能在胸、骨和乳腺檢查方面具有優(yōu)勢而被廣泛利用。其它的缺點則是價格相對較高。

3 醫(yī)學數(shù)字成像的前沿技術——分子影像學

分子影像學即是利用一些影像學手段去了解在組織、細胞和亞細胞水平上某些分子，可以展示出在活體的狀態(tài)下分子水平上的變化。同時，我們也可以通過利用這一技術去探索人體內(nèi)在不易被發(fā)現(xiàn)的生命信息，在疾病發(fā)生的前期就得到診斷和相關的治療。

4 醫(yī)學數(shù)字成像技術的發(fā)展趨勢

分子影像學是醫(yī)學數(shù)字成像技術主要的研究方向，將有極大的可能成為醫(yī)學影像技術的發(fā)展趨勢。同時，經(jīng)典影像學作為主流技術，依然具有極大的潛力。

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