數(shù)字醫(yī)學(xué)影像設(shè)備綜述

曾明輝

【中圖分類(lèi)號(hào)】R197 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1004-7484（2019）02-0230-02

隨著X線(xiàn)、CT、MRI、放射以及分子影像技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字醫(yī)學(xué)影像設(shè)備也不斷完善，從而在臨床診斷與治療中發(fā)揮了更加重要的作用。數(shù)字醫(yī)學(xué)影像設(shè)備是這些技術(shù)應(yīng)用的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，并且在臨床治療中起到了重要的作用。數(shù)字醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的發(fā)展使得現(xiàn)代醫(yī)療服務(wù)更加準(zhǔn)確、科學(xué)，在疾病診斷、臨床治療以及醫(yī)學(xué)科研工作中都有重要的意義。文章主要針對(duì)現(xiàn)代數(shù)字醫(yī)學(xué)影像設(shè)備展開(kāi)綜述。

1 X線(xiàn)攝影設(shè)備

計(jì)算機(jī)X線(xiàn)成像技術(shù)（CR）最早是由日本柯達(dá)企業(yè)開(kāi)發(fā)的專(zhuān)利技術(shù)，之后日本富士公司在開(kāi)發(fā)了IP專(zhuān)利并制造了世界上第一臺(tái)CR。CR主要是利用影像板來(lái)記錄X射線(xiàn)，之后用激光激活影像版，利用專(zhuān)門(mén)的讀取設(shè)備讀出其中的數(shù)字信號(hào)，之后用計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理并成像處理。CR主要是利用成像板IP取代傳統(tǒng)膠片，IP板是利用微量元素銪合成物制成，X線(xiàn)在穿過(guò)之后會(huì)產(chǎn)生潛影，將IP板放在掃描儀能夠讀取其中的信息，之后通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器就能夠轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，從而進(jìn)行各種圖像的處理。CR技術(shù)是將傳統(tǒng)放射醫(yī)學(xué)技術(shù)過(guò)渡至數(shù)字化放射醫(yī)學(xué)的重要技術(shù)。

數(shù)字化X線(xiàn)成像技術(shù)（DR）主要是利用電子耦合裝置陣列，直接利用數(shù)字X線(xiàn)圖像采集板進(jìn)行相關(guān)的信息。該技術(shù)可以分為面曝光成像和線(xiàn)曝光成像，將X線(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，從而進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)化，X線(xiàn)信號(hào)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)主要是利用模數(shù)轉(zhuǎn)換與直接計(jì)數(shù)的方式實(shí)現(xiàn)。DR與CR的主要差異在于：①其直接將X線(xiàn)轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)能夠識(shí)別的信號(hào)，從而取代傳統(tǒng)的成像方法；②計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠提高圖像處理的速度，也為臨床診斷提供便利。DR設(shè)備能夠直接將探測(cè)到的X線(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，無(wú)需CR設(shè)備的激光掃描以及讀取設(shè)備。DR設(shè)備能夠?qū)線(xiàn)曝光的圖像顯示自動(dòng)化完成，病人在經(jīng)過(guò)X線(xiàn)曝光之后無(wú)需特殊處理能夠直接在顯示器上觀(guān)察到圖像。

2 CT掃描設(shè)備

CT是指電子計(jì)算機(jī)斷層掃描，主要是利用X線(xiàn)、γ射線(xiàn)以及超聲波等對(duì)人體某一部位進(jìn)行斷面掃描，具有掃描時(shí)間短、圖像分辨率高的特點(diǎn)，目前在各種疾病的臨床診斷中都有較高的應(yīng)用效果。CT診斷儀最早被研發(fā)時(shí)為4層采集，之后逐漸出現(xiàn)了8層、16層、32層和64層螺旋CT，最薄層厚為0.25mm。CT掃描盡可能的減小層厚主要是為了實(shí)現(xiàn)體素采集，從而達(dá)到最好的重建效果，從而保持各種同性體素采集能夠達(dá)到重建方式的要求，能夠提高曝光效率，16層螺旋CT曝光效率為85%，而32層螺旋CT曝光效率超過(guò)95%。螺旋CT的采集時(shí)間非?？?，16層螺旋CT的采集時(shí)間通常為0.5s，以2.5mm層厚參數(shù)進(jìn)行全身掃描的時(shí)間不超過(guò)30s，能夠提高掃描速率，從而減小器官在運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的偽影，從而實(shí)現(xiàn)一次屏息完成主要觀(guān)察對(duì)象的采集工作。隨著現(xiàn)代螺旋CT診斷儀的不斷發(fā)展，螺旋掃描信息采集速率會(huì)不斷增加，但由于列數(shù)與寬度的增加對(duì)于幾何學(xué)誤差也有一定的影響，因此需要不斷改進(jìn)重建算法，例如64層螺旋CT中主要是采取最大斜率法和去卷積算法來(lái)進(jìn)行腦灌注后處理。重建算法的改進(jìn)能夠減小偽影的產(chǎn)生，從而確?？臻g分辨率以及采集速度。

多層螺旋設(shè)備在器官病變臨床診斷中具有較好的應(yīng)用效果，能夠仔細(xì)的觀(guān)察病灶位置，同時(shí)為病情變化提供科學(xué)依據(jù)。同時(shí)由于時(shí)間準(zhǔn)確理論的影響，時(shí)間計(jì)算是多層CT中的重要內(nèi)容，對(duì)于臨床檢查成功與否以及覆蓋范圍具有較高的影響。新型的CT診斷儀能夠使用X線(xiàn)濾過(guò)技術(shù)，能夠在不影響圖片銳度的同時(shí)降低X線(xiàn)劑量，并且使得設(shè)備噪聲下降。CT診斷儀同時(shí)能夠根據(jù)檢測(cè)到的信號(hào)，自動(dòng)調(diào)節(jié)電流輸出，從而達(dá)到最低劑量，能夠有效降低掃描劑量，該技術(shù)最早是由GE公司研發(fā)的，目前我國(guó)很多醫(yī)療機(jī)構(gòu)使用的CT診斷儀都是這家公司生產(chǎn)的，此外還有西門(mén)子與飛利浦公司生產(chǎn)的CT診斷儀。目前使用的多層CT診斷儀通常是根據(jù)檢查部位來(lái)決定掃描電流值，能夠降低25%的掃描劑量。

3 MRI設(shè)備

核磁共振成像（MRI）設(shè)備是臨床診斷中的常用設(shè)備，該設(shè)備在國(guó)內(nèi)外臨床中得到推廣應(yīng)用。目前我國(guó)普遍使用的是1.5T超導(dǎo)磁共振成像儀，雖然價(jià)格不菲但是性?xún)r(jià)比高，能夠滿(mǎn)足臨床大部分疾病診斷的需求，成為基層醫(yī)院必備的數(shù)字影像設(shè)備，能夠?yàn)榕R床診斷與治療提供科學(xué)依據(jù)?，F(xiàn)代MRI設(shè)備具有以下特點(diǎn)：①控制性能好，能夠?qū)υO(shè)備磁場(chǎng)、梯度、射頻以及各種門(mén)控設(shè)備進(jìn)行控制，同時(shí)具備各種在線(xiàn)診斷工具，在故障出現(xiàn)之后能夠自行排查；②圖像重建速度快；③全數(shù)字化；④配備多數(shù)字化接受通道；⑤脈沖序列多，能夠?qū)崿F(xiàn)各種快速和特殊情況的成像；⑥后期圖像處理軟件功能強(qiáng)大，從而滿(mǎn)足各種特殊病人的需求。

MRI系統(tǒng)的軟件種類(lèi)多且操作較為復(fù)雜，很多年來(lái)MRI生產(chǎn)企業(yè)主要圍繞如何提高M(jìn)RI圖像質(zhì)量以及圖像處理展開(kāi)了一系列的研究，從而開(kāi)發(fā)出多種應(yīng)用軟件。在用戶(hù)界面、信息數(shù)據(jù)庫(kù)以及圖像處理軟件等方面的研發(fā)已經(jīng)較為成熟?；诂F(xiàn)代計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展，MRI設(shè)備采用了高檔計(jì)算機(jī)，因此圍繞高檔計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)新的軟件成為目前大部分MRI廠(chǎng)家開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。脈沖序列是MRI設(shè)備參數(shù)的重要內(nèi)容，在各種參數(shù)情況下的成像都是由脈沖序列完成的。正是由于這一原因，開(kāi)發(fā)新的脈沖序列一直是各大廠(chǎng)家的研究重點(diǎn)。經(jīng)過(guò)多年的開(kāi)發(fā)，脈沖序列類(lèi)型也不斷完善，但是收到技術(shù)參數(shù)的限制，低場(chǎng)MRI脈沖序列開(kāi)發(fā)力度不足高場(chǎng)MRI，因此有待進(jìn)一步的研發(fā)與完善。

4 結(jié)束語(yǔ)

數(shù)字醫(yī)學(xué)影像設(shè)備是各種醫(yī)學(xué)影像技術(shù)應(yīng)用的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，且隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的功能不斷完善，空間分辨率、掃描時(shí)間與精度不斷提升，這使得各種臨床疾病的檢出率不斷提高，為臨床醫(yī)學(xué)工作提供了有力的支持，因此需要不斷的完善與研發(fā)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備，從而推動(dòng)我國(guó)臨床醫(yī)學(xué)診療水平的提升。