王哲宇

摘 要：數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像技術(shù)最早在上世紀(jì)70年代開(kāi)始發(fā)展，經(jīng)歷了計(jì)算機(jī)X線(xiàn)攝影、計(jì)算機(jī)斷層掃描、直接X(jué)線(xiàn)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(shù)的成熟過(guò)程中，數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像技術(shù)已經(jīng)成為近年來(lái)研究的重點(diǎn)。本文主要針對(duì)數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像技術(shù)；發(fā)展動(dòng)態(tài)；分析

現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的進(jìn)步。分子影像學(xué)就是一門(mén)分子生物學(xué)與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像學(xué)相互結(jié)合而發(fā)展形成的新興的學(xué)科，它與經(jīng)典的醫(yī)學(xué)影像技術(shù)有些不同。通常情況下，經(jīng)典的醫(yī)學(xué)影像技術(shù)顯示的是人體細(xì)胞分子病變的最終效應(yīng)，是在解剖學(xué)上發(fā)生改變之后檢測(cè)出異常。然而，分子影像學(xué)則能在未導(dǎo)致解剖學(xué)改變的病例的情況下，通過(guò)使用一些新的工具和試劑，經(jīng)過(guò)一些特別的實(shí)驗(yàn)方法檢測(cè)出疾病發(fā)生初期細(xì)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(lái)進(jìn)行藥物評(píng)測(cè)，疾病診斷的有效輔助工具。

1 主流數(shù)字成像技術(shù)的進(jìn)展

1.1 計(jì)算機(jī)X線(xiàn)攝影（CR）

CR技術(shù)以影像板來(lái)記錄X射線(xiàn)，用激光激發(fā)影像板，通過(guò)專(zhuān)用設(shè)備將影像板發(fā)射出的光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，最后再在計(jì)算機(jī)的幫助下處理和成像。它與傳統(tǒng)放射醫(yī)學(xué)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(xué)技術(shù)進(jìn)展的過(guò)程中CR技術(shù)起著過(guò)渡的作用。

1.2 直接X(jué)線(xiàn)攝影（DR）

直接X(jué)射線(xiàn)攝影與傳統(tǒng)的X線(xiàn)機(jī)相較而言有一些差別。首先，用探測(cè)器將信息轉(zhuǎn)換成可被計(jì)算機(jī)識(shí)別的信號(hào)來(lái)取代膠片感光成像的方法；其次，利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理數(shù)字化圖像的功能，整個(gè)過(guò)程全電動(dòng)化操作，為醫(yī)療方面提供了便利。

直線(xiàn)X線(xiàn)攝影根據(jù)它的探測(cè)器的不同可大致分為三種類(lèi)型。直接數(shù)字化成像，它的探測(cè)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(shì)；間接數(shù)字化成像，常用的探測(cè)器有：碘化銫、硫氧化釓、碘化銫 / 硫氧化釓+ 透鏡 / 光導(dǎo) 纖維 +CCD/CMOS和碘化銫 / 硫氧化 釓+ CMOS；影像增強(qiáng)器數(shù)字X攝影系統(tǒng)，它以CCD為探測(cè)器，如今普遍應(yīng)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(xué)數(shù)字成像技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)

2.1 CR的最新進(jìn)展

1）成像板的改進(jìn)。成像板在結(jié)構(gòu)上使用推出的新型材料，大大降低了熒線(xiàn)散射現(xiàn)象，使圖像銳度和細(xì)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(jìn)。以線(xiàn)掃描技術(shù)取代飛點(diǎn)掃描技術(shù)，用CCD作為圖像收集器，使掃描的時(shí)間明顯縮短。

3）后處理軟件加強(qiáng)與改進(jìn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)日益改進(jìn)，許多的廠商推出了各式各樣的軟件。通過(guò)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(xì)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(gè)X線(xiàn)攝片室或操作控制臺(tái)都可安裝一個(gè)讀片器；與DR能自動(dòng)生成圖像相似，圖象重建和激線(xiàn)掃描過(guò)程自動(dòng)完成。

2.2 DR技術(shù)的研究進(jìn)展

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

2）CMOS平板探測(cè)器數(shù)字成像的進(jìn)步。由CMOS平板探測(cè)器的熒線(xiàn)層可以產(chǎn)生與入射X線(xiàn)束相對(duì)應(yīng)的熒線(xiàn)，熒線(xiàn)信號(hào)被CMOS芯片捕捉，最后經(jīng)放大后被處理。因此，CMOS平面探測(cè)器的空間分辨率高達(dá)6.1LP/mm，是一種分辨力最高的探測(cè)器。然而，系統(tǒng)相對(duì)較慢的成像速度卻成為CMOS平板探測(cè)器的一個(gè)弱點(diǎn)。

3）CCD數(shù)字成像取得了進(jìn)步。CCD成像在材料、結(jié)構(gòu)、和圖像處理等方面有了改善，我們通過(guò)新引入的針狀結(jié)構(gòu)的X線(xiàn)閃爍體材料、高清晰高倍光學(xué)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(yīng)用具有廣闊前景。低劑量、對(duì)醫(yī)護(hù)人員的輻射損傷小和設(shè)備的使用壽命延長(zhǎng)都是DR成像技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。因此，DR 成像能在胸、骨和乳腺檢查方面具有優(yōu)勢(shì)而被廣泛利用。其它的缺點(diǎn)則是價(jià)格相對(duì)較高。

3 醫(yī)學(xué)數(shù)字成像的前沿技術(shù)——分子影像學(xué)

分子影像學(xué)即是利用一些影像學(xué)手段去了解在組織、細(xì)胞和亞細(xì)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(shí)，我們也可以通過(guò)利用這一技術(shù)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(guān)的治療。

4 醫(yī)學(xué)數(shù)字成像技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

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

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