數字醫學影像設備綜述

曾明輝

【中圖分類號】R197 【文獻標識碼】A 【文章編號】1004-7484（2019）02-0230-02

隨著X線、CT、MRI、放射以及分子影像技術的不斷發展，數字醫學影像設備也不斷完善，從而在臨床診斷與治療中發揮了更加重要的作用。數字醫學影像設備是這些技術應用的重要物質基礎，并且在臨床治療中起到了重要的作用。數字醫學影像設備的發展使得現代醫療服務更加準確、科學，在疾病診斷、臨床治療以及醫學科研工作中都有重要的意義。文章主要針對現代數字醫學影像設備展開綜述。

1 X線攝影設備

計算機X線成像技術（CR）最早是由日本柯達企業開發的專利技術，之后日本富士公司在開發了IP專利并制造了世界上第一臺CR。CR主要是利用影像板來記錄X射線，之后用激光激活影像版，利用專門的讀取設備讀出其中的數字信號，之后用計算機進行處理并成像處理。CR主要是利用成像板IP取代傳統膠片，IP板是利用微量元素銪合成物制成，X線在穿過之后會產生潛影，將IP板放在掃描儀能夠讀取其中的信息，之后通過A/D轉換器就能夠轉化為數字信號，從而進行各種圖像的處理。CR技術是將傳統放射醫學技術過渡至數字化放射醫學的重要技術。

數字化X線成像技術（DR）主要是利用電子耦合裝置陣列，直接利用數字X線圖像采集板進行相關的信息。該技術可以分為面曝光成像和線曝光成像，將X線信號轉變為電信號，從而進行信號轉化，X線信號變為數字信號主要是利用模數轉換與直接計數的方式實現。DR與CR的主要差異在于：①其直接將X線轉變為計算機能夠識別的信號，從而取代傳統的成像方法；②計算機系統能夠提高圖像處理的速度，也為臨床診斷提供便利。DR設備能夠直接將探測到的X線信號轉變為數字信號，無需CR設備的激光掃描以及讀取設備。DR設備能夠將X線曝光的圖像顯示自動化完成，病人在經過X線曝光之后無需特殊處理能夠直接在顯示器上觀察到圖像。

2 CT掃描設備

CT是指電子計算機斷層掃描，主要是利用X線、γ射線以及超聲波等對人體某一部位進行斷面掃描，具有掃描時間短、圖像分辨率高的特點，目前在各種疾病的臨床診斷中都有較高的應用效果。CT診斷儀最早被研發時為4層采集，之后逐漸出現了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現體素采集，從而達到最好的重建效果，從而保持各種同性體素采集能夠達到重建方式的要求，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95%。螺旋CT的采集時間非常快，16層螺旋CT的采集時間通常為0.5s，以2.5mm層厚參數進行全身掃描的時間不超過30s，能夠提高掃描速率，從而減小器官在運動時產生的偽影，從而實現一次屏息完成主要觀察對象的采集工作。隨著現代螺旋CT診斷儀的不斷發展，螺旋掃描信息采集速率會不斷增加，但由于列數與寬度的增加對于幾何學誤差也有一定的影響，因此需要不斷改進重建算法，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進行腦灌注后處理。重建算法的改進能夠減小偽影的產生，從而確保空間分辨率以及采集速度。

多層螺旋設備在器官病變臨床診斷中具有較好的應用效果，能夠仔細的觀察病灶位置，同時為病情變化提供科學依據。同時由于時間準確理論的影響，時間計算是多層CT中的重要內容，對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線濾過技術，能夠在不影響圖片銳度的同時降低X線劑量，并且使得設備噪聲下降。CT診斷儀同時能夠根據檢測到的信號，自動調節電流輸出，從而達到最低劑量，能夠有效降低掃描劑量，該技術最早是由GE公司研發的，目前我國很多醫療機構使用的CT診斷儀都是這家公司生產的，此外還有西門子與飛利浦公司生產的CT診斷儀。目前使用的多層CT診斷儀通常是根據檢查部位來決定掃描電流值，能夠降低25%的掃描劑量。

3 MRI設備

核磁共振成像（MRI）設備是臨床診斷中的常用設備，該設備在國內外臨床中得到推廣應用。目前我國普遍使用的是1.5T超導磁共振成像儀，雖然價格不菲但是性價比高，能夠滿足臨床大部分疾病診斷的需求，成為基層醫院必備的數字影像設備，能夠為臨床診斷與治療提供科學依據。現代MRI設備具有以下特點：①控制性能好，能夠對設備磁場、梯度、射頻以及各種門控設備進行控制，同時具備各種在線診斷工具，在故障出現之后能夠自行排查；②圖像重建速度快；③全數字化；④配備多數字化接受通道；⑤脈沖序列多，能夠實現各種快速和特殊情況的成像；⑥后期圖像處理軟件功能強大，從而滿足各種特殊病人的需求。

MRI系統的軟件種類多且操作較為復雜，很多年來MRI生產企業主要圍繞如何提高MRI圖像質量以及圖像處理展開了一系列的研究，從而開發出多種應用軟件。在用戶界面、信息數據庫以及圖像處理軟件等方面的研發已經較為成熟。基于現代計算機的不斷發展，MRI設備采用了高檔計算機，因此圍繞高檔計算機開發新的軟件成為目前大部分MRI廠家開發的重點。脈沖序列是MRI設備參數的重要內容，在各種參數情況下的成像都是由脈沖序列完成的。正是由于這一原因，開發新的脈沖序列一直是各大廠家的研究重點。經過多年的開發，脈沖序列類型也不斷完善，但是收到技術參數的限制，低場MRI脈沖序列開發力度不足高場MRI，因此有待進一步的研發與完善。

4 結束語

數字醫學影像設備是各種醫學影像技術應用的重要物質基礎，且隨著現代醫學技術的不斷發展，數字醫學影像設備的功能不斷完善，空間分辨率、掃描時間與精度不斷提升，這使得各種臨床疾病的檢出率不斷提高，為臨床醫學工作提供了有力的支持，因此需要不斷的完善與研發醫學影像設備，從而推動我國臨床醫學診療水平的提升。