影像类产品涉及的医学常识科普
发布时间 2023-03-03
发布时间 2023-03-03
1、CT(Computed Tomography)
即X射线计算机断层摄影系统,主要由扫描架(X射线管装置、探测器)、X射线高压发生器、患者支架、控制台带液晶显示器包括计算机图像处理系统、系统变压器、附件及选件组成。利用X线与探测器一同围绕人体或部位做连续的断层扫描,用于人体全身的断层成像供临床诊断,具有扫描时间快、图像清晰、无创伤无痛苦等特点。
2、MR(Magnetic Resonance Imaging)
即磁共振成像系统,是根据有磁矩的原子核在磁场作用下能产生能级间的跃迁的原理而采用的检查技术。1973年,美国物理学家Paul Lauterbur在前人的基础上开发了MRI,并投入医学临床检测。MRI检查安全,无辐射。MRI主要用于软组织病变的诊断,无论是肿瘤性病变还是血管性病变,MRI效果均远好过CT。MRI对早期脑梗塞、脑内胶质细胞瘤、神经节、动静脉畸形和血肿等的诊断确认率极高。
3、PET/CT(Positron Emission Tomography and Computed Tomography)
正电子发射及X射线计算机断层摄影系统,是将PET和CT结合在一起,使用同一个检查床合用一个图像工作站,PET/CT同时将PET图像与CT图像融合等功能,由PET提供病灶详尽的功能与代谢等分子信息,而CT提供病灶的精确解剖定位,一次显像可获得全身各方位的断层图像,具有灵敏、准确、特异及定位精确等特点,达到早期发现病灶和诊断疾病的目的。
4、PET/MR(Positron Emission Tomography and Magnetic Resonance Imaging)
即一体化正电子发射断层扫描及磁共振成像系统,包括PET(正电子发射断层扫描)及MR(磁共振)两部分,实现了PET成像及MR成像的一体化结合,可实现同步且等中心采集生理、解剖和生化代谢信息,并将这些信息配准和融合。PET/MR成像集合了PET和MR两种成像模式的优势,具有多模态、多对比度、高分辨率、高灵敏度和低辐射剂量等优点。PET/MR是目前在细胞分子水平上进行人体功能代谢显像最先进的医学影像技术,其多模态、多参数成像,可精准诊断帕金森、老年痴呆等神经退行性疾病与肝癌、胰腺癌、癫痫、多发性骨髓瘤等复杂疾病。
5、医用诊断旋转阳极X射线管组件
作为计算机体层摄影(CT,Computed Tomography)机器中的核心部件,俗称CT球管,它能提供稳定的X射线源。X射线产生的原理:管芯内部高速运动的电子轰击在靶面上,电子运动骤然受阻,辐射出X射线。X射线是一种有很强穿透力的短电磁波,且电压愈高穿透力愈强。X射线在穿透物质过程中会被部分的吸收即衰减,这是X线成像的物理学基础。利用这一原理使人体的组织产生不同衰减的射线投影,使胶片的溴化银感光经显影呈黑色;而未感光的溴化银,经定影冲洗为透明白色,由此产生了黑白影像,这就是摄影效应。另外X射线的穿透程度或者说被吸收衰减程度还与被照物的密度和厚度相关,成像上所显示的黑白影的层次差异代表人体组织的密度差异,密度越高,吸收越多,穿透越少,感光越少,图像越白;反之则越黑。人体组织发生病变时密度也发生变化,其影像的黑白影也随之变化,这就是影像诊断原理。
6、超声成像概念
超声(Ultrasound,简称US)医学是声学、医学、光学及电子学相结合的学科。凡研究高于可听声频率的声学技术(人类能够感觉的声波频率范围约在20-20000HZ,频率超过20000HZ,人的感觉器官感觉不到的声波,叫做超声波)在医学领域中的应用即超声医学。包括超声诊断学、超声治疗学和生物医学超声工程,所以超声医学具有医、理、工三结合的特点,涉及的内容广泛,在预防、诊断、治疗疾病中有很高的价值。
超声成像方法常用来判断脏器的位置、大小、形态,确定病灶的范围和物理性质,提供一些腺体组织的解剖图,鉴别胎儿的正常与异常,在眼科、妇产科及心血管系统、消化系统、泌尿系统的应用十分广泛。
7、超声成像的基本设备
(1)M型超声诊断仪
M超是采用辉度调制,以亮度反映回声强弱,M型显示体内各层组织对于体表(探头)的距离随时间变化的曲线,是反映一维的空间结构,因M型超声多用来探测心脏,故常称为M型超声心动图,目前一般作为二维彩色多普勒超声心动图仪的一种显示模式设置于仪器上。
(2)B型超声诊断仪
B型显示是利用A型和M型显示技术发展起来的,它将A型的幅度调制显示改为辉度调制显示,亮度随着回声信号大小而变化,反映人体组织二维切面断层图像。B型显示的实时切面图像,真实性强,直观性好,容易掌握。它只有20多年历史,但发展十分迅速,仪器不断更新换代,近年每年都有改进的新型B型仪出现,B型仪已成为超声诊断最基本最重要的设备。
(3)D型超声诊断仪
超声多普勒诊断仪简称D型超声诊断仪,这类仪器是利用多普勒效应原理(当光源与接收器之间相对运动时,光波频率升高或降低的现象。这种相对运动引起的接收频率与发射频率之间的差别称为多普勒效应,声波同样具有多普勒效应的特点),尤其是对运动的脏器和血流进行探测具有重要意义,如心脏疾病、周围血管疾患实质器官的血流灌注、小器官血流供应、占位性病变血供情况及胎儿血液循环的检查等等,所以现在彩超基本上均配备多普勒显示模式。
(4)彩色多普勒血流显像仪
彩色多普勒血流显像简称彩超,包括二维切面显像和彩色显像两部分。高质量的彩色显示要求有满意的黑白结构显像和清晰的彩色血流显像。在显示二维切面的基础上,打开“彩色血流显像”开关,彩色血流的信号将自动叠加于黑白的二维结构显示上,可根据需要选用速度显示、方差显示或功率显示。目前国际市场上彩超的种类及型号繁多,档次开发日新月异,更具高信息量、高分辨率、高自动化、范围广、简便实用等特点。
8、5G+远程超声技术
5G,是第五代移动通信技术的全称,也被认为是万物互联的开端。相较于4G而言,5G的理论下行速度为10Gb/s,能达到4G速度的百倍。“高速率、大容量、低时延”,这正是5G的三个特点。5G不仅能为工作和生活带来速度的变化,同时更具有重塑、推动行业快速变革的潜质。
在临床中,不同于CT、磁共振等静态影像,超声诊断得到的是基于时间序列的动态影像,所以超声影像在传输过程中任何一帧画面的丢失,都可能造成误诊漏诊。利用5G通信可解决在超声检测过程中由于网络技术的局限性而对影像数据传输的稳定性和实时性高要求的问题。这也意味着远程超声诊断将成为可能,人们也将开启智慧医疗的新时代。
9、数字化X线探测器概念
医学影像是指为实现诊断或治疗引导的目的,对人体施加包括可见光、X射线、超声、强磁场激励等各种物理信号,记录人体反馈的信号强度分布,形成图像并使得医生可以从中判读人体结构、病变信息的技术手段。医学影像设备是指利用各种不同媒介作为信息载体,将人体内部的结构重现为影像的各种仪器,其影像信息与人体实际结构有着空间和时间分布上的对应关系。医学影像设备是医疗器械最主要、技术含量最高的分支之一,是《中国制造2025》大力推动突破发展的高端装备。
数字化X线探测器作为医学影像设备产品的核心部件,产品是通过间接或直接的方式将X射线转换为电荷,最终数字化为医学图像。X线平板探测器主要应用于医用数字X线摄影系统(DR),乳腺X线摄影系统(LFDM),数字血管造影系统(DSA),数字胃肠造影系统(R&F),C型臂X光机,齿科锥型CT(CBCT),工业用无损检测,安防CT,爆炸物检测等领域。
10、数字化X线探测器的基本设备
(1)非晶硅探测器
非晶硅探测器主要由闪烁体、光学传感面板和电荷读出电路等构成。当有X线入射时,位于探测器表面的闪烁体将透过人体后衰减的X线转换为可见光,闪烁体下的非晶硅光电二极管传感器阵列又将可见光转换为电信号,在光电二极管自身的电容上形成存储电荷,在控制电路的作用下,扫描读出各个像素的存储电荷,经信号放大、A/D转换后输出数字信号,传送给计算机进行图像处理从而形成X线数字影像。非晶硅是目前最主流的X线探测器传感器技术,具有大面积、工艺成熟稳定、普通放射的能谱范围响应好、材料稳定可靠、环境适应性好等特点,可同时满足静态和动态探测器的需求。
(2)IGZO探测器
与非晶硅探测器相比,IGZO探测器采用了更先进的传感器阵列。在继承非晶硅探测器易于大面积制造的特点的同时,具有更高的采集速度及更低的噪声,是理想的大面积高速动态探测器技术。
(3)CMOS探测器
不同于非晶硅和IGZO探测器,CMOS探测器高度集成化,将光电二极管阵列、读出芯片等集成在一块单晶硅晶圆上。CMOS探测器具有分辨率高、图像噪声低、采集速度快的优点;但由于受到半导体产业中晶圆大小的限制,制作大尺寸探测器需要进行拼接,工艺较为复杂,因此工艺和原材料成本均高于非晶硅。因此,CMOS探测器在小尺寸动态X线影像设备应用上具有明显的优势,在齿科CBCT领域,因其低剂量和高帧率的特点而获得越来越大的市场空间。
(4)柔性基板探测器
柔性基板探测器技术目前是当前X光探测器最前沿的技术,通过用柔性基板取代玻璃基板,实现了柔性光学传感面板。公司已定制开发了全套柔性基板工艺设备,并具备量产能力。该技术可应用于各种不同尺寸和用途的传感器面板,满足超窄边框、高抗震、高可靠性探测器的应用需求,可适应医疗普放检查或复杂工业及安防现场等场景下应用。
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