Entdecken Sie die neuen Trends in der digitalen medizinischen Bildgebungstechnologie

Die Entwicklung moderner Computertechnologie treibt den Fortschritt der digitalen medizinischen Bildgebung voran. Die molekulare Bildgebung ist ein neues Fachgebiet, das durch die Kombination von Molekularbiologie und moderner medizinischer Bildgebung entwickelt wurde. Sie unterscheidet sich von der klassischen medizinischen Bildgebung. Klassische medizinische Bildgebungsverfahren zeigen typischerweise die Endeffekte molekularer Veränderungen in menschlichen Zellen und erkennen Anomalien nach anatomischen Veränderungen. Die molekulare Bildgebung kann jedoch mithilfe spezieller experimenteller Methoden und neuer Werkzeuge und Reagenzien Zellveränderungen im Frühstadium von Erkrankungen erkennen, ohne anatomische Veränderungen zu verursachen. Dies kann Ärzten helfen, die Krankheitsentwicklung von Patienten zu verstehen. Daher ist sie auch ein wirksames Hilfsmittel für die Arzneimittelbewertung und Krankheitsdiagnose.

1. Fortschritt der gängigen digitalen Bildgebungstechnologie

1.1Computerradiographie (CR)

Die CR-Technologie zeichnet Röntgenstrahlen mit einer Bildtafel auf, regt diese mit einem Laser an, wandelt das von der Bildtafel emittierte Lichtsignal mithilfe spezieller Geräte in Telekommunikation um und verarbeitet und bildet die Bilder schließlich mithilfe eines Computers. Im Unterschied zur traditionellen Strahlenmedizin verwendet die CR IP anstelle von Film als Träger. Daher spielt die CR-Technologie eine Übergangsrolle im Prozess der Weiterentwicklung der modernen Strahlenmedizintechnologie.

1.2 Direkte Radiographie (DR)

Es gibt einige Unterschiede zwischen der direkten Röntgenfotografie und herkömmlichen Röntgengeräten. Erstens wird die Methode der lichtempfindlichen Bildgebung auf Filmen durch die Umwandlung der Informationen in ein computerlesbares Signal ersetzt. Zweitens wird der gesamte Prozess durch die Nutzung der Funktion des Computersystems zur Verarbeitung digitaler Bilder vollelektrisch abgewickelt, was den medizinischen Bereich deutlich vereinfacht.

Die lineare Radiographie kann je nach den verwendeten Detektoren grob in drei Typen unterteilt werden. Die direkte digitale Bildgebung, deren Detektor eine amorphe Siliziumplatte ist, weist im Vergleich zur indirekten Energieumwandlung DR eine bessere räumliche Auflösung auf. Für die indirekte digitale Bildgebung werden üblicherweise folgende Detektoren verwendet: Cäsiumiodid, Schwefelgadoliniumoxid, Cäsiumiodid/Schwefelgadoliniumoxid + Linse/Lichtleiter + CCD/CMOS und Cäsiumiodid/Schwefelgadoliniumoxid + CMOS; Bildverstärker-Digital-X-Fotosystem.

CCD-Detektor wird heute häufig in digitalen Magen-Darm-Systemen und großen Angiographiesystemen eingesetzt

2. Entwicklungstrends wichtiger medizinischer digitaler Bildgebungstechnologien

2.1 Aktuelle Fortschritte bei CR

1) Verbesserung der Bildplatte. Das neue Material, das in der Struktur der Bildplatte verwendet wird, reduziert das Phänomen der Fluoreszenzstreuung erheblich und verbessert die Bildschärfe und Detailauflösung, sodass die Bildqualität deutlich verbessert wurde.

2) Verbesserung des Scanmodus. Durch die Verwendung der Zeilenscantechnologie anstelle der Flying-Spot-Scantechnologie und der Verwendung von CCD als Bilderfassung wird die Scanzeit deutlich verkürzt.

3) Die Nachbearbeitungssoftware wird verbessert. Mit der Weiterentwicklung der Computertechnologie haben viele Hersteller verschiedene Softwareprogramme eingeführt. Mithilfe dieser Software können Bildfehler deutlich verbessert oder Detailverluste reduziert werden, um ein farbintensiveres Bild zu erhalten.

4) CR entwickelt sich weiter in Richtung eines klinischen Workflows, der dem von DR ähnelt. Ähnlich dem dezentralen Workflow von DR kann CR in jedem Röntgenraum oder jeder Operationskonsole ein Lesegerät installieren. Ähnlich der automatischen Bildgenerierung von DR werden der Prozess der Bildrekonstruktion und des Laserscans automatisch abgeschlossen.

2.2 Forschungsfortschritt der DR-Technologie

1) Fortschritte bei der digitalen Bildgebung von Flachbilddetektoren aus nichtkristallinem Silizium und amorphem Selen. Die wichtigste Veränderung betrifft die Struktur der Kristallanordnung. Forschungsergebnissen zufolge kann die nadel- und säulenförmige Struktur von amorphem Silizium und amorphem Selen die Röntgenstreuung verringern, wodurch die Schärfe und Klarheit des Bildes verbessert wird.

2) Fortschritte in der digitalen Bildgebung von CMOS-Flachdetektoren. Die Fluoreszenzlinienschicht des CMOS-Flachdetektors erzeugt Fluoreszenzlinien, die dem einfallenden Röntgenstrahl entsprechen. Das Fluoreszenzsignal wird vom CMOS-Chip erfasst und anschließend verstärkt und verarbeitet. Daher erreicht der CMOS-Flachdetektor eine räumliche Auflösung von bis zu 6,1 LP/m und ist damit ein Detektor mit höchster Auflösung. Die relativ langsame Bildgebungsgeschwindigkeit des Systems erweist sich jedoch als Schwachstelle von CMOS-Flachdetektoren.

3) Die digitale CCD-Bildgebung hat Fortschritte gemacht. Die CCD-Bildgebung wurde hinsichtlich Material, Struktur und Bildverarbeitung verbessert. Durch die neu eingeführte Nadelstruktur des Röntgenszintillatormaterials, den hochtransparenten und leistungsstarken optischen Kombinationsspiegel und den Füllkoeffizienten von 100 % wurden die Bildempfindlichkeit, Bildschärfe und Auflösung des CCD-Chips verbessert.

4) Die klinische Anwendung von DR bietet vielfältige Perspektiven. Die Vorteile der DR-Bildgebungstechnologie liegen in der niedrigen Strahlendosis, minimalen Strahlenschäden für das medizinische Personal und einer langen Lebensdauer des Geräts. Daher bietet DR-Bildgebung Vorteile bei der Untersuchung von Brustkorb, Knochen und Brust und wird häufig eingesetzt. Weitere Nachteile sind der relativ hohe Preis.

3. Die Spitzentechnologie der medizinischen digitalen Bildgebung – die molekulare Bildgebung

Bei der molekularen Bildgebung werden bildgebende Verfahren eingesetzt, um bestimmte Moleküle auf Gewebe-, Zell- und subzellulärer Ebene zu verstehen und Veränderungen auf molekularer Ebene im lebenden Zustand aufzuzeigen. Gleichzeitig können wir mit dieser Technologie auch schwer zugängliche Lebensinformationen im menschlichen Körper erforschen und bereits im Frühstadium einer Erkrankung eine Diagnose und entsprechende Behandlung einleiten.

4. Entwicklungstrend der medizinischen digitalen Bildgebungstechnologie

Die molekulare Bildgebung ist die wichtigste Forschungsrichtung der digitalen medizinischen Bildgebungstechnologie und hat großes Potenzial, sich zum Entwicklungstrend der medizinischen Bildgebungstechnologie zu entwickeln. Gleichzeitig verfügt die klassische Bildgebung als Mainstream-Technologie noch über großes Potenzial.

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