|
所有行業(yè)發(fā)展都經(jīng)歷了一個從0到1再到N、從低級到高級、從簡單到豐富的演變過程。隨著科技的進步，X線攝影經(jīng)歷了從最早的攝影干板到膠片/增感屏組合，到目前數(shù)字化X射線圖像的各階段的進步。二十世紀60年代末至70年代初以來，隨著計算機與微電子技術的飛速發(fā)展，席卷全球的數(shù)字化技術和計算機網(wǎng)絡與通信技術已經(jīng)對X光影像設備產(chǎn)生廣泛而深遠的影響。
目前隨著多功能X線影像設備的發(fā)明和推廣，普放領域已經(jīng)悄然進入可視化成像時代。
縱觀X線設備發(fā)展史，根據(jù)成像技術不同，X射線普放設備（主要指用于基礎影像檢查診斷的X射線設備，下同）可以大致分為四個階段：模擬成像時代、間接數(shù)字化成像時代、直接數(shù)字化成像時代、可視化成像時代。
今天，小編與您一起來分析一下醫(yī)療領域X射線普放設備的發(fā)展脈絡，同時來看看您家的普放設備處于什么階段，是否跟上了新時代的步伐。
第一階段：模擬成像時代
X射線發(fā)現(xiàn)后不久，就迅速的應用到醫(yī)學領域，這也宣告了模擬機時代的到來。其中最具代表性的設備是：老式X光機、透視機、老式胃腸機。
1895年11月8日，倫琴教授發(fā)現(xiàn)X射線。
1896年，德國西門子公司研制出第一只X射線球管。
1896年1月18日，X光機第一次展出，標志著X光機的誕生。
1910年，美國物理學家W.D.Coolidge發(fā)表了鎢燈絲X射線管制造成功的報告，固定陽極X射線管誕生。
1913年，濾線柵發(fā)明，部分地消除了散射線，提高了影像的質量。
1913年，鎢燈絲X射線管開始實際使用，它的最大特點是鎢燈絲加熱到白熾狀態(tài)以提供管電流所需的電子，所以調(diào)節(jié)燈絲的加熱溫度就可以控制管電流，從而使管電壓和管電流可以分別獨立調(diào)節(jié)，而這正是提高影像質量所需要的。
1914年，鎢酸鎘熒光屏誕生，開始了X射線透視的應用。
1923年，發(fā)明了雙焦點X射線管，解決了X射線攝影的需要。X射線管的功率可達幾千瓦，矩形焦點的邊長僅為幾毫米。
1927年Browers成功研制了旋轉陽極X射線管。并于1929年由荷蘭Philips公司投入臨床使用。與固定陽極X射線管相比，它具有功率大，焦點小等優(yōu)點。
1948年，影像增強器問世，它是由輸入屏、輸出屏、陰極、陽極和聚焦極組成的電真空器件，它可以把X射線影像增強并轉換為可見光圖像。
模擬X光機為人類的健康檢查做出了不朽的貢獻，讓人類觀察到人類內(nèi)部結構。同時，科學家也在X射線的應用和防護方面有了新的認識。盡管如此，模擬成像由于技術應用條件有限以及技術認知局限，導致成像質量、成像速度、使用成本、推廣應用等都受到了一定的限制。
第二階段：間接數(shù)字化成像時代
隨著20世紀50年代后期計算機技術及信息存儲技術的發(fā)明與發(fā)展，計算機信息處理能力不斷增加，信息存儲水平不斷增強。到70年代時，相對成熟的計算機等數(shù)字化技術逐步應用到醫(yī)療領域。首當其沖的是計算機X線成像系統(tǒng)的發(fā)明。
CR系統(tǒng)作為間接數(shù)字化時代的標志性技術，是在二十世紀70年代發(fā)展起來的。
1974年，富士膠片公司開始構架CR的原理，并進行基礎研究工作。
1981年，IP板成功研制，日本富士公司正式推出商品化CR。
1981年6月，在比利時首都布魯塞爾召開的國際放射學會（ICR）年會上，曾因CR系統(tǒng)與數(shù)字減影血管造影系統(tǒng)的問世二被譽為“放射學新的起步年”。
1985年，我國第一臺CR落戶天津第一人民醫(yī)院。
從此我國CR使用得以逐步推開，CR取代模擬老式X光機的步伐不斷加速。這得益于CR系統(tǒng)的諸多優(yōu)勢：
�。�1） X線劑量比常規(guī)x線影像在一定程度上有所降低。
�。�2） IP替代膠片可重復使用。
�。�3） 可與原有的x線攝影設備匹配使用，放射技師不需要特殊訓練。
�。�4） 具有多種處理技術，如諧調(diào)處理、空間頻率處理、時間減影、能量減影、體層偽影抑制、動 態(tài)范圍控制等。
�。�5） 具有多種后處理功能，如測量（大小、面積、密度）、局部放大、對比度轉換、對比度反轉、 影像邊緣增強、多幅顯示以及減影等。
�。�6） 顯示的信息易被診斷醫(yī)生閱讀、理解，且質量更易滿足診斷要求。
�。�7） 可間接數(shù)字化存儲與傳輸，進入網(wǎng)絡系統(tǒng)，節(jié)省膠片，無需暗室和儲片庫。
�。�8） 實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫管理，有利于查詢和比較，實現(xiàn)資料共享。
�。�9） 高靈敏度。即使采集很弱的信號時也不會被噪聲所掩蓋而顯示出來。
�。�10） 具有較高的空間分辨率。在CR系統(tǒng)中，10英寸×12英寸的IP的空間分辨率可達到3.3LP/mm，能夠分辨影像中較小的細節(jié)。
（11） 具有很高的線性度。所謂線性就是指影像系統(tǒng)在整個光譜范圍內(nèi)得到的信號與真實影像的光強度是否呈線性關系。人眼對光的感應為對數(shù)關系，對細微的細節(jié)改變不能覺察，但在臨床研究中往往需要做一些定量的測量，良好的線性度至關重要。在CR系統(tǒng)中，在1：10 的范圍內(nèi)應具有良好的線性，非線性度小于1%。
�。�12） 大動態(tài)范圍，即系統(tǒng)能夠同時檢測到極強和極弱的信號，能把一定強度的影像信號分得更細，使影像顯示出更豐富的層次。
（13） 優(yōu)越的識別性能。CR系統(tǒng)裝有曝光數(shù)據(jù)識別技術和直方圖分析，能更加準確地掃描出影像信息，顯示最理想的高質量圖像。
�。�14） 寬容度大。CR系統(tǒng)可在成像板獲取的信息基礎上自動調(diào)節(jié)光激勵發(fā)光的量和放大增益，在允許的范圍對被攝物體以任何X線曝光劑量獲取穩(wěn)定的、最適宜的影像密度，同時獲得高質量的影像。這樣就可以最大限度地減少X線照射量，降低患者的輻射損傷。
可以說，CR的出現(xiàn)，X射線成像進入到了間接數(shù)字化階段，信息的讀取、儲存、傳輸?shù)人蕉加辛舜蟛教嵘�。當然，隨著技術的快速發(fā)展，CR系統(tǒng)的優(yōu)勢快速被直接數(shù)字化成像的DR取代，目前CR市場已經(jīng)幾近萎縮，全球CR廠家主要剩下日本富士、日本柯尼卡、德國愛克發(fā)以及美國柯達（銳柯），并且這些廠家全部將重點轉移到直接數(shù)字化成像領域。
第三階段：直接數(shù)字化成像時代
從前兩個階段，我們隱約感覺到技術革命的周期越來越短，并且技術迭代越來越迅速、威力越來越猛。CR系統(tǒng)推出5年后，直接數(shù)字化成像系統(tǒng)的概念就被提出。同期計算機技術、信息處理技術、網(wǎng)絡技術等數(shù)字化技術飛速發(fā)展。這一切都在為直接數(shù)字化設備做著充分的準備。
直接數(shù)字化成像的代表作是DR。
1969年，美國貝爾實驗室（Bell Labs）的維拉•波義耳（Willard S. Boyle）和喬治•史密斯（George E. Smith）發(fā)明了CCD（Charge-coupled Device）中文全稱：電荷耦合元件。
1969年10月29日22點30分，互聯(lián)網(wǎng)誕生。
1971年，Kenbak Corporation推出世界第一部個人電腦：Kenbak-1。
20世紀80年代初，PACS的概念首次提出。
1986年，在布魯塞爾召開的第15屆國際放射學術會議上，首次提出了數(shù)字化X線攝影（DR）的物理學概念。
1995年，在RSNA（北美放射學會）上推出第一臺平板探測器（Flat Panel Detector）設備。
1997年，直接數(shù)字化X射線成像技術（Digital Radiography，即DR）出現(xiàn)了，DR技術的探測器可以迅速將探測到的X射線信號直接轉化為數(shù)字信號輸出，而不需要CR中的激光掃描和專用的讀出設備。
DR相比CR及以往X線設備有著更多的優(yōu)勢：
除了擁有CR所具備的的絕大多數(shù)優(yōu)勢之外，
�。�1） DR具有圖像清晰細膩、高分辨率、廣灰階度、信息量大、動態(tài)范圍大。
（2） 密度分辨率高、獲取更多影像細節(jié)是數(shù)字化X線影像（DR）優(yōu)于普通放射影像最重要的特點。
�。�3） DR投照速度快，運動偽影的影響很小。尤其對于哭鬧易動的兒童和不耐屏氣的老年患者。
�。�4） DR成像具有輻射小。由于數(shù)字化X線影像（DR）的平板探測器的靈敏度遠高于普通X線片，所以它只需要比較小的能量就可獲得滿意的圖像。拍攝數(shù)字化X線影像（DR）要比普通影像輻射量減少30%—70%。
�。�5） 數(shù)字化影像對骨結構、關節(jié)軟骨及軟組織的顯示優(yōu)于傳統(tǒng)的X線影像，數(shù)字化影像易于顯示縱膈結構如血管和氣管，對結節(jié)性病變的檢出率高于傳統(tǒng)的X線影像。
�。�6） DR是一套獨立的系統(tǒng)，兼容性高；而CR要依托原有X光機或者額外的X光系統(tǒng)，兼容性較低。
目前市場上，DR逐步取代CR，并且數(shù)字影像設備逐步進入到基層醫(yī)院。
DR的出現(xiàn)，開創(chuàng)了數(shù)字化成像新時代，其成像質量高、成像速度快、成像劑量低，為提高人類健康水平做出了重要貢獻。
DR有如此多的優(yōu)勢，然而他就是直接數(shù)字化X線成像的終點嗎？答案是否定的。
第四階段：可視化成像時代
新事物代替舊事物是不可阻擋的規(guī)律。
常規(guī)的DR在成像效率、影像質量、操作便捷性上較CR、老式X光機有突破性的升級，并且隨著技術的不斷升級和完善，DR影像質量、便捷性和性價比都會逐漸的提升。但是，由于DR獲取的僅僅是靜態(tài)影像，在臨床醫(yī)學中，依舊存在漏診誤診的風險。舉個簡單案例，一個 老人摔跤導致內(nèi)側肋骨骨折，然而用常規(guī)的DR進行拍片檢查，讀片時發(fā)現(xiàn)沒有異常。后來采用透視機檢查，發(fā)現(xiàn)是內(nèi)側肋骨隱性骨折。由于透視機成像較為模糊，所以對該老人采取了多角度DR靜態(tài)拍片的方式，終于獲取了一張較為清晰的影像。在這個過程中，有幾個有價值的啟發(fā)：第一、常規(guī)DR容易漏診誤診，如果能夠將透視與拍片結合，即可減少漏診誤診。第二、如果有一種既能透視又能拍片的多功能探測器就能夠滿足這方面的需求。
實踐是創(chuàng)新的核心動力，果不其然，需求驅動著創(chuàng)新步伐加速。這樣一個劃時代的可視化數(shù)字化新產(chǎn)品已經(jīng)悄然走入了我們的生活。
2009年，日本島津公司開創(chuàng)性的將影像增強器為核心的胃腸設備與成熟的平板DR相結合，制造出人類第一臺多功能動態(tài)DR，實現(xiàn)了可視化條件拍片，大大降低了漏診誤診。其可視化（能透視、能造影、能高清點片）的功能優(yōu)勢，是對常規(guī)DR的一個巨大飛躍。
2011年，德國西門子公司作為當今醫(yī)用影像世界的霸主，推出了居于多功能平板探測器成像系統(tǒng)的動態(tài)DR。這更是對島津研發(fā)的組合型設備的一次重大飛躍，實現(xiàn)了一套獨立系統(tǒng)實現(xiàn)可視化（能透視、能造影、能高清點片）等多種功能。
2013年，中國安健科技公司在多年對探測器專研的基礎上，獨創(chuàng)性的研制出了多功能動態(tài)探測器。并率先獲得中國多功能動態(tài)探測器的專利。
到現(xiàn)在，國際上能夠研發(fā)生產(chǎn)動態(tài)探測器廠家已經(jīng)有美國瓦里安、法國泰雷茲和中國安健科技。更令人振奮的是，到目前，日本島津、德國西門子、法國stephanix、意大利GMM等海外企業(yè)；萬東醫(yī)療、珠海普利德、深圳安健科技、上�？颠_國際、山東新華醫(yī)療、寧波鑫高益、深圳深圖、天津邦盛、廣州顯浩醫(yī)療、柯尼達等國內(nèi)企業(yè)也開始迅速搶灘。
隨著可視化（能透視、能造影、能高清點片）動態(tài)DR的生態(tài)系統(tǒng)逐步完善，一場動態(tài)DR淘汰常規(guī)DR的戰(zhàn)役已經(jīng)悄然打響了。
介紹到這，我們已經(jīng)可以感受到，科技發(fā)展速度越來越快，產(chǎn)品迭代越來越頻繁�；氐皆O備機房，對照一下自家的設備，看看他們是第幾代產(chǎn)品呢？
|
