การ ถ่าย ภาพ ทาง การ แพทย์ ทํา ให้ มี การ พัฒนา ใน เทคโนโลยี รับ ภาพ

ในด้านการถ่ายภาพทางการแพทย์ การจับข้อมูลทางร่างกายภายในได้อย่างมีประสิทธิภาพและแม่นยํา ยังคงเป็นแรงขับเคลื่อนที่อยู่เบื้องหลังความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในฐานะส่วนประกอบสําคัญของระบบถ่ายภาพรังสีเอ็กซ์การวิเคราะห์ที่ครบถ้วนนี้ตรวจสอบหลักการ, ประเภท, มาตรฐานการทํางานและการใช้งานทางคลินิกของเครื่องรับภาพที่ทันสมัย.

1ระบบถ่ายภาพแบบฟลูโรสโกปิค: มรดกของเครื่องเสริมภาพ

ฟลูออโรสโกปี้ เป็นเทคนิคการถ่ายภาพด้วยรังสีเอ็กซ์ในเวลาจริง ซึ่งยังคงเป็นสิ่งสําคัญสําหรับการตรวจเส้นเลือด, การเดินเรือในการผ่าตัดกระเทียม และการศึกษาทางเดินอาหารเครื่องเสริมภาพ (II) ยังคงเป็นเครื่องมือในการทํางานในระบบหลายอย่างที่มีอยู่.

1.1 หลักการทํางานของเครื่องเสริมภาพ

ฟังก์ชันหลักของเครื่องเสริมภาพคือ การแปลงสัญญาณ X-ray ที่อ่อนแอเป็นภาพแสงที่มองเห็นที่กระจายผ่านกระบวนการหลายขั้นตอน:

• การดูดซึมรังสีเอ็กซ์และการแปลงโฟตันX-rays ที่เกิดขึ้นผ่านเกรดต่อต้านการกระจาย ก่อนที่จะปฏิสัมพันธ์กับฟอสฟอร์ที่เข้า (มักจะเป็น cesium iodide) สร้างฟอตอนแสงที่เห็นได้หลายร้อยฟอตอนต่อฟอตอน X-ray
• โฟโตเอมิชั่น:แสงของฟอสฟอร์ที่เข้ากระตุ้นการปล่อยอิเล็กตรอนจากโฟโตคาโทด (มักจะเป็นเซเซียมอานติโมไนด์) ผ่านผลไฟฟ้าแสง
• การเร่งอิเล็กตรอนและการตั้งเป้าอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกจะผ่านการเร่งไฟฟ้าสแตตติก (15-35 kV พันธมิตร) ในขณะที่อิเล็กตรอนออปติกส์มุ่งศูนย์การกระแสไปยังฟอสฟอร์ออก, ทําให้เกิดการเพิ่มพลังงานและการขยายภาพ
• การแปลงฟอตอนใหม่และการแสดง:อิเล็กตรอนพลังงานสูงที่ชนฟอสฟอร์ผลิตซิงคแคดมิอุซัลฟิดผลิตภาพที่เห็นได้ชัดขึ้น โดยทั่วไปจะบรรลุความสว่างเพิ่มขึ้น 5,000-20,000 ครั้ง

1.2 ข้อดีและข้อจํากัดทางคลินิก

เครื่องเสริมภาพให้บริการ

• การขยายสัญญาณสูง ทําให้สามารถลดปริมาณรังสีได้
• ความสามารถในการถ่ายภาพในเวลาจริง (25-30 fps)
• ความน่าเชื่อถือที่พิสูจน์ได้ ด้วยค่าทุนที่ต่ํากว่า

ข้อจํากัดที่น่าสังเกต ได้แก่

• การบิดเบือนทางกณิตศาสตร์ (ผลกระทบของหมอน/กระบอก)
• จํากัดขนาดสนามสูงสุด (กว้าง ~ 40 ซม.)
• ปัจจัยรูปร่างที่ใหญ่ขนาดจํากัดการเคลื่อนไหว

2เครื่องตรวจจับแผ่นเรียบ: การปฏิวัติดิจิตอล

เครื่องตรวจจับแผ่นเรียบ (FPDs) ได้ปรากฏขึ้นเป็นเทคโนโลยีหลักในการถ่ายรังสีดิจิตอล, CT และ Mammography โดยให้คุณภาพภาพภาพที่เหนือกว่าในรูปแบบที่คอมแพคต์

2.1 สถาปัตยกรรมตัวตรวจจับ

มีการออกแบบ FPD แบบหลักสองแบบ:

เครื่องตรวจจับการแปลงโดยตรง:ใช้วัสดุที่มีแสงส่อง (โดยทั่วไปเป็นเซเลนियमแบบไม่มีรูปทรง) เพื่อสร้างคู่หลุมอิเล็กตรอนโดยตรงจากรังสี Xรูปแบบนี้มีความละเอียดในพื้นที่สูงกว่า (สูงถึง 10 lp/mm) แต่ต้องใช้ปริมาณรังสีที่สูงกว่า.

เครื่องตรวจจับการแปลงอ้อม:ใช้เครื่องสติลเลาเตอร์ (เซเซียมยอดไอนด์หรือกาดอลิเนียมอ็อกซูลฟิด) ที่เชื่อมต่อกับชุดโฟโตไดโอเดสพวกเขามีความละเอียดต่ํากว่าเล็กน้อย เนื่องจากแสงกระจายในชั้น scintillator.

2.2 คุณลักษณะการทํางาน

ปัจจุบัน FPDs ให้:

• ขนาดพิกเซลตั้งแต่ 70-200 μm
• ระยะความยืดหยุ่นมากกว่า 16 บิต (ระดับสีเทา 65,536)
• ค่า DQE (ประสิทธิภาพควอนตัมในการตรวจจับ) มากกว่า 60% ในพลังงานการวินิจฉัย

ปัญหาปัจจุบันประกอบด้วย:

• ค่าผลิตที่สูงกว่า เมื่อเทียบกับระบบเก่า
• ความแตกต่างของประสิทธิภาพที่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ
• อัตราเฟรมจํากัดสําหรับการใช้งาน ultra-high speed

3. เมทริกส์คุณภาพภาพภาพ: การวินิจฉัยสามเสน่ห์

ผลประกอบของตัวรับถูกระบุด้วยปริมาตรพื้นฐานสามประการ

3.1 ความละเอียดทางพื้นที่

การวัดในคู่เส้น/มิลลิเมตร (lp/mm) เครื่องตรวจจับกระแสกระแสสามารถบรรลุ 3.5-10 lp/mm ขึ้นอยู่กับเทคโนโลยี ฟังก์ชันการโอนการปรับ (MTF) ให้การวิเคราะห์การตอบสนองความถี่พื้นที่ที่ครบถ้วน

3.2 ความละเอียดความแตกต่าง

แสดงเป็นความแตกต่างความละเอียดที่สามารถตรวจสอบได้อย่างน้อย (โดยทั่วไป 1-3% สําหรับระบบที่ทันสมัย) ซึ่งได้รับอิทธิพลจากคุณสมบัติของเสียงตรวจจับและอัลการิทึมการสร้างใหม่

3.3 การแก้ไขระยะเวลา

สําคัญสําหรับการศึกษาแบบไดนามิก โดยมีระบบฟลูออรอสโกปิกที่สามารถทําความสําเร็จ 30-60 fps และเครื่องตรวจจับ X-ray ที่ทํางานในระดับ 0.5-7.5 fps

4การใช้งานเฉพาะ: เครื่องรับภาพแม่น

• ระบบแม่นวินิจฉัยดิจิตอลปัจจุบันมีขนาดพิกเซล 50-100 มิกรอเมตร และเครื่องสติลเลาเตอร์เซเซียมยอดไซด์พิเศษ
• แมมโมกราฟีสายสีที่นับฟอตอน เป็นความก้าวหน้าต่อไป ที่ให้การถ่ายภาพหลายพลังงานพร้อมกัน
• ระบบปัจจุบันสามารถบรรลุปริมาณยาต่อกลีบเฉลี่ยต่ํากว่า 2 mGy สําหรับการตรวจสกรีนแบบมาตรฐาน

5การบูรณาการระบบ: โครงสร้างพื้นฐาน PACS

• มาตรฐาน DICOM 3.0 ทําให้สามารถบูรณาการได้อย่างต่อเนื่อง
• อัลกอริทึมการบดที่ไม่มีการสูญเสียรักษาคุณภาพการวินิจฉัยระหว่างการเก็บรักษา / การส่ง
• การจําหน่ายทั่วบริษัทสนับสนุนการร่วมมือหลายสาขา

6แนวทางในอนาคต

• เครื่องตรวจจับการนับโฟตันที่มีความสามารถในการแยกแยกพลังงาน
• สับสราทตัวตรวจจับยืดหยุ่นสําหรับกณิตศาสตร์การถ่ายภาพที่ไม่ปกติ
• ช่องทางการสกัดภาพและการประมวลผลที่ปรับปรุงด้วย AI
• ระบบระดับปริมาณยาที่ต่ํามาก ที่ใช้หลักการการถ่ายภาพควอนตัม

ในขณะที่เทคโนโลยีตรวจจับยังคงพัฒนาพวกเขาสัญญาที่จะเพิ่มความสามารถในการวินิจฉัยในขณะที่ลดการเผชิญหน้ากับรังสีของผู้ป่วยและปรับปรุงประสิทธิภาพการทํางาน.