Lo sviluppo delle moderne tecnologie informatiche guida il progresso della tecnologia di imaging medico digitale. L'imaging molecolare è una nuova disciplina sviluppata combinando la biologia molecolare con l'imaging medico moderno. Si differenzia dalla tecnologia di imaging medico classica. In genere, le tecniche di imaging medico classiche mostrano gli effetti finali dei cambiamenti molecolari nelle cellule umane, rilevando anomalie dopo che si sono verificate modifiche anatomiche. Tuttavia, l'imaging molecolare è in grado di rilevare i cambiamenti nelle cellule nella fase iniziale della malattia attraverso speciali metodi sperimentali, utilizzando nuovi strumenti e reagenti senza causare cambiamenti anatomici, il che può aiutare i medici a comprendere lo sviluppo delle patologie dei pazienti. Pertanto, è anche un efficace strumento ausiliario per la valutazione dei farmaci e la diagnosi delle malattie.
1. Progresso della tecnologia di imaging digitale tradizionale
1.1Radiografia computerizzata (CR)
La tecnologia CR registra i raggi X con una scheda di imaging, eccita la scheda con un laser, converte il segnale luminoso emesso dalla scheda in segnali di telecomunicazione tramite apparecchiature speciali e, infine, elabora e visualizza le immagini con l'ausilio di un computer. Si differenzia dalla radioterapia tradizionale in quanto la CR utilizza la radiazione IP anziché la pellicola come vettore, pertanto svolge un ruolo di transizione nel processo di progresso della moderna radioterapia.
1.2 Radiografia diretta (DR)
Esistono alcune differenze tra la radiografia diretta e le apparecchiature radiologiche tradizionali. In primo luogo, il metodo di imaging fotosensibile della pellicola viene sostituito convertendo le informazioni in un segnale che può essere riconosciuto da un computer tramite un rilevatore. In secondo luogo, utilizzando la funzione del sistema informatico per elaborare le immagini digitali, l'intero processo è completamente elettrico, il che offre maggiore praticità per il settore medico.
La radiografia lineare può essere suddivisa approssimativamente in tre tipologie in base ai diversi rivelatori utilizzati. Imaging digitale diretto, il cui rivelatore è una piastra di silicio amorfo, rispetto alla conversione energetica indiretta (DR). La risoluzione spaziale è più vantaggiosa. Per l'imaging digitale indiretto, i rivelatori comunemente utilizzati sono: ioduro di cesio, ossido di zolfo di gadolinio, ioduro di cesio/ossido di zolfo di gadolinio + lente/fibra ottica + CCD/CMOS e ioduro di cesio/ossido di zolfo di gadolinio + CMOS. Intensificatore di immagine: sistema fotografico Digital X.
Il rilevatore CCD è ora ampiamente utilizzato nel sistema gastrointestinale digitale e nel sistema angiografico di grandi dimensioni
2. Tendenze di sviluppo delle principali tecnologie di imaging digitale medico
2.1 Ultimi progressi del CR
1) Miglioramento della piastra di imaging. Il nuovo materiale utilizzato nella struttura della piastra di imaging riduce notevolmente il fenomeno di diffusione della fluorescenza, migliorando la nitidezza e la risoluzione dei dettagli dell'immagine, con un conseguente significativo miglioramento della qualità dell'immagine.
2) Miglioramento della modalità di scansione. Utilizzando la tecnologia di scansione lineare anziché quella a punti mobili e utilizzando il sensore CCD come sensore di immagini, i tempi di scansione risultano notevolmente ridotti.
3) Il software di post-elaborazione è stato potenziato e migliorato. Con il progresso della tecnologia informatica, molti produttori hanno introdotto diverse tipologie di software. Grazie a questi software, è possibile migliorare significativamente alcune aree imperfette dell'immagine o ridurre la perdita di dettaglio, ottenendo un'immagine più tonica.
4) La CR continua a svilupparsi verso un flusso di lavoro clinico simile a quello della DR. Analogamente al flusso di lavoro decentralizzato della DR, la CR può installare un lettore in ogni sala radiografica o console operatoria; analogamente alla generazione automatica delle immagini da parte della DR, il processo di ricostruzione delle immagini e scansione laser viene completato automaticamente.
2.2 Progressi della ricerca sulla tecnologia DR
1) Progressi nell'imaging digitale di rivelatori a pannello piatto in silicio non cristallino e selenio amorfo. Il cambiamento principale riguarda la struttura cristallina: secondo la ricerca, la struttura aghiforme e colonnare del silicio amorfo e del selenio amorfo può ridurre la diffusione dei raggi X, migliorando la nitidezza e la chiarezza dell'immagine.
2) Progressi nell'imaging digitale dei rivelatori a pannello piatto CMOS. Lo strato di linee fluorescenti del rivelatore piano CM0S può generare linee fluorescenti corrispondenti al fascio di raggi X incidente, e il segnale fluorescente viene catturato dal chip CMOS e infine amplificato ed elaborato. Pertanto, la risoluzione spaziale del rivelatore planare M0S raggiunge i 6,1 LP/m, il che lo rende un rivelatore con la più alta risoluzione. Tuttavia, la velocità di imaging relativamente lenta del sistema è diventata un punto debole dei rivelatori a pannello piatto CMOS.
3) L'imaging digitale CCD ha compiuto progressi. L'imaging CCD è stato migliorato in termini di materiale, struttura ed elaborazione delle immagini, grazie alla nuova struttura ad ago del materiale scintillatore a raggi X, alla combinazione ottica ad alta potenza e chiarezza, al coefficiente di riempimento e alla sensibilità di imaging del chip CCD del 100%. La nitidezza e la risoluzione delle immagini sono state migliorate.
4) L'applicazione clinica della DR ha ampie prospettive. Il basso dosaggio, il minimo danno da radiazioni per il personale medico e la lunga durata del dispositivo sono tutti vantaggi della tecnologia di imaging DR. Pertanto, la DR Imaging offre vantaggi nell'esame del torace, delle ossa e della mammella ed è ampiamente utilizzata. Un altro svantaggio è il prezzo relativamente elevato.
3. La tecnologia all'avanguardia dell'imaging digitale medico: l'imaging molecolare
L'imaging molecolare è l'uso di metodi di imaging per comprendere determinate molecole a livello tissutale, cellulare e subcellulare, in grado di mostrare cambiamenti a livello molecolare nello stato vivente. Allo stesso tempo, possiamo utilizzare questa tecnologia anche per esplorare informazioni vitali nel corpo umano difficilmente reperibili, e ottenere diagnosi e trattamenti correlati nella fase iniziale della malattia.
4. Tendenza di sviluppo della tecnologia di imaging digitale medico
L'imaging molecolare è la principale direzione di ricerca della tecnologia di imaging digitale in ambito medico, e ha un grande potenziale per diventare il trend di sviluppo di tale tecnologia. Allo stesso tempo, l'imaging classico, in quanto tecnologia dominante, ha ancora un grande potenziale.
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Data di pubblicazione: 01-04-2024
