Lo sviluppo della moderna tecnologia informatica 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 può rilevare i cambiamenti nelle cellule nella fase iniziale della malattia attraverso alcuni metodi sperimentali speciali, utilizzando nuovi strumenti e reagenti senza causare modifiche anatomiche, 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 piastra di imaging, eccita la piastra con un laser, converte il segnale luminoso emesso dalla piastra in segnali di telecomunicazione tramite apparecchiature speciali e, infine, elabora e riproduce immagini con l'ausilio di un computer. Si differenzia dalla radioterapia tradizionale in quanto la CR utilizza la tecnologia 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 dalla conversione delle 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 gadolinio di zolfo, ioduro di cesio/ossido di gadolinio di zolfo + lente/fibra ottica + CCD/CMOS e ioduro di cesio/ossido di gadolinio di zolfo + CMOS. Intensificatore di immagine Sistema fotografico Digital X.
Il rilevatore CCD è ora ampiamente utilizzato nel sistema gastrointestinale digitale e nei grandi sistemi angiografici
2. Tendenze di sviluppo delle principali tecnologie di imaging digitale medico
2.1 Ultimi progressi della 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 e migliora la nitidezza dell'immagine e la risoluzione dei dettagli, migliorando significativamente la qualità dell'immagine.
2) Miglioramento della modalità di scansione. Utilizzando la tecnologia di scansione lineare anziché quella a punti mobili e utilizzando il CCD come sensore di immagini, il tempo di scansione è notevolmente ridotto.
3) Il software di post-elaborazione è stato potenziato e migliorato. Con il progresso della tecnologia informatica, molti produttori hanno introdotto vari tipi di software. Attraverso l'uso di questi software, è possibile migliorare significativamente alcune aree imperfette dell'immagine o ridurre la perdita di dettagli, ottenendo un'immagine più tonica.
4) La CR continua a svilupparsi verso un flusso di lavoro clinico simile alla DR. Analogamente al flusso di lavoro decentralizzato della DR, la CR può installare un lettore in ogni sala radiologica o console operativa; 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 della disposizione dei cristalli: 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 fatto progressi. L'imaging CCD è stato migliorato nel materiale, nella struttura e nell'elaborazione delle immagini, grazie alla nuova struttura ad ago del materiale scintillatore a raggi X, alla combinazione ottica ad alta chiarezza e potenza, allo specchio e al coefficiente di riempimento del 100% della sensibilità di imaging del chip CCD, alla chiarezza e alla risoluzione delle immagini.
4) L'applicazione clinica della DR ha ampie prospettive. Dose ridotta, danno da radiazioni minimo per il personale medico e lunga durata del dispositivo sono tutti vantaggi della tecnologia di imaging DR. Pertanto, la DR Imaging presenta vantaggi nell'esame del torace, delle ossa e della mammella ed è ampiamente utilizzata. Altri svantaggi sono 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, che possono mostrare cambiamenti a livello molecolare nello stato vivente. Allo stesso tempo, possiamo anche utilizzare questa tecnologia per esplorare informazioni vitali nel corpo umano difficilmente reperibili, e ottenere diagnosi e trattamento 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, con un grande potenziale per diventare il trend di sviluppo della tecnologia di imaging medico. 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
