현대 컴퓨터 기술의 발전은 디지털 의료 영상 기술의 발전을 이끌고 있습니다. 분자 영상은 분자 생물학과 현대 의료 영상 기술을 결합하여 개발된 새로운 분야입니다. 이는 기존의 의료 영상 기술과는 차이가 있습니다. 기존의 의료 영상 기술은 일반적으로 인체 세포의 분자적 변화의 최종 결과를 보여주며, 해부학적 변화가 발생한 후에야 이상을 감지할 수 있습니다. 그러나 분자 영상은 새로운 도구와 시약을 사용하여 해부학적 변화를 유발하지 않고 질병 초기 단계의 세포 변화를 감지할 수 있는 특수한 실험 방법을 제공합니다. 이를 통해 의사는 환자의 질병 진행 과정을 이해할 수 있으며, 약물 평가 및 질병 진단에 효과적인 보조 도구로 활용될 수 있습니다.
1. 주류 디지털 영상 기술의 발전
1.1컴퓨터 방사선 촬영(CR)
CR 기술은 영상판을 이용해 X선을 기록하고, 레이저로 영상판을 여기시켜 영상판에서 방출된 광 신호를 특수 장비를 통해 통신 신호로 변환한 후, 컴퓨터를 이용하여 최종적으로 영상을 처리합니다. CR 기술은 기존의 방사선 의학과 달리 필름 대신 영상화 매체(IP)를 사용한다는 점에서 차이가 있으며, 따라서 현대 방사선 의학 기술 발전 과정에서 과도기적인 역할을 합니다.
1.2 직접 방사선 촬영(DR)
직접 X선 촬영과 기존 X선 촬영 장비에는 몇 가지 차이점이 있습니다. 첫째, 감광 필름을 이용한 영상 촬영 방식 대신 검출기를 통해 정보를 컴퓨터가 인식할 수 있는 신호로 변환하는 방식을 사용합니다. 둘째, 컴퓨터 시스템의 디지털 이미지 처리 기능을 활용하여 전체 과정을 완전 전자식으로 운영함으로써 의료진에게 편의성을 제공합니다.
선형 방사선 촬영은 사용하는 검출기에 따라 크게 세 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 직접 디지털 영상(DR)은 비정질 실리콘 판을 검출기로 사용하며, 간접 에너지 변환 DR에 비해 공간 해상도가 더 우수합니다. 간접 디지털 영상에 일반적으로 사용되는 검출기는 요오드화세슘, 산화가돌리늄, 요오드화세슘/산화가돌리늄 + 렌즈/광섬유 + CCD/CMOS, 요오드화세슘/산화가돌리늄 + CMOS 등이 있습니다. 영상 증폭기는 디지털 X 사진 시스템을 사용합니다.
CCD 검출기는 현재 디지털 위장관 시스템과 대형 혈관조영 시스템에 널리 사용되고 있습니다.
2. 주요 의료 디지털 영상 기술의 발전 동향
2.1 CR의 최근 진행 상황
1) 이미징 보드 개선. 이미징 플레이트 구조에 사용된 새로운 소재는 형광 산란 현상을 크게 줄여 이미지 선명도와 세부 해상도를 향상시켜 이미지 품질을 현저히 개선했습니다.
2) 스캔 모드 개선. 플라잉 스팟 스캔 기술 대신 라인 스캔 기술을 사용하고 CCD를 이미지 수집기로 사용함으로써 스캔 시간이 현저히 단축되었습니다.
3) 후처리 소프트웨어가 강화되고 개선되었습니다. 컴퓨터 기술의 발전과 함께 많은 제조업체들이 다양한 종류의 소프트웨어를 출시했습니다. 이러한 소프트웨어를 사용하면 이미지의 불완전한 부분을 크게 개선하거나 이미지 디테일 손실을 줄여 더욱 풍부한 색감의 이미지를 얻을 수 있습니다.
4) CR은 DR과 유사한 임상 워크플로우 방향으로 지속적으로 발전하고 있습니다. DR의 분산형 워크플로우와 유사하게, CR은 각 방사선실이나 수술실에 판독기를 설치할 수 있으며, DR의 자동 영상 생성과 마찬가지로 영상 재구성 및 레이저 스캐닝 과정이 자동으로 완료됩니다.
2.2 DR 기술 연구 진행 상황
1) 비결정질 실리콘 및 비정질 셀레늄 평판형 검출기의 디지털 영상 기술 발전. 주요 변화는 결정 구조의 배열에서 나타나는데, 연구에 따르면 비정질 실리콘과 비정질 셀레늄의 바늘형 및 기둥형 구조는 X선 산란을 감소시켜 영상의 선명도와 해상도를 향상시킬 수 있다.
2) CMOS 평판 검출기의 디지털 영상 기술 발전. CM0S 평판 검출기의 형광선층은 입사 X선 빔에 대응하는 형광선을 생성할 수 있으며, 이 형광 신호는 CMOS 칩에 포착되어 증폭 및 처리됩니다. 따라서 CM0S 평판 검출기의 공간 해상도는 6.1LP/m에 달하며, 이는 최고 해상도를 가진 검출기입니다. 그러나 시스템의 상대적으로 느린 영상 처리 속도는 CMOS 평판 검출기의 단점으로 작용해 왔습니다.
3) CCD 디지털 이미징 기술은 발전해 왔습니다. CCD 이미징은 재료, 구조 및 이미지 처리 측면에서 개선되었으며, 새롭게 도입된 X선 섬광체 재료의 바늘 구조, 고선명도 및 고출력 광학 조합 거울, 그리고 100% 충진율을 갖는 CCD 칩을 통해 이미징 감도, 이미지 선명도 및 해상도를 향상시켰습니다.
4) DR 영상 기술의 임상 적용 전망은 매우 밝습니다. 저선량, 의료진에 대한 최소한의 방사선 손상, 그리고 장비의 긴 수명은 DR 영상 기술의 장점입니다. 따라서 DR 영상 기술은 흉부, 뼈, 유방 검사에 유리하며 널리 사용되고 있습니다. 다만, 상대적으로 높은 가격이 단점으로 작용합니다.
3. 최첨단 의료 디지털 영상 기술 - 분자 영상
분자 영상은 조직, 세포 및 세포 소기관 수준에서 특정 분자를 이해하기 위해 영상 기법을 사용하는 기술로, 살아있는 상태에서 분자 수준의 변화를 보여줄 수 있습니다. 동시에 이 기술을 통해 인체 내에서 쉽게 발견하기 어려운 생명 정보를 탐색하고 질병을 조기에 진단 및 치료할 수 있습니다.
4. 의료 디지털 영상 기술의 발전 추세
분자 영상은 의료 디지털 영상 기술의 주요 연구 방향이며, 의료 영상 기술의 발전 추세가 될 가능성이 매우 높습니다. 동시에, 주류 기술인 기존 영상 기술 또한 여전히 큰 잠재력을 지니고 있습니다.
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게시 시간: 2024년 4월 1일
