현대 컴퓨터 기술의 발전은 디지털 의료 영상 기술의 발전을 이끌고 있습니다. 분자 영상은 분자생물학과 현대 의료 영상 기술을 결합하여 개발된 새로운 분야로, 기존의 의료 영상 기술과는 다릅니다. 일반적으로 기존의 의료 영상 기술은 인체 세포의 분자적 변화의 최종 결과를 보여주며, 해부학적 변화가 발생한 후 이상을 감지합니다. 그러나 분자 영상은 새로운 도구와 시약을 사용하여 해부학적 변화를 유발하지 않고 질병 초기 단계의 세포 변화를 감지할 수 있어 의사가 환자 질병의 진행 과정을 이해하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 따라서 약물 평가 및 질병 진단에 효과적인 보조 도구이기도 합니다.
1. 주류 디지털 이미징 기술의 발전
1.1컴퓨터 방사선 촬영(CR)
CR 기술은 영상판을 통해 X선을 기록하고, 레이저로 영상판을 여기시키고, 영상판에서 방출된 광신호를 특수 장비를 통해 통신 신호로 변환한 후, 최종적으로 컴퓨터를 이용하여 영상 처리 및 영상화합니다. CR은 필름 대신 IP를 매체로 사용한다는 점에서 기존 방사선 의학과 구별되며, 현대 방사선 의학 기술 발전 과정에서 과도기적인 역할을 합니다.
1.2 직접 방사선 촬영(DR)
직접 엑스레이 촬영과 기존 엑스레이 기계 사이에는 몇 가지 차이점이 있습니다. 첫째, 필름의 감광성 영상화 방식이 정보를 컴퓨터가 인식할 수 있는 신호로 변환하는 방식으로 대체되었습니다. 둘째, 컴퓨터 시스템의 기능을 이용하여 디지털 영상을 처리하는 이 과정은 완전히 전기적으로 진행되어 의료 현장에 편의성을 제공합니다.
선형 방사선 촬영은 사용하는 검출기에 따라 크게 세 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 직접 디지털 영상은 검출기가 비정질 실리콘 판으로, 간접 에너지 변환 방식보다 공간 분해능이 더 뛰어납니다. 간접 디지털 영상의 경우, 일반적으로 사용되는 검출기는 다음과 같습니다. 요오드화세슘, 가돌리늄 산화물, 요오드화세슘/가돌리늄 산화물 + 렌즈/광섬유 + CCD/CMOS, 요오드화세슘/가돌리늄 산화물 + CMOS; 영상 증폭기(Image Intensifier) 디지털 X-ray 촬영 시스템
CCD 검출기는 현재 디지털 위장관 시스템과 대형 혈관조영술 시스템에 널리 사용되고 있습니다.
2. 주요 의료용 디지털 영상 기술의 발전 동향
2.1 CR의 최신 진행 상황
1) 이미징 보드 개선. 이미징 플레이트 구조에 사용된 새로운 소재는 형광 산란 현상을 크게 줄이고, 이미지 선명도와 세부 해상도를 향상시켜 이미지 품질을 크게 향상시켰습니다.
2) 스캐닝 모드 개선. 플라잉 스팟 스캐닝 기술 대신 라인 스캐닝 기술을 사용하고 CCD를 이미지 수집 장치로 사용함으로써 스캐닝 시간이 눈에 띄게 단축되었습니다.
3) 후처리 소프트웨어가 강화되고 개선되었습니다. 컴퓨터 기술의 발전으로 많은 제조업체에서 다양한 소프트웨어를 도입했습니다. 이러한 소프트웨어를 사용하면 이미지의 불완전한 부분을 크게 개선하거나 이미지 디테일 손실을 줄여 더욱 선명한 사진을 얻을 수 있습니다.
4) CR은 DR과 유사한 임상 워크플로우 방향으로 계속 발전하고 있습니다. DR의 분산형 워크플로우와 유사하게, CR은 각 방사선 촬영실이나 수술 콘솔에 판독기를 설치할 수 있습니다. DR의 자동 영상 생성과 유사하게, 영상 재구성 및 레이저 스캐닝 과정이 자동으로 완료됩니다.
2.2 DR 기술 연구 진행 상황
1) 비결정 실리콘 및 비정질 셀레늄 평판 검출기의 디지털 이미징 발전. 주요 변화는 결정 배열 구조에 있습니다. 연구에 따르면, 비정질 실리콘과 비정질 셀레늄의 침상 및 주상 구조는 X선 산란을 줄여 이미지의 선명도와 선명도를 향상시킬 수 있습니다.
2) CMOS 평판 검출기의 디지털 이미징 기술 발전. CM0S 평판 검출기의 형광선 층은 입사 X선 빔에 대응하는 형광선을 생성할 수 있으며, 이 형광 신호는 CMOS 칩에 의해 포착되어 최종적으로 증폭 및 처리됩니다. 따라서 M0S 평판 검출기의 공간 분해능은 6.1LP/m로, 현존하는 가장 높은 분해능을 가진 검출기입니다. 그러나 상대적으로 느린 이미징 속도는 CMOS 평판 검출기의 약점으로 지적되어 왔습니다.
3) CCD 디지털 이미징 기술이 발전했습니다. CCD 이미징은 재료, 구조 및 이미지 처리 측면에서 개선되었습니다. 새롭게 도입된 바늘 구조의 X선 섬광체 재료, 고선명도 및 고출력 광학 복합 거울, 그리고 100% CCD 칩의 충진 계수를 통해 이미징 감도, 이미지 선명도 및 해상도가 향상되었습니다.
4) DR의 임상 적용 가능성은 매우 넓습니다. 저선량, 의료진의 방사선 피해 최소화, 그리고 기기의 긴 수명은 DR 영상 기술의 장점입니다. 따라서 DR 영상은 흉부, 뼈, 유방 검사에 유용하며 널리 사용되고 있습니다. 다른 단점으로는 비교적 높은 가격이 있습니다.
3. 의료 디지털 영상의 최첨단 기술 - 분자 영상
분자 영상은 조직, 세포 및 세포 내 수준에서 특정 분자를 이해하기 위해 영상 기법을 사용하는 기술로, 생체 내 분자 수준의 변화를 보여줄 수 있습니다. 또한, 이 기술을 활용하여 쉽게 발견할 수 없는 인체 내 생명 정보를 탐색하고 질병 초기 단계에서 진단 및 관련 치료를 제공할 수 있습니다.
4. 의료용 디지털 영상 기술의 발전 추세
분자 영상은 의료 디지털 영상 기술의 주요 연구 방향이며, 의료 영상 기술의 발전 추세로 자리 잡을 잠재력이 매우 큽니다. 동시에, 주류 기술인 고전 영상 기술 역시 여전히 큰 잠재력을 가지고 있습니다.
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게시 시간: 2024년 4월 1일
