數(shù)字醫(yī)學(xué)裝備

1、數(shù)字醫(yī)學(xué)影像核心裝備數(shù)字醫(yī)學(xué)影像核心裝備是以計(jì)算機(jī)可記錄的數(shù)字形式作為輸出量，用于疾病診斷和治療，在醫(yī)院內(nèi)廣泛使用的醫(yī)療裝備。其中數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像裝備、放療裝備、熱療裝備是這類裝備的主要產(chǎn)品類型。其中可以分成電離輻射型物質(zhì)波源的成像和放療裝備，例如X-射線成像用的裝備，包括平面X-線機(jī)：CR和DR兩種，以及斷層X(jué)-CT裝備，及目前正在發(fā)展的體成像X-射線成像裝備，可以縮寫(xiě)為V-CT；還有核醫(yī)學(xué)成像裝備：?jiǎn)喂庾影l(fā)射斷層成像SPECT和正電子發(fā)射斷層成像PET裝備等。凡是X-射線和伽瑪射線既可用于成像，也都可以用于對(duì)腫瘤放療，而且是目前放療市場(chǎng)的主流產(chǎn)品。另一類就是非電離輻射型的影像診斷和治療裝備。

2、例如核磁共振成像裝備和超聲波成像裝備?，F(xiàn)在射頻波段的物質(zhì)波以及超聲機(jī)械波也都可以用于腫瘤治療。醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的發(fā)明和發(fā)展是人類對(duì)自身疾病診斷具有革命性的進(jìn)展，在世界各國(guó)都是最受重視的工業(yè)領(lǐng)域之一，其水平和國(guó)家的整體發(fā)展水平密切相關(guān)，按照人均消費(fèi)水平來(lái)衡量，這個(gè)行業(yè)在中國(guó)的發(fā)展還遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了需要，從人類健康的長(zhǎng)遠(yuǎn)和巨大需求來(lái)看，這是一個(gè)朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。數(shù)字醫(yī)學(xué)影像裝備涉及的關(guān)鍵技術(shù)和發(fā)展內(nèi)容可以概括成如下10個(gè)方面的關(guān)鍵問(wèn)題和4個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。數(shù)字醫(yī)學(xué)影像裝備涉及的10個(gè)關(guān)鍵技術(shù)：(1)產(chǎn)生用于成像的物質(zhì)波裝備的原理和關(guān)鍵技術(shù)，即提高波源產(chǎn)生物質(zhì)波的效率和改善物質(zhì)波束流品質(zhì)的方法和關(guān)鍵技術(shù)。(2)對(duì)物質(zhì)波和

3、人體組織發(fā)生相互作用的規(guī)律建模，通過(guò)模型參數(shù)的最佳化，改善影像信息提取的數(shù)量、質(zhì)量和速度。(3)研究探測(cè)物質(zhì)波的探測(cè)器、傳感器或者換能器等探測(cè)部件，使得它們具有更好的靈敏度以及空間和時(shí)間分辨率。(4)把探測(cè)到的信號(hào)放大，成形并實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，在計(jì)算機(jī)記錄的編碼過(guò)程中防止失真，開(kāi)展提高信號(hào)傳輸效率和保真度的方法研究。(5)快速、高效地實(shí)現(xiàn)圖像重建，在重建中減少噪聲的方法學(xué)研究。(6)減少噪聲、偽影和畸變，提高圖像質(zhì)量的方法學(xué)研究。(7)更符合人體視覺(jué)效果的醫(yī)學(xué)圖像顯示方法和關(guān)鍵技術(shù)。(8)設(shè)計(jì)為新的成像系統(tǒng)的性能指標(biāo)進(jìn)行測(cè)量和評(píng)估的方法學(xué)以及相應(yīng)的軟件。(9)以高效和快速的醫(yī)學(xué)圖像的存貯、通訊管理、

4、檢索以及從海量數(shù)據(jù)中尋找規(guī)律的知識(shí)挖潛的方法學(xué)為主要內(nèi)容的PACS(PictureAchievingCommunicationSystem)技術(shù)。(10)分子和基因成像，在基因序列測(cè)定之后的后基因時(shí)代，為了搞清楚基因和人體內(nèi)的生物大分子之間的關(guān)系，疾病和基因以及生物大分子之間的關(guān)系，開(kāi)展基因和分子成像成為醫(yī)學(xué)成像的一個(gè)新的發(fā)展方向。其中核醫(yī)學(xué)成像、功能磁共振成像是目前已經(jīng)可以在臨床開(kāi)展診療的分子和基因配體水平上成像，而光學(xué)成像是一個(gè)非常有前途的正在開(kāi)發(fā)中的成像模態(tài)。但是由于空間分辨率差和受到放射性標(biāo)記藥物的限制，核醫(yī)學(xué)成像用于分子水平成像的潛力還沒(méi)有很好發(fā)揮出來(lái)。隨著后基因時(shí)代的到來(lái)，核醫(yī)學(xué)成

5、像將越來(lái)越受到重視。MRI可以提供分子成像某種現(xiàn)實(shí)的技術(shù)手段，例如譜成像技術(shù)。分子成像工具都是新藥開(kāi)發(fā)的必要工具但是國(guó)內(nèi)藥物開(kāi)發(fā)商使用這類工具的幾乎沒(méi)有。因?yàn)橛梅派湫詷?biāo)記藥物進(jìn)行藥物病理和毒性的研究是目前活體水平研究的最重要的工具。所以，我們把成像技術(shù)的最后一個(gè)重要方向歸納為：實(shí)現(xiàn)分子成像的新原理和新方法，以及對(duì)現(xiàn)有方法的改進(jìn)技術(shù)。醫(yī)學(xué)影像的4個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域可以歸納為：(1)在疾病的無(wú)創(chuàng)傷診斷中的應(yīng)用，目前已經(jīng)涉及到人的解剖和生理有關(guān)的幾乎所有領(lǐng)域，但是最重要的還是腫瘤、心血管以及機(jī)械創(chuàng)傷后臟器損傷的檢查，及所有臟器的器質(zhì)性病變參數(shù)或者代謝功能參數(shù)的測(cè)量。這里介紹的內(nèi)容中還應(yīng)該包括計(jì)算機(jī)輔助診斷。

6、由于醫(yī)院的放射科每天產(chǎn)生的圖像太多，放射科醫(yī)生的工作量太大，眼睛容易疲勞，加上個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)問(wèn)題，漏診或者誤診的問(wèn)題時(shí)有發(fā)生。為了減少工作量和用于活檢的人數(shù)，防止漏診，減少誤診，發(fā)展基于醫(yī)學(xué)影像的計(jì)算機(jī)輔助診斷MICAD(MedicalImagingbasedComputedAssistantDiagnosis)是非常必要的。(2)在腦功能成像基礎(chǔ)研究中的應(yīng)用也是今后發(fā)展的一個(gè)重要內(nèi)容。大腦的作用對(duì)人的重要性是不言而喻的。腦功能成像是目前無(wú)創(chuàng)傷研究人腦工作機(jī)制、診斷大腦疾病的唯一有效的方法。從基礎(chǔ)研究看，它們是實(shí)驗(yàn)心理學(xué)的主要工具；從醫(yī)學(xué)的角度看，主要用于診斷大腦的腦功能性疾病，并為大腦占位性病變

7、提供的腦功能性疾病，并為大腦占位性病變提供功能模塊重新分布的信息，從而為準(zhǔn)確治療提供依據(jù)，其實(shí)人腦的疾病，是常見(jiàn)病和多發(fā)病，診斷和治療這些疾病都需要對(duì)大腦進(jìn)行功能成像。解決這些問(wèn)題是二十一世紀(jì)人類面臨的挑戰(zhàn)，也是科學(xué)和醫(yī)學(xué)有可能有重大突破的地方，實(shí)際上腦認(rèn)知功能成像已經(jīng)完全可以用于臨床診斷。(3)成像設(shè)備還是疾病治療時(shí)的輔助工具，其中主要包括用于手術(shù)或者腫瘤放療計(jì)劃設(shè)計(jì)、治療時(shí)的影像監(jiān)督技術(shù)、治療后的驗(yàn)證和預(yù)后。同時(shí)，通過(guò)信息集成完成的虛擬內(nèi)窺鏡技術(shù)、外科手術(shù)計(jì)劃、影像導(dǎo)引下的外科手術(shù)、以影像信息為基礎(chǔ)制定的放療計(jì)劃、影像導(dǎo)引下的介入治療是醫(yī)學(xué)影像的重要應(yīng)用領(lǐng)域，這方面的應(yīng)用方興未艾。(4)醫(yī)

8、學(xué)圖像的解剖學(xué)、生理學(xué)的教學(xué)當(dāng)中也有非常廣泛的應(yīng)用。今后的醫(yī)科學(xué)生都應(yīng)該具備基本的醫(yī)學(xué)圖像產(chǎn)生機(jī)制、各種成像設(shè)備的設(shè)計(jì)原理以及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)等廣泛的知識(shí)，為他成為正式醫(yī)生之后選用合理的成像工具打下基礎(chǔ)。綜上所述，醫(yī)學(xué)影像是人體的最大的信息源，通過(guò)無(wú)創(chuàng)傷的數(shù)據(jù)采集實(shí)現(xiàn)對(duì)人體在三維空間的時(shí)間軸上的信息測(cè)量，通過(guò)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的分析，獲得人體內(nèi)部解剖學(xué)、生理功能和腦認(rèn)知心理信息，是采集人體宏觀和微觀信息并具有非常廣泛應(yīng)用領(lǐng)域的一個(gè)產(chǎn)業(yè)群。圍繞這個(gè)產(chǎn)業(yè)群工作的不僅是這類產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和售后服務(wù)人員，還包括使用這些裝備的醫(yī)務(wù)人員、醫(yī)學(xué)物理師、臨床工程師和技術(shù)員。綜上所述，醫(yī)學(xué)影像是人體信息獲取、分析和人類疾

9、病診療的重要工具，這些行業(yè)的發(fā)展是一個(gè)國(guó)家整體實(shí)力和科技綜合水平和體現(xiàn)。但是，目前任何一種成像工具只能獲取人體的部分信息。局部的或者部分的信息還不足于為準(zhǔn)確診斷提供足夠依據(jù)，所以腫瘤的活檢還不能廢除。加上各種原因，在圖像中還夾帶了偽影和噪聲，所以正確使用成像工具，不斷改進(jìn)醫(yī)學(xué)圖像的質(zhì)量，研究和發(fā)展新的成像工具，是我們今后發(fā)展中相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)需要解決的問(wèn)題。2.醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域的現(xiàn)狀2.1.臨床廣泛使用的四大成像系統(tǒng)(1)X-射線成像r自從倫琴發(fā)現(xiàn)X-射線以后，幾乎世界上所有大學(xué)的物理系都建立了X-線產(chǎn)生和成像裝備，并很快在醫(yī)學(xué)上得到了廣泛應(yīng)用。110年之后的今天，估計(jì)每1000人中大約有700人

10、每年要用X-線檢查，現(xiàn)代人一生中要做幾十次X-射線成像檢查。所以，X-線成像及其應(yīng)用可以稱得上是世界科學(xué)史及醫(yī)學(xué)發(fā)展史上最重要的一個(gè)里程碑。以人體不同器官和組織對(duì)X-射線的不同吸收特性為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的X-射線透視和X-射線照相術(shù)，為人體骨骼和內(nèi)臟器官疾病或損傷進(jìn)行診斷、定位提供了強(qiáng)有力的手段，同時(shí)也把膠片帶進(jìn)了醫(yī)學(xué)成像的領(lǐng)域，使之成為110多年來(lái)圖像顯示的主要工具。在平面X-射線成像之后，顯像增強(qiáng)劑得到了很大的發(fā)展，血管造影技術(shù)和其他臟器的專門化X-線機(jī)相繼延生，大大擴(kuò)大了X-線成像的應(yīng)用范圍。目前在所有血管造影技術(shù)中，X-射線的血管造影仍然是最經(jīng)典的技術(shù)，可以作為其他成像技術(shù)的金標(biāo)準(zhǔn)。平面X

11、-射線成像的未來(lái)發(fā)展方向是數(shù)字化的X-線機(jī)技術(shù)。這種技術(shù)來(lái)自對(duì)傳統(tǒng)X-線機(jī)的批判。統(tǒng)的X-線機(jī)照相技術(shù)的劑量有可能提高癌癥的發(fā)病率，從而限制在婦幼保健體檢中的應(yīng)用；由于膠片顯像使用的微粒的大小尺寸已經(jīng)受到限制，而進(jìn)一步克服顆粒不均勻性等因素已經(jīng)非常困難，使得膠片圖像質(zhì)量的進(jìn)一步提高受到了限制。用膠片作為成像媒介的最大問(wèn)題是膠片圖像不能用于計(jì)算機(jī)處理和存貯，不能在網(wǎng)上傳送。目前把傳統(tǒng)的X-線機(jī)數(shù)字化已經(jīng)是發(fā)展的潮流，其中包括直接數(shù)字化的X-線機(jī)(DR)和用圖像版的X-線機(jī)(CR)兩種。最終的目標(biāo)當(dāng)然是DR，但是DR的普及需要進(jìn)一步提高產(chǎn)品的可行性并降低產(chǎn)品的價(jià)格。(2)X-射線斷層成像(X-CT

12、)。這是平面X-射線成像得到充分發(fā)展之后進(jìn)一步發(fā)展的必然結(jié)果。X-CT已經(jīng)從二十世紀(jì)七十年代初簡(jiǎn)單的成像裝備發(fā)展為今天以多層螺旋CT為主的技術(shù)。它是傳統(tǒng)影像技術(shù)中發(fā)展中最為成熟的成像模式之一，其速度已經(jīng)快到可以實(shí)現(xiàn)心臟的動(dòng)態(tài)顯像。但是，如何在病人劑量和片厚之間進(jìn)行選擇，在臨床上是經(jīng)常需要考慮的問(wèn)題；空間分辨率和對(duì)比度的進(jìn)一步提高也受到很多制約。而多模態(tài)集成的成像裝備，例如PET-CT、MRI-CT、子直線加速器/CT等相繼問(wèn)世，為用戶提供了更多的選擇和可能性。同時(shí)，各種專業(yè)化的CT發(fā)展技術(shù)也得到了很快的提高和發(fā)展。最近的設(shè)計(jì)理念去掉“層厚”的概念，實(shí)現(xiàn)真正意義上的三維空間X-射線成像(volu

13、meCT)，也就是目前直接數(shù)字化平面X-射線在三維空間的數(shù)據(jù)采集和重建。這種volumeCT的實(shí)驗(yàn)室樣機(jī)已經(jīng)問(wèn)世，圖像的空間分辨率已經(jīng)達(dá)到01mm的水平。2.2.核磁共振成像(NMRI)核磁共振成像也開(kāi)始于二十世紀(jì)七十年代末，當(dāng)時(shí)在美國(guó)紐約洲立大學(xué)石溪分校工作的P.C.Lauterbur教授，用三維空間的梯度場(chǎng)發(fā)展了核磁共振(NMR)的空間定位方法，并用X-CT的相同的圖像重建技術(shù)實(shí)現(xiàn)了磁共振成像(MRI)。1983年MRI的商業(yè)化設(shè)備進(jìn)入市場(chǎng)，并大量應(yīng)用于無(wú)創(chuàng)傷疾病診斷、無(wú)創(chuàng)傷介入治療等現(xiàn)代醫(yī)療活動(dòng)中，之后該項(xiàng)技術(shù)越來(lái)越成熟，在影像診斷市場(chǎng)上所占的份額不斷提高。由于這種成像設(shè)備具有在任意方向

14、的多切片成像及多參數(shù)成像整個(gè)空間的真三維數(shù)據(jù)采集、結(jié)構(gòu)和功能成像以及沒(méi)有放射性等優(yōu)點(diǎn)，MRI受到廣泛重視，不斷擴(kuò)展用途，還在迅速發(fā)展過(guò)程中。但是，相對(duì)而言，核磁共振成像也是所有成像模式中技術(shù)最為復(fù)雜的一種成像方法，研制和開(kāi)發(fā)這樣的裝備涉及磁共振物理學(xué)、磁學(xué)、電子工程、計(jì)算機(jī)軟件工程、信號(hào)處理等許多科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。目前各種各樣的產(chǎn)品都已經(jīng)大量地進(jìn)入市場(chǎng)，其中包括高場(chǎng)超導(dǎo)系統(tǒng)，低場(chǎng)開(kāi)放系統(tǒng)和快速成像系統(tǒng)。在技術(shù)上，多線圈并行采集已經(jīng)成為當(dāng)前技術(shù)的重要發(fā)展方向之一，而氣體成像(3He，129Xe)已經(jīng)成為肺部顯像的商業(yè)選件。今后的發(fā)展有可能借助微電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)在體素水平上的平行采集和不依賴于梯度的編碼技

15、術(shù)，但是，在商業(yè)上實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，還需要很長(zhǎng)的時(shí)間，MRI成像技術(shù)還在發(fā)展。2.3.核醫(yī)學(xué)成像(NMI)單光子計(jì)算機(jī)機(jī)斷層成像(SPECT)的發(fā)明過(guò)程比較難以說(shuō)清楚，因?yàn)橛泻芏嗉覍?shí)驗(yàn)室?guī)缀跬瑫r(shí)發(fā)展。其中需要提到的是Jaszczak等人和Keys等人，他們于1977年分別報(bào)告在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)得到了包括旋轉(zhuǎn)支架在內(nèi)的SPECT，而且得到了臨床應(yīng)用結(jié)果，是現(xiàn)代SPECT發(fā)展的關(guān)鍵性一步。正電子發(fā)射斷層成像(PET)的思想是Wrenn等人在1951年提出來(lái)的。但是在六十年代末才得到臨床可以使用的PET圖像。由于價(jià)格昂貴和產(chǎn)生同位素的困難，PET一直沒(méi)有在臨床得以廣泛的應(yīng)用。最近由于技術(shù)的可靠性增加，以18F為代

16、表的放射性核素顯像技術(shù)開(kāi)始在臨床廣泛推廣。從整個(gè)學(xué)科來(lái)說(shuō)，平面通用的伽瑪相機(jī)正在逐步被淘汰，專用的平面伽瑪相機(jī)，例如甲狀腺疾病診斷和治療監(jiān)督的專用小型伽瑪相機(jī)等仍然是市場(chǎng)看好的產(chǎn)品。核醫(yī)學(xué)成像在最近的一個(gè)亮點(diǎn)是分子成像。目前分子水平的成像主要是指用放射性核素標(biāo)記的放射性化合物分子在人體內(nèi)分布的可視化。這些圖像是人體內(nèi)微觀的分子甚至亞分子(例如基因配體)的宏觀分布。在宏觀水平上通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析后得到的關(guān)于該分布的分布，結(jié)合人類已經(jīng)掌握的生化知識(shí)，分析這些生化過(guò)程，從而確定該生化分子在人體內(nèi)的行為，并根據(jù)它的行業(yè)分析該化學(xué)分子在人體內(nèi)和人體的相互作用(機(jī)制)，或者歸納出對(duì)該化學(xué)分子是否對(duì)人體有利或者

17、有害的結(jié)論(藥物的藥理和毒性的研究)。人體的病變，有些是通過(guò)基因突變開(kāi)始的，從基因調(diào)控下的大分子運(yùn)動(dòng)紊亂開(kāi)始，長(zhǎng)期的紊亂引起臟器功能的變化，這種變化在臟器發(fā)生器質(zhì)性變化之前就發(fā)生了，例如代謝紊亂、血流變化、血容積的變化等。但是主要從事結(jié)構(gòu)診斷的影像設(shè)備，例如X-CT、超聲波檢查及大部分MRI設(shè)備都不可能對(duì)這些紊亂進(jìn)行測(cè)量，能夠定量地測(cè)量這種紊亂，就是醫(yī)學(xué)上的早期診斷。由于核醫(yī)學(xué)成像能夠?qū)崿F(xiàn)早期診斷，這是核醫(yī)學(xué)影像設(shè)備得以發(fā)展的原因。核醫(yī)學(xué)成像的作用是早期診斷。拿癌癥來(lái)說(shuō)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法的研究結(jié)果，放射型CT(SPECT)可以比X-CT提前三個(gè)月診斷出癌癥，正電子CT(PET)一般比SPECT還

18、要早三個(gè)月診斷出癌癥。很多癌癥發(fā)展是非常快的，半年時(shí)間就足可以挽救至少延長(zhǎng)一個(gè)人的生命。從原理上來(lái)說(shuō)，X-CT診斷病人的根據(jù)是X射線通過(guò)人體時(shí)，人體組織對(duì)X-射線不同的吸收系數(shù)，而核醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的診斷依據(jù)是人體內(nèi)的放射性藥物的強(qiáng)度分布，這種分布是通過(guò)放射性核素標(biāo)記的藥物的生化過(guò)程體現(xiàn)出來(lái)的，因而可以用于研究和開(kāi)發(fā)藥物。因?yàn)閹в蟹派湫詷?biāo)記的藥物可以自動(dòng)尋找和濃集在需要探測(cè)和研究的人體組織或者臟器上，根據(jù)放射性強(qiáng)度的分布及其隨時(shí)間的變化曲線就可以知道特定組織或者臟器內(nèi)對(duì)這種藥物特異性吸收所揭示的生化規(guī)律，滿足對(duì)這些藥物的藥理和毒性的研究目標(biāo)。核醫(yī)學(xué)成像的優(yōu)點(diǎn)是特異性好，是代謝、功能和分子成像，能夠

19、用于早期診斷；其缺點(diǎn)是空間分辨率差，病理和周圍組織的相互關(guān)系很難準(zhǔn)確定位。如何克服這些缺點(diǎn)發(fā)揚(yáng)它的優(yōu)勢(shì)，是醫(yī)學(xué)物理工作者的一個(gè)重要任務(wù)。把核醫(yī)學(xué)成像疊加在諸如X-CT成像、MRI高分辨率結(jié)構(gòu)圖像上進(jìn)行定位是目前比較流行的方法。所以，醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)、分割和融合在醫(yī)學(xué)成像方面的應(yīng)用是這個(gè)領(lǐng)域內(nèi)一個(gè)重要的方面。2.4.超聲波成像(UltrasonicImaging)超聲波成像是除了平面X-射線成像以外使用最為廣泛的醫(yī)學(xué)成像工具。超聲波成像使用脈沖回波技術(shù)，和雷達(dá)技術(shù)相似，從第二次世界大戰(zhàn)之后不久發(fā)展起來(lái)的。它的發(fā)展受到X-射線金屬探傷的啟發(fā)。第一臺(tái)超聲波成像儀是1952年由Wild和Reid完成的，他

20、們得到了活人腿的單層超聲波圖像。第一臺(tái)二維的商業(yè)超聲波成像儀被認(rèn)為是Donald等人于1958年研制出來(lái)的。目前超聲波成像儀已經(jīng)從過(guò)去的單探頭發(fā)展成為今天的探測(cè)器陣列，從模擬系統(tǒng)發(fā)展到數(shù)字化和圖像實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)。如何增加超聲波成像儀的對(duì)比度是研究和發(fā)展的重點(diǎn)。彩色超聲波成像和杜普勒超聲成像正在逐步被發(fā)展為三維實(shí)時(shí)成像系統(tǒng)。超聲波成像的優(yōu)點(diǎn)是安全可靠、價(jià)格低廉，所以在診斷/介入治療和預(yù)后影像檢測(cè)中都得到了迅速發(fā)展，成為四大醫(yī)學(xué)影像之一，數(shù)量上增長(zhǎng)最快。目前在中國(guó)超聲波成像正以每年1000臺(tái)的數(shù)量級(jí)在增長(zhǎng)。超聲成像的缺點(diǎn)是圖像對(duì)比度差，信噪比不好，準(zhǔn)確判斷還需要?jiǎng)e的成像工具的幫助，而且圖像的重復(fù)性在

21、一定程度上依賴于操作人員。因?yàn)槌暡ǖ陌l(fā)射和接收都是通過(guò)探頭實(shí)現(xiàn)的，而探頭掌握在操作員的手上。2.5.醫(yī)學(xué)計(jì)算機(jī)圖像工作站在所有的醫(yī)學(xué)影像裝備中，圖像工作站是系統(tǒng)的重要組成部分。但是，這里強(qiáng)調(diào)的圖像工作站是相對(duì)獨(dú)立于成像系統(tǒng)的圖像工作站，是用于進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的集成和分析的專用圖像工作站，例如外科手術(shù)計(jì)劃、影像導(dǎo)引下的介入治療、手術(shù)模擬、放療治療計(jì)劃、放療時(shí)的實(shí)時(shí)監(jiān)督和放療后的劑量分布驗(yàn)證、針對(duì)某種特殊用途或者特定疾病的計(jì)算機(jī)輔助診斷圖像工作站等。為了充分使用醫(yī)學(xué)成像設(shè)備產(chǎn)生的醫(yī)學(xué)圖像資源，需要每個(gè)科室、每個(gè)醫(yī)生都能用上這些圖像資源。但是沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)劃，醫(yī)院PACS系統(tǒng)的發(fā)展完全跟不上IT行業(yè)

22、的快速發(fā)展?，F(xiàn)在廠商提供的PACS系統(tǒng)只是網(wǎng)絡(luò)工作在醫(yī)院的實(shí)現(xiàn)，主要用于管理還沒(méi)有讓醫(yī)院的每個(gè)科室和科室內(nèi)的每個(gè)醫(yī)護(hù)人員能夠充分把這些信息用起來(lái)。所以，我們這里強(qiáng)調(diào)的醫(yī)學(xué)圖像工作站，是為了滿足不同科室對(duì)醫(yī)學(xué)圖像信息、生化信息整合在一起，通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)的分析方法，協(xié)助對(duì)病人數(shù)據(jù)的處理和分析，然后通過(guò)醫(yī)生的診斷給出病人數(shù)字檔案文件和對(duì)病人診療意見(jiàn)的圖像工作站。這類圖像工作站，非常具有醫(yī)生和科室的個(gè)性，所以從事這種圖像工作站開(kāi)發(fā)的研究人員應(yīng)該緊密和醫(yī)生配合，做出“量體裁衣”式設(shè)計(jì)和制作，對(duì)這類圖像工作站的軟件和硬件需要經(jīng)常更新，實(shí)現(xiàn)終生服務(wù)。只有這樣，數(shù)字化醫(yī)院的概念，以及通過(guò)醫(yī)院的數(shù)字化使得醫(yī)院、醫(yī)院

23、的醫(yī)護(hù)人員以及患者從信息革命中獲得好處，推動(dòng)醫(yī)學(xué)事業(yè)的進(jìn)步和醫(yī)療服務(wù)水平的提高。醫(yī)院的信息系統(tǒng)把醫(yī)院所有的圖像工作站連接起來(lái)，形成數(shù)字化醫(yī)院信息流的主要內(nèi)容。每個(gè)接診的醫(yī)生和護(hù)士都把信息錄入到系統(tǒng)當(dāng)中，通過(guò)錄入的病人信息還可以和注冊(cè)的病人進(jìn)行比較，可以起到核對(duì)的作用。每天下來(lái)，一個(gè)醫(yī)院有多少病人就診，有多少病人住院、用藥和接受檢查的統(tǒng)計(jì)數(shù)字很容易統(tǒng)計(jì)出來(lái)，電子文檔的問(wèn)題也就不存在了。這種圖像工作站以某個(gè)科室或者病房作為節(jié)點(diǎn)形成微型的PACS系統(tǒng)，把微型的PACS系統(tǒng)和整個(gè)醫(yī)院連接起來(lái)才能形成醫(yī)院有效使用病人信息的大環(huán)境。所以，建議我國(guó)發(fā)展這類圖像工作站作為我國(guó)醫(yī)院數(shù)字化的基礎(chǔ)工作來(lái)做，使得醫(yī)院

24、盡快產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，使得大家有積極性去做這件事。目前，很多國(guó)內(nèi)醫(yī)院在整體水平上建立的PACS系統(tǒng)沒(méi)有真正普及的原因就是因?yàn)獒t(yī)院的數(shù)字化不是從基礎(chǔ)做起，基礎(chǔ)不扎實(shí)。這還和我國(guó)醫(yī)務(wù)人員整體的計(jì)算機(jī)水平、數(shù)理知識(shí)的應(yīng)用水平有關(guān)，和醫(yī)學(xué)院校學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)有關(guān)。沒(méi)有醫(yī)院基層的基礎(chǔ)，還很難在全院范圍、甚至院際之間推行PACS系統(tǒng)。因?yàn)橐钥剖覟閱挝蛔?，只要一個(gè)科室的工作完成了，整個(gè)醫(yī)院的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是正常工作的，整個(gè)醫(yī)院的PACS是很容易建立起來(lái)的。采用這種思路，使得我國(guó)廣大的中小企業(yè)一個(gè)發(fā)展的機(jī)會(huì)。因此，發(fā)展這些專用圖像工作站的努力值得鼓勵(lì)的。為此，作者把發(fā)展專業(yè)醫(yī)學(xué)圖像工作站作為發(fā)展數(shù)字化醫(yī)療裝備的一個(gè)重要方

25、面列出來(lái)，以便引起大家的重視。3.對(duì)醫(yī)學(xué)成像裝備和醫(yī)院信息化今后發(fā)展的看法3.1.對(duì)影像診斷醫(yī)療設(shè)備產(chǎn)業(yè)發(fā)展的整體評(píng)價(jià)用各種醫(yī)學(xué)影像裝備采集人體內(nèi)部解剖學(xué)、生理學(xué)(包括病理學(xué))和心理學(xué)的信息并實(shí)現(xiàn)可視化的手段，是醫(yī)學(xué)診斷和治療可視化必備的設(shè)備。引進(jìn)這些設(shè)備是對(duì)醫(yī)院醫(yī)療服務(wù)的革命性變革，從事這個(gè)行業(yè)的人員，尤其是領(lǐng)頭人物必須具有物理學(xué)、信息學(xué)和醫(yī)學(xué)的跨學(xué)科知識(shí)。改革開(kāi)放之后的歷史充分證明了這一點(diǎn)。但是無(wú)論是影像診斷還是治療過(guò)程中的影像學(xué)，在中國(guó)都還比較落后，抓住我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)調(diào)整發(fā)展的機(jī)遇，采取綜合措施，以比西方國(guó)家更快的速度發(fā)展這個(gè)行業(yè)是完全可能的。3.2.對(duì)發(fā)展我國(guó)影像數(shù)字化核心裝備產(chǎn)業(yè)的建議

26、從技術(shù)的層面分析，由于我國(guó)人口多，地區(qū)發(fā)展不平衡，發(fā)展腫瘤和心腦血管早期影像診斷技術(shù)應(yīng)該作為我國(guó)在這個(gè)領(lǐng)域內(nèi)產(chǎn)品發(fā)展的重點(diǎn)。而把信息學(xué)、數(shù)理化基礎(chǔ)科學(xué)和醫(yī)學(xué)的結(jié)合看成一個(gè)戰(zhàn)略措施，形成我國(guó)在這個(gè)領(lǐng)域內(nèi)新的生長(zhǎng)點(diǎn)。建議以理工和醫(yī)學(xué)院校合并之后運(yùn)行比較好的大學(xué)為中心，建立若干個(gè)綜合基地或者中心，例如數(shù)字醫(yī)療核心裝備關(guān)鍵技術(shù)國(guó)家工程研究中心，制定這方面的規(guī)劃，引領(lǐng)整個(gè)行業(yè)發(fā)展，作為規(guī)劃這個(gè)行業(yè)的一個(gè)重要措施。在規(guī)劃時(shí)是否考慮把整個(gè)行業(yè)分成三個(gè)層次。首先是新的成像模式的發(fā)明、發(fā)展及臨床試用、市場(chǎng)準(zhǔn)入以及政府的鼓勵(lì)措施把這個(gè)層次作為重點(diǎn)；其次對(duì)已經(jīng)廣泛使用的成像設(shè)備的技術(shù)完善和改進(jìn)要足夠重視，因?yàn)槲覈?guó)已

27、經(jīng)購(gòu)進(jìn)了大量的先進(jìn)影像設(shè)備，但是這些設(shè)備除了常規(guī)診斷外，很多其他功能沒(méi)有發(fā)揮出來(lái)，研究工作開(kāi)展得很不夠，這是對(duì)這些設(shè)備的重大浪費(fèi)；最后是利用這些設(shè)備產(chǎn)生的我國(guó)特有的大量正常人體信息，尤其是病理信息資源，進(jìn)行大面積的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，形成對(duì)醫(yī)學(xué)信息深加工的產(chǎn)業(yè)群是完全可能的。多家綜合部門和基金申請(qǐng)部門應(yīng)該鼓勵(lì)大家做這些事。因此，從當(dāng)前我國(guó)現(xiàn)實(shí)情況看，把發(fā)展的重點(diǎn)放在醫(yī)學(xué)影像信息的整合上，不失為一種好的選擇。因?yàn)橄鄬?duì)而言，所投入的錢比較少，效果比較顯著，更重要的是可以把世界上發(fā)展最快的信息產(chǎn)業(yè)所取得的成果盡快地應(yīng)用到醫(yī)療行業(yè)中來(lái)。從醫(yī)學(xué)影像信息的整合看，其整合的方向主要是：形態(tài)學(xué)成像和功能成像的整合；高空

28、間分率和低分辨率成像信息之間的整合；快時(shí)間特性的人體信息和慢變化人體信息之間的整合；多模態(tài)醫(yī)學(xué)成像信息和生化參數(shù)信息的整合。重點(diǎn)發(fā)展軟件業(yè)是這個(gè)整合過(guò)程中始終要抓的重點(diǎn)，因?yàn)檐浖I(yè)依賴的主要是人力資源。中國(guó)是人口大國(guó)，人力資源豐富，但是目前的問(wèn)題是：培訓(xùn)和教育跟不上。例如，中國(guó)還沒(méi)有醫(yī)學(xué)物理學(xué)專業(yè)，目前醫(yī)院內(nèi)沒(méi)有醫(yī)學(xué)物理師和醫(yī)生一起工作，以承擔(dān)對(duì)新購(gòu)進(jìn)的大型影像設(shè)備的功能開(kāi)發(fā)和質(zhì)量控制；甚至在放療科也沒(méi)有醫(yī)學(xué)物理師崗位制度，使得很多醫(yī)院無(wú)法使用放療治療計(jì)劃，甚至購(gòu)進(jìn)了這些軟件也無(wú)法使用，使得放療的治療不能很快提升。從政策層面上來(lái)說(shuō)，國(guó)家對(duì)那些大型設(shè)備，例如高檔CT、MRI、PET、電子直線加速

29、器及其其他類似的設(shè)備，在進(jìn)入臨床使用時(shí)，和這些設(shè)備的進(jìn)口和購(gòu)進(jìn)一起考慮的是必須規(guī)定使用這些設(shè)備的地方既要有醫(yī)生崗位，也要有醫(yī)學(xué)物理師崗位。醫(yī)學(xué)物理師和醫(yī)生一樣要通過(guò)正式培訓(xùn)合格之后才能上崗。在這里需要特別強(qiáng)調(diào)的是放療行業(yè)，因?yàn)榉暖熓褂玫膭┝勘容^大，處理不當(dāng)很容易對(duì)人造成不可挽回的損傷，因此國(guó)家應(yīng)該規(guī)定凡是購(gòu)買放療設(shè)備的地方必須同時(shí)購(gòu)買放療計(jì)劃軟件，而且治療計(jì)劃必須由醫(yī)學(xué)物理師完成。醫(yī)生只負(fù)責(zé)接待病人確定治療處方，也就是確定治療靶點(diǎn)，靶點(diǎn)的總劑量及其分次治療的劑量。對(duì)于如何實(shí)現(xiàn)靶點(diǎn)劑量及其分次，最后達(dá)到處方要求的任務(wù)應(yīng)該由醫(yī)學(xué)物理師來(lái)完成。因?yàn)獒t(yī)學(xué)物理師才有這樣的知識(shí)背景和能力運(yùn)行這些復(fù)雜的軟件，滿足醫(yī)生的處方要求使得治療達(dá)到最佳效果，必要時(shí)還得專門設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證治療計(jì)劃計(jì)算的結(jié)果是否正確。而且實(shí)際上，由于醫(yī)學(xué)物理師完成一個(gè)計(jì)劃所需要的時(shí)間比醫(yī)生接待一個(gè)病人