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数字医学影像装备涉及的关键技术

医学影像设备的发明和发展是人类对自身疾病诊断具有革命性的进展,在世界各国都是最受重视的工业领域之一,其水平和国家的整体发展水平密切相关,按照人均消费水平来衡量,这个行业在中国的发展还远远满足不了需要,从人类健康的长远和巨大需求来看,这是一个朝阳产业。

    数字医学影像装备涉及的关键技术和发展内容可以概括成如下10个方面的关键问题和4个应用领域。

    数字医学影像装备涉及的10个关键技术:

    (1)产生用于成像的物质波装备的原理和关键技术,即提高波源产生物质波的效率和改善物质波束流品质的方法和关键技术。

    (2)对物质波和人体组织发生相互作用的规律建模,通过模型参数的最佳化,改善影像信息提取的数量、质量和速度。

    (3)研究探测物质波的探测器、传感器或者换能器等探测部件,使得它们具有更好的灵敏度以及空间和时间分辨率。

    (4)把探测到的信号放大,成形并实现数字化,在计算机记录的编码过程中防止失真,开展提高信号传输效率和保真度的方法研究。

    (5)快速、高效地实现图像重建,在重建中减少噪声的方法学研究。

    (6)减少噪声、伪影和畸变,提高图像质量的方法学研究。

    (7)更符合人体视觉效果的医学图像显示方法和关键技术。

    (8)设计为新的成像系统的性能指标进行测量和评估的方法学以及相应的软件。

    (9)以高效和快速的医学图像的存贮、通讯管理、检索以及从海量数据中寻找规律的知识挖潜的方法学为主要内容的PACS(PictureAchievingCommunicationSystem)技术。

    (10)分子和基因成像,在基因序列测定之后的后基因时代,为了搞清楚基因和人体内的生物大分子之间的关系,疾病和基因以及生物大分子之间的关系,开展基因和分子成像成为医学成像的一个新的发展方向。其中核医学成像、功能磁共振成像是目前已经可以在临床开展诊疗的分子和基因配体水平上成像,而光学成像是一个非常有前途的正在开发中的成像模态。

    但是由于空间分辨率差和受到放射性标记药物的限制,核医学成像用于分子水平成像的潜力还没有很好发挥出来。随着后基因时代的到来,核医学成像将越来越受到重视。MRI可以提供分子成像某种现实的技术手段,例如谱成像技术。分子成像工具都是新药开发的必要工具但是国内药物开发商使用这类工具的几乎没有。因为用放射性标记药物进行药物病理和毒性的研究是目前活体水平研究的最重要的工具。所以,我们把成像技术的最后一个重要方向归纳为:实现分子成像的新原理和新方法,以及对现有方法的改进技术。