X射线产生:
X射线机中的X射线管产生X射线。X射线管通常包含一个阴极(通常是一个加热的钨丝)和一个阳极(通常是一个金属靶,如钨或钼)。
当阴极加热产生电子,这些电子在高压电场的作用下被加速,高速撞击到阳极靶上。
电子撞击阳极靶时,其动能转化为X射线的光能,产生X射线。
X射线穿透:
产生的X射线通过检查床,穿透患者的身体。不同密度的组织对X射线的吸收不同,例如,骨骼吸收的X射线比软组织多,因此在图像上呈现为白色,而空气或气体则吸收较少,呈现为黑色。
图像捕获:
穿透患者身体的X射线被对面的图像探测器捕获。在传统的透视摄影X射线机中,这可能是一个荧光屏,它将X射线转换为可见光,然后由医生观察。
在现代数字X射线系统中,X射线被平板探测器等数字探测器捕获,然后转换为数字信号。
图像处理:
数字信号被处理和增强,以提高图像质量,使不同的组织对比度更加明显。
处理后的图像可以被存储、打印或通过网络传输,以供进一步的分析和记录。
实时透视与静态摄影:
透视摄影X射线机可以进行实时透视检查,允许医生动态观察患者内部结构。
也可以进行静态摄影,以获得高分辨率的静态图像,便于详细分析。
安全措施:
为了保护患者和操作人员免受过量辐射,X射线机配备了各种安全措施,包括自动曝光控制、限时器和辐射防护装置。
高清晰度成像:采用先进的数字成像技术,提供高分辨率的影像,使医生能够更清晰地观察患者的内部结构。
低辐射剂量:相比传统的透视摄影X射线机,能够在保证影像质量的同时,减少对患者的辐射剂量,降低患者的辐射风险。
快速成像:具有快速成像的特点,能够在短时间内获取高质量的影像,提高医生的工作效率。
实时成像:能够实时显示X射线图像,医生可以在操作过程中即时观察到患者的内部情况,这对于引导手术操作和准确定位病变非常重要。
多功能操作:具有多种操作模式和功能,可以根据不同的临床需求进行调整。可以进行透视成像、摄影成像、连续成像等多种模式,满足不同医疗操作的需求。
数据存储和传输:可以将成像数据进行存储和传输。医生可以将图像数据保存在电脑或服务器中,方便后续的诊断和病例管理。
精确控制:高压发生器可以提供精确的电压和电流控制,以适应不同的手术需求,实现大功率、高kV、大mA负载输出,满足全身摄影需求。
减少运动伪影:短时瞬态曝光能够消除运动伪影,轻松捕捉图像信息,提高成像质量。
计算机控制:自动化程度高,扩展自动控制功能,操作更方便,系统扩展升级能力强。
体积小、效率高:比传统工频发生器体积更小、效率更高、无效射线大幅降低。
辐射安全:大幅减少杂散射线,降低受检者和操作人员的辐射强度,同等投照条件,较工频机降低皮肤剂量60%。
X射线发生装置:这是X射线机最核心的部分,负责产生X射线。它通常包括X射线管、高压发生器等。X射线管由阴极和阳极组成,阴极是一个热丝,通过电流加热发射电子,阳极是一个金属片,当电子撞击到阳极上时,会产生X射线。
图像显示系统:这个系统用于捕捉和显示X射线穿过患者身体后的图像。它可能包括荧光屏、影像增强器电视系统、数字图像系统等,如平板探测器数字图像系统、CCD探测器数字图像系统等。
患者支撑装置:用于支撑患者身体,确保在透视或摄影过程中患者的稳定性。这可能包括专用的胃肠床、压迫器等。
点片装置:用于在透视过程中,从动态图像中锁定感兴趣的区域,并用较大剂量摄影得到该区域清晰的静态图像。
体层摄影装置:用于进行体层摄影,即对患者身体的特定层面进行详细的X射线成像。
控制台:用于操作X射线机的各种设置,如管电压、管电流、曝光时间等。
电源条件:X射线机的工作电源条件,包括电源电压和频率的要求。
工作环境条件:包括环境温度、相对湿度和大气压力的要求。
人工智能与机器学习:通过与高校、科研院所、医疗机构的合作,医学影像AI行业推动科研成果转化为解决实际问题的产品。例如,在脑卒中急诊中,AI可以自动化、快速且可重复地进行出血和水肿体积的分析、ASPECTS评分、灌注分析等操作,提高救治效率。
X射线探测器的研究:X射线探测器的性能直接影响图像质量,关键参数包括空间分辨率、响应均匀性、对比灵敏度、动态范围等。通过优化探测材料本身来提高探测器性能,结合数字化技术和人工智能,可以优化探测图像的细节。
X线影像诊断技术的发展:X线影像诊断技术的发展经历了从早期X线机到现代数字化技术的演变。现代技术如CR、DSA、DR、PACS等,使得放射成像信息系统更加强大,成为医疗诊断的重要基石。
乳腺X线摄影技术:数字化乳腺摄影技术(DM)和数字化乳腺断层摄影技术(DBT)提供了低剂量的筛查手段,通过减少组织重叠,降低误诊和漏诊率。
超高场磁共振成像:11.7T超高场磁共振系统提供了前所未有的高分辨率成像,有助于突破视觉极限,为医学研究提供了新的视角。
医学影像AI的创新应用:在ECR会议上,AI的创新应用被广泛讨论。例如,飞利浦医疗科技展示了使用AI算法的放射学工作流协调器软件,能自动将影像研究发给最合适的放射科医生进行检查,提高工作效率。
绿色放射学:随着环保意识的提高,放射学如何更环保、可持续地发展成为重要议题。例如,深透医疗与拜耳等公司合作,通过AI算法减少造影剂剂量,降低环境污染和人体沉积风险。
柔性高分辨X射线成像技术:福州大学杨黄浩教授团队研发的柔性高分辨X射线成像技术,具有质薄、柔软、可弯曲和易携带等优势,为高端X射线影像装备的国产化提供了新的可能性。