医用X射线设备的发展史.doc

医用X线设备的数字化“革命”日期:2006-9-25 在当前许多专业人士倡议的数字化医院的建设中，很重要的一环就是数字化医疗设备的应用。作为一种临床普及面最广的医学影像检查手段，医用X线设备也正在向数字化方向迈进。 医学影像的先驱 在医院各类高精度医疗装备中，医用X线诊断设备是应用最早、临床普及面最广的医学影像检查手段。在其他医学影像于段出现之前的半个多个世纪，它一直是唯一的临床影像直观检查方法。 这种设备信息量大，空间分辨能力高，是唯一能显示01mm以下组织细节的手段；它的时间分辨能力也很强，能分辨出毫秒级的器官活动状态。因此，X线图像在动态及细微病变的检查主面，有着明显的优势。尽管自20世纪50年代以后，其它医学影像设备桐继出现，但是在骨骼、胃肠、血管及乳腺等检查方面，X线诊断设备仍然保持着其不可替代的优势。 但是，X线影像是以X线辐射为信息载体，因而不可避免地对人体有辐射伤害。此外，X线影像的传统显示手段一一胶片、增感屏感度的非线性和有限有动态范围，使X线影像的对比分辨率能力很低，再加上三维影像重叠和散射线干扰等因素，使X线影像对软组织的鉴别能力很差。 到现在，X线诊断设备已经发展成适应各种临床诊断要求的系列产品，结构大致分为通用诊断设备、专用诊断没备和辅助设备。其中通用诊断设备由X线摄影装置(RAD)和X线透视摄影装置(RF)两类设备组成。RF又分床上管遥控床、床下管近台式和c型臂多用式。而专用诊断设备则包括血管造影X线机(心、脑、外围和介入)、移动式C形臂x线机(手术、介入)、移动式X线摄影机(病房、创伤、急救)、便携式X线机(社区、野战)、体检X线机(门诊、人群团检、职业病普查)、乳腺X线机、牙科X线机(单牙、全颌)、泌尿X线机等。在X线机发展历史上，还曾经出现过断层摄影X机、静电X线机和体视(立体)X线摄影机，但是这些产品由于其自身的弱点和CT的出现，目前已失去临床的价值而逐渐被淘汰。 随着我国经济的发展、医学模式的转变和社区医疗的发展完善，乳腺、牙科和便携式X线机的需求有增长的趋势。而其余设备，市场空间则不会太大。 走向数字化与智能化 医用X线诊断技术的发展，是始终围绕着降低辐照剂量和提高图像质量这两个根本同的进行的。而其中具有里程碑意义的技术进步有1913年Bucky发明的滤线栅，20世纪50年代的旋转阳极X线管，X线影像增强器，1972年计算机断层扫描装置(CT)。 近代X线诊断设备技术发展的趋势和技术先进性的标志是高频化(高压发生器)、数字化(X线影像)和智能化(控制系统)。 其中高频化是采用高频(2 100KHz)逆变技术，使X线线管电压(40-150KVP)由工频50Hz脉动变成准直流(纹波=10-20)。这极大地提高了输出X射线的质和量。使患者皮肤剂量降低了40，X线有效剂量提高了65。与此同时，由于采用了电子闭环控制，实时修正误差，因而提高了精度、重复性及可靠性。高压建立时间也缩短到毫秒以下，最短曝光时间可达1毫秒，提高了图像的时间分辨能力。而装置由于高压变压器铁芯截面随工作频率的提高成比例地减小，变得更轻更小。 数字化是用数字化手段采集、处理、存储、显示和传输X线图像。由于临床综合图像诊断(Total Imaging Diagnosis)、医院信息化管理和远程医疗的需要，X线影像数字化是不可逆转的发展趋势。同时，数字化也是提高X线影像的软组织鉴别能力的有效途径。目前，X线影像数字化技术有三种形式，分别为：数字荧光摄影术DF(Digital Fluorography)，即Ll(影像增感器)+XTV(X线电视系统)+影像工作站(采集、处理、存储、显示)，如数字减影装置(DSA)和数字点片装置(DSI)；计算机X线摄影术 CR(computed Radiograph)，即卤化-物潜像板(IP)一一激光扫描读取A D转换器、数字图像；直接数字化X线摄影术DR(Digital Radiograph)，即采用面阵平板摄影板(Flat Panel Imager)直接形成数字化影像。影像板的结构分为非晶态硅与非晶态硒两种形式。最小像点尺寸为0.127mm，最大影像尺寸为4141 cm(动态)及17x 17(静态)。DR是X线影像数字化发展的主流，但其关键技术目前尚待完善，如平板影像板、高速大容量工作站及高分辨能力显示器等，而且高昂的价格也是影响其临床广泛应用的主要障碍，即使在发达国家也远未普及。比较而言，前两种形式是桐对成熟的 X线影像数字化技术，临床普及面也比较广。 智能化是指采用微电子和计算机技术，简化设备的操作程序，提高智能化程度和工作效率，使人机界面更友好、更个性化，同时也提高了设备的自检功能和容错能力，简化了结构、降低了成本。 国产设备走势及应用 我国X线诊断设备产业开始于上世纪50年代末和60年代初，是最早发展起来的医疗器械产业。主要经历了三个阶段： 一是上世纪60-80年代起步阶段。在此领域出现了以北京医用射线厂(现为万东医疗)、上海医疗器械厂和西南医用设备厂为骨干的一批生产企业，主要生产的是以200mA通用型X线机为主的中小型产品。 二是80-90年代过渡时期。在这个阶段，新产品、新技术研发，关键技术(如影像增强器和旋转阳极x线管等)的引进，积累了相当的技术储备，500mA通用X线机成为主导产品，其他品种进一步增多，技术水平也进一步提高。 三是上世纪90年代以来的大发展、大改组时期。一批高科技企业和外资企业成为了产业龙头，如东软医疗和GE医疗。市场竞争的热点也由低端产品向高端产品转移，而中小型常规产品的技术更新被忽视。 在目前国内市场上，500mA通用设备以下的仍然是主导产品，但大型X线诊断设备(包括数字RF及血管造影x线机)已成为市场热点。不少国内企业推出了一批在核心技术上有自主知识产权的产品，如北京航天中兴医疗系统有限公司的LDRD低剂量数字X线机，是采用线阵探测器扫描的DR设备，突出的优点是低辐照，每次检查的辐照量为001mGX，仅为欧盟CEC剂量标准的13 0；北京恒瑞美联公司自主开发的 DSA-phother影像工作站及高清晰度 CCD摄影机(1k1k)，改变了DF数字X线机(DSA、DSI)核心技术依赖进口的局面；而北京中行健医疗保健科技开发有限公司自主研制的CR-D1型计算机X线摄影设备(CR)，性能达到国际同类产品水平，而价格仅为进口产品的13。 但就整体而言，国内产品与国际先进水平比较，仍存在巨大的差距，中小型的常规产品近20年没有改型换代，技术落后，造成广大基层医院常规设备得不到及时更新。这些产品关键技术和核心部件，如影像增强器、旋转阳极X线管和高频高压发生器，都不得不依赖进口。 在X线诊断设备的应用方面，由于经济条件限制，县和县以下的医疗机构大多数选择