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在X線的諸多技術(shù)和設(shè)備當中，普放X線攝影檢查，包括一般X光攝影檢查、鉬靶檢查、胃腸造影X線檢查等X線檢查技術(shù)，已經(jīng)成為了當前全球使用最廣泛的檢查手段。X線攝影檢查憑借著其便利性、低成本、低劑量和高效率，不僅在胸部疾病篩查、肺部篩查、骨關(guān)節(jié)疾病篩查上有著獨特的臨床應(yīng)用價值，其在乳腺疾病上的檢查更是有著其他影像設(shè)備不可比擬的臨床優(yōu)勢。

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X線攝影檢查在中國經(jīng)歷了高速發(fā)展，從早期的模擬成像階段、間接數(shù)字化X線成像階段、直接數(shù)字化X線成像階段到動態(tài)多功能成像階段，普通X線攝影技術(shù)發(fā)展迅速。

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那么，從目前的技術(shù)展望，數(shù)字化X線攝影會將繼續(xù)朝著哪些方向發(fā)展呢？本文通過梳理目前全球數(shù)字化X線產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)探索路徑，總結(jié)普通X線技術(shù)正在迅猛發(fā)展的6大趨勢。

趨勢1

動態(tài)化

在2019年的RSNA北美放射學(xué)年會上，動態(tài)數(shù)字化X線攝影技術(shù)榮獲了當年的美國放射醫(yī)師協(xié)會最佳創(chuàng)新獎。

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一般而言，數(shù)字化X線攝影相較于CT具備劑量低、檢查時間短、依從性高、圖像清晰度高、價格低等特點和優(yōu)勢。但是對于一般數(shù)字化X線攝影而言，獲得的都是二維平面影像，同時受到被照物的影響，諸如呼吸以及受檢者的運動等因素，影像質(zhì)量難以控制。動態(tài)DR相較于常規(guī)數(shù)字化X線攝影，能極大的提升X線影像質(zhì)量控制效果，同時對于諸多部位的攝片診斷能提供運動功能的視角和評估參考，能進一步提升篩查與診斷的精準性。

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動態(tài)DR作為X線攝影技術(shù)，在臨床中具備廣泛的應(yīng)用價值與優(yōu)勢。舉例來說，動態(tài)DR在胸部影像診斷中具有可視化功能，可在任意轉(zhuǎn)動體位時，結(jié)合呼吸運動，排除胸部骨骼、心影和肺門大血管重疊或遮蓋。多角度地動態(tài)觀察胸廓、肋骨、縱膈、心影、膈肌，以及胸腔病變、肺部病變、縱膈病變在呼吸運動狀態(tài)下的變化，在各種管路位置的提示及治療效果評估上也能滿足臨床需要。

目前動態(tài)數(shù)字化X線攝影技術(shù)趨勢已經(jīng)成為行業(yè)普遍共識，可以預(yù)見的是，隨著動態(tài)數(shù)字化X線攝影技術(shù)的進一步發(fā)展，動態(tài)數(shù)字化X線攝影有望全面取代常規(guī)靜態(tài)攝影，從根本上改變普通數(shù)字化X線攝影漏診與誤診的臨床弊端，極大提升DR初篩的準確性。

圖1?①

趨勢2

三維化

數(shù)字化X線攝影技術(shù)的第二個趨勢：三維化。

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西門子醫(yī)療在2020年發(fā)布全新Multitom Rax高端懸吊3D數(shù)字化X線設(shè)備，中文簡稱為“立”，該產(chǎn)品通過雙懸吊球管機械臂與探測器機械臂的聯(lián)合環(huán)繞運動，實現(xiàn)對骨關(guān)節(jié)的三維掃描，并重建出三維數(shù)字化影像，尤其是對需要在負重位下進行三維檢查的部位，包括膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)等部位。

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除了西門子之外，國產(chǎn)數(shù)字化X線頭部廠商安健科技也在數(shù)字化三維化技術(shù)上創(chuàng)新路徑，通過360度自動旋轉(zhuǎn)掃描裝置實現(xiàn)對骨關(guān)節(jié)的三維掃描。

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透過西門子與安健科技的3D數(shù)字化X線的臨床研究可以看到，三維數(shù)字化X線掃描可以實現(xiàn)在負重位下的三維影像信息，解決CT、核磁等無法解決的站立位下的三維影像信息缺失，對于臨床骨科的診斷，具有極高的臨床應(yīng)用價值，得到了國內(nèi)諸多專家的認可。

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隨著該技術(shù)的突破，未來普通數(shù)字化X線攝影檢查有望和三維技術(shù)進一步深入結(jié)合，通過普通的DR即可進行諸多部位的二維篩查與三維檢查，從根本上改變數(shù)字化X線攝影檢查漏診率高的弊端。同時，數(shù)字化X線檢查的高效率、低成本也會進一步推動三維數(shù)字化X線技術(shù)的快速發(fā)展。

圖2 左邊為西門子三維掃描懸吊系統(tǒng)；右邊為安健科技三維掃描懸吊系統(tǒng)

趨勢3

臨床功能化

普通數(shù)字化X線攝影第三個趨勢：臨床功能化。

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很長一段時間以來，醫(yī)學(xué)對于身體組織器官的運功功能狀態(tài)評估始終都有著強烈的需求，普通數(shù)字化X線攝影包括CT斷層攝影都無法直觀地呈現(xiàn)運功功能成像，諸如胸部運動功能成像、頸椎運功功能成像以及四肢運功功能成像，透過運功功能成像的評估，醫(yī)療影像的評估將會全面邁入精準評估的階段，通過量化的數(shù)據(jù)和更為直觀地運動功能影像信息，對疾病的診療前后進行精準地評估。

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目前，基于動態(tài)數(shù)字化X線攝影技術(shù)，已經(jīng)在胸部運功功能成像，諸如COPD、哮喘、頸椎病等相關(guān)疾病的應(yīng)用中發(fā)揮出獨特的臨床診斷價值。以COPD為例，通過對COPD患者的呼吸肺野面積的變化與正常呼吸肺野面積氣體變化率的數(shù)據(jù)比較，可以比較精準地評估COPD患者的肺部運功功能狀態(tài)。

圖3?②

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圖4 COPD患者的肺部運功功能狀態(tài)評估

此外，運動功能評估還可以對廣泛胸膜粘連、心包積液、慢支肺氣腫、膈麻痹等造成呼吸運動功能不足、臨床癥狀偏重而影像肺部表現(xiàn)較輕的病情信息進行精準評估，及時發(fā)現(xiàn)有這種臨床表現(xiàn)可能時，攝影時的吸氣像和呼氣像的比較或者動態(tài)透視觀察能夠提供相應(yīng)的信息。

趨勢4

能譜化

普通數(shù)字化X線攝影的第四個趨勢：能譜化。

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由于能譜X線能將任何物質(zhì)的Ｘ線吸收系數(shù)轉(zhuǎn)化為任意兩種基物質(zhì)的吸收系數(shù)，并達到與該物質(zhì)相同的 Ｘ線衰減效應(yīng)，因此可將一種物質(zhì)的衰減轉(zhuǎn)化為產(chǎn)生同樣衰減的兩種物質(zhì)的密度，并根據(jù)已知能量水平的某基物質(zhì)吸收系數(shù)就可評價出該基物質(zhì)的密度及空間分布，從而實現(xiàn)物質(zhì)組成成分的初步分析及物質(zhì)分離，并產(chǎn)生物質(zhì)分離圖像。

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能譜化技術(shù)可以實現(xiàn)低劑量掃描的同時，獲得高質(zhì)量的圖像效果。此外，通過能譜技術(shù)可以實現(xiàn)能譜曲線信息、物質(zhì)分離圖像、有效原子序數(shù)圖等信息，為相關(guān)病灶成分的分析提供更加直觀、準確的方法。可以說，數(shù)字化X線能譜化的發(fā)展，將會讓數(shù)字化X線攝影技術(shù)迎來一次革命性的發(fā)展，而目前這種技術(shù)在實驗室階段已經(jīng)取得了令人欣喜的成績。

趨勢5

超低劑量化

普通數(shù)字化X線攝影的第五個趨勢：超低劑量化。

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數(shù)字化X線攝影技術(shù)長期以來，一直在最優(yōu)圖像與最優(yōu)劑量之間追求最優(yōu)化，同時圍繞合適劑量與最優(yōu)圖像之間展開了廣泛的討論。對于普通數(shù)字化X線攝影技術(shù)來說，超低劑量化一直是全球努力的方向，包括全球多個醫(yī)學(xué)影像研究團隊，都在致力于實現(xiàn)超低劑量的數(shù)字化X線成像。

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目前可以看到的是，隨著探測器探測效率的進一步提升，攝片流程的優(yōu)化，后期圖像處理算法的不斷優(yōu)化，數(shù)字化X線影像目前正在逐漸降低。

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此外，隨著探測器技術(shù)的進一步發(fā)展，低劑量化X線攝影有望迎來更大的突破。據(jù)了解，國產(chǎn)X線機頭部廠商安健科技研發(fā)團隊在國際知名一區(qū)Top刊物Nano Energy與Nanotechnology聯(lián)合署名發(fā)表兩篇重要研究成果，研究成果證明：硅基異質(zhì)結(jié)鈣鈦礦量子點納米晶陣列將X射線光子信號直接轉(zhuǎn)換為電流信號，有效避免了將X射線光子轉(zhuǎn)換為可見光，再將可見光轉(zhuǎn)換為電子空穴對的過程，提高了量子探測效率。由于鈣鈦礦材料中含有Pb和Br原子具有高的原子序數(shù)，由此可實現(xiàn)毫米級的鈣鈦礦陣列厚度，保證具備強大的X射線吸收能力。

圖5?基于鈣鈦礦探材料的探測器最新研究成果

此外，包括中國科學(xué)院深圳先進研究院、東南大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、吉林大學(xué)等幾個團隊也在鈣鈦礦材料研究上取得了諸多重要研究成果，為鈣鈦礦的技術(shù)應(yīng)用奠定了有利基礎(chǔ)。相信隨著相關(guān)技術(shù)的突破，數(shù)字化X線攝影的低劑量化應(yīng)用將會被廣泛的普及應(yīng)用。

趨勢6

超便攜化

普通數(shù)字化X線攝影的第六個趨勢：超便攜化。

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數(shù)字化X線攝影技術(shù)的超便攜化發(fā)展趨勢發(fā)展迅速，近幾年移動DR的高速發(fā)展應(yīng)用讓便攜化X線設(shè)備廣泛的進入臨床，不同于固定數(shù)字化X線機的笨重和龐大，便攜化X線設(shè)備可以超越空間局限，靈活地應(yīng)用于臨床各個科室，檢查流程更加高效簡單，可以針對不便移動的病人進行隨時隨地的數(shù)字化X線攝影。

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在新冠疫情期間，移動數(shù)字化X線設(shè)備，成為新冠肺炎患者每日影像隨訪檢查的主要設(shè)備，在支援全球抗疫中發(fā)揮著重要力量。此外，小型便攜X光機也在快速發(fā)展，隨著各種應(yīng)急能力建設(shè)的加快，包括各種自然災(zāi)害下的急救與急診需求，小型輕便化X光機設(shè)備在全球得到了快速發(fā)展，在應(yīng)對應(yīng)急災(zāi)害的時候發(fā)揮著重要價值。

綜上所述，可以看到，普通數(shù)字化X光機在歷經(jīng)百年發(fā)展歷程之后，依舊有著廣闊的發(fā)展空間和技術(shù)動力。由于普通數(shù)字化X光機所具有的獨特優(yōu)勢，讓其在臨床應(yīng)用中始終具有不可替代的獨特價值，而伴隨著動態(tài)化發(fā)展、功能化發(fā)展、三維化發(fā)展，普通數(shù)字化X光機在臨床上的診療實踐價值將會被進一步重新定義。可以預(yù)想的是，伴隨精準醫(yī)療時代的到來，普通數(shù)字化X光機必將在精準醫(yī)療中開啟一個全新的醫(yī)療診斷實踐，讓普放不普通，讓普放與其他多種影像技術(shù)一起，更好地為人類的健康保駕護航。

注①、②：圖1、圖3來自動態(tài)數(shù)字化X線攝影技術(shù)專題網(wǎng)站//dynamicdr.cn/