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献礼新中国70周年——记中国首台多功能动态DR

2019-10-14

     

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来源:器械之家

来源:器械之家

2019-10-14

     

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献礼新中国70周年——记中国首台多功能动态DR

 


                               


 


导读:新中国成立已满70周年,在这样一个特殊的日子,器械之家发起特别企划,邀请那些在新中国医疗体系建设中有过突出贡献的企业或团队,向大众讲述那些年他们与中国的不解之缘!本文讲述的是中国首台多功能动态DR的故事。


1895年,伦琴在实验室中发现了人类未知的射线——X射线,自此,开启了利用X射线对人体进行医学成像的历史进程。在百余年的普通X射线摄影技术发展过程中,出现了两条技术发展路径。



在静态成像层面,X光机的发展经历了模拟机、CR、DR三个阶段,成像速度越来越快,成像质量越来越高。


在动态成像方面,X光影像设备的发展经历了模拟胃肠机、数字胃肠机、组合型胃肠机三个阶段,临床应用的便捷性得到不断提高。


但静态DR和组合型胃肠机由于技术的限制,面对医疗需求的复杂性与多样性,存在着其天然的盲区。在此背景下,融合DR与胃肠机优势,通过以动态探测器为核心的影像链实现动态观察与静态点片高速、流畅切换的多功能动态DR应运而生,多功能动态DR出现的本质是对医疗需求更深度的觉察。



多功能动态DR临床需求


静态DR与胃肠机在临床使用过程中逐渐暴露了其无法满足医生进行有效影像诊断的弱点。比如,静态DR无法处理由于解剖位置重叠带来的组织结构影像叠加而导致的特殊性病灶大量漏诊误诊的问题,也无法观察器官的功能性病灶,同时,静态DR只能进行普通的拍片,机器使用效率低,完全不适应中国医疗资源分布不均的现实情况。


而对于胃肠机来说,由于探测器部分使用影像增强器技术,成像幅面最大只有圆形12寸,成像视野根本无法有效满足医生的观察与诊断,而不能实时拍摄并保存高清数字化影像更是胃肠机无法逾越的技术鸿沟,这一系列问题给临床带来了诸多的不便。临床需要融合静态DR与胃肠机优势,并深度拓展临床应用的新设备的出现。


自主研发箭在弦上


鉴于静态DR和胃肠机的这些应用缺陷在全世界范围内,日本岛津公司第一位推出了一机多能的新一代动态DR。


岛津公司早期动态DR产品


和更早的核心技术掌握在国外厂商手中的MR、CT设备一样,岛津公司融合最顶尖技术的新一代多功能动态DR在国内终端价格超过了500万,即使是国内的高等级医疗机构也无法轻松面对这类成本高昂的设备,更何况中国还有如此大数量的基层医疗机构。自主研发中国人自己的多功能动态DR成为专家与企业的最大愿望。

 

突破核心技术,研发成功中国首台多功能动态DR


2012年,国产多功能动态DR迎来了自主研发的正式开端。在深圳南山区科技园的一座办公楼里,安健科技公司正式成立安健科技多功能动态DR项目组,安健科技彼时已是一家在DR核心部件技术领域名声大噪的公司,他们从2002年开始便切入了DR核心部件探测器技术领域。凭借在DR领域的10年沉淀及高端人才储备,安健科技多功能动态DR项目组陆续突破了一系列核心技术难题。



首先要解决的是硬件问题。通过技术的开发,项目组首先实现了探测器的动态化,完成了从静态探测器到动态探测器的飞跃。这里涉及到几个关键要素,第一,项目组通过开发脉冲透视模式的动态专用高压,实现了高压和探测器曝光时间的耦合,并且做到了极短的高压启动时间,从而实现了业界领先的0.8S透视切换高清点片。第二,项目组通过双通道传输技术,真正解决了动态模式下大数据量的传输问题,并且独特地运用GPU技术,加速了对大数据进行细腻化的并行处理,保证了后端的处理和显示效率。


实现了在短时间内采集大数据并传输到算法端后,项目组接下来要面对的是X线影像设备无可避免的剂量问题。数字化多帧透视技术已打通,但如何保证在尽可能低的剂量下实现最优的图像效果,研发人员在思索。首先做出革新的是算法端。通过对非线性影像数据进行剂量及亮度矫正,影像效果的均匀性获得了极大提升。其次是整机影像链的大幅提升,从高压到球管,到动态探测器,再到软件,核心部件的匹配性趋于稳定。最终,项目组实现了设备1mas剂量的影像效果达到提升前3。2mas剂量的影像效果,多帧率透视的剂量控制问题得到突破。


整个系统各部分的密切配合,保证整机设备贴合临床应用也是一个需要花力气去突破的难点。在影像链技术突破后,项目组进行了动态床在内的机械结构的开发。两者合一,方能真正为临床所用。


中国首台多功能动态DR—安健科技DT570


2013年6月,这款命名为DT570的安健科技多功能动态DR样机研制成功,并步入临床验证阶段。在临床验证中,这款设备无论是在人体各部位的投照应用,还是在胃肠造影以及特殊造影中,均高指标的通过了行业标准,并且其拓展的全身拼接功能极好的满足了骨科的临床应用。


2014年3月,安健科技首台多功能动态DR——DT570获得了注册证及生产许可,不久便陆续装入广东省中医院珠海医院、内江二院等医疗机构,第一年9个月内便销售百余台,并于2015年获得由中华医学会影像技术分会颁发的自主创新奖,更是被编入多本本科/硕士影像学教材。

 

                           
  


在中华医学会第23次全国影像技术学术大会上,安健科技第一代多功能动态DR获得“自主创新奖”


安健科技第一代多功能动态DR编入影像学专业教材

 

国内首台多功能动态DR的问世,不但填补了中国在多功能X线影像设备市场的空白,自主研发带来的终端价格下降更是使得多功能动态DR得以走进二级医疗机构,甚至是基层医疗机构,其一机即可实现数字化摄影、数字化造影、数字化透视、全身拼接检查,促进了中国医疗机构的能力升级建设,而在透视与900万像素高清点片间极速切换技术的突破,以及视频保存与回放等功能的软件开发,极其有效地解决了静态DR盲拍的局限,多功能动态DR的精准诊断应用造福着广大就诊患者。


持续突破,引领全球动态DR趋势


作为国产多功能动态DR“鼻祖”的安健科技在研发成功中国首台动态DR后,并没有停止技术探索的脚步。继2014年第一代多功能动态DR后,安健科技在2016年成功研制具备自主知识产权的动态平板DR—DTP570系列产品,成为国内唯一掌握动态平板探测器技术的整机厂家;在2018年安健科技动态DR全球装机用户已达3000家,动态DR应用于全球近40个国家和地区;2019年,安健科技成功推出第四代床式动态DR产品,无论是在部件技术还是整机设计上,均已达国际级水准,成为高端医疗市场中极具竞争力的影像产品。

 

安健科技第四代床式动态DR


“正如第一台多功能动态DR项目组成员所述,“在多功能动态DR领域,我们一直不满足于现状,我们一直有更高的追求,希望能让更多的医疗机构能用得起高端的医疗设备,使更多的患者因此受益。”这是工匠人的肺腑之声,更是中国智造的最强音!


技术成熟的动态DR可以为临床提供更优质的图像质量、更精准的诊断,近年来正逐渐得到临床的认可。尽管目前国内拥有自主知识产权、可实现自产的厂家不多,但器械之家相信,在临床需求驱动的未来,会有越来越多的国产品牌在动态DR领域取得成绩,让更多的医疗机构用得起动态DR。

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