[转帖]二级综合性医院如何选配数字化多功能X射线成像系统

二级综合性医院如何选配数字化多功能X射线成像系统
余小宝

余小宝先生，医学硕士，副主任医师，卓影医疗设备有限公司总裁助理。

关键词：X射线成像  数字化多功能X射线成像系统  选配数字化多功能X射线成像系统

一  概况

　　在临床医学领域具有划时代意义的发展之一是计算机技术在医学影像当中的应用，为医院的数字化建设提供了难得的发展机遇。虽然由于电子内镜、超声内镜、胃肠道内摄影机等的广泛应用，使多功能X射线机用于胃肠道造影检查越来越少，但数字胃肠机以其高质量的图像、先进的数字图像处理系统、广泛的临床应用、极好的经济效益赢得广大用户的青睐。由于放射介入学已发展成为内科药物治疗、外科手术以外的第三种有效的临床治疗方法和手段，现在，数字化多功能X射线机更多承担起非心脏介入放射学的工作。据不完全统计，目前我国能够用于开展介入诊断和治疗的数字化大型X射线机有2000余台，其中约70 %以上是加上了数字减影功能的多功能X射线机，能够应用数字化多功能X射线机开展各种介入诊疗的医院超过2000家。
　　目前我国数字化多功能X射线机除应用于消化道造影检查外，进行介入医学技术的临床应用可概括为以下几方面：实时数字透视、实时数字拍片、实时数字减影、数字化逆行胰胆管造影、数字化经静脉肾盂造影、数字化经尿道泌尿系造影、数字化泌尿系检查和介入治疗、数字化外周血管介入、数字化肿瘤介入治疗、数字化子宫、输卵管造影、数字化关节腔/脊髓造影、数字化支气管造影等，如今，一台高性能数字化多功能X射线机不仅性能稳定，故障率低，操作简便，射线安全防护好，价格适中，而且可以实现床上球管与床下球管应用的互为转换，一台数字化多功能X射线机几乎就是一个小型数字化放射科。

二  数字化多功能X射线成像系统的分类和成像原理

　　目前市场上数字化多功能X射线机分类：根据设备的机械结构不同可分为数字化床下球管多功能X射线成像系统和数字化床上球管多功能X射线成像系统；根据成像介质不同可分为平板探测器数字化多功能X射线成像系统和影像增强器-CCD数字化多功能X射线成像系统及视频数字化多功能X射线成像系统。
　　影像增强器-CCD数字化多功能X射线成像系统的成像原理为：在计算机控制下，X射线穿透人体后，经影像增强器增强，由数字化CCD摄像机将增强后的图像信息进行采集，经过计算机重建出数字化图像，再经数/模转换器转换成可视图像。平板探测器数字化多功能X射线成像系统的最大特点是：由平板探测器取代了传统影像链的影像增强器-CCD系统，减少了影像链模/数转换中产生的噪音和畸变，使X射线信号得到最大限度的利用，既大幅度降低X射线照射剂量，还能获得清晰的数字化图像。视频数字化多功能X射线成像系统是在原有的模拟多功能X射线机上增加一套数字信号转换和采集系统，X射线穿透人体后，经影像增强器增强，由模拟CCD摄像机将增强后的图像信息进行采集，通过视频转换器将模拟信号转换成电信号，再通过A/D转换器将电信号转换为数字信号，经过计算机重建出数字化图像，再经D/A转换器转换成可视图像在显示器上显示，其缺点是在多次转换过程中，图像信号大大衰减。

三  数字化多功能X射线成像系统选择的基本原则

1. 品牌选择的意义

　　由于品牌是产品质量和选择简约化的保证，因此，对数字化多功能X射线成像系统的选择，品牌是一个重要考虑因素，设备品牌选择的原则是：
　　(1)品牌价值：强势品牌较弱势品牌价值要高，高多少完全取决于市场的知名度和美誉度，尤其是美誉度更显重要。因此，重点考虑设备品牌的价值是否有利于快速提高或维护医院的知名度和美誉度。
　　(2)品牌延伸：该设备品牌是否有利于新服务项目的开展，并能否缩短新技术，新服务项目市场导入期，降低导入费用。
　　(3)品牌惯性：在一定的范围内，设备品牌是否有抗干扰能力，如出现医疗纠纷，对医院品牌冲击小。

2. 设备性能对医院竞争力的影响及风险

　　对于二级综合性医院放射科，设备性能太先进、功能太齐全，将不可避免造成设备资源的浪费，尽管若干年后可能用得上，但在现今市场中，技术领先的市场生命周期往往只有1年左右，花太多的钱买一件现今用不上的技术，当能用上时可能已不再领先，就好比有些农村孩子之所以从小到大没有穿过一双合脚的新鞋，是因为买鞋时考虑到脚会长大，故买大几码，结果新鞋大了不合脚，等脚长大穿合脚了，鞋又旧了。其实，最适合医院同时又能使大家意见达成一致的设备就是最好的设备。因此，在选择数字化多功能X射线成像系统时，应立足于医院的现实，立足于医院所处竞争态势中的位置来确定，如该设备有100项功能，现阶段至少要能用上60 %~70 %，预留30 %左右作为今后拓展临床应用范围。性能太低，影响医院未来竞争力，性能太先进，浪费医院资金和设备资源。

3. 设备售后服务模式和服务质量对医院竞争力的影响及风险

　　购置数字化多功能X射线成像系统时，不仅仅是要考虑购买成本，更重要的是必须考虑使用成本。直接影响使用成本高低的因素是产品的质量稳定性和服务及时性，质量稳定性取决于品牌和整机主要零部件相互适配性，服务则取决于供应商的实力和服务理念，周到的服务不仅可以大大降低设备的使用成本，更能对品牌价值的维护和价值延伸起到重要作用。因此，建议选择主流品牌产品并确保设备零部件匹配性良好，同时又有能力实现近距离服务的公司进行合作。

4. 设备价格对医院购买决策的影响力

　　少花钱，多办事，办好事是原则，既要选择主流品牌，性能、功能又必须满足医院未来5年内的发展需要，还要保证服务不打折。首选便宜买便宜用，次选贵买便宜用，不选便宜买贵用，更不选贵买贵用，这就要求对数字化多功能X射线成像系统进行多方面论证选择，在对品牌、性能、价格、服务进行综合评估比较后，确定品牌、型号、性能指标、价格。
　　在数字化多功能X射线成像系统领域，由于技术已相当成熟，且影像链的关键部件基本都采用了国际上几个知名厂家产品，设备整体差异性极小，同质化倾向明显，在技术水平、临床应用范围、功能设置等方面，进口产品与国内产品已没有明显差异，不同之处更多表现为制造工艺精细、整机性能稳定性相对良好等方面。国内主要生产厂家如深圳蓝韵、北京万东等公司生产的数字化多功能X射线成像系统，无论从技术水平、功能表现还是工艺质量，以及各项性能指标和整机性能稳定性，与进口同类产品比较，已没有明显差异，但价格优势明显。采用国产设备最大的好处就是低价格降低投资风险，“零距离服务”提高设备使用效率，达成快速回收资本的目的，有利于实现综合效益最大化。

四  选配数字化多功能X射线成像系统时应关注的几个问题

　　从本质上讲，选配数字化多功能X射线机，就是选择图像质量和功能完备性，而决定图像质量的关键因素是影像链质量，决定功能完备性的关键因素是机架运动方式和运动范围及控制手段。数字化多功能X射线机综合性能优势可以用一句话来概括：一个中心，两个基本点。即以优质的影像质量为中心，最低的辐射剂量和最方便的操作系统为基本点。

1. 一个中心——优质的影像质量

　　数字化多功能X射线机综合性能的优劣，图像质量是最简单有效的标志，衡量图像质量的指标主要有空间分辨率、密度分辨率、对比度、边缘显示度、灰阶、噪声、线性失真度、几何模糊度、移动模糊、成像速度等。图像质量的优劣，取决于影像链的优劣。值得特别注意的是，一台设备的综合性能高低，不是取决于该设备最优秀的那个部件及参数，而是由最差的那个部件及最低的那个参数决定，就好比一只木桶，能装多少水，不是取决于最长的那块木板，而是由最短的那块木板决定，因此，选择数字化多功能X射线机时，要特别关注系统中最差的部件和最低的参数是否能够满足需求。一般需要注意的有：
　　(1)球管：为满足连续脉冲曝光，采集高品质动态影像的要求，应使用小焦点、高热容量、高负荷、高转速、散热率高的X射线管。焦点大小决定图像锐利度和对比度，通常要求大焦点不超过1.2 mm，小焦点不超过0.6 mm。阳极热容量决定球管连续曝光能力，通常要求不低于300 kHU。管电压决定射线穿透身体能力，通常要求最大管电压不低于150 kV。管电流决定图像清晰度和细微病变分辨能力，通常要求不低于800 mA。管电流800 mA与500 mA及管电压150 kV与120 kV的重要区别在于，对体形高大者、体形肥胖者胸部摄片、腹部摄片、全结肠钡剂造影、非血管介入、外周血管介入、肝脏肿瘤等实质性脏器肿瘤的介入治疗，极短时间内需要大剂量射线保证图像清晰度和细腻度，500 mA/120 kV的配置将显得力不从心。此外，一些行之有效的综合技术手段被用于提高影像质量并减少患者和检查者的辐射剂量，如铜过滤技术：X射线窗口处附加铜过滤片，对X射线光谱进行过滤，减少低能量软射线，提高输出X射线束的平均能量。铜过滤片有不同当量组合(0.1~0.9 mm)，由计算机自动根据摄影部位、体位、成像参数进行设置，以保证最佳X射线过滤效果。
　　(2)高频高压发生器：采用微机控制的大容量脉冲式高频逆变式变压器，功率不低于65 kW，高压范围40~150 kV，最大电流800 mA，以适于超短时间、高电压、大电流连续脉冲式动态采集，具备脉冲透视功能。自动根据成像区衰减状态调整kV、mA等参数使X射线管保持最佳负荷状态，在安全辐射剂量范围内获取最佳图像质量。最短曝光时间短能够提高X射线质，从而减少软射线的产生，最终提高图像质量，这是整个高压发生器的关键参数。
　　(3)床板材料：X射线穿透率高越高，有效射线率也越高。现基本都采用碳纤维床板或高透光高强度高分子材料床板。
　　(4)床面至影像增强器距离：对图像几何放大失真度影响最大，床面至影像增强器距离越近越好，通常要求不超过7 cm。
　　(5)软射线滤过方式：软射线量决定X射线对人体伤害程度，目前多采用第三代多级铜板滤过，通常要求不少于3级，并带由计算机控制的自动选择厚度和自动插入功能。
　　(6)射线垂直度：射线垂直度高低与准直器精度和滤线栅密度及栅比密切相关，通常要求栅密度不低于50 lp/cm，栅比不低于13∶1。
　　(7)自动电离室：电压调节步进精度越高，曝光质量越好，现通常采用三个以上半导体探测器，电压调节步进精度不超过1 kV。
　　(8)影像增强器-CCD系统：影像增强器大小决定图像采集面的范围大小，通常要求最小不得低于9英寸；DQE(光子转换率)高低直接决定图像信息量大小，DQE越高，图像信息量越丰富，通常要求不低于65 %。数字化CCD系统性能直接决定最终可视图像质量高低，现基本采用13 mm×13 mm全景采集、1024×1024矩阵、100万象素的影像增强器-CCD数字摄像一体化系统。
　　(9)图像后处理功能：如窗口技术可适度调节灰阶，使图像对比度达到最佳值；边缘增强功能突出了脏器之间的边际轮廓及病灶与正常组织间的边界，强化对病灶的识别能力；局部放大功能有利于显示感兴趣区内细微差异；滤波、平滑功能有利于去除噪声，提高图像信噪比；图像拼接功能可将全身血管、全消化道完整显现；图像存储/传输、实时调阅为远程放射学系统提供了必要条件，应用双向图像传输技术，进行治疗前后的对比分析等。
　　(10)显示器：是实现可视图像的最终手段，其质量指标主要有：亮度、对比度、分辨率、视角等。通常要求亮度不低于300 cd/cm，对比度不低于500∶1，分辨率不低于1 K，视角不低于150。

2. 极低的X射线辐射剂量

　　我们知道X射线对人体有损伤，尤其是长时间的持续照射，有可能对人体造成永久性的辐射损伤。如何在保证放射影像产品的影像质量的同时，最大限度地降低X射线的辐射剂量，始终是业界努力的方向。通常对X射线辐射的防护采用铅屏风、铅衣等被动防护技术，即不论球管发射多少射线，防护手段是固定和单一的，防护的效果有限。主动防护技术则要求X射线系统的设备厂家在保证图像质量的前提下，对不需要射线的操作过程尽量不出射线，充分利用计算机的辅助和模拟技术来实现；在只需极低射线剂量的手术操作中提供尽可能低的X射线辐射剂量，这就是所谓的“主动防护技术”，其中包括尽可能短的X射线脉宽，自动的射线硬化技术、软射线自动滤过等。

3. 方便的临床操作系统

　　放射诊断和治疗过程往往时间长，强度大。充分利用人机工效学的研究成果，力求最大限度地降低医生操作机器的劳动强度，使医生能够尽量将注意力和精力集中于病人和诊疗过程，提高诊疗效率，缩短诊疗时间，减少X射线的照射，从而保障医生和患者的健康。
　　最近深圳蓝韵公司推出的一款新型数字化U臂多功能X射线成像系统，全新设计的结构，单球管单床单平板探测器实现全数字化，全方位的覆盖，灵活便利的临床应用，既可满足床上球管X射线成像需要，又可适应床下球管检查的发展趋势，还可以完成数字化泌尿床系统的全部功能以及导管床的部分功能，系统设计极大体现了智能化、紧凑化、实用化、简单化的原则。
　　该系统球管和影像增强器采用可伸缩U臂系统支撑，U形臂机架系统的两端分别安装影像增强器和球管，U臂可沿垂直轨道+90。/-180。旋转，以实现床下球管功能上下移动，SID可调节，调解范围为60~160 cm。U臂可沿垂直轨道上下移动，移动范围40~160 cm，U臂可沿横向轨道横向运动，运动范围120 cm，所有运动方式为全电动可遥控。电动胃肠压迫器安装在垂直轨道柱上。影像增强器前加装有片架，既能插入胶片盒又能插入移动平板探测器，以适应不同客户对透视、常规拍片、数字化摄影的要求。床面可横向移动±16 cm，单向纵向移动50 cm，可＋90R。/-17。倾斜，可加装脚踏板、扶手、肩托、膝关节支撑架等辅助装置，床板还可沿轴90。旋转，变成DR。所有临床应用模式的转换基本可通过单键操作，一键实现，所有功能基本可床旁操作完成。
　　该套系统同时具备了四种工作模式：
　　(1)胃肠机工作模式：分为床上球管模式和床下球管模式，正常位置为床上球管模式。两种模式的转换采用一键控制，即手动拔出床体横梁，球管立柱自动左移、斜位、床面竖起、U臂旋转至床下位球管、床面复位为水平位、推回横梁，球管立柱复位。一键恢复为标准位模式。
　　(2)介入诊疗工作模式：分为床上球管模式和床下球管模式，正常位置为床下球管模式。两种模式的转换采用一键控制，可实现病人的四面接触，病人介入治疗存在光盘上的图像已能在机房的主机监视器上回放，并应用双向传输技术，进行治疗前后的对比分析，大大方便了临床决策。由于实现了床旁监视器的诊断级影像回放，介入手术医生如果在手术中需要相关影像回放信息，不必往来于机房和控制室之间观察回放的参考影像，既安全也方便。更由于实现了在遥控床旁的所有操作，包括病人的登记编号，设置检查程序，进行诊断及治疗，图像及功能的评估，图像后处理，网络图像的搜索及调用，可以大大提高工作效益，争取到病人抢救治疗的宝贵时间。
　　(3)泌尿床工作模式：分为床上球管模式和床下球管模式，两种模式的转换采用一键控制，床面可纵向右移50 cm至设定位，实现医生纵向近台坐位操作。一键恢复为标准位模式。
　　(4)DR或普通拍片工作模式：又分为站立位模式和水平位模式，两种模式的转换采用一键控制，一键恢复。
　　综上所述，对于二级综合性医院在选择数字化多功能X射线成像系统时，不但要考虑品牌因素及临床应用广泛的特点，更要具有独特性和先进性，系统必须满足临床多功能的需求，能为医院的发展和学科的建设及医院的可持续发展带来有益帮助。

（全文完）

来源：《世界医疗器械