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移动式C形臂发展史:从影像增强器C臂到动态平板C臂

移动式C形臂发展史:从影像增强器C臂到动态平板C臂
2022年08月25日 12:17

  1895年,德国物理学家伦琴在真空管高压放电实验中,意外地发现了一种不可见的、具有很强穿透能力的射线,他将这个性质不明的射线称之为X 射线,随后为其夫人拍摄了手的照片,成为世界上第一张X线照片。1896年,随后研制出了第一支X线管。从此,各种X 线设备相继出现,标志着放射医学的开始。医用X光机已经历了一百多年的发展历程,移动式小C臂X光机亦经历了半个多世纪的发展,现凭借其便携、实时的优势成为手术中图像引导不可或缺的设备,在医院诊疗过程中发挥了十分重要的作用。

  一般来说,医院普通X光机都是隔窗工作方式,而移动式小C臂X光机是近台操作,电离辐射、机械故障可能给患者及医护人员带来不同的伤害。随着公共放射防护安全意识的提高,移动式小C臂X光机的图像质量、剂量辐射等方面逐渐受到更多的关注。随着电子技术、计算机技术、智能技术的发展,移动式小C臂 X光机在优质图像、低剂量技术以及人体工程学上都得到全面的发展。

  相较于CCD探测技术,动态平板探测器成像在影像清晰度上大大提升。由于影像增强器是射线实时成像的,把穿透人体的X射线转换为可见光,一旦停止曝光后图像就消失。为了进行图像处理,影像增强器需要与摄像系统配合把图像拍摄下来转化为电信号进行处理。在二十世纪九十年代之前,医用X线电视设备都是采用传统的真空管式电视摄像技术,随着电荷 耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)成像技术的问世及发展,国外各医疗公司如东芝、西门子和飞利浦等都开始批量推出 CCD 医用 X 线影像增强器电视设备。早期的CCD摄像机都是普通电视制式的768×576,40万像素。现在用于移动式小C臂X光机上的 CCD约为百万像素。40万像素的C形臂分辨率只有 1.4 LP/mm(Line Pair, LP),100 万像素的C形臂分辨率约为2.0 LP/mm,而平板探测器的像素能达到200万~300万左右(如下图),分辨率也能达到3.0 LP/mm左右,而且成像速度更快,剂量更低。

  在移动C臂的结构上,目前分为一体机和分体机两种结构。一般来说,移动C形臂是指机架为C形的X线摄影设备,用于手术中的实时动态成像。常规的C形臂由主机和工作站台车构成,二者之间的信号传输是通过信号电缆来进行的,在实际使用中移动起来比较费力,同时二者之间的通讯距离受到电缆线长度的限制,临床使用中也存在诸多不便。为了解决现有的分体式C形臂通讯距离受限、移动不便的技术问题,目前一些领头地位的数字医学影像设备厂商采用了集成技术,将传统C形臂的主机与工作站台车合二为一,推出了一体式C形臂。一体式C形臂的设计,具有占地面积小、设备的移动更加灵活轻便,避免了手术室里杂乱的线缆带来的安全隐患和昂贵的维护费用等优势。但一体机相较于分体机来说,又有自己的劣势,包括便于设备隔室操控,减少剂量辐射影响等。

  目前的动态平板C臂,在机架设计上已经支持全能应用,既可以分体又可以合体,能作为分体机在隔室外进行操控,便于剂量控制。同时,也可以在狭小手术室内满足一体机的操作使用要求,同时保证满足影像需要的前提下提供最低的剂量。

  综上所述,从CCD影像增强器C臂发展到动态平板C臂是介入室手术发展的必然要求,动态平板C臂在更低剂量、更优质的影像以及更好的操作体验与操作效率上,都能更好的满足临床介入手术的需求。

  (来源:新视线)

责任编辑:曹蕊

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