O desenvolvimento da tecnologia computacional moderna impulsiona o progresso da tecnologia de imagem médica digital. A imagem molecular é uma nova área desenvolvida pela combinação da biologia molecular com a imagem médica moderna. Ela difere da tecnologia de imagem médica clássica. Tipicamente, as técnicas de imagem médica clássicas mostram os efeitos finais das alterações moleculares nas células humanas, detectando anormalidades após alterações anatômicas já terem ocorrido. No entanto, a imagem molecular pode detectar as alterações nas células no estágio inicial da doença por meio de métodos experimentais específicos, utilizando novas ferramentas e reagentes, sem causar alterações anatômicas. Isso pode auxiliar os médicos a compreender a evolução das doenças dos pacientes. Portanto, ela também é uma ferramenta auxiliar eficaz para a avaliação de medicamentos e o diagnóstico de doenças.
1. Progresso da tecnologia de imagem digital convencional
1.1Radiografia computadorizada (CR)
A tecnologia CR registra raios X com uma placa de imagem, excita a placa com um laser, converte o sinal de luz emitido pela placa em sinal de transmissão por meio de equipamentos especiais e, finalmente, processa e gera as imagens com o auxílio de um computador. Ela difere da radioterapia tradicional por utilizar imagem em vez de filme como suporte, desempenhando assim um papel de transição no processo de desenvolvimento da radioterapia moderna.
1.2 Radiografia Direta (RD)
Existem algumas diferenças entre a radiografia direta e os aparelhos de raios X tradicionais. Primeiro, o método de formação de imagem por filme fotossensível é substituído pela conversão da informação em um sinal que pode ser reconhecido por um computador através de um detector. Segundo, utilizando a função do sistema de computador para processar imagens digitais, todo o processo é totalmente eletrônico, o que proporciona maior praticidade para a área médica.
A radiografia linear pode ser dividida em três tipos principais, de acordo com os diferentes detectores utilizados. A radiografia digital direta (RD), cujo detector é uma placa de silício amorfo, apresenta maior vantagem em termos de resolução espacial em comparação com a radiografia digital indireta por conversão de energia (RD). Já na radiografia digital indireta, os detectores mais comuns são: iodeto de césio, óxido de gadolínio, iodeto de césio/óxido de gadolínio + lente/fibra óptica + CCD/CMOS e iodeto de césio/óxido de gadolínio + CMOS. O sistema fotográfico Digital X com intensificador de imagem (DIX) também é utilizado.
O detector CCD é agora amplamente utilizado em sistemas digitais gastrointestinais e em grandes sistemas de angiografia.
2. Tendências de desenvolvimento das principais tecnologias de imagem digital médica
2.1 Progresso recente do CR
1) Melhoria da placa de imagem. O novo material utilizado na estrutura da placa de imagem reduz significativamente o fenômeno de dispersão da fluorescência, melhorando a nitidez e a resolução dos detalhes da imagem, o que resulta em uma melhoria considerável na qualidade da imagem.
2) Melhoria do modo de digitalização. Utilizando a tecnologia de digitalização linear em vez da tecnologia de digitalização por pontos móveis e usando um CCD como coletor de imagens, o tempo de digitalização é visivelmente reduzido.
3) O software de pós-processamento foi aprimorado e reforçado. Com o avanço da tecnologia da computação, muitos fabricantes lançaram diversos tipos de software. Através do uso desses softwares, algumas áreas imperfeitas da imagem podem ser significativamente melhoradas, ou a perda de detalhes da imagem pode ser reduzida, resultando em uma imagem mais nítida.
4) A CR continua a se desenvolver na direção de um fluxo de trabalho clínico semelhante ao da DR. Assim como o fluxo de trabalho descentralizado da DR, a CR permite a instalação de um leitor em cada sala de radiografia ou console cirúrgico; similarmente à geração automática de imagens pela DR, o processo de reconstrução de imagem e escaneamento a laser é realizado automaticamente.
2.2 Progresso da pesquisa em tecnologia de resposta à demanda
1) Avanços na geração de imagens digitais com detectores de painel plano de silício não cristalino e selênio amorfo. A principal mudança ocorre na estrutura do arranjo cristalino. De acordo com pesquisas, a estrutura acicular e colunar do silício amorfo e do selênio amorfo pode reduzir a dispersão de raios X, melhorando assim a nitidez e a clareza da imagem.
2) Avanços na geração de imagens digitais com detectores de painel plano CMOS. A camada de linhas fluorescentes do detector plano CMOS gera linhas fluorescentes correspondentes ao feixe de raios X incidente, e o sinal fluorescente é capturado pelo chip CMOS, amplificado e processado. Portanto, a resolução espacial do detector planar CMOS chega a 6,1 LP/m, sendo um detector com a maior resolução disponível. No entanto, a velocidade de aquisição de imagens relativamente lenta do sistema representa uma desvantagem dos detectores de painel plano CMOS.
3) A tecnologia de imagem digital CCD evoluiu. O processamento de imagem CCD foi aprimorado em termos de materiais, estrutura e processamento de imagem. Através da introdução de uma nova estrutura de agulha para o material cintilador de raios X, um espelho de combinação óptica de alta clareza e potência e um coeficiente de preenchimento de 100% na sensibilidade de imagem do chip CCD, a nitidez e a resolução da imagem foram melhoradas.
4) A aplicação clínica da radiografia digital (DR) tem amplas perspectivas. Baixa dose de radiação, danos mínimos à equipe médica e longa vida útil do equipamento são vantagens da tecnologia de imagem por DR. Portanto, a imagem por DR apresenta vantagens em exames de tórax, ossos e mamas, sendo amplamente utilizada. Outra desvantagem é o preço relativamente alto.
3. A tecnologia de ponta em imagens médicas digitais — imagens moleculares
A imagem molecular consiste na utilização de métodos de imagem para compreender determinadas moléculas a nível tecidual, celular e subcelular, podendo revelar alterações a nível molecular no organismo vivo. Ao mesmo tempo, podemos também utilizar esta tecnologia para explorar informações vitais no corpo humano que não são facilmente acessíveis, permitindo o diagnóstico e o tratamento precoce de doenças.
4. Tendências de desenvolvimento da tecnologia de imagem digital médica
A imagem molecular é a principal linha de pesquisa em tecnologia de imagem digital médica, com grande potencial para se tornar a tendência de desenvolvimento dessa área. Ao mesmo tempo, a imagem clássica, como tecnologia dominante, ainda apresenta grande potencial.
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Data da publicação: 01/04/2024
