1.2 數(shù)字診療裝備概述

1.2.1 數(shù)字診療裝備的發(fā)展史

數(shù)字診療裝備伴隨著數(shù)字醫(yī)療的發(fā)展而顯得越來越重要。如果提供數(shù)據(jù)源和診斷治療的數(shù)字診療裝備不可用、不可靠，那么數(shù)字化（網(wǎng)絡(luò)化、信息化、智能化）做得再好，也是徒勞。數(shù)字診療裝備是醫(yī)療服務體系、公共衛(wèi)生體系建設(shè)中最為重要的基礎(chǔ)裝備，也是催生新一輪健康經(jīng)濟發(fā)展的核心引擎，具有高度的戰(zhàn)略性、帶動性和成長性。

伴隨著數(shù)字醫(yī)療的興起，融合了計算機信息系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的相關(guān)數(shù)字診療裝備大量涌現(xiàn)，數(shù)字診療裝備的研發(fā)也是國家“十三五”重點研發(fā)計劃之一。回顧整個發(fā)展歷程，從第一臺數(shù)字診療設(shè)備問世距今已經(jīng)有100多年了，其中誕生了無數(shù)的標志性發(fā)明。

第一臺用于顱腦診斷的 X 射線計算機斷層攝影（CT）掃描機是由英國工程師漢斯菲爾德（G.N.Hounsfield）于 1969 年設(shè)計成功，并于 1972 年公諸于世。這是將電子技術(shù)、計算機技術(shù)和X射線技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。它的問世，是1895年X射線發(fā)現(xiàn)以來醫(yī)療數(shù)字化醫(yī)療設(shè)備的一個革命性的進展，為現(xiàn)代醫(yī)學影像設(shè)備學奠定了基礎(chǔ)。

CT 機具有橫斷面體層成像、無前后影像重疊、不受層面上下組織干擾的優(yōu)勢；同時由于密度分辨率顯著提高，能分辨出0.1%～0.5%的X射線衰減系數(shù)的差異，比傳統(tǒng)的X射線檢查高 10～20 倍；還能以數(shù)字形式（CT 值）做定量分析。近 30 年來，CT 設(shè)備更新了四代，掃描時間由最初的3～5min縮短至1～5s，空間分辨率也提高到0.1mm量級。CT設(shè)備與技術(shù)在醫(yī)學影像診斷中占有重要地位，而對顱腦，腹部的肝、膽、胰和后腹膜腔的腎、腎上腺等病變的診斷在其實際應用中則占主導地位。20世紀80年代先后研制開發(fā)的超高速CT、螺旋型 CT，使其臨床應用范圍和診斷效果進一步擴大和提高，CT 機的誕生，標志著數(shù)字化醫(yī)療設(shè)備的革命性進展。

20 世紀 80 年代初用于臨床的磁共振成像（MRI）設(shè)備，是一種嶄新的非電離輻射式成像設(shè)備。MRI 設(shè)備的密度分辨率高，可調(diào)整梯度磁場的方向和方式，可直接攝取橫、冠、矢狀斷面和斜位等不同體位的體層圖像，是其優(yōu)于CT的特點之一。迄今，MRI已廣泛用于人體各系統(tǒng)，其中以中樞神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、肢體關(guān)節(jié)和盆腔等效果最好；近年來，腹部診斷效果已接近和達到CT水平，腦影像的分辨率在常規(guī)掃描時間下提高了數(shù)千倍，顯微成像的分辨率達到 50～10μm。現(xiàn)已成為醫(yī)學影像診斷設(shè)備中最重要的組成部分。生物體MR波譜分析（MRS）具有研究機體物質(zhì)代謝的功能和潛力，今后如能實現(xiàn)MRI與MRS結(jié)合的臨床應用，將會引起醫(yī)療診斷學上的一個新的突破。

多技術(shù)融合是數(shù)字診療設(shè)備的一個重要發(fā)展趨勢。20 世紀 50 年代和 60 年代，超聲和放射性核素設(shè)備與技術(shù)相繼出現(xiàn)，當時在醫(yī)療上的應用往往各成系統(tǒng)。20世界70年代初X射線CT的開發(fā)，使醫(yī)學影像設(shè)備與技術(shù)進入了一個以計算機和體層成像相結(jié)合、以圖像重建為基礎(chǔ)的新階段。20 世紀 70 年代末，超聲 CT、放射性核素 CT、MRCT 和數(shù)字 X 射線成像設(shè)備與技術(shù)逐步興起，并應用于臨床。盡管這些設(shè)備的成像參數(shù)、診斷原理和檢查方法各不相同，但其結(jié)果都是形成某種圖像，并依此進行診斷。在此基礎(chǔ)上形成了醫(yī)學影像診斷學。20世紀80年代，減影血管造影（Digital Subtraction Angiography，DSA）與計算機X 射線攝影（Computer X-ray photography，CR）結(jié)合起來投入到應用中。前者具有少創(chuàng)、實時成像、對比分辨率高、安全和簡便等特點，從而擴大了血管造影的應用范圍；后者具有減少曝光量和包容性強等優(yōu)點，更重要的是可作為數(shù)字化圖像納入影像歸檔和通信系統(tǒng)（PACS）。放療設(shè)備、醫(yī)療機器人等治療裝備與影像設(shè)備相結(jié)合，具備了圖像引導放射治療（Image-Guided Radiotherapy，IGRT）功能，實現(xiàn)自適應治療，目前已成為市場的主流配置。

1.2.2 數(shù)字診療裝備的特征

數(shù)字診療裝備具有以下基本特征：

1.診療設(shè)備的數(shù)字化

醫(yī)療的數(shù)字化，首先是診療設(shè)備的數(shù)字化，這是數(shù)字化醫(yī)療的基礎(chǔ)。所謂數(shù)字化的醫(yī)療設(shè)備，指的是以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，信號采集和功率輸入盡量靠近前端，控制、數(shù)據(jù)采集、處理、存儲與傳輸、執(zhí)行等過程信息均實現(xiàn)數(shù)字化。另外，數(shù)字化的醫(yī)療設(shè)備具有更為清晰的圖像和更為精確地量化衡量方式，為醫(yī)生進行更為精確的診斷提供物質(zhì)和技術(shù)保障。在計算機軟件下工作的醫(yī)療設(shè)備，已逐漸取代常規(guī)設(shè)備成為臨床設(shè)備的主流。

2.診療設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化

數(shù)字化醫(yī)療可以實現(xiàn)醫(yī)院內(nèi)部設(shè)備資源的共享，實現(xiàn)影像及文檔資料的傳輸，縮短病人掛號、交費、取藥、看病的時間減少電子開單、電子處方中錯誤發(fā)生的概率。在遠程醫(yī)療方面，數(shù)字化醫(yī)療可以實現(xiàn)遠程教學、電視會議、遠程會診、遠程手術(shù)、網(wǎng)上查詢和求助以及網(wǎng)上預約掛號，從而實現(xiàn)全球資源的共享。

3.醫(yī)院管理的信息化

管理者可以通過網(wǎng)絡(luò)隨時了解醫(yī)院的運營情況及各部門的工作情況，使醫(yī)院始終處于最佳運行狀態(tài)。而且，醫(yī)院可以隨時為病人提供各種所需的診療信息。

4.醫(yī)療服務的個性化

人們可以在家中通過網(wǎng)絡(luò)預約掛號；人們不再需要在檢查室等候檢查結(jié)果，各種診療影像和數(shù)據(jù)可以通過網(wǎng)絡(luò)直接傳送到主治醫(yī)生的面前，醫(yī)生可以及時、準確地對病人做出診治。基于互聯(lián)網(wǎng)、有線電視等私人醫(yī)療保健服務和公眾醫(yī)療咨詢服務，將隨時提醒大眾進行身體檢查、預測某種疾病的發(fā)生和發(fā)展，向病人推薦新的治療方法，使病人可以足不出戶享受個人醫(yī)生的醫(yī)療保健服務。

5.先進技術(shù)應用及融合

數(shù)字診療裝備特別是重大裝備具有更高的技術(shù)含量。通過采用各學科的大量先進技術(shù)，甚至采用多技術(shù)綜合和融合，大大提高了數(shù)字診療裝備的檢測和診斷能力，甚至超乎想象地超出了傳統(tǒng)、單一技術(shù)的能力。如深層、高清成像及其圖像處理技術(shù)，使得病癥、病灶甚至病理的確認時間大幅提前，結(jié)果更加精準，可為病患贏得寶貴的時間和提供更好的診斷和治療。