의료 영상

Medical imaging
의료 영상
CT Scan General Illustration.jpg
심장 및 폐를 보여주는 흉부 CT 스캔의 한 프레임입니다.
ICD-10-PCSB
ICD-987-88
메쉬003952 D 003952
OPS-301 코드3
Medline Plus007451

의료 이미징은 임상 분석 및 의료 개입을 위해 신체 내부를 이미징하는 기술과 과정이며, 일부 장기나 조직의 기능을 시각적으로 표현합니다(생리학).의료용 이미징은 피부와 뼈에 숨겨진 내부 구조를 드러내고 질병을 진단하고 치료하려고 한다.의료 이미징은 또한 이상을 식별할 수 있도록 정상적인 해부학과 생리학 데이터베이스를 구축합니다.제거된 장기 및 조직의 이미징은 의학적 이유로 수행될 수 있지만, 그러한 절차는 일반적으로 의료 이미징 대신 병리학의 일부로 간주됩니다.

생물학적 이미징의 일부이며 다음과 같은 이미징 기술을 사용하는 방사선학을 통합합니다.

뇌파(EEG), 자기 뇌파(MEG), 심전도(ECG) 등 주로 이미지를 생성하도록 설계되지 않은 측정 및 기록 기술은 시간 대 측정 데이터에 대한 매개 변수 그래프 또는 지도를 포함하는 데이터를 생성하는 다른 기술을 나타낸다.nt 로케이션제한적으로 비교하자면, 이러한 기술은 다른 분야의 의료 이미징 형태로 간주될 수 있습니다.

2010년 현재 [1]전 세계적으로 50억 건의 의료 영상 연구가 실시되고 있다.2006년 의료 영상으로 인한 방사선 피폭은 미국에서 [2]총 이온화 방사선 피폭의 약 50%를 차지한다.의료용 이미징 장비는 CMOS 집적회로칩, 전력반도체장치, 이미지센서(특히 CMOS센서), 바이오센서 의 센서, 마이크로컨트롤러, 마이크로프로세서, 디지털신호프로세서, 미디어프로세서, 시스템 등의 반도체 산업의 기술을 이용해 제조된다.온칩 디바이스2015년 기준 연간 의료용 이미징 칩 출하량은 4600만대, 11억달러에 달한다.[3]

의료 이미징은 종종 신체 내부 측면의 이미지를 비침습적으로 생성하는 일련의 기술을 지정하는 것으로 인식된다.이러한 제한된 의미에서 의료 이미징은 수학적 역문제의 해결책으로 볼 수 있다.즉, 원인(살아 있는 조직의 특성)은 효과(관측 신호)에서 추론됩니다.의료용 초음파의 경우 탐침은 초음파 압력파와 조직 내부로 들어가는 에코로 구성돼 내부 구조를 보여준다.투영 방사선 촬영의 경우 프로브는 뼈, 근육 및 지방과 같은 다양한 조직 유형에 의해 서로 다른 속도로 흡수되는 X선 방사선을 사용합니다.

"비침습적"이라는 용어는 환자의 신체에 기기가 도입되지 않는 절차를 나타내기 위해 사용되며, 이는 대부분의 이미징 기법이 사용되는 경우입니다.

종류들

손목 및 손의 일반 X선 촬영

임상적 맥락에서 "보이지 않는 빛" 의료 이미징은 일반적으로 방사선학 또는 "임상 이미징"과 동일하다."가시광선" 의료 영상에는 특별한 장비 없이도 볼 수 있는 디지털 비디오나 정지화면이 포함됩니다.피부과와 상처 관리는 가시광선 이미지를 사용하는 두 가지 양식입니다.의료 영상의 해석은 일반적으로 방사선 전문의로 알려진 방사선 전문의에 의해 수행되지만, 방사선 임상 평가에 대한 교육을 받고 인증을 받은 의료 전문가가 수행할 수 있다.비의사들에 의해 점점 더 많은 해석이 이루어지고 있다. 를 들어 방사선과 의사들은 확장된 관행의 일부로 해석 훈련을 자주 받는다.진단 방사선 촬영은 의료 영상, 특히 의료 영상 획득의 기술적 측면을 지정합니다.방사선사(방사선사라고도 함)는 일반적으로 진단 품질의 의료 이미지를 획득할 책임이 있습니다. 다른 전문가가 이 영역에서 교육을 받을 수 있지만, 특히 방사선사가 수행한 일부 방사선 처치는 방사선사 없이 수행됩니다.

과학적 조사 분야로서 의료 이미징은 상황에 따라 생물의학 공학, 의학 물리학 또는 의학의 하위 분야를 구성한다.계측, 이미지 획득(예: 방사선 촬영), 모델링 및 정량화 분야의 연구개발은 일반적으로 생물의학 공학, 의료 물리학 및 컴퓨터 과학의 영역이다. 의료 이미지의 적용 및 해석에 대한 연구는 일반적으로 방사선학과 의료 하위 분야의 영역이다.조사 중인 의학(과학, 심장학, 정신의학, 심리학 등)의 상태 또는 영역과 관련된 것의료 이미징을 위해 개발된 많은 기술들은 또한 과학적이고 산업적[4]응용분야를 가지고 있다.

방사선 촬영

의료 영상에는 두 가지 형태의 방사선 영상이 사용됩니다.투영 방사선 촬영 및 투시 진단. 후자는 카테터 안내에 유용합니다.이러한 2D 기술은 저비용, 고해상도, 용도에 따라 2D 기술로 방사선량이 낮아 3D 단층 촬영이 발전했음에도 불구하고 여전히 널리 사용되고 있습니다.이 영상 촬영 방식은 영상 획득에 넓은 X선 빔을 사용하며 현대 의학에서 사용 가능한 첫 영상 촬영 기술입니다.

  • 투시 진단방사선 촬영과 유사한 방식으로 신체 내부 구조의 실시간 영상을 생성하지만, 낮은 선량률로 지속적인 X선 입력을 사용합니다.바륨, 요오드, 공기와 같은 조영제를 사용하여 내부 장기를 시각화합니다.투시 진단은 시술 중 지속적인 피드백이 필요한 영상 유도 절차에서도 사용됩니다.관심 영역을 통과한 방사선을 영상으로 변환하려면 영상 수용기가 필요합니다.초기에 형광 스크린이 있었는데, 형광 스크린은 수신 단부가 요오드화 세슘으로 코팅된 큰 진공 튜브인 이미지 앰프(IA)와 반대 단부가 거울로 바뀌었다.결국 거울은 TV 카메라로 교체되었다.
  • 일반적으로 X선으로 알려진 투영 방사선 사진은 골절의 유형과 범위를 결정하고 폐의 병리학적 변화를 감지하는 데 종종 사용된다.바륨과 같은 방사선 불투과 조영제를 사용하면 위와 장의 구조를 시각화하는 데도 사용할 수 있습니다. 이는 궤양이나 특정 유형의 대장암을 진단하는 데 도움이 될 수 있습니다.

자기공명영상

눈과 뇌를 보여주는 머리의 MRI 스캔의 한 프레임.

자기공명영상장치(MRI) 또는 원래 알려진 "핵자기공명영상장치(NMR)" 스캐너는 강력한 자석을 사용하여 인체 조직 내 물 분자의 수소핵(, 단일 양성자)을 분극 및 자극하여 공간적으로 부호화된 검출 가능한 신호를 생성하여 [5]신체 이미지를 생성한다.MRI 기계는 물 분자에 수소 원자의 공명 주파수로 무선 주파수(RF) 펄스를 방출한다.무선 주파수 안테나("RF 코일")는 검사할 신체 영역으로 펄스를 전송합니다.RF 펄스는 양성자에 의해 흡수되어 1차 자기장에 대한 방향이 바뀝니다.RF 펄스가 꺼지면 양성자가 1차 자석과의 정렬로 "완화"되어 이 과정에서 전파를 방출합니다.물 위의 수소 원자로부터 나오는 이 무선 주파수 방출이 감지되고 이미지로 재구성됩니다.회전하는 자기 쌍극자의 공명 주파수는 라모르 주파수라고 불리며 주 자기장의 강도와 관심 핵의 화학적 환경에 의해 결정됩니다.MRI는 3개의 전자기장을 사용합니다.수소핵을 편광시키기 위한 매우 강한(일반적으로 1.5~3테슬라) 정적 자기장, 공간 부호화를 위해 공간과 시간(1kHz 정도)을 변경할 수 있는 구배장, 흔히 구배라고 하는 공간 부호화를 위해 종종 구배, 공간적으로 균일한 무선 주파수(RF)RF [citation needed]안테나를 통해 수집된 측정 가능한 신호를 생성하기 위해 수소 핵을 조작하기 위한 필드.

CT와 마찬가지로 MRI는 전통적으로 신체의 얇은 "슬라이스"의 2차원 이미지를 생성하므로 단층 촬영 기술로 간주됩니다.최신 MRI 기기는 3D 블록 형태로 이미지를 생성할 수 있으며, 이는 단일 슬라이스, 단층 촬영, 개념의 일반화로 간주될 수 있습니다.CT와 달리 MRI는 이온화 방사선을 사용하지 않으므로 동일한 건강 위험과 관련이 없습니다.예를 들어, MRI는 1980년대 초부터 사용되었기 때문에 강력한 정적 영역에 대한 노출의 알려진 장기적 영향은 없으며(이는 일부 논쟁의 주제이며, MRI의 '안전성' 참조), 따라서 X선 및 CT대조적으로 개인이 겪을 수 있는 스캔 횟수에 제한이 없다.단, RF장 노출 및 심박조절기와 같은 신체에 이식된 장치의 존재로 인한 조직 가열과 관련된 잘 확인된 건강 위험이 있다.이러한 위험은 기기 설계 및 [citation needed]사용되는 스캔 프로토콜의 일부로 엄격하게 제어됩니다.

CT와 MRI는 다른 조직 특성에 민감하기 때문에 두 가지 기술로 얻은 영상의 모양은 현저하게 다릅니다.CT에서 X선은 이미지를 만들기 위해 어떤 형태의 고밀도 조직에 의해 차단되어야 하므로 연조직을 볼 때 영상 품질이 떨어집니다.MRI에서, 순 핵 스핀을 가진 모든 핵을 사용할 수 있지만, 수소 원자의 양성자는 매우 흔하고 큰 신호를 반환하기 때문에 특히 임상 환경에서 가장 널리 사용됩니다.물 분자에 존재하는 이 핵은 [citation needed]MRI로 달성할 수 있는 뛰어난 연조직 대조를 가능하게 합니다.

특정 MRI 진단 영상(다중 파라메트릭 MRI 또는 mpMRI)에는 다양한 펄스 시퀀스를 사용할 수 있습니다.찾고 있는 정보에 따라 T1 가중치(T1-MRI), T2 가중치(T2-MRI), 확산 가중치 영상(DWI-MRI), 동적 조영 증강(DCE-MRI) 및 분광학(M-RI)의 2개 이상의 영상 시퀀스를 조합함으로써 조직의 특성을 구별할 수 있다.예를 들어 전립선종양의 이미징은 T2-MRI 및 DWI-MRI를 사용하여 [6]T2-가중치 이미징만 수행하는 것보다 더 잘 수행된다.간 연구, 유방 종양, 췌장 종양, 혈관 교란제의 [7][8][9]암 종양에 대한 영향 평가 등 다양한 장기의 질병 검출을 위한 mpMRI의 적용은 계속 확대되고 있다.

핵의학

핵의학은 질병의 영상 진단과 치료를 모두 포함하며, 분자 의학 또는 분자 영상 및 [10]치료학이라고도 할 수 있습니다.핵의학에서는 방사성 물질에서 방출되는 에너지 입자와 동위원소의 특정 성질을 사용하여 다양한 병리를 진단하거나 치료합니다.해부학적 방사선학의 일반적인 개념과는 달리, 핵의학은 생리의 평가를 가능하게 한다.의료 평가에 대한 이러한 기능 기반 접근법은 대부분의 하위 전문 분야, 특히 종양학, 신경학 및 심장학에서 유용한 응용 분야를 가지고 있다.감마 카메라와 PET 스캐너는 신티그래피, SPECT 및 PET에서 질병과 관련될 수 있는 생물학적 활동 영역을 감지하기 위해 사용된다.환자에게 Tc와 같은 비교적 단수명 동위원소를 투여한다.동위원소는 종종 신체에서 생물학적으로 활성화된 조직에 의해 우선적으로 흡수되며, 의 종양이나 골절 지점을 식별하는 데 사용될 수 있다.광신호를 발하는 결정으로 시준광자를 검출한 후 화상을 취득하고, 이를 증폭하여 카운트 데이터로 변환한다.

  • 신티그래피("scint")는 방사성 동위원소를 정맥 내 또는 구강 내 투여하는 진단 테스트의 한 형태이다.그 후 감마카메라는 방사선 약물에 의해 방출되는 방사선으로부터 2차원[11] 영상을 포착하여 형성한다.
  • SPECT는 여러 투영에서 감마 카메라 데이터를 사용하는 3D 단층 촬영 기술로, 서로 다른 평면에서 재구성할 수 있습니다.기능적인 SPECT 데이터의 국재화를 제공하는 CT 스캐너와 결합된 듀얼 검출기 헤드 감마 카메라는 SPECT-CT 카메라라고 불리며 분자 이미징 분야를 발전시키는 데 유용함을 보여 왔다.대부분의 다른 의료 영상 양식에서는 에너지가 몸을 통과하고 반응 또는 결과가 검출기에 의해 읽힌다.SPECT 영상촬영에서 환자에게 방사성 동위원소, 가장 일반적으로 탈륨 201TI, 테크네튬 99mTC, 요오드 123I 및 갈륨 67Ga를 [12]주입합니다.방사성 감마선은 이러한 동위원소의 자연 붕괴 과정이 일어나면서 체내를 통해 방출된다.감마선의 방출은 신체를 둘러싼 검출기에 의해 포착된다.이는 근본적으로 X선이나 CT와 같은 의료 영상 장치가 아닌 사람이 방사능의 원천이라는 것을 의미한다.
  • 양전자 방출 단층촬영(PET)은 영상 기능 프로세스에 일치 검출을 사용합니다.단수명 양전자 방출 동위원소 F를 포도당 의 유기물질에 함유하여 대사 이용의 지표로 사용할 수 있는 F18-플루오로데옥시글루코스를 생성한다.신체 전체의 활동 분포 이미지는 종양, 전이 또는 감염과 같이 빠르게 성장하는 조직을 보여줄 수 있습니다.PET 영상은 컴퓨터 단층 촬영 스캔과 비교하여 해부학적 상관 관계를 확인할 수 있습니다.최신 스캐너는 PET를 통합하여 PET-CT 또는 PET-MRI가 양전자 이미징과 관련된 이미지 재구성을 최적화할 수 있습니다.이 작업은 환자를 갠트리 밖으로 물리적으로 이동시키지 않고 동일한 장비에서 수행됩니다.기능적 영상 정보와 해부학적 영상 정보가 혼합된 결과물은 비침습적 진단 및 환자 관리에 유용한 도구입니다.

수탁 마커는 광범위한 의료 영상 애플리케이션에서 사용됩니다.두 개의 다른 이미징 시스템에서 생성된 동일한 피사체의 영상은 두 시스템에 의해 이미징된 영역에 신뢰 마커를 배치하여 상관(영상 등록이라고 함)할 수 있습니다.이 경우 두 영상 촬영 방식에 의해 생성된 영상에서 볼 수 있는 마커를 사용해야 합니다.이것에 의해 SPECT 또는 양전자 방출 단층 촬영으로부터의 기능 정보를 자기공명영상(MRI)[13]의해 제공되는 해부학적 정보와 관련지을 수 있다.마찬가지로, MRI 중에 확립된 기준점은 뇌 활동의 근원을 특정하기 위해 뇌 자기 뇌 촬영에 의해 생성된 뇌 영상과 상관될 수 있다.

초음파

간, 담낭, 총담관을 보여주는 초음파 영상입니다

의료용 초음파는 조직에 의해 다양한 정도로 반사되는 메가헤르츠 범위의 고주파 광대역 음파를 사용하여 (최대 3D) 이미지를 생성한다.이것은 일반적으로 임산부의 태아를 촬영하는 것과 관련이 있다.그러나 초음파의 사용은 훨씬 더 광범위하다.다른 중요한 용도에는 복부 장기, 심장, 유방, 근육, 힘줄, 동맥 및 정맥의 영상이 포함됩니다.CT나 MRI와 같은 기술에 비해 해부학적 디테일을 덜 제공할 수 있지만, 많은 상황에서 이상적인 몇 가지 장점이 있습니다. 특히 실시간으로 움직이는 구조의 기능을 연구하고 이온화 방사선방출하지 않으며 탄성 촬영에 사용할 수 있는 반점이 포함되어 있습니다.초음파는 또한 조직의 특성화 및 새로운 화상 처리 기술의 구현을 위해 초음파 연구 인터페이스를 통해 이용할 수 있는 원시 데이터를 포착하기 위한 인기 있는 연구 도구로 사용된다.초음파의 개념은 음파의 송수신에 의해 작동된다는 점에서 다른 의료 영상 양식과 다르다.고주파 음파는 다른 조직의 구성에 따라 조직으로 보내집니다. 신호는 감쇠되고 별도의 간격으로 반환됩니다.다층구조에서의 반사음파의 경로는 입력음향임피던스(초음향음파)와 상대구조의 [12]반사 및 투과계수에 의해 정의될 수 있다.그것은 사용하기에 매우 안전하며 어떠한 부작용도 일으키지 않는 것으로 보인다.또한 비교적 저렴하고 빠르게 실행할 수 있습니다.초음파 스캐너는 중환자실에 있는 중환자실에 있는 위독한 환자에게 가져갈 수 있어 환자를 방사선학과로 옮길 때 발생할 위험을 피할 수 있습니다.획득한 실시간 동영상 영상을 사용하여 배수 및 조직 검사 절차를 안내할 수 있습니다.최신 스캐너의 도플러 기능은 동맥과 정맥의 혈류를 평가할 수 있게 해준다.

엘라스토그래피

3D 촉각 영상(C)은 조직 팬텀 검사(A) 과정에서 기록된 2D 압력 지도(B)로 구성됩니다.

엘라스토그래피는 연조직의 탄성 특성을 매핑하는 비교적 새로운 영상 촬영 방식입니다.이 양식은 지난 20년 동안 나타났다.탄력성이 특정 장기/성장에 대한 건강한 조직과 건강한 조직을 구별할 수 있기 때문에 엘라스토그래피는 의학 진단에 유용합니다.예를 들어, 암 종양은 종종 주변 조직보다 더 딱딱할 것이고, 질병이 있는 간은 [14][15][16][17]건강한 간보다 더 단단할 것이다.초음파, 자기공명영상 및 촉각영상 사용에 기초한 몇 가지 탄성기술이 있다.초음파 엘라스토그래피의 광범위한 임상적 사용은 임상 초음파 기계에서의 기술 구현의 결과이다.초음파 엘라스토그래피의 주요 분야에는 준정적 엘라스토그래피/스트레인 이미징, 전단파 탄성 이미징(SWEI), 음향방사력 임펄스 이미징(ARFI), 초음속 전단 이미징(SSI) 및 과도 엘라스토그래피가 [15]포함된다.지난 10년 동안 엘라스토그래피 분야의 활동이 꾸준히 증가하여 의료 진단 및 치료 모니터링의 다양한 분야에서 기술의 성공적인 적용을 입증했다.

광음향 이미징

광음향 이미징은 광음향 효과를 기반으로 최근에 개발된 하이브리드 생물의학 이미징 방식입니다.광학적 흡수 대비의 장점을 (광학적) 확산 또는 준확산 상태에서 딥 이미징을 위한 초음파 공간 분해능과 결합합니다.최근 연구에 따르면 광음향 이미징은 종양 혈관신생 모니터링, 혈액 산소화 매핑, 기능성 뇌 이미징, 피부 흑색종 검출 등에 생체 내에서 사용될 수 있다.

단층 촬영

단층 촬영의 기본 원리: (단층 촬영이 아닌) 투영 이미지 P와 비교하여 단층 촬영 단면 S와1 S를2 중첩시키지 않습니다.

단층 촬영은 절개 또는 절개별로 영상을 촬영하는 것입니다.의료 영상촬영의 주요 방법은 다음과 같습니다.

  • X선 컴퓨터 단층 촬영(CT) 또는 CAT(Computed Axial Tomography) 스캔은 일반적으로 신체의 얇은 부분에 있는 구조의 2D 영상을 생성하는 나선 단층 촬영 기법입니다(최신 세대).CT에서 X선 빔은 검사 대상 물체 주위를 회전하며 여러 각도에서 물체를 투과한 후 민감한 방사선 검출기에 의해 포착된다.다음으로 컴퓨터는 스캐너의 검출기로부터 수신한 정보를 해석하고, 라돈 변환에 기재된 수학적 원리를 사용하여 물체와 그 내용의 상세한 이미지를 구축한다.투사 방사선 촬영보다 이온화 방사선량 부담이 크다. 건강에 미치는 영향을 방지하려면 반복 스캔을 제한해야 한다.CT는 X선 투영과 동일한 원리에 기초하지만, 이 경우 환자는 500–1000 섬광[12] 검출기로 할당된 검출기의 주변 링(4세대 X선 CT 스캐너 형상)에 둘러싸여 있다.이전 세대 스캐너에서는 변환 소스와 검출기에 의해 X선 빔이 쌍으로 구성되었습니다.컴퓨터 단층 촬영은 X선 단층 촬영 영상에서 초점 평면 단층 촬영을 거의 완전히 대체했습니다.
  • 양전자방출단층촬영(PET)은 컴퓨터 단층촬영, PET-CT 및 자기공명영상 PET-MRI와 함께 사용됩니다.
  • 자기공명영상(MRI)은 일반적으로 신체 단면의 단층 영상을 생성한다.(이 문서의 별도 MRI 섹션을 참조하십시오).

심장 초음파

초음파가 심장을 촬영하기 위해 사용될 때, 그것은 심장 초음파라고 불린다.심장 초음파 검사는 심장의 크기, 심장 기능, 심장의 판막, 심낭(심장 주위의 주머니)을 포함한 심장의 세부 구조를 볼 수 있게 해줍니다.심장 초음파 검사는 2D, 3D, 도플러 영상을 사용하여 심장의 사진을 만들고 4개의 심장 판막을 통해 흐르는 피를 시각화합니다.심장초음파는 호흡곤란이나 가슴통증 등의 증상을 겪는 환자부터 암 치료 중인 환자까지 폭넓게 사용되고 있다.흉부 횡단 초음파는 유해 부작용이나 방사선 위험 없이 유아부터 노인까지 모든 연령대의 환자에게 안전하다는 것이 입증되어 다른 영상 촬영 방식과 구별된다.심초음파는 휴대성과 다양한 용도로 사용되기 때문에 세계에서 가장 일반적으로 사용되는 영상 양식 중 하나입니다.응급 상황에서, 심장 초음파 검사는 빠르고, 쉽게 접근할 수 있으며, 침상에서 수행할 수 있기 때문에 많은 의사들이 선택하는 양식이 됩니다.

기능적 근적외선 분광법

FNIR는 비교적 새로운 비침습 영상 기술입니다.NIRS(근적외선분광학)는 기능성 신경영상을 위해 사용되며 뇌영상 [18]기술로 널리 받아들여지고 있다.

자분 이미징

MPI(Magnetic Particle Imaging)는 초패러매틱 산화철 나노입자를 추적하는 데 사용되는 개발 진단 이미징 기술이다.주된 장점은 조직의 깊이에 따라 신호가 감소하지 않는 것과 함께 높은 감도와 특이성입니다.MPI는 심혈관계 성능, 신경관류 및 세포 추적을 촬영하기 위한 의학 연구에 사용되어 왔다.

임신중

CT 스캔(이 경우 렌더링되는 볼륨)은 발육 중인 태아의 방사선량을 제한합니다.

임신 합병증, 임신 중 이미 존재하는 질병 또는 후천적 질병 또는 일상적인 산전 관리로 인해 임신 중에 의료 영상이 표시될 수 있습니다.MRI 조영제를 사용하지 않는 자기공명영상(MRI)과 산부인과 초음파 검사는 산모나 태아에 대한 어떠한 위험도 수반하지 않으며 임산부에게 [19]선택되는 영상 기술이다.투영 방사선 촬영, CT 스캔핵의학 이미징은 어느 정도 이온화 방사선 피폭을 초래하지만, 일부 예외를 제외하고는 태아 손상과 [19]관련된 것보다 흡수 선량이 훨씬 낮다.복용량이 높을 경우, 영향에는 유산, [19]선천적 결함, 지적 장애가 포함될 수 있습니다.

이미지 처리 절차 사용 극대화

단일 MR 또는 CT 스캔에서 얻은 데이터의 양은 매우 광범위합니다.방사선과 의사가 폐기하는 데이터 중 일부는 환자의 방사선에 대한 노출과 침습적 [20]시술로 인한 합병증의 위험을 줄이면서 시간과 비용을 절약할 수 있다.절차를 보다 효율적으로 만들기 위한 또 다른 접근법은 추가 제약조건을 이용하는 것이다. 예를 들어 일부 의료 영상 양식에서는 재구성된 밀도가 [21][22]양수라는 사실을 고려함으로써 데이터 수집의 효율성을 개선할 수 있다.

3차원 이미지 생성

볼륨 렌더링 기술은 CT, MRI 및 초음파 스캔 소프트웨어가 [23]의사를 위해 3D 영상을 생성할 수 있도록 개발되었습니다.기존의 CT 및 MRI 스캔은 필름에 2D 정적 출력을 생성했습니다.3D 영상을 만들기 위해, 많은 스캔이 만들어지고 그리고 나서 컴퓨터에 의해 결합되어 3D 모델이 만들어지며, 이는 의사가 조작할 수 있다. 3D 초음파는 다소 비슷한 기술을 사용하여 제작된다.복부 내장 질환을 진단할 때 초음파는 담도, 요로 및 여성 생식기관(난소, 나팔관)의 영상에 특히 민감하다.예를 들어 총담관 및 총담관 내 결석의 확장에 의한 담석 진단.중요한 구조를 매우 상세하게 시각화할 수 있는 3D 시각화 방법은 많은 병리학의 진단 및 외과적 치료에 유용한 리소스입니다.그것은 유명한 사람들의 주요 자원이었지만, 2003년 싱가포르 의사들이 이란 쌍둥이 라단과 라레 비자니를 분리하려는 시도는 결국 성공하지 못했다.3D 장비는 이전에 유사한 작업에 사용되어 큰 성공을 거두었습니다.

제안되거나 개발된 기타 기술은 다음과 같습니다.

이러한 기술[example needed] 중 일부는 아직 연구 단계에 있으며 임상 루틴에서 아직 사용되지 않습니다.

비진단 이미지

신경 이미징은 또한 실험적인 환경에서 사용되어 사람들(특히 장애인들)이 두뇌 컴퓨터 인터페이스 역할을 하면서 외부 장치를 제어할 수 있게 되었다.

많은 의료 이미징 소프트웨어 애플리케이션이 비진단 이미징에 사용됩니다. 특히 FDA의 승인이[24] 없고 환자 [25]진단을 위한 임상 연구에 사용할 수 없기 때문입니다.어쨌든 [26]많은 임상 연구 연구는 환자 진단을 위해 설계되지 않았습니다.

아카이브 및 기록

주로 초음파 영상에 사용되며, 의료 영상 장치에서 생성된 이미지를 캡처하는 것은 아카이브 및 원격 의료 애플리케이션에 필요합니다.대부분의 시나리오에서 프레임 그래버는 의료기기로부터의 비디오 신호를 캡처하여 추가 처리 및 조작을 [27]위해 컴퓨터에 중계하기 위해 사용됩니다.

DICOM

DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine) 표준은 의료 이미지를 저장, 교환 및 전송하는 데 전세계적으로 사용됩니다.DICOM 표준은 방사선 촬영, 컴퓨터 단층 촬영(CT), 자기 공명 영상(MRI), 초음파 및 방사선 [28]치료와 같은 영상 기술 프로토콜을 통합합니다.

의료 이미지 압축

의료 영상 기술은 특히 CT, MRI 및 PET 양식에서 매우 많은 양의 데이터를 생성합니다.그 결과 [29][30]압축을 사용하지 않으면 전자화상 데이터의 저장 및 통신이 금지된다.JPEG 2000 영상 압축은 의료 영상의 저장 및 전송에 DICOM 표준에서 사용됩니다.JPEG 2000 압축 이미지 데이터를 효율적으로 스트리밍할 수 있도록 JPIP라고 하는 또 다른 DICOM 표준을 사용하여 낮은 대역폭 또는 다양한 대역폭을 통해 대용량 이미지 데이터 세트에 액세스하는 비용과 실현 가능성에 대해 더 자세히 설명합니다.

클라우드에서의 의료 이미징

사내 PACS에서 클라우드 기반 PACS로 이행하는 경향이 증가하고 있습니다.Applied Radiology의 최근 기사에 따르면, "디지털 이미징 영역이 의료 기업 전반에서 채택됨에 따라 테라바이트급에서 페타바이트급으로 빠르게 전환됨에 따라 방사선과가 정보 과부하의 위기에 처했습니다.클라우드 컴퓨팅은 미래의 이미지 부서에 훨씬 [31]더 인텔리전트한 데이터 관리를 위한 도구를 제공합니다."

의약품 임상시험에 사용

의료 이미징은 시각화와 정량적 평가를 통해 신속한 진단이 가능하여 임상시험의 주요 도구가 되었습니다.

일반적인 임상시험은 여러 단계를 거치며 최대 8년이 걸릴 수 있습니다.치료법이 안전하고 효과적인지 여부를 결정하기 위해 임상적 엔드포인트 또는 결과를 사용한다.환자가 엔드포인트에 도달하면 일반적으로 추가 실험 상호 작용에서 제외됩니다.임상 끝점에만 의존하는 시험은 기간이 길고 많은 수의 환자를 필요로 하는 경향이 있기 때문에 매우 비용이 많이 든다.

임상 끝점과 달리, 대리 끝점은 의약품에 임상적 유익성이 있는지 확인하는 데 필요한 시간을 단축하는 것으로 나타났다.영상 바이오마커(이미징 기술에 의해 객관적으로 측정되며 치료에 대한 약리학적 반응 지표로 사용되는 특성)와 대리 끝점은 작은 그룹 크기의 사용을 촉진하고, 좋은 통계적 [32]힘으로 빠른 결과를 얻는 것으로 나타났다.

이미지는 보다 주관적이고 전통적인 접근법에 의해 놓칠 수 있는 치료의 진행을 나타내는 미묘한 변화를 드러낼 수 있다.환자와의 직접 접촉 없이 소견을 평가함에 따라 통계적 편견이 감소합니다.

양전자방출단층촬영(PET) 및 자기공명영상(MRI)과 같은 이미징 기술은 종양학 [33][34][35][36]및 신경과학 분야에서 일상적으로 사용된다.예를 들어, 종양 수축 측정은 고형 종양 반응 평가에서 일반적으로 사용되는 대리 끝점입니다.이를 통해 항암제의 효과를 보다 빠르고 객관적으로 평가할 수 있다.알츠하이머병의 경우, 뇌 전체의 MRI 스캔은 해마 [37][38]위축의 비율을 정확하게 평가할 수 있는 반면, PET 스캔은 국소 포도당 [32]대사를 측정하여 뇌의 대사 활동을 측정할 수 있고 피츠버그 화합물 B(PiB)와 같은 추적자를 사용하여 베타 아밀로이드 플라크가 측정될 수 있다.역사적으로 약물 개발의 다른 분야에서는 정량적 의료 이미징의 사용이 적었지만,[39] 관심은 증가하고 있다.

이미지 기반 평가판은 보통 다음 3가지 컴포넌트로 구성됩니다.

  1. 사실적인 이미지 프로토콜입니다.프로토콜은 다양한 형식(PET, SPECT, CT, MRI)을 사용하여 영상을 획득하는 방법을 표준화(실제로 가능한 한)하는 개요입니다.이미지를 저장, 처리 및 평가하는 방법에 대해 자세히 설명합니다.
  2. 이미지 수집, 품질 관리 및 데이터 저장, 배포 및 분석을 위한 도구 제공을 담당하는 이미지 센터입니다.평가의 신뢰성을 유지하기 위해서는 서로 다른 시점에서 획득한 영상이 표준화된 형식으로 표시되는 것이 중요합니다.특정 전문 이미징 계약 연구 기관은 프로토콜 설계 및 사이트 관리에서 데이터 품질 보증 및 이미지 분석에 이르기까지 엔드 투 엔드 의료 이미징 서비스를 제공합니다.
  3. 영상 센터로 보낼 이미지를 생성할 환자를 모집하는 임상 사이트입니다.

차폐

납은 산란 X선에 대한 방사선 차폐에 사용되는 주요 물질이다.

자기공명영상에는 MRI RF 차폐와 더불어 외부 [40]화질 장애를 방지하기 위한 자기 차폐가 있습니다.

프라이버시 보호

의료 이미징은 일반적으로 의료 프라이버시법의 적용을 받습니다.예를 들어, 미국에서는 HIPAA(Health Insurance Portability and Accountability Act)가 개인의 [41]과거, 현재 또는 미래의 신체적 또는 정신적 건강과 관련된 개별적으로 식별 가능한 정보인 보호된 건강 정보 활용에 대한 의료 제공자에 대한 제한을 설정합니다.이 문제에 대한 명확한 법적 결정은 없었지만, 적어도 한 연구 결과에 따르면 의료 이미징은 개인을 고유하게 식별할 수 있는 생체 정보를 포함할 수 있으며,[42] 따라서 PHI로 인정될 수 있습니다.

영국 일반 의료 위원회의 윤리 지침은 위원회가 X선 이미지를 [43]2차적으로 사용하기 전에 동의가 필요하지 않음을 나타냅니다.

산업

의료 영상 산업의 조직에는 영상 장비 제조업체, 방사선과 시설 및 병원이 포함됩니다.

2018년 [44]전 세계 제조 기기 시장은 50억 달러로 추산된다.2012년 현재 주요 제조업체로는 후지필름, GE, Siemens Healthineers, Philips, Shimadzu, 도시바, Carestream Health, Hitachi, Hologic 및 Esaote[45]있습니다.2016년, 제조업은 삼성과 뉴소프트 [46]메디컬신규 진입하는 등 과점적이고 성숙한 산업으로 특징지어졌습니다.

2015년 현재 미국의 이미지 스캔 시장은 약 1천억 달러로 추산되며, 60%는 병원에서, 40%는 RadNet [47]체인과 같은 프리스탠딩 클리닉에서 발생합니다.

저작권

미국

미국 저작권국 업무개요서 제300장에 따르면, '청(청)은 X선, 초음파, 자기공명영상 등에 의해 생성된 의료영상'을 포함해 인간 저자의 어떠한 창조적 입력이나 개입 없이 무작위 또는 자동으로 작동하는 기계 또는 단순한 기계공정에 의해 제작된 저작물을 등록하지 않는다.또는 다른 진단 [48]장비입니다."이러한 입장은 사진에 제공되는 광범위한 저작권 보호와는 다릅니다.저작권 개요는 기관의 법적 해석이며 법적 구속력은 없지만,[49] 법원은 타당하다고 판단될 경우 이를 존중할 가능성이 높습니다.그러나 X선 이미지의 저작권 문제를 직접적으로 다루는 미국 연방 판례법은 없습니다.

파생상품

미국에서 만들어진 의료 이미지 파생상품에서 주석과 설명을 추가하는 것은 저작권이 있을 수 있지만 의료 이미지 자체는 공개영역으로 남아 있습니다.

파생 저작물이라는 용어의 광범위한 정의는 미국 저작권법에 의해 17 U.S.C. § 101:

'[note 1]파생 작품'은 번역과 같은 하나 이상의 기존 작품을 바탕으로 한 작품입니다.예술 재현, 요약, 응축 또는 작품을 재주조, 변형 또는 개조할 수 있는 기타 형태.편집 수정, 주석, 설명 또는 기타 수정으로 이루어진 저작물은 전체적으로 원작자의 독창적인 저작물을 나타내며 "파생적 저작물"이다.

17 U.S.C. § 103(b)는 다음을 제공한다.

편집 또는 파생 저작물에 대한 저작권은 저작물에 사용된 기존 자료와 구별되는 해당 저작물의 저자가 제공한 자료에만 적용되며, 기존 자료에 대한 배타적 권리를 의미하는 것은 아니다.이러한 저작물의 저작권은 기존 자료의 저작권 보호 범위, 기간, 소유권 또는 존속권과는 무관하며 이에 영향을 미치거나 확대하지 않습니다.

독일.

독일에서는 X선 영상뿐만 아니라 MRI, 의료 초음파, PET 및 신티그래피 영상은 (저작권 유사) 관련 권리 또는 인접 [50]권리에 의해 보호됩니다.이 보호는 창의성을 필요로 하지 않으며(통상적인 저작권 보호에 필요한 경우) 이미지 작성 후 50년 이내 또는 최초 정규 [51]출판 후 50년 동안만 지속됩니다.이 법률은 이미지를 만든 사람, 즉 "리히트빌드너"[52]에게 이러한 권리를 부여합니다.문헌은 한결같이 의사, 치과의사 또는 수의사를 권리자로 간주하는 것으로 보이며, 이는 독일에서 많은 X선이 외래 환경에서 수행되기 때문에 발생할 수 있다.

영국

영국에서 만들어진 의료 이미지는 "특히 뼈와 다양한 연조직 [53]간의 대조를 보여주기 위해 양질의 X선을 생산하는 데 필요한 높은 수준의 기술, 노동 및 판단력" 때문에 일반적으로 저작권에 의해 보호된다.방사선사협회는 이 저작권이 고용주가 소유하고 있다고 믿고 있습니다(방사선사가 자영업자인 경우는 제외합니다. 단, 계약상 소유권이 병원에 이전되어야 할 수도 있습니다).저작권 소유자는 저작권 소유권을 포기하지 않고 원하는 사람에게 특정 권한을 부여할 수 있습니다.따라서 병원과 직원들은 이러한 방사선 이미지를 의료에 필요한 다양한 용도로 사용할 수 있는 허가를 받게 될 것이다.병원에 고용된 의사는 계약서에 환자 정보를 저널지나 자신이 쓴 책에 게재할 권리가 있습니다(익명으로 할 경우).환자들은 또한 자신의 이미지로 "마음에 드는 것"을 할 수 있는 허가를 받을 수도 있다.

스웨덴

스웨덴의 사이버법은 다음과 같이 규정하고 있습니다.사진은 사진작품으로 보호되거나 사진사진으로 보호될 수 있습니다.전자는 더 높은 수준의 독창성을 필요로 하고, 후자는 모든 종류의 사진, 또한 아마추어가 찍은 사진, 또는 의학이나 과학 에서 보호한다.보호에는 디지털 카메라와 레이저 기술로 만들어진 홀로그램이 포함된 일종의 사진 기술이 사용됩니다.두 작품의 차이는 사진작품의 저자가 사망한 후 70년이 경과한 보호기간으로 사진을 [54]찍은 해와 50년이 다르다.

의료 이미징은 "MRI 영상, CT 스캔 등은 사진과 유사하다"는 미국의 진술과 유사하게 "사진 촬영"[55]의 범위에 포함될 수 있다.

「 」를 참조해 주세요.

설명 메모

  1. ^ 편곡, 극화, 소설화, 영화판, 녹음

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추가 정보

외부 링크