การถ่ายภาพทางการแพทย์
| การถ่ายภาพทางการแพทย์ | |
|---|---|
 ภาพหนึ่งจากCT สแกนทรวงอก แสดงให้เห็นหัวใจและปอด | |
| ไอซีดี-10-พีซี | บี |
| ไอซีดี-9 | 87 - 88 |
| เมช | 003952 D 003952 |
| รหัส OPS-301 | 3 |
| เมดไลน์พลัส | 007451 |
การถ่ายภาพทางการแพทย์เป็นเทคนิคและกระบวนการสร้างภาพภายในร่างกายเพื่อการวิเคราะห์ทางคลินิกและการรักษาทางการแพทย์รวมถึงการแสดงภาพการทำงานของอวัยวะหรือเนื้อเยื่อบางส่วน ( สรีรวิทยา ) การถ่ายภาพทางการแพทย์มุ่งหวังที่จะเปิดเผยโครงสร้างภายในที่ซ่อนอยู่ใต้ผิวหนังและกระดูก ตลอดจนวินิจฉัยและรักษาโรคการถ่ายภาพทางการแพทย์ยังสร้างฐานข้อมูลกายวิภาคและสรีรวิทยา ปกติ เพื่อให้สามารถระบุความผิดปกติได้ แม้ว่าการถ่ายภาพอวัยวะและเนื้อเยื่อ ที่ถูกตัดออก สามารถทำได้ด้วยเหตุผลทางการแพทย์ แต่โดยทั่วไปแล้วขั้นตอนดังกล่าวถือเป็นส่วนหนึ่งของพยาธิวิทยามากกว่าการถ่ายภาพทางการแพทย์
เทคนิคการวัดและการบันทึกที่ไม่ได้ออกแบบมาเพื่อสร้างภาพ เป็นหลัก เช่นการตรวจคลื่นไฟฟ้าสมอง (EEG), การตรวจคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าสมอง (MEG), การตรวจคลื่นไฟฟ้าหัวใจ (ECG) และอื่นๆ ถือเป็นเทคโนโลยีอื่นๆ ที่สร้างข้อมูลซึ่งสามารถนำเสนอในรูปแบบกราฟแสดงค่าพารามิเตอร์เทียบกับเวลา หรือแผนที่ที่แสดงข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งการวัด ในการเปรียบเทียบอย่างจำกัด เทคโนโลยีเหล่านี้สามารถพิจารณาได้ว่าเป็นรูปแบบหนึ่งของการสร้างภาพทางการแพทย์ในสาขาเครื่องมือทางการแพทย์ อื่น ๆ
ณ ปี 2010 มีการตรวจวินิจฉัยภาพทางการแพทย์ทั่วโลกไปแล้ว 5 พันล้านครั้ง[ 1 ]การได้รับรังสีจากการตรวจวินิจฉัยภาพทางการแพทย์ในปี 2006 คิดเป็นประมาณ 50% ของการได้รับรังสีไอออนทั้งหมดในสหรัฐอเมริกา[ 2 ]อุปกรณ์ตรวจวินิจฉัยภาพทางการแพทย์ผลิตขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีจากอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ซึ่งรวมถึงชิปวงจรCMOS , อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์กำลัง , เซ็นเซอร์เช่นเซ็นเซอร์ภาพ (โดยเฉพาะเซ็นเซอร์ CMOS ) และไบโอเซ็นเซอร์และโปรเซสเซอร์ เช่นไมโครคอนโทรลเลอร์ , ไมโครโปรเซสเซอร์ , โปรเซสเซอร์สัญญาณดิจิทัล , โปรเซสเซอร์สื่อและอุปกรณ์ระบบบนชิปณ ปี 2015การจัดส่งชิปสำหรับการถ่ายภาพทางการแพทย์ต่อปีมีมูลค่า 46 ล้านหน่วยและ1.1 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ[ 3 ]
คำว่า " ไม่รุกราน " ใช้เพื่อบ่งบอกถึงขั้นตอนที่ไม่มีการสอดเครื่องมือใดๆ เข้าไปในร่างกายของผู้ป่วย ซึ่งเป็นกรณีของเทคนิคการถ่ายภาพส่วนใหญ่ที่ใช้กันอยู่
ประวัติศาสตร์
ในปี 1972 วิศวกรGodfrey Hounsfieldจากบริษัท EMI ของอังกฤษ ได้คิดค้นเครื่องมือเอกซเรย์คอมพิวเตอร์โทโมกราฟีสำหรับการวินิจฉัยศีรษะ ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่าคอมพิวเตอร์โทโมกราฟี (CT) วิธีการหลักของ CT นั้นอาศัยการฉายรังสีเอกซเรย์ผ่านส่วนหนึ่งของศีรษะมนุษย์ จากนั้นคอมพิวเตอร์จะประมวลผลเพื่อสร้างภาพตัดขวางขึ้นมาใหม่ ซึ่งเรียกว่าการสร้างภาพ ในปี 1975 EMI ประสบความสำเร็จในการพัฒนาเครื่องมือ CT สำหรับร่างกายทั้งหมด ทำให้สามารถได้ภาพโทโมกราฟีที่ชัดเจนของส่วนต่างๆ ของร่างกายมนุษย์ เทคนิคการวินิจฉัยที่ปฏิวัติวงการนี้ทำให้ Hounsfield และนักฟิสิกส์ Allan Cormack ได้รับรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ในปี 1979 [ 4 ]เทคโนโลยีการประมวลผลภาพดิจิทัลสำหรับการใช้งานทางการแพทย์ได้รับการบรรจุเข้าสู่หอเกียรติยศเทคโนโลยีอวกาศของมูลนิธิอวกาศ ในปี 1994 [ 5 ]
ภายในปี 2010 มีการตรวจวินิจฉัยภาพทางการแพทย์มากกว่า 5 พันล้านครั้งทั่วโลก[ 1 ] [ 6 ]การได้รับรังสีจากการตรวจวินิจฉัยภาพทางการแพทย์ในปี 2006 คิดเป็นประมาณ 50% ของการได้รับรังสีไอออนทั้งหมดในสหรัฐอเมริกา[ 7 ]อุปกรณ์ตรวจวินิจฉัยภาพทางการแพทย์ผลิตขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีจากอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ซึ่งรวมถึงชิปวงจรCMOS , อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์กำลัง , เซ็นเซอร์เช่นเซ็นเซอร์ภาพ (โดยเฉพาะเซ็นเซอร์ CMOS ) และไบโอเซ็นเซอร์รวมถึงโปรเซสเซอร์ เช่นไมโครคอนโทรลเลอร์ , ไมโครโปรเซสเซอร์ , โปรเซสเซอร์สัญญาณดิจิทัล , โปรเซสเซอร์สื่อและอุปกรณ์ระบบบนชิปณ ปี 2015การจัดส่งชิปภาพทางการแพทย์รายปีมีมูลค่าถึง 46 ล้านหน่วย คิดเป็นมูลค่าตลาด1.1 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ[ 8 ] [ 9 ]
ประเภท
ในบริบททางคลินิก การถ่ายภาพทางการแพทย์ด้วย "แสงที่มองไม่เห็น" โดยทั่วไปจะเทียบเท่ากับรังสีวิทยาหรือ "การถ่ายภาพทางคลินิก" การถ่ายภาพทางการแพทย์ด้วย "แสงที่มองเห็นได้" เกี่ยวข้องกับวิดีโอดิจิทัลหรือภาพนิ่งที่สามารถมองเห็นได้โดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์พิเศษ โรคผิวหนังและการดูแลบาดแผลเป็นสองวิธีการที่ใช้ภาพด้วยแสงที่มองเห็นได้ การตีความภาพทางการแพทย์โดยทั่วไปจะดำเนินการโดยแพทย์ผู้เชี่ยวชาญด้านรังสีวิทยาที่เรียกว่ารังสีแพทย์อย่างไรก็ตาม อาจดำเนินการโดยผู้เชี่ยวชาญด้านการดูแลสุขภาพใด ๆ ที่ได้รับการฝึกอบรมและได้รับการรับรองในการประเมินทางคลินิกทางรังสีวิทยา ปัจจุบันการตีความกำลังดำเนินการโดยผู้ที่ไม่ใช่แพทย์มากขึ้นเรื่อย ๆ ตัวอย่างเช่นนักรังสีเทคนิคมักได้รับการฝึกอบรมด้านการตีความเป็นส่วนหนึ่งของการปฏิบัติงานที่ขยายออกไป รังสีวิทยาเพื่อการวินิจฉัยหมายถึงด้านเทคนิคของการถ่ายภาพทางการแพทย์ และโดยเฉพาะอย่างยิ่งการได้มาซึ่งภาพทางการแพทย์ นักรังสีเทคนิค (หรือที่รู้จักกันในชื่อนักเทคโนโลยีรังสีวิทยา) มักรับผิดชอบในการได้มาซึ่งภาพทางการแพทย์ที่มีคุณภาพเพื่อการวินิจฉัย แม้ว่าผู้เชี่ยวชาญอื่น ๆ อาจได้รับการฝึกอบรมในด้านนี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการแทรกแซงทางรังสีวิทยาบางอย่างที่ดำเนินการโดยรังสีแพทย์นั้นทำโดยไม่มีนักรังสีเทคนิค
ในฐานะที่เป็นสาขาการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ การถ่ายภาพทางการแพทย์ถือเป็นสาขาย่อยของวิศวกรรมชีวการแพทย์ฟิสิกส์การแพทย์หรือการแพทย์ขึ้นอยู่กับบริบท: การวิจัยและพัฒนาในด้านเครื่องมือ การได้มาซึ่งภาพ (เช่น การถ่ายภาพรังสี) การสร้างแบบจำลอง และการหาปริมาณ มักจะเป็นขอบเขตของวิศวกรรมชีวการแพทย์ฟิสิกส์การแพทย์และวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ การวิจัยเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้และการตีความภาพทางการแพทย์ มักจะ เป็นขอบเขตของรังสีวิทยาและสาขาย่อยทางการแพทย์ที่เกี่ยวข้องกับสภาวะทางการแพทย์หรือสาขาวิทยาศาสตร์การแพทย์ ( ประสาทวิทยาโรคหัวใจจิตเวชศาสตร์จิตวิทยาฯลฯ) ที่กำลังศึกษาอยู่ เทคนิคหลายอย่างที่พัฒนาขึ้นสำหรับการถ่ายภาพทางการแพทย์ยังมีการประยุกต์ใช้ทางวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรม อีกด้วย [ 10 ]
การถ่ายภาพรังสี
ในทางการแพทย์มีการใช้ภาพรังสีสองรูปแบบ ได้แก่ การถ่ายภาพรังสีแบบฉายภาพ (Projection radiography) และการถ่ายภาพรังสีฟลูออโรสโคปี (Fluoroscopy) ซึ่งแบบหลังมีประโยชน์สำหรับการนำทางสายสวน การถ่ายภาพแบบ 2 มิติเหล่านี้ยังคงใช้กันอย่างแพร่หลายแม้ว่าจะมีเทคโนโลยีการถ่ายภาพแบบ 3 มิติ (3D tomography) ก้าวหน้าไปแล้ว เนื่องจากมีต้นทุนต่ำ ความละเอียดสูง และขึ้นอยู่กับการใช้งาน ปริมาณรังสีที่ต่ำกว่า การถ่ายภาพแบบนี้ใช้ลำแสงเอกซเรย์ กว้าง ในการสร้างภาพ และเป็นเทคนิคการถ่ายภาพแรกที่มีในทางการแพทย์สมัยใหม่
- การตรวจด้วยฟลูออโรสโคปีสร้างภาพโครงสร้างภายในร่างกายแบบเรียลไทม์ในลักษณะเดียวกับการถ่ายภาพรังสีแต่ใช้รังสีเอกซ์ในปริมาณคงที่ในอัตราที่ต่ำกว่า มีการใช้ สารทึบรังสีเช่น แบเรียม ไอโอดีน และอากาศ เพื่อให้เห็นภาพอวัยวะภายในขณะทำงาน ฟลูออโรสโคปียังใช้ในขั้นตอนการผ่าตัดโดยใช้ภาพนำทาง เมื่อต้องการข้อมูลป้อนกลับอย่างต่อเนื่องระหว่างการผ่าตัด จำเป็นต้องมีตัวรับภาพเพื่อแปลงรังสีให้เป็นภาพหลังจากที่ผ่านบริเวณที่ต้องการตรวจ ในยุคแรกๆ นั้นใช้จอฟลูออเรสเซนต์ ต่อมาเปลี่ยนเป็นเครื่องขยายภาพ (Image Amplifier: IA) ซึ่งเป็นหลอดสุญญากาศขนาดใหญ่ที่มีปลายด้านรับเคลือบด้วยซีเซียมไอโอไดด์และมีกระจกอยู่ที่ปลายอีกด้านหนึ่ง ในที่สุดกระจกก็ถูกแทนที่ด้วยกล้องโทรทัศน์
- การถ่ายภาพรังสีแบบฉายภาพ หรือที่รู้จักกันทั่วไปว่าภาพเอกซเรย์ มักใช้เพื่อกำหนดชนิดและความรุนแรงของกระดูกหัก รวมถึงตรวจหาการเปลี่ยนแปลงทางพยาธิสภาพในปอด นอกจากนี้ การใช้ สารทึบ รังสีเช่นแบเรียมยังสามารถใช้เพื่อดูโครงสร้างของกระเพาะอาหารและลำไส้ได้ ซึ่งสามารถช่วยวินิจฉัยแผลในกระเพาะอาหารหรือมะเร็งลำไส้ใหญ่บางชนิดได้
การถ่ายภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
เครื่องมือสร้างภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ( เครื่องสแกน MRI ) หรือ ที่รู้จักกันในชื่อเดิมว่า "เครื่องสแกนสร้างภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านิวเคลียร์ ( NMR )" ใช้แม่เหล็กทรงพลังในการโพลาไรซ์และกระตุ้นนิวเคลียสของ ไฮโดรเจน (เช่นโปรตอน เดี่ยว ) ของโมเลกุลน้ำในเนื้อเยื่อของมนุษย์ ทำให้เกิดสัญญาณที่ตรวจจับได้ซึ่งเข้ารหัสเชิงพื้นที่ ส่งผลให้ได้ภาพของร่างกาย[ 11 ]เครื่องMRIปล่อยคลื่นความถี่วิทยุ (RF) ที่ความถี่เรโซแนนซ์ของอะตอมไฮโดรเจนบนโมเลกุลน้ำ เสาอากาศความถี่วิทยุ ("ขดลวด RF") ส่งคลื่นไปยังบริเวณของร่างกายที่ต้องการตรวจสอบ คลื่น RF จะถูกดูดซับโดยโปรตอน ทำให้ทิศทางของโปรตอนเมื่อเทียบกับสนามแม่เหล็กหลักเปลี่ยนไป เมื่อปิดคลื่น RF โปรตอนจะ "ผ่อนคลาย" กลับสู่แนวเดียวกับแม่เหล็กหลักและปล่อยคลื่นวิทยุออกมาในกระบวนการนี้ การปล่อยคลื่นความถี่วิทยุจากอะตอมไฮโดรเจนบนน้ำนี้เองที่ถูกตรวจจับและสร้างขึ้นใหม่เป็นภาพ ความถี่เรโซแนนซ์ของไดโพลแม่เหล็กที่หมุนอยู่ (ซึ่งโปรตอนเป็นตัวอย่างหนึ่ง) เรียกว่าความถี่ลาร์มอร์และถูกกำหนดโดยความแรงของสนามแม่เหล็กหลักและสภาพแวดล้อมทางเคมีของนิวเคลียสที่สนใจ MRI ใช้สนามแม่เหล็กไฟฟ้า สามสนาม ได้แก่ สนามแม่เหล็กสถิตที่แรงมาก (โดยทั่วไป 1.5 ถึง 3 เทสลา ) เพื่อทำให้ไฮโดรเจนนิวเคลียสเกิดการโพลาไรซ์ เรียกว่าสนามหลัก สนามเกรเดียนต์ที่สามารถปรับเปลี่ยนให้แปรผันตามพื้นที่และเวลา (ในระดับ 1 กิโลเฮิร์ตซ์) สำหรับการเข้ารหัสเชิงพื้นที่ ซึ่งมักเรียกว่าเกรเดียนต์ และ สนาม คลื่นความถี่วิทยุ (RF) ที่สม่ำเสมอในเชิงพื้นที่สำหรับการจัดการไฮโดรเจนนิวเคลียสเพื่อสร้างสัญญาณที่วัดได้ ซึ่งรวบรวมผ่าน เสา อากาศRF
เช่นเดียวกับCT MRI แบบดั้งเดิมจะสร้างภาพสองมิติของ "ชิ้นบางๆ" ของร่างกาย และจึงถือเป็น เทคนิคการถ่ายภาพ แบบโทโมกราฟิกเครื่องมือ MRI ที่ทันสมัยสามารถสร้างภาพในรูปแบบบล็อก 3 มิติ ซึ่งอาจถือได้ว่าเป็นการขยายแนวคิดโทโมกราฟิกแบบชิ้นเดียว แตกต่างจาก CT MRI ไม่ใช้รังสีไอออนิกจึงไม่เกี่ยวข้องกับอันตรายต่อสุขภาพ เช่นเดียวกัน ตัวอย่างเช่น เนื่องจาก MRI เพิ่งเริ่มใช้ตั้งแต่ต้นทศวรรษ 1980 จึงไม่มีผลกระทบระยะยาวที่ทราบจากการสัมผัสกับสนามไฟฟ้าสถิตที่รุนแรง (นี่เป็นหัวข้อที่มีการถกเถียงกันอยู่บ้าง ดูMRI § ความปลอดภัย ) และดังนั้นจึงไม่มีข้อจำกัดจำนวนครั้งในการสแกนที่บุคคลสามารถทำได้ ซึ่งแตกต่างจากX-rayและCTอย่างไรก็ตาม มีความเสี่ยงต่อสุขภาพที่ระบุไว้อย่างชัดเจนที่เกี่ยวข้องกับความร้อนของเนื้อเยื่อจากการสัมผัสกับสนาม RF และการมีอุปกรณ์ฝังอยู่ในร่างกาย เช่น เครื่องกระตุ้นหัวใจ ความเสี่ยงเหล่านี้ได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวดในส่วนของการออกแบบเครื่องมือและโปรโตคอลการสแกนที่ใช้
เนื่องจาก CT และ MRI มีความไวต่อคุณสมบัติของเนื้อเยื่อที่แตกต่างกัน ลักษณะของภาพที่ได้จากทั้งสองเทคนิคจึงแตกต่างกันอย่างมาก ใน CT รังสีเอกซ์จะต้องถูกปิดกั้นด้วยเนื้อเยื่อที่มีความหนาแน่นสูงเพื่อสร้างภาพ ดังนั้นคุณภาพของภาพเมื่อดูเนื้อเยื่ออ่อนจึงจะต่ำ ใน MRI แม้ว่าจะสามารถใช้นิวเคลียสใดๆ ที่มีการหมุนของนิวเคลียสสุทธิได้ แต่โปรตอนของอะตอมไฮโดรเจนยังคงเป็นที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในทางคลินิก เนื่องจากมีอยู่ทั่วไปและให้สัญญาณขนาดใหญ่ นิวเคลียสนี้ซึ่งมีอยู่ในโมเลกุลของน้ำ ช่วยให้ได้ความคมชัดของเนื้อเยื่ออ่อนที่ดีเยี่ยมด้วย MRI [ 12 ]
สามารถใช้ลำดับพัลส์ที่แตกต่างกันหลายแบบสำหรับการถ่ายภาพวินิจฉัย MRI เฉพาะ (MRI แบบหลายพารามิเตอร์หรือ mpMRI) สามารถแยกแยะลักษณะของเนื้อเยื่อได้โดยการรวมลำดับการถ่ายภาพสองลำดับขึ้นไป ขึ้นอยู่กับข้อมูลที่ต้องการ: ภาพถ่วงน้ำหนัก T1 (T1-MRI), ภาพถ่วงน้ำหนัก T2 (T2-MRI), ภาพถ่วงน้ำหนักการแพร่กระจาย (DWI-MRI), การเพิ่มความคมชัดของคอนทราสต์แบบไดนามิก (DCE-MRI) และสเปกโทรสโคปี (MRI-S) ตัวอย่างเช่น การถ่ายภาพเนื้องอกต่อมลูกหมากทำได้ดีกว่าโดยใช้ T2-MRI และ DWI-MRI มากกว่าการใช้ภาพถ่วงน้ำหนัก T2 เพียงอย่างเดียว[ 13 ]จำนวนการใช้งาน mpMRI สำหรับการตรวจหาโรคในอวัยวะต่างๆ ยังคงขยายตัวอย่างต่อเนื่อง รวมถึงการศึกษาตับ เนื้องอกเต้านมเนื้องอกตับอ่อนและการประเมินผลกระทบของ สารที่ทำลาย หลอดเลือดต่อเนื้องอกมะเร็ง[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]
เวชศาสตร์นิวเคลียร์
เวชศาสตร์นิวเคลียร์ครอบคลุมทั้งการถ่ายภาพวินิจฉัยและการรักษาโรค และอาจเรียกได้ว่าเป็นเวชศาสตร์โมเลกุลหรือการถ่ายภาพและการบำบัดด้วยโมเลกุล[ 17 ]เวชศาสตร์นิวเคลียร์ใช้คุณสมบัติบางอย่างของไอโซโทปและอนุภาคพลังงานที่ปล่อยออกมาจากวัสดุกัมมันตรังสีเพื่อวินิจฉัยหรือรักษาพยาธิสภาพต่างๆ แตกต่างจากแนวคิดทั่วไปของรังสีวิทยากายวิภาค เวชศาสตร์นิวเคลียร์ช่วยให้สามารถประเมินสรีรวิทยาได้ แนวทางการประเมินทางการแพทย์ตามหน้าที่นี้มีประโยชน์ในการประยุกต์ใช้ในสาขาย่อยส่วนใหญ่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งมะเร็งวิทยา ประสาทวิทยา และโรคหัวใจกล้องแกมมาและเครื่องสแกน PETใช้ใน scintigraphy, SPECT และ PET เพื่อตรวจจับบริเวณที่มีกิจกรรมทางชีวภาพที่อาจเกี่ยวข้องกับโรคไอโซโทป ที่มีอายุสั้น เช่น99m Tcจะถูกฉีดให้กับผู้ป่วย ไอโซโทปมักจะถูกดูดซึมโดยเนื้อเยื่อที่มีกิจกรรมทางชีวภาพในร่างกายได้ดีกว่า และสามารถใช้เพื่อระบุเนื้องอกหรือ จุด แตกหักในกระดูกได้ ภาพจะถูกบันทึกหลังจากที่โฟตอนที่ขนานกันถูกตรวจจับโดยผลึกที่ปล่อยสัญญาณแสง ซึ่งจะถูกขยายและแปลงเป็นข้อมูลการนับ
- การสแกนด้วยรังสี ("scint") เป็นรูปแบบหนึ่งของการทดสอบวินิจฉัยโรค โดยที่ไอโซโทปรังสีจะถูกนำเข้าภายในร่างกาย เช่น ทางหลอดเลือดดำหรือทางปาก จากนั้น กล้องแกมมาจะจับภาพและสร้างภาพสองมิติ [ 18 ]จากรังสีที่ปล่อยออกมาจากเภสัชภัณฑ์รังสี
- SPECTเป็นเทคนิคโทโมกราฟี 3 มิติที่ใช้ข้อมูลจากกล้องแกมมาจากการฉายภาพหลายมุมและสามารถสร้างภาพขึ้นใหม่ในระนาบต่างๆ ได้ กล้องแกมมาแบบหัวตรวจจับคู่ที่รวมกับเครื่องสแกน CT ซึ่งให้การระบุตำแหน่งของข้อมูล SPECT เชิงฟังก์ชัน เรียกว่ากล้อง SPECT-CT และได้แสดงให้เห็นถึงประโยชน์ในการพัฒนาสาขาการถ่ายภาพระดับโมเลกุล ในวิธีการถ่ายภาพทางการแพทย์อื่นๆ ส่วนใหญ่ พลังงานจะถูกส่งผ่านร่างกายและปฏิกิริยาหรือผลลัพธ์จะถูกอ่านโดยตัวตรวจจับ ในการถ่ายภาพ SPECT ผู้ป่วยจะได้รับการฉีดไอโซโทปรังสี ซึ่งโดยทั่วไปคือ ธัลเลียม 201TI, เทคนีเซียม 99mTC, ไอโอดีน 123I และแกลเลียม 67Ga [ 19 ]รังสีแกมมาที่เป็นกัมมันตภาพรังสีจะถูกปล่อยออกมาผ่านร่างกายเมื่อกระบวนการสลายตัวตามธรรมชาติของไอโซโทปเหล่านี้เกิดขึ้น การปล่อยรังสีแกมมาจะถูกจับโดยตัวตรวจจับที่ล้อมรอบร่างกาย ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วหมายความว่ามนุษย์เป็นแหล่งกำเนิดของกัมมันตภาพรังสี แทนที่จะเป็นอุปกรณ์ถ่ายภาพทางการแพทย์ เช่น เอ็กซ์เรย์หรือ CT
- การถ่ายภาพเอกซเรย์คอมพิวเตอร์แบบปล่อยโพซิตรอน (PET) ใช้หลักการตรวจจับแบบบังเอิญเพื่อสร้างภาพกระบวนการทำงานของ ร่างกายไอโซโทปที่ปล่อยโพซิตรอนที่มีอายุสั้น เช่น 18Fจะถูกรวมเข้ากับสารอินทรีย์ เช่นกลูโคสทำให้เกิด F18-ฟลูออโรดีออกซีกลูโคส ซึ่งสามารถใช้เป็นตัวบ่งชี้การเผาผลาญได้ ภาพการกระจายตัวของกิจกรรมทั่วร่างกายสามารถแสดงให้เห็นเนื้อเยื่อที่เติบโตอย่างรวดเร็ว เช่น เนื้องอก การแพร่กระจาย หรือการติดเชื้อ ภาพ PET สามารถนำมาเปรียบเทียบกับ ภาพสแกน เอกซเรย์คอมพิวเตอร์เพื่อหาความสัมพันธ์ทางกายวิภาค เครื่องสแกนที่ทันสมัยอาจรวม PET เข้าไว้ด้วย ทำให้สามารถทำ PET-CTหรือ PET-MRIเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการสร้างภาพที่เกี่ยวข้องกับการถ่ายภาพโพซิตรอนได้ โดยดำเนินการบนอุปกรณ์เดียวกันโดยไม่ต้องเคลื่อนย้ายผู้ป่วยออกจากแท่นวาง ข้อมูลภาพแบบผสมผสานระหว่างการทำงานและกายวิภาคที่ได้นั้นเป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์ในการวินิจฉัยแบบไม่รุกรานและการจัดการผู้ป่วย
เครื่องหมายฟิดูเซียรีถูกใช้ในแอปพลิเคชันการถ่ายภาพทางการแพทย์ที่หลากหลาย ภาพของบุคคลเดียวกันที่สร้างขึ้นด้วยระบบการถ่ายภาพสองระบบที่แตกต่างกันสามารถเชื่อมโยงกันได้ (เรียกว่าการลงทะเบียนภาพ) โดยการวางเครื่องหมายฟิดูเซียรีในบริเวณที่ถ่ายภาพโดยทั้งสองระบบ ในกรณีนี้ ต้องใช้เครื่องหมายที่มองเห็นได้ในภาพที่สร้างขึ้นโดยวิธีการถ่ายภาพทั้งสองแบบ ด้วยวิธีนี้ ข้อมูลการทำงานจากSPECTหรือการตรวจเอกซเรย์คอมพิวเตอร์แบบโพซิตรอนสามารถเชื่อมโยงกับข้อมูลทางกายวิภาคที่ได้จากการถ่ายภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (MRI) [ 20 ]ในทำนองเดียวกัน จุดฟิดูเซียรีที่สร้างขึ้นระหว่าง MRI สามารถเชื่อมโยงกับภาพสมองที่สร้างขึ้นโดยแมกนีโตเอนเซฟาโลแกรมเพื่อระบุตำแหน่งแหล่งที่มาของกิจกรรมในสมอง
อัลตราซาวนด์
อัลตราซาวนด์ทางการแพทย์ใช้คลื่นเสียงความถี่สูงในช่วงเมกะเฮิร์ตซ์ซึ่งสะท้อนจากเนื้อเยื่อในระดับต่างๆ กัน ทำให้เกิดภาพ (สูงสุดถึง 3 มิติ) โดยทั่วไปมักใช้ในการตรวจทารกในครรภ์ของหญิงตั้งครรภ์ อย่างไรก็ตาม การใช้งานอัลตราซาวนด์นั้นกว้างขวางกว่ามาก การใช้งานที่สำคัญอื่นๆ ได้แก่ การตรวจอวัยวะในช่องท้อง หัวใจ เต้านม กล้ามเนื้อ เส้นเอ็น หลอดเลือดแดง และหลอดเลือดดำ แม้ว่าอาจให้รายละเอียดทางกายวิภาคศาสตร์น้อยกว่าเทคนิคต่างๆ เช่น CT หรือ MRI แต่ก็มีข้อดีหลายประการที่ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานในหลายสถานการณ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งคือการศึกษาการทำงานของโครงสร้างที่เคลื่อนไหวแบบเรียลไทม์ ไม่ปล่อยรังสีไอออนและมีสเปคเคิลที่สามารถใช้ในอิลาสโตกราฟีได้อัลตราซาวนด์ยังใช้เป็นเครื่องมือวิจัยยอดนิยมสำหรับการเก็บข้อมูลดิบ ซึ่งสามารถเข้าถึงได้ผ่านอินเทอร์เฟซการวิจัยอัลตราซาวนด์เพื่อวัตถุประสงค์ในการจำแนกลักษณะเนื้อเยื่อและการนำเทคนิคการประมวลผลภาพใหม่ๆ มาใช้ แนวคิดของอัลตราซาวนด์แตกต่างจากวิธีการถ่ายภาพทางการแพทย์อื่นๆ ตรงที่ทำงานโดยการส่งและรับคลื่นเสียง คลื่นเสียงความถี่สูงจะถูกส่งเข้าไปในเนื้อเยื่อ และขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของเนื้อเยื่อต่างๆ สัญญาณจะถูกลดทอนและสะท้อนกลับในช่วงเวลาที่แตกต่างกัน เส้นทางของคลื่นเสียงสะท้อนในโครงสร้างหลายชั้นสามารถกำหนดได้โดยอิมพีแดนซ์เสียงขาเข้า (คลื่นเสียงอัลตราซาวนด์) และสัมประสิทธิ์การสะท้อนและการส่งผ่านของโครงสร้างที่เกี่ยวข้อง[ 19 ]การใช้งานมีความปลอดภัยสูงและดูเหมือนว่าจะไม่ก่อให้เกิดผลเสียใดๆ นอกจากนี้ยังมีราคาค่อนข้างถูกและดำเนินการได้อย่างรวดเร็ว เครื่องสแกนอัลตราซาวนด์สามารถนำไปยังผู้ป่วยวิกฤตในหน่วยดูแลผู้ป่วยหนักได้ หลีกเลี่ยงอันตรายที่เกิดขึ้นขณะเคลื่อนย้ายผู้ป่วยไปยังแผนกรังสีวิทยา ภาพเคลื่อนไหวแบบเรียลไทม์ที่ได้รับสามารถใช้เป็นแนวทางในการทำหัตถการระบายและตัดชิ้นเนื้อ ความสามารถของ Doppler ในเครื่องสแกนที่ทันสมัยช่วยให้สามารถประเมินการไหลเวียนของเลือดในหลอดเลือดแดงและหลอดเลือดดำได้
อิลาสโตกราฟี
อีลาสโตกราฟีเป็นวิธีการถ่ายภาพแบบใหม่ที่ใช้ในการสร้างแผนที่คุณสมบัติความยืดหยุ่นของเนื้อเยื่ออ่อน วิธีการนี้เพิ่งเกิดขึ้นในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมา อีลาสโตกราฟีมีประโยชน์ในการวินิจฉัยทางการแพทย์ เนื่องจากความยืดหยุ่นสามารถแยกแยะเนื้อเยื่อที่แข็งแรงออกจากเนื้อเยื่อที่ไม่แข็งแรงสำหรับอวัยวะ/เนื้องอกเฉพาะ ตัวอย่างเช่น เนื้องอกมะเร็งมักจะแข็งกว่าเนื้อเยื่อรอบข้าง และตับที่เป็นโรคจะแข็งกว่าตับที่แข็งแรง[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]มีเทคนิคอีลาสโตกราฟีหลายวิธีที่ใช้คลื่นอัลตราซาวนด์ การถ่ายภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และการถ่ายภาพแบบสัมผัส การใช้งานทางคลินิกอย่างกว้างขวางของอัลตราซาวนด์อีลาสโตกราฟีเป็นผลมาจากการนำเทคโนโลยีมาใช้ในเครื่องอัลตราซาวนด์ทางคลินิก สาขาหลักของอัลตราซาวนด์อีลาสโตกราฟี ได้แก่ Quasistatic Elastography/Strain Imaging, Shear Wave Elasticity Imaging ( SWEI), Acoustic Radiation Force Impulse imaging (ARFI), Supersonic Shear Imaging (SSI) และTransient Elastography [ 22 ]ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา พบว่ากิจกรรมในสาขาอิลาสโตกราฟีเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ซึ่งแสดงให้เห็นถึงการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีนี้อย่างประสบความสำเร็จในหลากหลายสาขาการวินิจฉัยทางการแพทย์และการติดตามการรักษา
การถ่ายภาพด้วยคลื่นเสียงความร้อน
การถ่ายภาพด้วยคลื่นเสียงความร้อน (Photoacoustic imaging)เป็นวิธีการถ่ายภาพทางการแพทย์แบบผสมผสานที่พัฒนาขึ้นใหม่ล่าสุด โดยอาศัยปรากฏการณ์คลื่นเสียงความร้อน วิธีการนี้รวมข้อดีของความแตกต่างของการดูดกลืนแสงเข้ากับความละเอียดเชิงพื้นที่ของคลื่นเสียงอัลตราโซนิกสำหรับการถ่ายภาพในระดับลึกในสภาวะการแพร่กระจาย (ทางแสง) หรือกึ่งแพร่กระจาย การศึกษาล่าสุดแสดงให้เห็นว่าการถ่ายภาพด้วยคลื่นเสียงความร้อนสามารถนำมาใช้ในร่างกายเพื่อตรวจสอบการสร้างหลอดเลือดใหม่ในเนื้องอก การทำแผนที่ระดับออกซิเจนในเลือด การถ่ายภาพการทำงานของสมอง และการตรวจหามะเร็งผิวหนัง เป็นต้น
การตรวจเอกซเรย์คอมพิวเตอร์
การถ่ายภาพตัดขวาง (Tomography)คือการสร้างภาพโดยการตัดเป็นส่วนๆ หรือแบ่งเป็นส่วนๆ วิธีการหลักๆ ในการถ่ายภาพทางการแพทย์ ได้แก่:
- เอกซเรย์คอมพิวเตอร์โทโมกราฟี (CT) หรือการสแกนเอกซเรย์คอมพิวเตอร์แบบแกน (CAT) เป็นเทคนิคโทโมกราฟีแบบเกลียว (รุ่นล่าสุด) ซึ่งโดยทั่วไปจะสร้างภาพ 2 มิติของโครงสร้างในส่วนบาง ๆ ของร่างกาย ใน CT ลำแสงเอกซเรย์จะหมุนรอบวัตถุที่กำลังตรวจสอบและถูกตรวจจับโดยตัวตรวจจับรังสีที่มีความไวสูงหลังจากที่ทะลุผ่านวัตถุจากหลายมุม จากนั้นคอมพิวเตอร์จะวิเคราะห์ข้อมูลที่ได้รับจากตัวตรวจจับของเครื่องสแกนและสร้างภาพรายละเอียดของวัตถุและเนื้อหาโดยใช้หลักการทางคณิตศาสตร์ที่กำหนดไว้ในการแปลงเรดอน CT มี ปริมาณ รังสีไอออนไนซ์มากกว่าการถ่ายภาพรังสีแบบฉายภาพ การสแกนซ้ำต้องจำกัดเพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบต่อสุขภาพ CT ใช้หลักการเดียวกันกับการฉายภาพเอกซเรย์ แต่ในกรณีนี้ ผู้ป่วยจะถูกล้อมรอบด้วยวงแหวนของตัวตรวจจับที่ติดตั้งตัวตรวจจับแบบสั่นไหว 500–1000 ตัว[ 19 ] (รูปทรงเรขาคณิตของเครื่องสแกนเอกซเรย์ CT รุ่นที่สี่) ก่อนหน้านี้ ในเครื่องสแกนรุ่นเก่า ลำแสงเอ็กซ์เรย์จะถูกส่งผ่านโดยแหล่งกำเนิดและตัวตรวจจับที่เคลื่อนที่ได้ แต่ปัจจุบัน เทคโนโลยีเอกซเรย์คอมพิวเตอร์ (CT) ได้เข้ามาแทนที่ เทคโนโลยี เอกซเรย์คอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิม (Focal Plane Tomography) เกือบทั้งหมดแล้ว ในการถ่ายภาพเอกซเรย์แบบสามมิติ
- การตรวจเอกซเรย์คอมพิวเตอร์แบบโพซิตรอน (PET) ยังใช้ร่วมกับการตรวจเอกซเรย์คอมพิวเตอร์PET-CTและการตรวจเอกซเรย์คอมพิวเตอร์แบบแม่เหล็กPET-MRIอีก ด้วย [ 25 ]
- การถ่ายภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (MRI) โดยทั่วไปจะสร้างภาพตัดขวางของร่างกายแบบสามมิติ (ดูรายละเอียดเพิ่มเติมในส่วน MRI แยกต่างหากในบทความนี้)
การตรวจเอโคคาร์ดิโอแกรม
เมื่อใช้คลื่นอัลตราซาวนด์ในการสร้างภาพหัวใจ จะเรียกว่าการตรวจเอโคคาร์ดิโอแกรมการตรวจเอโคคาร์ดิโอแกรมช่วยให้เห็นโครงสร้างโดยละเอียดของหัวใจ รวมถึงขนาดของห้องหัวใจ การทำงานของหัวใจ ลิ้นหัวใจ และเยื่อหุ้มหัวใจ (ถุงที่ห่อหุ้มหัวใจ) การตรวจเอโคคาร์ดิโอแกรมใช้ภาพ 2 มิติ 3 มิติ และดอปเลอร์เพื่อสร้างภาพหัวใจและมองเห็นการไหลเวียนของเลือดผ่านลิ้นหัวใจทั้งสี่ การตรวจเอโคคาร์ดิโอแกรมถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในผู้ป่วยหลากหลายกลุ่ม ตั้งแต่ผู้ที่มีอาการ เช่น หายใจถี่หรือเจ็บหน้าอก ไปจนถึงผู้ที่กำลังรับการรักษาโรคมะเร็ง การตรวจอัลตราซาวนด์ผ่านทรวงอกได้รับการพิสูจน์แล้วว่าปลอดภัยสำหรับผู้ป่วยทุกวัย ตั้งแต่ทารกไปจนถึงผู้สูงอายุ โดยไม่มีความเสี่ยงต่อผลข้างเคียงที่เป็นอันตรายหรือรังสี ซึ่งแตกต่างจากวิธีการสร้างภาพอื่นๆ การตรวจเอโคคาร์ดิโอแกรมเป็นหนึ่งในวิธีการสร้างภาพที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในโลก เนื่องจากพกพาสะดวกและใช้งานได้หลากหลาย ในสถานการณ์ฉุกเฉิน การตรวจเอโคคาร์ดิโอแกรมเป็นวิธีที่รวดเร็ว เข้าถึงได้ง่าย และสามารถทำได้ที่ข้างเตียงผู้ป่วย ทำให้เป็นวิธีการตรวจที่แพทย์หลายคนเลือกใช้
สเปกโทรสโกปีอินฟราเรดใกล้เชิงฟังก์ชัน
FNIR เป็นเทคนิคการถ่ายภาพแบบไม่รุกรานที่ค่อนข้างใหม่NIRS (near infrared spectroscopy) ใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในการถ่ายภาพระบบประสาทเชิงฟังก์ชันและได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางว่าเป็นเทคนิคการถ่ายภาพสมอง[ 26 ]
การถ่ายภาพอนุภาคแม่เหล็ก
การถ่ายภาพด้วยอนุภาคแม่เหล็ก ( MPI ) เป็นเทคนิคการถ่ายภาพวินิจฉัยโรคที่กำลังพัฒนา โดยใช้ สารอนุภาคนาโนเหล็กออกไซด์ ซูเปอร์พาราแมกเนติก เพื่อติดตาม อนุภาค นาโน เหล็กออกไซด์ซูเปอร์พาราแมก เนติก ข้อดีหลักคือมีความไวและความจำเพาะ สูง พร้อมทั้งไม่มีการลดลงของสัญญาณเมื่อความลึกของเนื้อเยื่อเพิ่มขึ้น MPI ถูกนำมาใช้ในการวิจัยทางการแพทย์เพื่อถ่ายภาพการทำงานของระบบหัวใจ และ หลอดเลือด การไหลเวียนของเลือดในระบบประสาทและการติดตามเซลล์
อุตสาหกรรม
องค์กรในอุตสาหกรรมการถ่ายภาพทางการแพทย์ ได้แก่ ผู้ผลิตอุปกรณ์ถ่ายภาพ สถานีรังสีวิทยาอิสระ และโรงพยาบาล
ตลาดโลกสำหรับอุปกรณ์ที่ผลิตขึ้นมีมูลค่าประมาณ 5 พันล้านดอลลาร์ในปี 2018 [ 27 ] [ 28 ] ผู้ผลิตที่โดดเด่น ได้แก่Fujifilm , GE HealthCare , Siemens Healthineers , Philips , Shimadzu , Canon , Carestream Health , Hologic , United ImagingและEsaote [ 29 ]ในปี 2016 อุตสาหกรรมการผลิตมีลักษณะเป็นแบบผูกขาดและเติบโตเต็มที่ โดยมีผู้เข้ามาใหม่ ได้แก่SamsungและNeusoft Medical [ 30 ] ในปี 2024 Fischer MVL ในอินเดียเริ่มผลิตเครื่อง MRI [ 31 ]บริษัทอื่นๆ ในอินเดีย ได้แก่ Allengers, Skanray และ BPL Medical Technologies [ 32 ]
ในปี 2016 โตชิบาถอนตัวออกจากอุตสาหกรรมโดยขายแผนกการถ่ายภาพทางการแพทย์ให้กับแคนนอน ซึ่งต่อมาเปลี่ยนชื่อเป็นแคนนอน[ 33 ]ในปี 2019 ฮิตาชิถอนตัวออกจากอุตสาหกรรมโดยขายธุรกิจให้กับฟูจิฟิล์มในราคาประมาณ 1.6 พันล้านดอลลาร์[ 34 ]เครื่องเอกซเรย์แบบง่ายๆ เริ่มกลายเป็นสินค้าโภคภัณฑ์ในปี 1998 เมื่อโกดักมีส่วนแบ่งการตลาดทั่วโลกประมาณ 30% [ 35 ]ต่อมาโกดักขายธุรกิจการถ่ายภาพทางการแพทย์ในปี 2007 [ 36 ]และธุรกิจดังกล่าวเปลี่ยนชื่อเป็นแคร์สตรีม เฮลท์ ในทศวรรษ 1970 มีการนำเครื่องสแกน CT มาใช้ ตามด้วยเครื่อง MRI ในทศวรรษ 1980 โดย GE เป็นผู้นำทั้งสองอย่าง[ 37 ] : 79การถ่ายภาพรังสีดิจิทัลได้เข้ามาแทนที่การถ่ายภาพรังสีคอมพิวเตอร์ แบบเก่า เมื่อเวลาผ่านไป ซึ่งช่วยลดปริมาณรังสี[ 38 ]
ในสหรัฐอเมริกา จากการประมาณการในปี 2015 ตลาดการสแกนภาพทางการแพทย์ของสหรัฐฯ มีมูลค่าประมาณ 100 พันล้านดอลลาร์ โดย 60% เกิดขึ้นในโรงพยาบาล และ 40% เกิดขึ้นในคลินิกอิสระ เช่นเครือRadNet [ 39 ]
ในระหว่างตั้งครรภ์
การถ่ายภาพทางการแพทย์อาจจำเป็นในระหว่างตั้งครรภ์เนื่องจากภาวะแทรกซ้อนในการตั้งครรภ์โรคที่เป็นอยู่ก่อนแล้วหรือโรคที่เกิดขึ้นในระหว่างตั้งครรภ์ หรือการดูแลก่อนคลอดตาม ปกติ การถ่ายภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (MRI) โดยไม่ใช้สารทึบแสง MRIรวมถึงการอัลตราซาวนด์ทางสูติกรรมไม่มีความเสี่ยงใดๆ ต่อมารดาหรือทารกในครรภ์ และเป็นเทคนิคการถ่ายภาพที่เหมาะสมที่สุดสำหรับสตรีมีครรภ์[ 40 ]การถ่ายภาพรังสีแบบฉายภาพการสแกน CTและ การถ่ายภาพ เวชศาสตร์นิวเคลียร์ ส่งผลให้มีการได้รับ รังสีไอออนในระดับหนึ่งแต่โดยส่วนใหญ่แล้วจะมีปริมาณรังสีที่ดูดซับได้ ต่ำกว่ามาก เมื่อเทียบกับปริมาณรังสีที่ก่อให้เกิดอันตรายต่อทารกในครรภ์[ 40 ]ในปริมาณรังสีที่สูงขึ้น อาจส่งผลให้เกิดการแท้งบุตร ความพิการแต่กำเนิดและความบกพร่องทางสติปัญญา[ 40 ]
เพิ่มประสิทธิภาพการใช้ขั้นตอนการถ่ายภาพให้สูงสุด
ปริมาณข้อมูลที่ได้จากการสแกน MR หรือ CT เพียงครั้งเดียวนั้นมีมากมายมหาศาล ข้อมูลบางส่วนที่รังสีแพทย์ละทิ้งไปอาจช่วยประหยัดเวลาและค่าใช้จ่ายให้กับผู้ป่วย ในขณะเดียวกันก็ช่วยลดการได้รับรังสีและความเสี่ยงของภาวะแทรกซ้อนจากขั้นตอนการตรวจแบบรุกราน[ 41 ]แนวทางอื่นในการทำให้ขั้นตอนการตรวจมีประสิทธิภาพมากขึ้นคือการใช้ข้อจำกัดเพิ่มเติม เช่น ในวิธีการถ่ายภาพทางการแพทย์บางอย่าง สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของการได้มาซึ่งข้อมูลโดยคำนึงถึงข้อเท็จจริงที่ว่าความหนาแน่นที่สร้างขึ้นใหม่เป็นค่าบวก[ 42 ] [ 43 ]
การสร้างภาพสามมิติ
เทคนิค การแสดงผลแบบปริมาตรได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อให้ซอฟต์แวร์การสแกน CT, MRI และอัลตราซาวนด์สามารถสร้างภาพ 3 มิติสำหรับแพทย์ได้[ 44 ]การสแกน CT และ MRI แบบดั้งเดิมจะสร้างภาพ 2 มิติแบบคงที่บนฟิล์ม ในการสร้างภาพ 3 มิติ จะต้องทำการสแกนหลายครั้งแล้วนำมารวมกันโดยคอมพิวเตอร์เพื่อสร้างแบบจำลอง 3 มิติ ซึ่งแพทย์สามารถปรับแต่งได้ การ สร้าง ภาพอัลตราซาวนด์ 3 มิติใช้เทคนิคที่คล้ายคลึงกัน ในการวินิจฉัยโรคของอวัยวะภายในช่องท้อง อัลตราซาวนด์มีความไวเป็นพิเศษในการสร้างภาพทางเดินน้ำดี ทางเดินปัสสาวะ และอวัยวะสืบพันธุ์เพศหญิง (รังไข่ ท่อนำไข่) เช่น การวินิจฉัยนิ่วในถุงน้ำดีโดยการขยายตัวของท่อน้ำดีส่วนกลางและนิ่วในท่อน้ำดีส่วนกลาง ด้วยความสามารถในการมองเห็นโครงสร้างที่สำคัญได้อย่างละเอียด วิธีการสร้างภาพ 3 มิติจึงเป็นทรัพยากรที่มีค่าสำหรับการวินิจฉัยและการรักษาด้วยการผ่าตัดของโรคต่างๆ มากมาย อุปกรณ์นี้เป็นทรัพยากรสำคัญสำหรับการผ่าตัดแยกฝาแฝดชาวอิหร่านลาดัน และ ลาเลห์ บิจานีในปี 2546 ซึ่งแม้จะไม่ประสบความสำเร็จในท้ายที่สุด แต่ก็เป็นความพยายามที่มีชื่อเสียงของศัลยแพทย์ชาวสิงคโปร์ อุปกรณ์ 3 มิตินี้เคยถูกนำมาใช้ในการผ่าตัดลักษณะเดียวกันมาก่อนและประสบความสำเร็จอย่างมาก
เทคนิคอื่นๆ ที่ได้รับการเสนอหรือพัฒนาขึ้น ได้แก่:
- การถ่ายภาพโทโมกราฟีแบบกระจายแสง
- อิลาสโตกราฟี
- การถ่ายภาพด้วยความต้านทานไฟฟ้า
- การถ่ายภาพออปโตอะคูสติก
- จักษุวิทยา
เทคนิคเหล่านี้บางส่วนยังอยู่ในขั้นตอนการวิจัยและยังไม่ได้นำมาใช้ในงานทางคลินิกประจำวัน
การถ่ายภาพที่ไม่ใช่เพื่อการวินิจฉัย
การถ่ายภาพระบบประสาทได้ถูกนำมาใช้ในสถานการณ์ทดลองเพื่อให้ผู้คน (โดยเฉพาะผู้พิการ) สามารถควบคุมอุปกรณ์ภายนอกได้ โดยทำหน้าที่เป็นส่วน ต่อประสานระหว่างสมอง กับคอมพิวเตอร์
แอปพลิเคชันซอฟต์แวร์การถ่ายภาพทางการแพทย์จำนวนมากใช้สำหรับการถ่ายภาพที่ไม่ใช่เพื่อการวินิจฉัยโดยเฉพาะ เนื่องจากไม่ได้รับการอนุมัติจาก FDA [ 45 ]และไม่ได้รับอนุญาตให้ใช้ในการวิจัยทางคลินิกเพื่อการวินิจฉัยผู้ป่วย[ 46 ]โปรดทราบว่า การศึกษา วิจัยทางคลินิก จำนวนมาก ไม่ได้ออกแบบมาเพื่อการวินิจฉัยผู้ป่วยอยู่แล้ว[ 47 ]
การจัดเก็บและบันทึกข้อมูล
การบันทึกภาพที่ได้จากอุปกรณ์ทางการแพทย์สำหรับการถ่ายภาพอัลตราซา วนด์เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการจัดเก็บและ การใช้งานด้านการแพทย์ทางไกล โดย ส่วนใหญ่ ใช้อุปกรณ์ จับภาพเฟรมเพื่อบันทึกสัญญาณวิดีโอจากอุปกรณ์ทางการแพทย์และส่งต่อไปยังคอมพิวเตอร์เพื่อการประมวลผลและการดำเนินการต่อไป[ 48 ]
ดีคอม
มาตรฐานDigital Imaging and Communication in Medicine (DICOM)ถูกใช้ทั่วโลกเพื่อจัดเก็บ แลกเปลี่ยน และส่งภาพทางการแพทย์ มาตรฐาน DICOM ประกอบด้วยโปรโตคอลสำหรับเทคนิคการถ่ายภาพ เช่น การถ่ายภาพรังสีเอกซ์ การตรวจเอกซเรย์คอมพิวเตอร์ (CT) การถ่ายภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (MRI) อัลตราซาวนด์ และการรักษาด้วยรังสี[ 49 ]
การบีบอัดภาพทางการแพทย์
เทคนิคการถ่ายภาพทางการแพทย์สร้างข้อมูลจำนวนมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากวิธีการ CT, MRI และ PET ส่งผลให้การจัดเก็บและการสื่อสารข้อมูลภาพอิเล็กทรอนิกส์ทำได้ยากหากไม่มีการบีบอัด[ 50 ] [ 51 ] การบีบอัดภาพ JPEG 2000ถูกใช้โดย มาตรฐาน DICOMสำหรับการจัดเก็บและการส่งภาพทางการแพทย์ ต้นทุนและความเป็นไปได้ในการเข้าถึงชุดข้อมูลภาพขนาดใหญ่ผ่านแบนด์วิดท์ต่ำหรือหลากหลายได้รับการแก้ไขเพิ่มเติมโดยการใช้มาตรฐาน DICOM อีกมาตรฐานหนึ่งที่เรียกว่าJPIPเพื่อให้สามารถสตรีมข้อมูลภาพที่บีบอัดJPEG 2000 ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
การถ่ายภาพทางการแพทย์บนระบบคลาวด์
มีแนวโน้มเพิ่มขึ้นในการย้ายจากPACS ในสถานที่ไป ยัง PACS บนคลาวด์ซึ่งสามารถจัดหาAI ที่สร้างขึ้นและเครื่องมืออื่น ๆ เพื่อปรับปรุงความแม่นยำในการวินิจฉัยด้วยความถูกต้องและการวิเคราะห์ที่มากขึ้น แต่ปัญหาเรื่องอคติและการตีความที่ยังไม่ได้รับการแก้ไขยังคงมีอยู่ ณ ปี 2025 [ 52 ]
ใช้ในการทดลองทางคลินิกด้านเภสัชกรรม
การถ่ายภาพทางการแพทย์ได้กลายเป็นเครื่องมือสำคัญในการทดลองทางคลินิก เนื่องจากช่วยให้สามารถวินิจฉัยโรคได้อย่างรวดเร็วด้วยการแสดงภาพและการประเมินเชิงปริมาณ
A typical clinical trial goes through multiple phases and can take up to eight years. Clinical endpoints or outcomes are used to determine whether the therapy is safe and effective. Once a patient reaches the endpoint, he or she is generally excluded from further experimental interaction. Trials that rely solely on clinical endpoints are very costly as they have long durations and tend to need large numbers of patients.
In contrast to clinical endpoints, surrogate endpoints have been shown to cut down the time required to confirm whether a drug has clinical benefits. Imaging biomarkers (a characteristic that is objectively measured by an imaging technique, which is used as an indicator of pharmacological response to a therapy) and surrogate endpoints have shown to facilitate the use of small group sizes, obtaining quick results with good statistical power.[53]
Imaging is able to reveal subtle change that is indicative of the progression of therapy that may be missed out by more subjective, traditional approaches. Statistical bias is reduced as the findings are evaluated without any direct patient contact.
Imaging techniques such as positron emission tomography (PET) and magnetic resonance imaging (MRI) are routinely used in oncology and neuroscience areas.[54][55][56][57] For example, measurement of tumour shrinkage is a commonly used surrogate endpoint in solid tumour response evaluation. This allows for faster and more objective assessment of the effects of anticancer drugs. In Alzheimer's disease, MRI scans of the entire brain can accurately assess the rate of hippocampal atrophy,[58][59] while PET scans can measure the brain's metabolic activity by measuring regional glucose metabolism,[53] and beta-amyloid plaques using tracers such as Pittsburgh compound B (PiB). Historically less use has been made of quantitative medical imaging in other areas of drug development although interest is growing.[60]
An imaging-based trial will usually be made up of three components:
- โปรโตคอลการถ่ายภาพที่สมจริง โปรโตคอลนี้เป็นโครงร่างที่กำหนดมาตรฐาน (เท่าที่จะเป็นไปได้ในทางปฏิบัติ) วิธีการได้มาซึ่งภาพโดยใช้เทคนิคต่างๆ ( PET , SPECT , CT , MRI ) โดยครอบคลุมรายละเอียดเฉพาะเกี่ยวกับการจัดเก็บ การประมวลผล และการประเมินภาพ
- ศูนย์ภาพทางการแพทย์มีหน้าที่รวบรวมภาพ ตรวจสอบคุณภาพ และจัดหาเครื่องมือสำหรับการจัดเก็บ การเผยแพร่ และการวิเคราะห์ข้อมูล สิ่งสำคัญคือภาพที่ได้มาในช่วงเวลาต่างๆ จะต้องแสดงในรูปแบบมาตรฐานเพื่อรักษาความน่าเชื่อถือของการประเมิน องค์กรวิจัยตามสัญญาเฉพาะทางด้านภาพทางการแพทย์บางแห่งให้บริการด้านภาพทางการแพทย์แบบครบวงจร ตั้งแต่การออกแบบโปรโตคอลและการจัดการสถานที่ ไปจนถึงการประกันคุณภาพข้อมูลและการวิเคราะห์ภาพ
- สถานพยาบาลที่รับสมัครผู้ป่วยเพื่อสร้างภาพถ่ายทางการแพทย์เพื่อส่งกลับไปยังศูนย์ถ่ายภาพทางการแพทย์
ความเสี่ยงและประเด็นด้านความปลอดภัย
การถ่ายภาพทางการแพทย์อาจก่อให้เกิดอันตรายต่อผู้ป่วยและผู้ให้บริการด้านการดูแลสุขภาพจากการสัมผัสกับรังสีไอออนไนซ์สารทึบรังสีไอโอดีนสนามแม่เหล็กและอันตรายอื่นๆ[ 61 ]
ตะกั่วเป็นวัสดุหลักที่ใช้ในการป้องกันรังสีเอกซ์ที่กระจัดกระจายในการถ่ายภาพรังสี
ในการถ่ายภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะมีการป้องกันคลื่นวิทยุ MRIรวมถึงการป้องกันสนามแม่เหล็กเพื่อป้องกันการรบกวนจากภายนอกต่อคุณภาพของภาพ[ 62 ]
การคุ้มครองความเป็นส่วนตัว
โดยทั่วไปแล้ว การถ่ายภาพทางการแพทย์จะอยู่ภายใต้กฎหมายคุ้มครองความเป็นส่วนตัวทางการแพทย์ตัวอย่างเช่น ในสหรัฐอเมริกาพระราชบัญญัติการพกพาและการรักษาความลับข้อมูลสุขภาพ (HIPAA) กำหนดข้อจำกัดสำหรับผู้ให้บริการด้านการดูแลสุขภาพในการใช้ข้อมูลสุขภาพที่ได้รับการคุ้มครองซึ่งเป็นข้อมูลที่สามารถระบุตัวบุคคลได้ที่เกี่ยวข้องกับสุขภาพกายหรือสุขภาพจิตในอดีต ปัจจุบัน หรืออนาคตของบุคคลใดบุคคลหนึ่ง[ 63 ]แม้ว่าจะยังไม่มีคำตัดสินทางกฎหมายที่แน่ชัดในเรื่องนี้ แต่การศึกษาหลายชิ้นได้ระบุว่า การถ่ายภาพทางการแพทย์มีข้อมูลไบโอเมตริกที่สามารถระบุตัวบุคคลได้อย่างเฉพาะเจาะจง และด้วยเหตุนี้จึงจัดเป็น PHI และ/หรือข้อมูลส่วนบุคคลประเภทพิเศษ[ 64 ] [ 65 ] [ 66 ] [ 67 ] [ 68 ] [ 69 ]
แนวทางจริยธรรมของสภาการแพทย์ทั่วไปแห่งสหราชอาณาจักรระบุว่า สภาฯ ไม่จำเป็นต้องได้รับความยินยอมก่อนทำการบันทึกภาพเอกซเรย์[ 70 ]อย่างไรก็ตาม แนวทางเดียวกันนี้ระบุว่า ภาพและการบันทึกจะต้องเป็นข้อมูลที่ไม่ระบุตัวตน และยอมรับว่าในการตัดสินใจว่าการบันทึกนั้นเป็นข้อมูลที่ไม่ระบุตัวตนหรือไม่ ควรคำนึงถึงรายละเอียดที่ดูเหมือนไม่สำคัญอาจยังสามารถระบุตัวผู้ป่วยได้ ดังนั้นจึงควรระมัดระวังเป็นพิเศษเกี่ยวกับข้อมูลที่ไม่ระบุตัวตนของการบันทึกภาพเอกซเรย์ก่อนที่จะนำไปใช้หรือเผยแพร่โดยไม่ได้รับความยินยอมในวารสารและสื่อการเรียนรู้อื่นๆ ไม่ว่าจะเป็นในรูปแบบสิ่งพิมพ์หรืออิเล็กทรอนิกส์[ 71 ]
ลิขสิทธิ์
สหรัฐอเมริกา
ตามบทที่ 300 ของคู่มือการปฏิบัติงานของสำนักงานลิขสิทธิ์ของสหรัฐอเมริกา "สำนักงานจะไม่จดทะเบียนผลงานที่ผลิตโดยเครื่องจักรหรือกระบวนการเชิงกลที่ทำงานแบบสุ่มหรืออัตโนมัติโดยปราศจากการป้อนข้อมูลหรือการแทรกแซงเชิงสร้างสรรค์จากผู้เขียนที่เป็นมนุษย์" รวมถึง "ภาพทางการแพทย์ที่ผลิตโดยรังสีเอกซ์ อัลตราซาวนด์ การถ่ายภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า หรืออุปกรณ์วินิจฉัยอื่นๆ" [ 72 ]จุดยืนนี้แตกต่างจากการคุ้มครองลิขสิทธิ์อย่างกว้างขวางที่มอบให้กับภาพถ่าย แม้ว่าคู่มือลิขสิทธิ์จะเป็นการตีความกฎหมายของหน่วยงานและไม่มีผลผูกพันทางกฎหมาย แต่ศาลมีแนวโน้มที่จะให้ความเคารพต่อคู่มือนี้หากพบว่าสมเหตุสมผล[ 73 ]อย่างไรก็ตาม ไม่มีกฎหมายคดีของรัฐบาลกลางสหรัฐอเมริกาที่กล่าวถึงประเด็นเรื่องลิขสิทธิ์ของภาพรังสีเอกซ์โดยตรง
อนุพันธ์
พระราชบัญญัติลิขสิทธิ์ของสหรัฐอเมริกาได้ให้คำจำกัดความอย่างละเอียดเกี่ยวกับคำว่า " งานดัดแปลง" ไว้ใน มาตรา 17 U.SC § 101ดังนี้:
"งานดัดแปลง" คือ งานที่สร้างขึ้นจากงานที่มีอยู่ก่อนแล้วหนึ่งชิ้นหรือมากกว่านั้น เช่น การแปล... [หมายเหตุ 1 ]การทำซ้ำงานศิลปะ การย่อ การสรุป หรือรูปแบบอื่นใดที่งานอาจถูกนำมาปรับเปลี่ยน ดัดแปลง หรือปรับเปลี่ยน งานที่ประกอบด้วยการแก้ไข การเพิ่มเติมคำอธิบาย การขยายความ หรือการแก้ไขอื่นๆ ซึ่งโดยรวมแล้วแสดงถึงงานประพันธ์ดั้งเดิม ถือเป็น "งานดัดแปลง"
17 U.SC § 103(b)บัญญัติไว้ว่า:
ลิขสิทธิ์ในงานรวบรวมหรือดัดแปลงนั้นครอบคลุมเฉพาะเนื้อหาที่ผู้สร้างสรรค์งานนั้นได้เพิ่มเติมเข้ามาเท่านั้น ซึ่งแตกต่างจากเนื้อหาที่มีอยู่เดิมที่นำมาใช้ในงานนั้น และไม่หมายความถึงสิทธิ์แต่เพียงผู้เดียวในเนื้อหาที่มีอยู่เดิม ลิขสิทธิ์ในงานดังกล่าวเป็นอิสระจาก และไม่ส่งผลกระทบหรือขยายขอบเขต ระยะเวลา การเป็นเจ้าของ หรือการดำรงอยู่ของลิขสิทธิ์ใดๆ ในเนื้อหาที่มีอยู่เดิม
เยอรมนี
ในประเทศเยอรมนีภาพเอกซเรย์รวมถึง ภาพ MRI , อัลตราซาวนด์ทางการแพทย์ , PETและภาพสแกนด้วยสารกัมมันตรังสี ได้รับการคุ้มครองโดย สิทธิ์ที่เกี่ยวข้องหรือสิทธิ์ข้างเคียง (คล้ายกับลิขสิทธิ์ ) [ 74 ]การคุ้มครองนี้ไม่จำเป็นต้องใช้ความคิดสร้างสรรค์ (ซึ่งจำเป็นสำหรับ การคุ้มครองลิขสิทธิ์ ทั่วไป ) และมีอายุเพียง 50 ปีหลังจากการสร้างภาพ หากไม่ได้เผยแพร่ภายใน 50 ปี หรือ 50 ปีหลังจากการเผยแพร่ที่ถูกต้องตามกฎหมายครั้งแรก[ 75 ]ตัวบทกฎหมายให้สิทธิ์นี้แก่ "Lichtbildner" [ 76 ]กล่าวคือ บุคคลที่สร้างภาพ วรรณกรรมดูเหมือนจะพิจารณาแพทย์ ทันตแพทย์ หรือสัตวแพทย์เป็นผู้ถือสิทธิ์ ซึ่งอาจเป็นผลมาจากสถานการณ์ที่ในประเทศเยอรมนีมีการทำเอกซเรย์จำนวนมากในสถานพยาบาลผู้ป่วยนอก
สหราชอาณาจักร
ภาพทางการแพทย์ที่สร้างขึ้นในสหราชอาณาจักรโดยปกติจะได้รับการคุ้มครองโดยลิขสิทธิ์เนื่องจาก "ทักษะ แรงงาน และการตัดสินใจระดับสูงที่จำเป็นในการผลิตภาพเอกซเรย์ที่มีคุณภาพดี โดยเฉพาะอย่างยิ่งเพื่อแสดงความแตกต่างระหว่างกระดูกและเนื้อเยื่ออ่อนต่างๆ" [ 77 ]สมาคมนักรังสีวิทยาเชื่อว่าลิขสิทธิ์นี้เป็นของนายจ้าง (เว้นแต่ว่านักรังสีวิทยาจะประกอบอาชีพอิสระ—ถึงกระนั้น สัญญาของพวกเขาก็อาจกำหนดให้พวกเขาโอนกรรมสิทธิ์ให้กับโรงพยาบาล) เจ้าของลิขสิทธิ์นี้สามารถให้สิทธิ์อนุญาตบางอย่างแก่ใครก็ได้ตามที่ต้องการ โดยไม่ต้องสละสิทธิ์ความเป็นเจ้าของลิขสิทธิ์ ดังนั้น โรงพยาบาลและพนักงานจะได้รับอนุญาตให้ใช้ภาพเอกซเรย์ดังกล่าวเพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ ที่พวกเขาต้องการสำหรับการดูแลทางการแพทย์ แพทย์ที่ทำงานในโรงพยาบาลจะได้รับสิทธิ์ในสัญญาจ้างในการเผยแพร่ข้อมูลผู้ป่วยในวารสารหรือหนังสือที่พวกเขาเขียน (โดยต้องไม่เปิดเผยชื่อ) ผู้ป่วยอาจได้รับอนุญาตให้ "ทำอะไรก็ได้ตามที่ต้องการ" กับภาพของตนเอง
สวีเดน
กฎหมายไซเบอร์ในสวีเดนระบุว่า: "รูปภาพสามารถได้รับการคุ้มครองในฐานะผลงานภาพถ่ายหรือภาพถ่ายทั่วไป โดยแบบแรกต้องการความเป็นต้นฉบับในระดับที่สูงกว่า ส่วนแบบหลังจะคุ้มครองภาพถ่ายทุกประเภท รวมถึงภาพที่ถ่ายโดยมือสมัครเล่น หรือ ภาพที่ใช้ ในทางการแพทย์หรือวิทยาศาสตร์ การคุ้มครองนี้ต้องใช้เทคนิคการถ่ายภาพบางอย่าง ซึ่งรวมถึงกล้องดิจิทัลและโฮโลแกรมที่สร้างด้วยเทคนิคเลเซอร์ ความแตกต่างระหว่างผลงานทั้งสองประเภทคือระยะเวลาการคุ้มครอง ซึ่งมีระยะเวลาเจ็ดสิบปีหลังจากการเสียชีวิตของผู้สร้างผลงานภาพถ่าย เทียบกับห้าสิบปีนับจากปีที่ถ่ายภาพ" [ 78 ]
การถ่ายภาพทางการแพทย์อาจรวมอยู่ในขอบเขตของ "การถ่ายภาพ" ได้เช่นกัน เช่นเดียวกับคำกล่าวของสหรัฐอเมริกาที่ว่า "ภาพ MRI, CT สแกน และอื่นๆ ที่คล้ายกันนั้นเทียบได้กับการถ่ายภาพ" [ 79 ]
ดูเพิ่มเติม
หมายเหตุอธิบาย
- ↑การเรียบเรียงดนตรี, การดัดแปลงเป็นบทละคร, การแต่งเรื่องสมมติ, ฉบับภาพยนตร์, การบันทึกเสียง
อ่านเพิ่มเติม
- Cho ZH, Jones JP, Singh M (1993). พื้นฐานของการถ่ายภาพทางการแพทย์ . นิวยอร์ก: Wiley. ISBN 0-471-54573-2.
- Eisenberg RL, Margulis AR (2011). คู่มือผู้ป่วยเกี่ยวกับการถ่ายภาพทางการแพทย์ . สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด. ISBN 978-0-19-972991-3.
- Udupa JK, Herman GT (1999). การสร้างภาพสามมิติทางการแพทย์ ( ฉบับพิมพ์ครั้งที่สอง). สำนักพิมพ์ CRC. ISBN 978-0-84-933179-4.
ลิงก์ภายนอก
