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客户最终价值链与DR[多图]

文章来源:首都医科大学北京同仁医院 作者:燕树林发布日期:2007-06-28浏览次数:76959
    医学影像的数字化是21世纪医学发展的必然趋势,是医院信息一体化的需要,也是每所医院都正在或即将面临的问题。

    那么我们为什么要选择DR呢?我认为选择DR是为了完成医学影像数字链的需求。其主要表现在三个方面:首先,是医院信息一体化的需求。当前医院的发展正在进入信息一体化的格局,这一目标将在21世纪初叶实现。

    要顺利的实现医院信息一体化这一目标,医院信息系统(HIS),病人信息系统(PIS)或电子记录系统(EPR),放射科信息系统(RIS),图像存储传输系统(PACS)缺一不可,可见构成医院信息一体化的基础是数字化,而DR则是当前实现X线摄影数字化的最佳解决方案。

    其次,是医疗体制改革的需求。病人总是希望在最短时间、用最少的花费、获取最佳的诊疗效果,这是一个永无止境的需求。选择DR实现X线摄影的数字化,可以增加检查效率;提高检查质量、通过对影像的后处理阔展高级临床应用;利用数字化影像网络传输及远程会诊的优点,还能优化卫生资源配置,降低医疗费用,减少医院开支,这恰好满足了病人的需求。

    再次,医学影像的数字化也是全世界各国的发展方向。相关数据显示,1997年全球数字化设备市场的总量就已经达到了99亿美金,此后每年平均增长7.8%,2005年达到了166亿美金,在欧洲,德国DR的普及率是23%、英国是16%,欧洲DR的市场总量2005年是1.65亿美金,到2010年预计将达到3.186亿美金,中国市场的DR截止至2005年6月全国总共665台,发展非常迅速。可见X线摄影数字化的需求从三个方面给我们提出了选择DR的需要,它是一个必然的结果,也是一个必然的选择。

    既然DR是一个必然的选择,那么我们将如何选择DR呢?在这里我提出一个评价设备的新概念:客户最终价值链。

    谈到选择DR大家首先讲到的总是平板探测器。的确,数字平板探测器技术的诞生是一场革命,它为我们提供了更好的图像质量和更快的成像速度,远远超越了传统的屏/片系统。但是,数字平板探测器技术只是一项技术而已,我们选择DR时不能只停留在技术层面上,这对于临床应用的意义不大,因为这仅仅只考虑了技术本身的因素,而医学是一门应用科学,在医院放射科中怎么去更好的应用DR,满足临床应用的要求才是我们选择DR时要考虑的中心问题。

    因此,选择DR时我们必须要考虑到其是否已经建立了一种能够很好地利用平板探测器技术的系统,只有建立了良好的应用系统,才能够充分发挥DR平板探测器的技术优势,满足放射科临床应用的需要。通过这一系统来推动放射科的整体工作,并且通过不断的优化来完善这一系统。这就要求DR要有优秀的图像处理软件用于优化图像质量,符合人体工程学的设计用于提高检查速度,并且能够通过软、硬件性能的改善提供新的临床应用。

    选择DR我们仅考虑系统还是不够的,还要考虑其是否能够提供完善的解决方案。我们选择了DR以后,它不但要和放射科部门结合起来,而且还要和医院整体融合,通过系统流程的优化,使之能够融入PACS、RIS、HIS的网络一体化,这就要求DR能够提供一个更好的整体解决方案,使之与部门的解决方案相结合,达到最优的效果。例如:选择一台DR或两台DR,要能够提供不同的工作流程组合,通过重新组合和优化,改进放射科的工作流程,提高工作效率,很好的和部门实际工作流程结合起来,为部门和医院的整体运行提供一个优秀的解决方案。

   总之,DR的平板探测器技术只是一项新技术,我们建立的系统也只是一种方法,只有重新设计的成像系统、工作流程、网络系统,才能使医院充分的利用DR性能的提升,找到合适的解决方案,这是我们选择DR时进行评价的基础。

    很多医院在选择DR时由于认识的局限性和多种其它原因,往往选择最便宜、回收投资最快的产品来实现放射科数字化的要求。但是,从我们专业的角度来讲,我们要考虑的是客户的最终价值链,所选择的DR能不能为你的部门,你的放射科,提供一个最佳的解决方案。我认为这是评价所选DR的一项非常重要的标准。

    对于DR具体选择,我们应该从平板技术与图像质量、多功能附加值、操作界面的人性化、高级临床功能四个方面入手。

    选择DR时首先要考虑的就是其平板探测器的技术和图像质量。柯达最新型号的DR改为选用碘化铯/非晶硅数字平板探测器,关键就在于它具有很高的量子检测效率(DQE)。同样剂量的X射线,DQE高的平板探测器要比DQE低的平板探测器输出的信号高、噪声低,图像质量更好。

    同时碘化铯/非晶硅平板探测器在DQE、像素大小(PixelSize)、模量传递函数(MTF)三者之间找的了一个平衡点。我们经常可以看到一些DR的DQE非常高,那么它就是最好的DR了吗?答案当然是否定的,仔细观察可以发现,它的MTF可能是最低的,像素大小可能是最大的。可见,关键是要在DQE、MTF、PixelSize之间找到一个平衡点,这是评价DR的金标准。

    那么这些参数究竟是什么意思,在选择DR时应该如何对待呢?下面就简单的介绍一下:

    MTF简单的理解就是信息传递功能,输入同样的信息,MTF高的DR能够输出较多的信息,相应的MTF低的DR输出的信息少。但并不是MTF越高的DR图像质量就越好,还要考虑到其它因素,例如MTF高的DR在传递更多信息的同时,更多的噪声也被传递了,图像的噪声可能会干扰图像的信息(图1)。因此在评价DR时,我们还要考虑到噪声,在这里我们主要观察对比度和噪声的情况,影像对比度和噪声之比(CNR)最能表示DR的物体探查能力,当噪声最低、对比度最高时图像质量是最满意(图2)。

图一

图1

 

图二

图2

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    DQE是评价DR影像质量的一个金标准。定量的看DQE和探测器输出信噪比(SNR)的平方成正比、输入SNR的平方呈反比。定性的看DQE和影像质量呈正比、患者剂量呈反比。当DR的DQE较高的时候,达到同样的影像质量,患者的剂量就可以降低;相应的若使用同样的患者剂量,影像质量就可以提高。DQE受到很多因素影响,它包含了噪声、MTF、像素大小等综合因素,是评价DR影像质量的金标准(图3)。

图三

图3

   柯达公司选择的碘化铯/非晶硅数字平板探测器,其像素大小为143μm,DQE为65%0.1LP/mm(表1)。从表1中可以看到,其它型号的像素大小较大的平板探测器DQE最大可以达到67%,但是这个值是在空间频率0LP/mm时测得的,而柯达公司平板探测器的DQE是则是在空间频率0.1LP/mm时测得的,若在相同的空间频率0LP/mm下进行测试,其DQE一定会大于65%。柯达公司选择的平板探测器恰好在DQE、MTF、PixelSize等因素中找到了一个最佳的平衡点,从而得到了最佳的图像质量。

    DR的动态范围大,远远超过了屏/片系统,这是评价它的一个很重要指标。动态范围简单的理解就是信息量,动态范围大,影像所能提供的信息量就多。例如我们原来使用的是屏/片系统,最初摄影胸片使用低电压53KV,最高不超过65KV,得到的影像黑白分明,很多老医生认为这就是好的图像。

    随着对于影像理解的深入,我们逐渐认识到黑白分明的影像并不是好的图像。因为黑白越分明、对比度越强就意味着影像的信息越少,中间的层次丢失了。因此,胸片逐渐改成了125KV的高电压摄影。影像对比度虽然有所下降,但是它的信息量却大大的增加了。DR的动态范围远远大于屏/片系统(图4),柯达DR的动态范围更是超过5000:1。

图4

图4

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    评价DR的另一个参数是低对比度的分辨率。通常我们使用对比度细节的测试模体来进行测试,在这个模体里有15行×15列,共225个正方形,每个正方形内的目标直径大小从0.3到8.0mm(图5)。分别使用屏/片系统及DR进行摄影后,体模内能够用肉眼所识别的信息,DR要远远多于胶片(图6)。这是因为DR动态范围更大,获得的信息量更多。北美放射年会上专家通过试验得出了结论:第一,在同等的曝光剂量下,与标准的胸部屏/片系统相比,数字探测器对被照体细节的检测能力有明显改进。第二,当对低对比的目标具有同等检测能力时,数字探测器大约可以降低50%剂量。

 

图5

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图6

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其次,选择DR时我们还要考虑其是否能够扩展高级临床功能。柯达的DR提供了多种独特的软件,扩展了高级临床功能。PTone影像自动处理软件提供了丰富的特性曲线组合方式,覆盖了33种病人体位,组合13种摄影方式,预置429种特性曲线组合,实现图象处理自动化,保证绝大多数图像无需手动调整已经处于最佳的状态。

    组织均衡影像处理软件EVP能够使医生不必过分调节窗宽/位即可显示致密区域的影像信息,在不改变肺野图像质量的前体下,增加了纵隔和心影后的可视性,减少了由于曝光条件选择不当引起的穿透不足,为放射科医生提供了更多的诊断信息。经过10位FDA指定的放射学专家使用14种测试方式对柯达的影像处理软件进行评价,结果表明通过软件处理后的影像诊断满意度提高到76%。

    小组认为柯达的影像处理软件能够减少或消除调整过度曝光软组织和其他过度曝光区域的需要;减少在工作站上调整影像窗宽/窗位的需要;消除丢失强反差骨骼细节和其他曝光不足区域影像的可能;提供更好的骨骼结构影像;提供大量的自动色调调节影像处理方法。

    再次,选择DR时很重要的一点就是DR的机械结构如何,多功能设计,高附加值、方便操作,是我们选择DR时评价机械结构的金标准。股骨颈水平侧位是检验一台DR是否真正地实现了多功能的最关键的体位,柯达的单板及双板DR都真正地满足了多功能摄影的要求(图11)。柯达DR多功能设计使我们能够获得最大的临床应用范围,可以多角度、多方位地进行摄影,满足了特殊体位的摄影要求,同时最大的球管覆盖范围可以方便病人的摆位,而最棒的多轴旋转及智能追踪功能,极大地减轻了技师的工作强度、加快了检查速度。

    最后,选择DR时操作界面的人性化也是非常重要的一点,简洁明了、整合划一是操作界面的金标准。柯达DR的操作见面极为人性化:采用了高度整合的一体化操控台,将系统控制和X射线发生器控制和二为一,各种参数一目了然;先进的18英寸纯平彩色触摸屏显示器,使界面操作变的异常简单;不同颜色表示病人状态,最大程度减少了出错的可能;独有的程序标识功能使在网络端就可选定病人检查部位并自动发送到操作台。

    同时,柯达DR针对放射科单机DR和多机DR工作流程的不同分别进行了优化:对于单机DR,引入登记工作站,技术人员通过Worklist直接调用患者信息;在打印照片的同时,DR工作站自动将图像传输到诊断工作站;改变读片模式,实现软阅读,充分发挥DR的优势;患者可以在15分钟内得到诊断报告;实现单线程并行式工作流程。对于多机DR,通过建立miniPACS,图像以DICOM模式进行传输、存储;多台DR共享一台或多台激光相机;引入照片打印工作站,与诊断工作站分离;实现多线程并行处理的工作流程。通过合理的设计,使工作流程大大的加快,采集流通率提高了3倍以上。

    综上所述,选择DR时只有从平板技术与图像质量、多功能附加值、操作界面的人性化、高级临床功能等方面着手,找到适合科室及医院的解决方案,才能真正地实现客户的最终价值链。