醫(yī)用圖像傳感器(成像儀)的需求以9%的年增長(zhǎng)率穩(wěn)定增長(zhǎng)，到2017年市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)1億美元。出現(xiàn)高增長(zhǎng)的原因是發(fā)達(dá)國(guó)家的老齡化推高了醫(yī)療需求以及新興地區(qū)越來(lái)越富裕。醫(yī)用圖像傳感器的出貨量如果一直保持23%的增長(zhǎng)率，到2017年將達(dá)到500萬(wàn)個(gè)。這些出貨量將由面向內(nèi)窺鏡領(lǐng)域以及膠囊內(nèi)鏡和一次性內(nèi)窺鏡等新領(lǐng)域的低成本圖像傳感器貢獻(xiàn)。
在X光機(jī)市場(chǎng)上，圖像傳感器將由非晶硅轉(zhuǎn)向CMOS
在醫(yī)療和生物用圖像傳感器市場(chǎng)上，X光機(jī)使用的大尺寸傳感器占了大部分份額，在該領(lǐng)域的收益中占到90%。
非晶硅技術(shù)適合以低輻射劑量進(jìn)行大面積體表照射。但由于像素尺寸最小為100μm左右，因此分辨率不足以用于乳腺X光機(jī)等用途。另外，讀取速度也有限，因此處理性能達(dá)不到手術(shù)中的螢光透視等實(shí)時(shí)攝像要求的水平。
而隨著CMOS處理器的成本不斷下降，使用CMOS處理器的超薄平板探測(cè)器開(kāi)始搶占非晶硅平板探測(cè)器的份額。CMOS超薄平板可以提高乳腺X光機(jī)的分辨率，可高速拍攝手術(shù)影像。不過(guò)，目前以高成品率制造出晶圓大小的傳感器并加工成15～20cm左右的平板還很難，成本也很高。雖然CMOS實(shí)現(xiàn)增長(zhǎng)，但CCD 需求并未像當(dāng)初預(yù)期的那樣大幅下滑。因?yàn)樵卺t(yī)療領(lǐng)域，CCD已積累了非常豐富的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。
在牙科用X光機(jī)市場(chǎng)上，用于從口腔內(nèi)側(cè)給1～2顆牙拍攝X光片的小型CMOS傳感器在歐洲已達(dá)到實(shí)用水平，在美國(guó)也在推廣。而在從口腔外側(cè)拍攝全景X光片的X光機(jī)領(lǐng)域，今后仍將以CCD為主。
3D成像對(duì)牙科有幫助
CMOS 超薄面板還能以遠(yuǎn)低于現(xiàn)有CT技術(shù)的輻射劑量實(shí)現(xiàn)3D成像。這被稱為錐束CT，就是將要拍攝的身體部位放在CMOS平板探測(cè)器和X射線光子的錐束之間，使 X光源和探測(cè)器圍繞患者旋轉(zhuǎn)。該技術(shù)尤其會(huì)在乳腺X光機(jī)以及存在輻射過(guò)量問(wèn)題的其他身體部位的檢查中得到推廣。另外，與二維相比，3D成像將給牙科醫(yī)生帶來(lái)很大的幫助。因?yàn)檫@有助于檢查患者的牙齒咬合情況，還有助于簡(jiǎn)化假牙的制作和安裝。
單一光子檢測(cè)掀起癌癥治療革命
由于照到CMOS傳感器上的單一光子能量已經(jīng)能夠測(cè)量出來(lái)，現(xiàn)在完全可以處理光子所穿透的體組織的信息了。如果癌的實(shí)際尺寸和擴(kuò)散程度能夠準(zhǔn)確拍成圖像，這將掀起一場(chǎng)癌癥治療革命。由于每個(gè)像素都使用晶體管，采用非常高速的運(yùn)算能力，因此需要復(fù)雜的電子技術(shù)。為了大量轉(zhuǎn)換單一X射線光子的波長(zhǎng)，需要在 CMOS芯片上安裝CdTe光導(dǎo)晶圓以代替現(xiàn)在使用的IC上的閃爍薄膜。所以，可能每個(gè)像素都必須有用于連接的突起。
內(nèi)窺鏡將走向“chip-to-tip”
現(xiàn)在，大部分內(nèi)窺鏡采用的是CCD圖像傳感器。并且，擁有CCD圖像傳感器相關(guān)技術(shù)的是系統(tǒng)廠商。但另一方面，新推出的內(nèi)窺鏡則主要采用成本更低的小型CMOS圖像傳感器。CMOS圖像傳感器份額逐漸擴(kuò)大，將成為市場(chǎng)主流。
柔性內(nèi)窺鏡的主要趨勢(shì)是“chip-to-tip”。就是將很小的傳感器芯片移到內(nèi)窺鏡頂端以減小內(nèi)窺鏡尺寸，為傳遞電信號(hào)用細(xì)線代替光纖，為簡(jiǎn)化插入操作而提高柔軟度。
另外，低成本CMOS傳感器還有望實(shí)現(xiàn)一次性內(nèi)窺鏡。這是因?yàn)?，存在?gòu)買新的內(nèi)窺鏡比消毒成本更低以及消毒不到位等情況。通過(guò)更好的設(shè)計(jì)，像素的靈敏度和信噪比將得到改善。
利用超多波長(zhǎng)提高觀測(cè)性能
內(nèi)窺鏡的3D成像是利用兩張來(lái)自圖像傳感器的圖像，將接近實(shí)物的體內(nèi)影像立體地展示給外科醫(yī)生。該技術(shù)已經(jīng)能用于非柔性內(nèi)窺鏡。超多波長(zhǎng)攝像是通過(guò)使用新的照明來(lái)實(shí)現(xiàn)巨大差異。比如，使用近紅外光時(shí)，與可見(jiàn)光相比，可以發(fā)現(xiàn)更細(xì)微的內(nèi)出血，還可以觀察到組織更深處。
對(duì)于內(nèi)窺鏡無(wú)法到達(dá)的小腸，膠囊內(nèi)鏡是對(duì)這一部位進(jìn)行檢查的唯一一種無(wú)創(chuàng)方法，需求越來(lái)越大。以色列基文影像占據(jù)該市場(chǎng)68%的份額，與奧林巴斯的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈。現(xiàn)在，索尼已出資奧林巴斯，因此有可能在醫(yī)用成像設(shè)備市場(chǎng)上投入大量電子技術(shù)。
