直接數(shù)字化多功能胃腸機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)與臨床應(yīng)用

胡熙芳 馬金瑞

隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)和信息集成技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字技術(shù)將廣泛應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)，影像設(shè)備的數(shù)字化與信息化已成為時(shí)代潮流與發(fā)展的趨勢(shì)[1]。

1 直接數(shù)字化多功能胃腸機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)

1.1 高頻發(fā)生器

該機(jī)應(yīng)用了世界上最領(lǐng)先的100 kHz高頻發(fā)生器，它的最大特點(diǎn)是：功率65 kW、電流800 mA，最大劑量1000 mAs，最短攝片時(shí)間0.001 s。紋波系數(shù)＜1%。功率為100 kW，轉(zhuǎn)速為10000轉(zhuǎn)的高功率球管。X射線機(jī)透視最大為6 mA, 攝影時(shí)間為6300 ms,最大為1000 mAs。面對(duì)肥胖患者，無(wú)論在透視和拍片模式下均得到清晰的影像。自動(dòng)X射線球管參數(shù)校正及球管的大范圍兼容性，有RS232接口，自動(dòng)X射線球管參數(shù)校正，可以大范圍的兼容各類球管。應(yīng)用高級(jí)自動(dòng)曝光控制(automatic exposure control,AEC)校正程序，通過(guò)高級(jí)校正的AEC程序，可以保證各部位獲得濃度均勻穩(wěn)定的膠片以及圖像亮度穩(wěn)定(image brightness stabizer, IBS)系統(tǒng)[2]。

1.2 球管立柱

球管立柱臂可做158 cm的大范圍移動(dòng)(可檢查身高2 m以上的患者)，可完全覆蓋患者全身，在透視和拍片時(shí)無(wú)須移動(dòng)患者。真正體現(xiàn)了醫(yī)學(xué)界只動(dòng)設(shè)備不動(dòng)患者的醫(yī)學(xué)理念，并涵蓋了所有臨床檢查，如泌尿外科、斜照攝影、全骨盆攝影、擔(dān)架患者攝影等。球管立柱可伸縮，焦片距最大可達(dá)150 cm，用于胸片攝影。所有操作均為遙控，在體檢中先透視定位后拍片的檢查流程中，極大的提高工作效率，降低了醫(yī)患人員的輻射，減輕醫(yī)生的勞動(dòng)強(qiáng)度，使用起來(lái)得心應(yīng)手。

1.3 診斷床的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)滿足了臨床檢查的需要，整個(gè)床體旋轉(zhuǎn)范圍高達(dá)±90o，旋轉(zhuǎn)速度為0～6o/s，無(wú)級(jí)變速控制，給患者以最舒適的檢查感受，勝任大負(fù)角傾倒要求的椎管內(nèi)造影檢查，可遙控操作±40o的斜照功能。人體器官是重疊的，為了清晰觀察諸如肺尖部、牛角胃等組織，此功能普通胃腸機(jī)不具備。為避免攝片重疊偽影，還設(shè)計(jì)了影像增強(qiáng)器的上下移動(dòng)，有利于湯氏位、柯氏位、脊柱等復(fù)雜體位攝影及其他特殊造影。具備斷層功能和拼接功能，滿足臨床的各種診斷需要及危重患者的診斷。床可作－30o～90o的起倒，速度可調(diào)，在臨床上對(duì)消除患者的恐懼感非常重要，如胃前壁的檢查，精確無(wú)誤，操作簡(jiǎn)單方便。

1.4 數(shù)字圖像處理器

指圖像采集后數(shù)字化程序處理所有的軟件功能，如采集矩陣應(yīng)為10242或者20482，字長(zhǎng)(灰階)≥10～12 bit，胃腸檢查中上消化道器官的蠕動(dòng)速度較慢，約5～10 mm/s，最快的直腸蠕動(dòng)時(shí)間≤50 mm/s，故數(shù)字胃腸機(jī)的采集速度一般≥2～5幀/s即可。圖像顯示應(yīng)要求采用黑白無(wú)反射、無(wú)靜電、高線率20寸，無(wú)閃爍、逐行掃描的顯示器。圖像存儲(chǔ)應(yīng)配有硬盤(RAID)、DVD或MO(磁光盤)和光盤刻盤機(jī)等，并有末幀保持、脈沖透視、低劑量透視、DICOM傳輸接口，硬拷貝激光打印等。圖像后處理功能，一般具有窗口/水平調(diào)節(jié)，動(dòng)態(tài)伽瑪自動(dòng)調(diào)整，圖像增強(qiáng)，黑白反轉(zhuǎn)、圖像放大即可。具備上述配置和功能才可稱為完整的X射線數(shù)字胃腸設(shè)備[3]。

2 直接數(shù)字X射線設(shè)備在應(yīng)用中應(yīng)注意的問(wèn)題

2.1 空間分辨率

空間分辨率是影像中細(xì)微結(jié)構(gòu)的分辨能力，由單位面積內(nèi)像素的數(shù)目所決定，在數(shù)字成像方式中與圖像矩陣大小成正比。通常用每毫米的線對(duì)數(shù)(l p/mm)表示。數(shù)字成像方式中圖像單位面積像素?cái)?shù)目遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于模擬方式。傳統(tǒng)的屏―片聯(lián)合拍片后的圖像分辨率可達(dá)到5～6 lp/mm，而數(shù)字成像的分辨率為2～3 lp/ mm，即便是最好的DR(FPD)的分辨率只有3.6 lp/ mm。由此可見(jiàn)，數(shù)字成像的空間分辨率不如傳統(tǒng)模擬X射線圖像空間分辨率高[4]。

2.2 密度分辨率(對(duì)比分辨力)

密度分辨率是影像中細(xì)微密度差別10%以下分辨能力。其指標(biāo)為比特(bit)，是信息量的單位，是構(gòu)成圖像灰階水平的量化，比特值決定著圖像的密度分辨率[5]，一般數(shù)字胃腸應(yīng)有10 bit或12 bit的灰階度，才能使圖像柔和細(xì)膩，腸胃黏模才能顯示清晰。數(shù)字成像中密度分辨率高于傳統(tǒng)的模擬圖像。但如果后處理功能調(diào)節(jié)不當(dāng)，圖像的邊緣增強(qiáng)效應(yīng)使輪廓灰階度增大，將使圖像中心細(xì)節(jié)的對(duì)比分辨降低，甚至出現(xiàn)“假陽(yáng)性”現(xiàn)象而導(dǎo)致誤診。

2.3 數(shù)字化圖像質(zhì)量

數(shù)字化圖像動(dòng)態(tài)范圍較大，但對(duì)數(shù)字化設(shè)備中強(qiáng)大圖像處理功能掌握不熟練，操作不當(dāng)，對(duì)窗寬/窗位的調(diào)節(jié)選擇不適等均可造成圖像質(zhì)量下降，后處理功能優(yōu)勢(shì)得不到充分發(fā)揮和利用。數(shù)字化X射線設(shè)備采用高頻逆變式高壓發(fā)生器，高壓波形脈動(dòng)量減小提高了X射線質(zhì)量，攝影時(shí)管電壓(kV)、管電流(mA)值的預(yù)置條件選擇，對(duì)圖像的質(zhì)量都會(huì)造成影響[6]。

3 臨床應(yīng)用技術(shù)

3.1 一般應(yīng)用

數(shù)字透視，動(dòng)態(tài)及多方位觀察器官病變，圖像更清晰，并可保留末幀圖像；透視劑量明顯降低，極大降低輻射對(duì)患者和工作人員的不良影響。既可完成常規(guī)X射線透視，也可使用數(shù)字?jǐn)z片(DR)，這是其最大的優(yōu)勢(shì)，拍片質(zhì)量極大提高。適時(shí)動(dòng)態(tài)采像，可以根據(jù)檢查部位的不同，調(diào)整采像速度，并且可以動(dòng)態(tài)觀察臟器的生理運(yùn)動(dòng)是否發(fā)生改變[7]。

3.2 特殊檢查的應(yīng)用

多種胃腸道檢查：如“T”管造影、消化道鋇餐、靜脈腎盂造影、逆行腎輸尿管造影、子宮輸卵管碘油造影等，在實(shí)時(shí)監(jiān)視的同時(shí)隨時(shí)采集，抓住關(guān)鍵圖像，并可連續(xù)采集，電影回放整個(gè)過(guò)程。

3.3 X射線導(dǎo)向下的各種手術(shù)

根據(jù)臨床需要在電視監(jiān)視下進(jìn)行關(guān)節(jié)復(fù)位、骨折后鋼針內(nèi)固定，取異物等，避免了盲目操作，保證手術(shù)及時(shí)、準(zhǔn)確的完成。適時(shí)的數(shù)字減影血管造影功能，可以對(duì)常規(guī)造影中所重疊的影像進(jìn)行削減，從而提高影像質(zhì)量，降低誤診和漏診率。

3.4 介入方面的應(yīng)用

數(shù)字化設(shè)備能很好開(kāi)展全身各部位的血管造影、藥物灌注、栓塞治療及經(jīng)皮穿刺活檢引流，主要應(yīng)用于血管造影診斷及腫瘤的治療，不明原因腫塊的性質(zhì)確定。數(shù)字減影血管造影(DSA)和高壓注射器的配合，輕松完成各種介入診斷和治療，并且造影劑用量明顯減少，降低了X射線劑量[8]。

4 結(jié)論

直接數(shù)字化多功能胃腸機(jī)由高壓發(fā)生器、機(jī)械系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)成像系統(tǒng)組成，光纖信號(hào)傳輸。整機(jī)由計(jì)算機(jī)軟件調(diào)試，光纜纖維處理速度快，提高了整機(jī)的穩(wěn)定性，減少了數(shù)據(jù)信息丟失，提升了設(shè)備的實(shí)時(shí)處理能力。其功能齊全，圖象質(zhì)量清晰，操作方便，能滿足醫(yī)院所有的臨床需求，使醫(yī)學(xué)影像設(shè)備實(shí)現(xiàn)了全面數(shù)字化的發(fā)展[9]。

[1]趙喜平,鄭崇勛,毛松壽.PACS的發(fā)展趨勢(shì)[J].中華放射學(xué)雜志,1998,32(1):5.

[2]朱小芳,朱士雄,張仲萍.利用數(shù)字圖像處理器實(shí)現(xiàn)圖像自動(dòng)凍結(jié)[J].實(shí)用放射學(xué)雜志,1997(7):43－44.

[3]董旭.醫(yī)用X射線數(shù)字?jǐn)z影(CR/DR)系統(tǒng)檢測(cè)方法的研究和評(píng)定[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備,2010,7(1):8.

[4]曹允希,劉慧琴,邱建峰,等.X線曝光計(jì)量對(duì)顯示影像質(zhì)量的影響[J].中華放射學(xué)雜志,2008,42(10):1056-1057.

[5]于茲喜,田富強(qiáng),承益清,等.醫(yī)學(xué)影像檢查技術(shù)學(xué)[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,2003:353-355.

[6]靳龍坡.數(shù)字化攝影的質(zhì)量控制[J].醫(yī)療裝備, 2008,21(11):16-17.

[7]張?jiān)仆?袁聿德.醫(yī)學(xué)影像檢查技術(shù)[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,2000-11-1.

[8]張澤寶.醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,2000-11-1.

[9]麻元興,葉勝利.影像存儲(chǔ)與傳輸系統(tǒng)實(shí)施規(guī)范的探討[J].北京生物醫(yī)學(xué)工程,2012,31(3):305-308.