數(shù)字化X線攝影技術(shù)原理及應(yīng)用分析

王克樞，肖杰

(山東省淄博市淄川區(qū)醫(yī)院，山東淄博255100)

數(shù)字化X線攝影技術(shù)原理及應(yīng)用分析

王克樞，肖杰

(山東省淄博市淄川區(qū)醫(yī)院，山東淄博255100)

近年來，數(shù)字化X線攝影成像技術(shù)發(fā)展迅速，在醫(yī)學(xué)診療領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。本文簡要分析數(shù)字化X線攝影成像技術(shù)的相關(guān)原理，并探討其應(yīng)用現(xiàn)狀，以期為臨床應(yīng)用提供一些參考依據(jù)。

數(shù)字化X線攝影技術(shù);原理;應(yīng)用

當(dāng)前，CR、DR等數(shù)字化影像技術(shù)以其獨(dú)特的成像優(yōu)勢，在醫(yī)學(xué)診療領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本文簡要探討上述兩種成像技術(shù)的工作原理及臨床應(yīng)用。

1 CR成像技術(shù)

1.1 CR成像原理

CR系統(tǒng)主要依靠影像板IP(imaging plate;IP)來傳遞攝影信息。將IP板放在一個(gè)特制的暗盒內(nèi)，在攝影過程中，穿過人體的X線信號(hào)遇到IP板時(shí)，與板上的熒光物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，稱為一次激勵(lì)，X線潛影像便會(huì)被存儲(chǔ)在二維平面上。完成攝影后的IP將傳輸至圖像讀取機(jī)，圖像讀取機(jī)利用點(diǎn)狀光束對(duì)IP進(jìn)行全面掃描，此時(shí)存儲(chǔ)的X線信號(hào)便會(huì)發(fā)光。讀取機(jī)的光導(dǎo)管再把發(fā)光信號(hào)收集起來，并導(dǎo)入光電倍增管內(nèi)，將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號(hào)，最后將電信號(hào)傳輸至圖像處理工作站進(jìn)行相關(guān)數(shù)字處理。當(dāng)X線劑量不足或過多的時(shí)候，圖像質(zhì)量較差，而圖像處理工作站自身能調(diào)節(jié)感光度，因此，可避免這一問題。在完成圖像讀取后，將IP放在專門的強(qiáng)光燈下照射，以消除IP上面的所有潛影，方便下次使用。CR數(shù)字?jǐn)z影系統(tǒng)擁有較強(qiáng)的圖像后處理功能，它能根據(jù)診療需要，改變相關(guān)影像特征［1］。當(dāng)前，CR系統(tǒng)中的閃射體基本都采用針狀結(jié)構(gòu)的熒光物質(zhì)，不僅有效解決了熒光散射問題，還進(jìn)一步提高了靈敏度。

1.2 CR優(yōu)點(diǎn)

由于IP具有較高靈敏度，感光范圍寬，因此CR攝影所需劑量明顯少于傳統(tǒng)X線攝影技術(shù)，通常為傳統(tǒng)X線攝影所需劑量的1/2～1/5。我們可利用磁盤或光盤保存或傳輸CR圖像。傳統(tǒng)X線攝影所獲得的圖像是無法更改相關(guān)影像特征的，而CR成像技術(shù)則能在一定范圍內(nèi)通過圖像處理工作站更改圖像的部分特征。

1.3 臨床應(yīng)用

目前，CR技術(shù)主要用于對(duì)骨結(jié)構(gòu)、關(guān)節(jié)軟骨及相關(guān)軟組織的攝影成像，同時(shí)還能定量分析其礦物鹽含量。CR對(duì)相關(guān)縱膈結(jié)構(gòu)的成像比較清晰，要觀察膈下部分肋骨及肋骨上骨折線、胸椎、氣管、相關(guān)主動(dòng)脈鈣化時(shí)，臨床上常利用CR技術(shù)獲得所需的圖像。我們通常會(huì)借助CR的后處理功能來鑒別乳腺是否發(fā)生微小病變，因此，它在乳腺檢查中得到了大量的應(yīng)用。

2 DR成像技術(shù)

2.1 DR成像原理

從廣義來講，人們將DR作為數(shù)字化放射影像技術(shù)的統(tǒng)稱，直接數(shù)字化放射攝影技術(shù)(DDR)仍被稱為DR。在直接數(shù)字放射攝影(DR)系統(tǒng)中，平板探測器是最主要的圖像感應(yīng)介質(zhì)。平板探測器不同，其成像方式也有所差異。目前，最具代表的平板探測器有兩種，一種是非晶硅(a:Se± CsI)類型，采用非直接轉(zhuǎn)換方式;另一種是非晶硒(a:Se)類型，采用直接轉(zhuǎn)換方式。當(dāng)X線光子通過非晶硅平板探測器時(shí)，將和CsI發(fā)生反應(yīng)形成熒光。這些熒光光子將被光電二極管轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)。據(jù)研究證實(shí)，該平板探測器的DQE (量子捕獲效能)大大增強(qiáng)，至少在60%左右。在獲得同等圖像質(zhì)量的前提下，其X線劑量可減少60%左右。比如，對(duì)胸片正位進(jìn)行攝影時(shí)，所需劑量僅為1～3mAs，而影像對(duì)比度低于1%。在患者身上檢測到的表面X線劑量大幅減少，僅為傳統(tǒng)攝影的1/10，但獲取的圖像動(dòng)態(tài)范圍卻明顯提高［1］。非晶硒平板探測器的原理是當(dāng)X線穿過該探測器時(shí)，X線光子將與非晶硒半導(dǎo)體產(chǎn)生作用，生成正負(fù)電子對(duì)，從而形成相應(yīng)的電信號(hào)。該過程中并無太多的信息轉(zhuǎn)換，信息丟失不多，因此，獲取的圖像非常清晰。

2.2 DR的優(yōu)點(diǎn)

作為X線直接轉(zhuǎn)換技術(shù)，DR避免了由光學(xué)散射而造成的影像失真問題，并杜絕了偽影的生成，有助于提高臨床診療的準(zhǔn)確率。DR的應(yīng)用讓網(wǎng)絡(luò)工作更加簡單，也提高了工作效率，并促使醫(yī)學(xué)影像學(xué)朝著全數(shù)字化、無膠片化的方向發(fā)展。另外，DR探測器使用年限很長，并具有較強(qiáng)的空間分辨力與良好的低噪聲率。該技術(shù)一般是利用14bit或更高的數(shù)字信號(hào)來完成圖像采集工作的［2］。因此，DR獲取的信號(hào)強(qiáng)度范圍非常寬泛，能取得數(shù)以萬計(jì)的灰度陰影。DR技術(shù)具有成像質(zhì)量高、成像迅速，工作效率高等優(yōu)點(diǎn)。

2.3 臨床應(yīng)用

目前，利用DR進(jìn)行胸部檢查，能獲取肺部、縱膈、胸壁相關(guān)軟組織、肋骨及胸椎等影像。同時(shí)，通過DR技術(shù)可對(duì)影像按照患者體型或病情情況作相應(yīng)的處理，從而獲取最佳的診斷影像。另外，該技術(shù)通過一次曝光便能獲得非常清晰的骨骼影像，相關(guān)軟骨及軟組織也顯示得很清楚。醫(yī)生利用專門的豎屏顯示器觀察圖像，能輕易觀察到骨小梁的具體間隙及走向，為微小骨折或骨質(zhì)疏松的診斷提供了有力的依據(jù)。

3 CR與DR的比較

3.1 物理參數(shù)

QDE(量子檢測效率)是我們了解數(shù)字化攝影系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)之一。QDE值越高則表示該系統(tǒng)對(duì)X線的轉(zhuǎn)換率也更高，因此，對(duì)圖像的信息利用率也高。比較QDE值，CR一般為25%，DR一般在50%～70%左右［3］。這說明在獲取同等質(zhì)量影像時(shí)，DR所需X線劑量為CR的一半。另外，DR的其它參數(shù)也明顯好于CR，如影像空間分辨率、信噪比(SNR)等參數(shù)。

3.2 臨床應(yīng)用范圍

CR在醫(yī)院中得到了大量的應(yīng)用，既可固定在放射科應(yīng)用，也可在病房、手術(shù)室、急診室等場所應(yīng)用。DR系統(tǒng)比較固定，只能專機(jī)專用，兼容性差。而CR的兼容性良好，能和其它X線機(jī)配合使用。由于DR成像環(huán)節(jié)較少，并擁有強(qiáng)大的數(shù)字圖像處理功能，因此，工作效率高，能滿足不同診療需求。

［1］鐘易．?dāng)?shù)字化X線攝影成像技術(shù)及其臨床應(yīng)用［J］．中國臨床新醫(yī)學(xué)，2009，5(2):500-503．

［2］房勇．關(guān)于x線數(shù)字化攝影CR和DR的比較與探討［J］．淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，8(3):128 -129．

［3］吳秀杰．直接數(shù)字式X線攝影系統(tǒng)的原理及性能測試［J］．中國測試技術(shù)，2005，31(4):59-60．

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