CR成像過程與圖像質量分析①

樊躍強 李敬哲

（河南省鶴壁職業(yè)技術學院醫(yī)學院 河南鶴壁 458030）

CR成像過程與圖像質量分析①

樊躍強 李敬哲

（河南省鶴壁職業(yè)技術學院醫(yī)學院 河南鶴壁 458030）

通過對CR成像過程的分析，探討影響圖像質量的各種因素，從中找出提高圖像質量切實可行的方法。

CR 成像過程 圖像質量 影響因素

傳統(tǒng)X線成像用膠片記錄影像信息，經暗室處理后才能得到一幅圖像；其過程繁多、復雜并有化學污染，且圖像為模擬圖像，不能進行圖像后處理，在圖像的復制、存儲、傳輸?shù)确矫娲嬖谥T多不便。計算機X線攝影（computed radiography，縮寫為CR）是微電子技術與計算機技術緊密結合并應用與醫(yī)學的一種成像技術，其較高的量子檢出率、寬廣的動態(tài)范圍、強大的圖像后處理功能，使傳統(tǒng)X線檢查方式融入了數(shù)字化時代，煥發(fā)出新的生機與活力。

1 CR成像過程

第一環(huán)節(jié)：影像信息的采集。影像板（imaging plate，縮寫為IP）內含有特殊的熒光物質（即PSL物質），穿過人體X線，由IP板接收，PSL物質可將X線信息以潛影的形式存儲下來。第二環(huán)節(jié)：影像信息的讀取。存儲于IP板內的潛影系模擬信號，借助讀取裝置可將模擬信號轉換為數(shù)字信號。具體過程是：IP板在高精度電動機的帶動下勻速運動，與此同時，激光束對IP板進行精確掃描，IP板內的PSL物質接受激光的照射，可將其貯存的影像信息以熒光的形式成比例釋放，釋放出的熒光經光電倍增管轉化為強弱不同的電信號，將電信號進一步放大后，由A/D轉換器轉換為數(shù)字信號。第三環(huán)節(jié)：影像信息處理。讀取后的數(shù)字信號可通過計算機進行圖像后處理，獲得符合臨床診斷需要的圖像。第四環(huán)節(jié)：影像信息再現(xiàn)與記錄。經計算機處理的圖像仍以數(shù)字形式表達，尚需轉換為人眼可以識別的影像，可通過顯示器顯示或將圖像拍攝于膠片，由膠片記錄；亦可用硬盤，光盤等載體存儲。

2 影響圖像質量的分析

穿過人體的X線經過采集、讀取形成了數(shù)字圖像，是影響圖像質量的主要環(huán)節(jié)。必須說明的是，圖像每經過一個環(huán)節(jié)，信息量就會或多或少的丟失，圖像質量也將變差。

2.1 第一環(huán)節(jié)中影響圖像質量的主要因素有

（1）入射的X線量。入射的X線量越大，X線量子噪聲越小，信噪比越大，圖像質量越好；X線量過低時，IP板接受X線量少，激發(fā)后檢測的X線圖像出現(xiàn)密度不均的噪聲斑點[1]。（2）PSL物質的特性。PSL物質吸收X線效率越高，形成潛影的幾率越大，讀取時形成圖像的可能性越大，圖像質量越好。

2.2 第二環(huán)節(jié)中影響圖像質量的主要因素有

（1）讀取時的激光束直徑。激光束直徑越小，激發(fā)IP板時，PSL物質釋放熒光的散射程度越小，圖像質量越好。（2）電動機的機械運動電動機帶動IP板運動穩(wěn)定性越好，激光束掃描IP板的精確度越高，獲取的信息越完整，越有利于形成高質量的圖像。（3）PSL物質的二次發(fā)光量和光電倍增管的轉換效率。二次發(fā)光量的強弱和光電倍增管的轉換效率的大小從根本上說取決于入射的X線量。入射的X線量越大，當PSL物質接受激光照射，其貯存的潛影以熒光的形式將成比例釋放，圖像的信噪比越大，圖像質量越好；光電倍增管的轉換效率亦然。（4）A/D轉換器的影響。模擬信號轉換為數(shù)字信號必須經過采樣和量化。采樣足夠多，采樣頻率足夠高，才不致于影響圖像質量。這并不意味著采樣越多越好。采樣越多，得到的數(shù)據(jù)越多，處理數(shù)據(jù)的時間越長。采樣要保證不能影響人眼的分辨能力。

3 提高圖像質量的措施

對一臺CR設備來說，影響圖像質量的因素可大致歸結為可變因素和不變因素兩大類。

3.1 可變因素

在CR成像的各環(huán)節(jié)中，影響圖像質量經常變動的因素有（1）X線量子噪聲：X線量子噪聲與入射的X線量成反比，適當?shù)脑黾悠毓鈩┝浚兄跍p少量子噪聲，提高信噪比，改善圖像質量。（2）PSL物質老化：IP板使用壽命與日常的使用及維護情況緊密相關[2]。定期維護、保養(yǎng)IP板，在延長IP板壽命的同時也提高了圖像質量。（3）記憶性潛影：及時調整曝光劑量或更換真空管，以提高圖像質量[3]。（4）IP板使用及維護：定期檢查、清潔IP板，可減少偽影出現(xiàn)的幾率[2]。

3.2 不變因素

CR成像環(huán)節(jié)中，讀取裝置的光電轉換特性（包括激光束直徑、電動機的傳動、PSL物質的二次發(fā)光量、光電倍增管的轉換效率、A/D轉換器的取樣量化）、顯示器、激光相機及膠片的性能等，屬于不常變動的因素。不常變動，不是說一成不變。儀器設備都有一定的使用壽命，超期使用必然導致圖像質量下降。在不變因素中，要想提高圖像質量，需提高CR成像各環(huán)節(jié)硬件設備的性能。

4 討論

可以看出，忽略不變因素的影響，對圖像質量影響較大的是曝光條件和IP板。使用合適的曝光量，按操作規(guī)程正確使用CR系統(tǒng)，并妥善保養(yǎng)、維護IP板，可在一定程度上提高圖像質量。

[1]尤淑總,林海濤.CR影響噪聲的來源及分析[J].醫(yī)用放射技術雜志, 2006,7:43.

[2]劉玉霞,李麥福,IP板影響CR成像質量的若干因素及控制[J].河南外科學雜志,2008,14(3):18.

[3]劉瑞宏,賈紹田.影響計算機X線攝影質量的常見問題[J].中華放射學雜志,2007,41(2):123.

R445

A

1674-0742(2010)06(b)-0175-01

2010-03-16

樊躍強（1977～），男（漢族），河南安陽內黃人，河南鶴壁職業(yè)技術學院醫(yī)學院，助理實驗師。