數(shù)字化影像設備DR的成像技術探討

【摘要】隨著醫(yī)學影像技術的發(fā)展，數(shù)字化信息技術突飛猛進，成像技術要求越來越高，DR系統(tǒng)于九十年代問世。該機結構簡單，操作簡便，成像分辨率高，越來越受到世界各國臨床機構及影像專家的認可。

【文獻標識碼】B

【文章編號】1674-9308 （2015）04-0190-02

doi：10.3969/j.issn.1674-9308.2015.04.164

作者單位：122000朝陽市中心醫(yī)院

To Explore the Image Techniques of Digital Imaging Equipment DR

ZONG Guihua , The center hospital in Chaoyang, Chaoyang 122000,　China

[Abstract] With the development of medical imaging technology and digital information technology by leaps and bounds, the demand for imaging technology is higher and higher. The DR system first appeared in the 1990s. this machine has simple structure, convenient operation, high resolution imaging. The clinical institutions around the world and image experts are increasingly paying attention to it.

[Key words] Digital system, Imaging techniques, Imaging equipment, DR

隨著數(shù)字化信息技術和網(wǎng)絡技術的迅猛發(fā)展 [1-2]，醫(yī)學影像技術也發(fā)生日新月異的變化，越來越多的醫(yī)院開始使用數(shù)字化醫(yī)療設備，放射科DR取代了了傳統(tǒng)的X線攝影。數(shù)字化放射攝影DR （Digital Radiography）技術是醫(yī)學放射科推動數(shù)字化和網(wǎng)絡化進程的一個重要手段。傳統(tǒng)的X線是經(jīng)過投照將影像信息記錄在膠片上，X線膠片采用鹵化銀為感光材料，感光乳劑中鹵化銀顆粒的大小和顆粒度是最重要的成像參數(shù)之一，在經(jīng)顯影，定影，洗片處理之后，影像才能在照片上顯示，傳統(tǒng)X線成像是基于化學理論。而數(shù)字X線成像則是基于光電子學理論，是將投照后的X線轉(zhuǎn)換成光電信號，經(jīng)過計算機數(shù)字圖像處理，在熒屏上顯示黑白灰界影像。直接數(shù)字化X線攝影設備DR是目前放射科常用的數(shù)字化影像設備。

數(shù)字X線成像設備：把X線圖像進行數(shù)字化圖像處理，再變換成模擬圖像顯示的一種X線設備。DR是其中的一種，是上世紀九十年代發(fā)展起來的X線攝影技術，具有更快的成像速度，更簡潔的操作，更高的成像分辨率等顯著優(yōu)點，成為X線數(shù)字攝影技術的主導方向，并得到世界各國的臨床機構和影像學專家的認可。

1　DR 結構 [3]

1.1　影像接收器

用探測器將X線圖像轉(zhuǎn)換為可見圖像的光信號，或直接轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。

1.2　數(shù)據(jù)采集器

由A/D轉(zhuǎn)換器組成，把模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。

1.3　圖像處理器

（數(shù)據(jù)查找表，轉(zhuǎn)用運算器）把采集到的影像數(shù)據(jù)，進行各種圖像處理。

1.4　存儲器

用于記憶若干幅數(shù)字圖像。

1.5　圖像監(jiān)視器

數(shù)字圖像經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，形成不同亮度的像素，按一定的顯示矩陣結構在監(jiān)視器上重現(xiàn)。

1.6　系統(tǒng)控制器

完成整系統(tǒng)的指揮和協(xié)調(diào)。

其中，平板探測器是DR系統(tǒng)的關鍵部件，它由閃爍晶體層，無定型硅陣列和讀出電路三部分組成。閃爍晶體層主要成分是碘化銫，能將不可見的X光轉(zhuǎn)為可見光，硅層將可見光變成為電信號。

2　原理

2.1　當X線照射被檢測部位后，X線光子被探測器的閃爍晶體層接收，將不可見的X線光子轉(zhuǎn)換為可見光。

2.2　可見光激發(fā)具有發(fā)光二極管功能的無定型硅陣列產(chǎn)生電流，因光電二極管的自身電容形成存儲電荷，每個像素因為入射X線光子能量和數(shù)量不同，所以存儲的電荷也不同，硅陣列將可見光轉(zhuǎn)換為電信號。

2.3　經(jīng)讀出電路讀取。

2.4　電信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸送到計算機。

2.5　經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后輸送到各種顯示終端，如顯示器，照相機，打印機等。還可輸入PACS系統(tǒng)進行影像存儲與傳輸。即X線穿過人體（備查部位）投射到探測器上，然后探測器將X線影像信息直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字影像信息并同步傳輸?shù)讲杉ぷ髡旧?，最后利用工作站的醫(yī)用軟件進行圖像的后處理。

3　DR的優(yōu)點 [4-6]

3.1　因其成像時間短，可大大降低X線劑量。實踐證明：胸部攝影時，X線量僅為常規(guī)X線攝影的1/20～1/7；胃腸道造影檢查，X線量僅為常規(guī)X線攝影的1/20；泌尿系與盆腔攝影所用X線劑量僅為常規(guī)X線攝影的1/8～1/2。

3.2　具有多種圖像后處理功能。如：大小、面積、密度等測量；局部放大，以重點觀察；對比度轉(zhuǎn)換、黑白翻轉(zhuǎn)、影像邊緣增強技術、同時可以多幅顯示及減影等。

3.3　可數(shù)字化存儲，進行圖像存儲與傳輸，實現(xiàn)多部門影響共享。同時，略去膠片，降低成本及節(jié)省了存儲膠片的空間。

3.4　有比CR更高的圖像分辨率。

3.5　更大的曝光寬容度。常規(guī)X線攝影中，曝光過度和不足都得不到合適的對比度，DR可以通過調(diào)整滿足診斷觀察。

3.6　更好的時間分辨率。因其可以在很短的時間內(nèi)攝取多幅圖像，為將來動態(tài)觀察器官功能打下了基礎，目前可以用DR進行透視檢查 [7-8]。DR是計算機數(shù)字圖像處理技術與X射線放射技術相結合而形成的一種先進的X線攝影技術。它在原有X線膠片成像的基礎上，利用平板探測器，通過A/D轉(zhuǎn)換和D/A轉(zhuǎn)換，進行圖像數(shù)字處理，進而實現(xiàn)了圖像的數(shù)字化。但就目前而言有其不足之處：DR的關鍵部件—平板探測器價格昂貴，國際市場約十萬美金。它不像CR那樣只要購買IP板即可與原有的X光機匹配工作。而目前DR設備多數(shù)進口，探測器與X線部分是廠家整體出售，不能分開采購，成本高。不過，目前我國已研制成功，也有生產(chǎn)。在不久的將來也會像CR那樣，只要單獨購買探測器和計算機軟件，利用原有的X光機就可實現(xiàn)DR數(shù)字化功能，具有相當廣闊的前景。

4　臨床應用 [9]

數(shù)字化的圖像質(zhì)量與所含的影像信息量優(yōu)于傳統(tǒng)的X線成像。因其強大的后處理功能，圖像可調(diào)節(jié)對比。所以能達到最佳的視覺效果；曝光寬容范圍較大；患者接受的X線量減少。圖像信息可由磁盤或光盤儲存，并進行傳輸，有利于遠距離調(diào)閱和交流。