硬拷貝醫(yī)學(xué)影像記錄介質(zhì)的技術(shù)特點(diǎn)與成像水平

引言

傳統(tǒng)上，患者去醫(yī)院做放射成像檢查如X光、CT、核磁共振等，都會(huì)得到影像檢查報(bào)告和幾張醫(yī)用膠片。醫(yī)用膠片作為醫(yī)學(xué)影像記錄方式已經(jīng)被應(yīng)用了100多年，獲得臨床廣泛認(rèn)可。目前硬拷貝的記錄介質(zhì)主要包括醫(yī)用干式激光膠片、熱敏膠片和醫(yī)用打印膠片等。本文將從技術(shù)原理方面對(duì)比這三類膠片的成像方式和原理，便于臨床工作中更好的選擇與使用。

1 醫(yī)學(xué)影像記錄介質(zhì)的組成與預(yù)期用途

根據(jù)國家食品藥品監(jiān)督管理總局2017年8月頒布的最新《醫(yī)療器械分類目錄》[2017（第104號(hào)）文]，作為二級(jí)產(chǎn)品類別的影像記錄介質(zhì)包含三類，詳見圖1。

圖1 醫(yī)用成像器械說明中關(guān)于“圖像顯示、處理、傳輸及打印設(shè)備”產(chǎn)品分類

（1）第Ⅰ類膠片由聚酯（PET）片基包被銀鹽和保護(hù)層組成。這里的銀鹽是指感光鹵化銀，起顯影成像作用的是銀顆粒。例如醫(yī)用激光膠片、醫(yī)用干式激光膠片。預(yù)期用途：用于作為診斷依據(jù)的醫(yī)學(xué)影像，包括CT、MRI、CR、DR等的影像記錄。

（2）第Ⅱ類膠片由聚酯（PET）片基、熱敏層、保護(hù)層組成。起顯影成像作用的是銀顆?；蛉榛@影劑。例如熱敏膠片。預(yù)期用途：用于作為診斷依據(jù)的醫(yī)學(xué)影像，包括CT、MRI、CR、DR等的影像記錄。

（3）第Ⅲ類膠片由聚酯（PET）片基、防靜電層、吸墨層等組成。吸墨層指起吸附與固化作用的二氧化硅、氧化鋁，吸附墨水或墨粉。起顯影成像作用的是膠片介質(zhì)上所吸附的墨水或墨粉。例如醫(yī)用打印膠片、PACS超聲診斷報(bào)告膠片、干式超聲診斷報(bào)告膠片。預(yù)期用途：用于超聲等醫(yī)學(xué)影像及圖文的打印記錄。

因此，目前在醫(yī)院中適用于放射成像，包括CT、MRI、CR、DR等打印可供診斷的膠片介質(zhì)是醫(yī)用激光膠片、醫(yī)用干式激光膠片和熱敏膠片。而醫(yī)用打印膠片、PACS超聲診斷報(bào)告膠片、干式超聲診斷報(bào)告膠片僅適用于非診斷用途的超聲等醫(yī)學(xué)影像及圖文的打印記錄。

2 醫(yī)用干式激光膠片

干式激光膠片是由聚酯（PET）片基包被銀鹽和保護(hù)層組成，這里的銀鹽是指感光鹵化銀，因此干式激光膠片屬于感光材料，需要避光保存與操作。

干式激光成像的工作原理如圖2所示，通過紅外激光束對(duì)膠片進(jìn)行掃描曝光，膠片乳劑涂布層中的鹵化銀曝光后還原析出“銀簇”，曝光量越強(qiáng)的地方還原出的銀簇越多，反之就越少，這些銀簇形成潛影，產(chǎn)生膠片的黑化度。在這個(gè)過程當(dāng)中，感光鹵化銀熱成像涂層起著關(guān)鍵作用。因此，干式激光膠片輸出的影像色調(diào)是連續(xù)的，是連續(xù)色調(diào)輸出，膠片輸出影像的黑化度，即灰度是隨著曝光量的不同無極連續(xù)變化的，因此也是目前影像輸出質(zhì)量最高的技術(shù)。

圖2 干式激光成像的工作原理

干式激光膠片的鹵化銀成分是其技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)，鹵化銀的感光顯影是利用激光成像，目前的激光成像通常是利用波長為800～820 nm的紅外激光對(duì)膠片進(jìn)行曝光，因此這類膠片也通常被稱為醫(yī)用紅外激光膠片。綜上所述，干式激光成像的關(guān)鍵詞是感光，如果沒有感光和曝光組件，不能稱其為干式激光技術(shù)。

3 熱敏膠片

熱敏膠片是由聚酯（也就是PET）片基、熱敏層、保護(hù)層組成，因此熱敏膠片屬于熱敏材料。其成像工作原理為：使用由非常小的加熱元件的線性陣列組成的熱敏頭，直接在膠片上產(chǎn)生密度。熱敏膠片有含銀和不含銀兩類膠片，這里的銀不是指銀鹽，也不是鹵化銀，而是指銀（山崳酸鹽）晶體。

對(duì)于含銀熱敏膠片，熱敏打印頭直接接觸加熱膠片，將熱敏涂層中銀（山崳酸鹽）晶體中的銀直接還原出來，溫度越高還原出的銀原子越多，反之越少，從而形成膠片黑化度，其技術(shù)原理如圖3所示。另一種是不含銀熱敏膠片，在熱敏打印頭直接接觸加熱膠片時(shí)，包含顯影的微囊體壁就會(huì)變軟并讓染色體擴(kuò)散產(chǎn)生密度。膠片冷卻后，微囊體壁就會(huì)變硬，放緩顯影直至停止反應(yīng)，其技術(shù)原理如圖4所示。膠片黑化度是由染料的釋放產(chǎn)生的，而不是由銀原子還原析出產(chǎn)生的。

圖3 含銀直接熱敏技術(shù)

圖4 微囊體直接熱敏技術(shù)

4 醫(yī)用打印膠片

醫(yī)用打印膠片是由聚酯（也就是PET）片基、防靜電層、吸墨層（包括二氧化硅、氧化鋁、吸附墨水或墨粉等）組成。其成像工作原理相對(duì)簡單，在膠片上涂布吸附層，用于吸附墨水、墨粉或者碳粉，從而形成影像。醫(yī)用打印膠片也有兩種類型，一種是在膠片上涂布吸附墨水層，通過吸附墨水，在膠片上形成影像，影像的黑化度是由墨水形成；另一種是在膠片上涂布吸附墨粉或碳粉層，通過吸附墨粉或碳粉，在膠片上形成影像, 其技術(shù)原理如圖5所示。無論哪種類型，醫(yī)用打印膠片輸出的影像是非連續(xù)的半色調(diào)圖像，由于它是通過網(wǎng)點(diǎn)的大小或疏密來表達(dá)圖像層次與色彩的變化，因此表現(xiàn)的色調(diào)層次范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于連續(xù)色調(diào)圖像。

圖5 靜電成像打印

與醫(yī)用打印膠片配套使用的是辦公文印設(shè)備的噴墨打印機(jī)和彩色激光打印機(jī)，這里的“激光”與干式激光技術(shù)并不一樣，后者是激光曝光成像，是連續(xù)色調(diào)處理，而辦公文印激光技術(shù)只是利用激光掃描硒鼓形成不同電荷來分布墨粉，是半色調(diào)處理。區(qū)分之處就是看是否使用了硒鼓和碳粉這些辦公文印類耗材。

半色調(diào)打印技術(shù)的噴墨打印及辦公文印激光打印，因?yàn)槭悄酆吞挤鄹街诮橘|(zhì)上，因此一般情況下圖像是會(huì)被擦除的，這與國家食藥監(jiān)局對(duì)于影像輸出設(shè)備的輸出質(zhì)量要求相悖。而且半色調(diào)打印技術(shù)不能滿足DICOM影像對(duì)于連續(xù)灰度顯影的診斷精細(xì)化要求，也很難保證圖像輸出的穩(wěn)定性和精準(zhǔn)度，無法達(dá)到自始至終的可控輸出質(zhì)量。這也是用于超聲等醫(yī)學(xué)影像及圖文的打印記錄，而不是用于作為診斷依據(jù)的醫(yī)學(xué)影像（包括CT、MRI、CR、DR等）記錄的重要原因之一。各類輸出技術(shù)對(duì)比如圖6所示。

圖6 各類輸出技術(shù)對(duì)比

5 總結(jié)

綜上所述，由于醫(yī)用激光膠片、醫(yī)用干式激光膠片和熱敏膠片的影像可以用于醫(yī)學(xué)影像診斷，具備不可擦除性，因此，只有這些膠片可用于作為診斷依據(jù)的醫(yī)學(xué)影像如CT、MRI、CR、DR等的影像記錄。而醫(yī)用打印膠片、PACS超聲診斷報(bào)告膠片、干式超聲診斷報(bào)告膠片，由于采用辦公文印激光或噴墨打印機(jī)，采用非連續(xù)色調(diào)的半色調(diào)打印技術(shù)，無法滿足DICOM連續(xù)色調(diào)灰度影像輸出的要求，因此僅適用于非診斷用途的超聲等醫(yī)學(xué)影像及圖文的打印記錄。