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直接数字X线成像装置(DR设备)




数字X线成像技术CR与DR比较

数字X线成像技术CR与DR比较
     医学影像技术是医学放射诊断学中最活跃的研究领域之一,而X线成像技术是医学成像的主要技术。数字X线成像技术CR、DR近来年发展非常迅速,使人们使用比先前低的X线辐射剂量获得满足诊断的图像成为可能。现将CR与DR简单介绍如下,以提高对二者的认识。
     一、CR与DR工作原理
     1、CR(ComputedRadiography)也称为间接数字化X线成像技术,主要原理是利用存储荧光体成像,日本富士公司在1981年推出首台用于临床应用的CR,随后美国柯达、德国AGFA公司相继推出自己的CR产品,它采用磷光体结晶构成的成像板(Plated)即IP板吸收X线信息,IP板感光形成潜影,再经过扫描转化成数字化信号进入计算机系统进行图像处理。IP板外观像1个普通的增感屏,由基板和磷光体材料组成,外层加一层保护,再用暗盒装载保护,可以像普通X线暗盒一样拿去拍片。IP板在X线曝光后将X线的图像信息存储在晶体中,再把IP板送到读出装显,读出X线图像信息,送入计算机系统。图像信息经过读出并显示读出后,存储在IP板上的信息消失,成像板又可以再重复使用。优点:(1)CR的曝光剂量与常规X线摄影相比,曝光剂要比常规片要小;(2)摄影条件要求比胶片低,几乎没有“废片”;(3)采用CR时,X线设备不用经过大的改变,其拍片过程与原有的X线胶片摄影没有什么变化;(4)图像后处理功能,可提高影像诊断的准确性及范围。
     2、DR的工作原理。DR(Digitalradiography)也叫数字摄影,早期的DR是采用增感屏加光学镜头耦合的CCD(数字化耦合器)来获取数字化X线图像,有一点类似影像增强器加CCD的工作方法,这种技术被认为是第一代的DR技术。
     现在普遍应用的DR主要是采用平板探测口(FPD)对X线产生的图像信号进行扫描和直接读出,成像原理是先将X线信号转变为可见光通过光电2极管组成的藻膜层(TFT)进行聚集,由专门的读出电路直接读出送计算机系统进行处理。目前平板探测口分为以非晶硅为代表的间接转换数字摄影(IDDR)和以非晶硒为代表的直接转换数字摄影(DDR)两种类型。
     DR的组成一般包括高压发生器、X线球管及支架、平板探测口、系统控制口等构成。与常规X线信号相比,优点除了具有CR的优点外,DR系统是用平板探测的X线接收装置替代了传统的增感屏及胶片,实现了X线信号的数字化,信号的动态范围、空间的分辨率及密度分辨率高,曝光剂量低,可随时得到供医生观看的X射线影像。在影像传输、存储和放大等处理中几乎不损失影像质量,成像速度远快于传统的胶片X射线系统。
     二、CR与DR的性能比较
     针对这两种不同的系统, 现从系统功能、图像质量、控制使用及软件功能几个方面进行分析。
     1、系统功能比较:CR是在传统X线胶片摄影装置改进而来,它是利用IP板替代了原有的胶片暗盒,与现有的X线拍片系统没有什么大的改变,IP板在X线曝光后,将图像信息存储在IP板上,将IP板(类似暗盒)送读出装置读出处理,可对现有设备进行改造。DR则是完全数字化的产品,完全改变了传统X线胶片摄影过程,平板探测器(FPD)经X线曝光后即时将X线信号转换成数字信号送计算机进行处理,设备是一套全新的数字X线机。
     2、图像质量比较:图像的空间分辨率CR>3.5LP/mm,DR>3.6LP/mm;密度分辨率CR>212灰阶,DR>214灰阶,DR的FPD显示信息>CR的IP板,DR调制传递函数MTF高于CR。
      3、操作使用:目前医院使用CR、DR已比较普及,据不完全统计,使用X线传统屏片摄影每个病人平均需要7.5分/人,采用CR摄影的需6分/人,而采用DR摄影的需要2.5 分/人,CR可与原有的适合X线平片摄影的X线机系统配合使用,特别是可用在ICU、急诊室等特殊科室的复杂体位的摄影,而DR系统则较适合透视与点片、摄影及各种造影检查。
     4、软件功能方面:CR、DR的软件功能不同厂家不同型号的设备软件功能大同小异,都是采用质量控制摸块和后处理技术保证图像的质量和稳定性,DR采用自动曝光控制技术(AutomaticExposureControl,AEC),主要原理是通过设定不同的探测器(电离室),在曝光时测量透过病人的X线剂量,当达到图像采集所需要的剂量后,自动关闭X线系统,保证了整幅图像的一致性,在快速得到一幅数字图像后,可以立即对图像进行数字优化处理。而不必像以往胶片冲出来之后才知道图像的好坏,病人因为图像的问题而被重拍的概率大大降低,病人也避免了接受不必要的X线照射,减少了所接受的射线剂量。通过AEC技术,配合其工作站上的多种处理摸式,使成像质量稳定,且操作简单化,不用人为的调整和处理。CR的曝光指数(ExposureIndex,EI)参考值是影响质量的重要参数,不同的部位采用不同EI和EVP值以达到高质量图像的目的。由于拍片过程与后期的图像处理没有直接的关联,要获得较好的质量的图像,还需要一定的投照技术和经验,设备可操作性和图像质量的稳定性比DR要差一些。
     三、CR与DR的共同点
     共同点是将X线影像信息转化为数字影像信息,其曝光宽容度相对于屏胶片系统体现出较大的优势,因而允许照相中的技术误差,即使在一些曝光条件难于掌握的部位,也能获得很好的图像;CR与DR可以根据临床需要进行各种图像后处理,窗宽窗位调节、放大缩小、图像拼接以及距离、面积和密度测量等,为影像诊断中的细节观察、前后对比和定量分析提供了技术支持;另外它们还有效解决了图像的存档管理与传输,可以采用光盘刻录的方式保存影像资料,具有成本低廉、经济效益好的特点。
     总之,CR与DR系统既有共性又有个性,既有区别又有联系,它们各有优缺点。在相当长的一段时间内将会是一对并行发展的系统,CR目前在中小型医院仍不失为较方便的数字摄影过渡设备。DR摄影技术经历了十多年的发展,目前已经进入成熟阶段,技术性能也不断提高,价格大幅降低,已达到了普通患者能接受的水平,将为医学影像学的发展提供更好的途径。





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