數(shù)字放射攝影技術(shù)論文
數(shù)字放射攝影技術(shù)論文
數(shù)字放射攝影技術(shù)實(shí)現(xiàn)了X攝像信息直接進(jìn)入圖像存儲與傳輸系統(tǒng)(PACS)以及遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)系統(tǒng)，下面是小編為大家精心推薦的數(shù)字放射攝影技術(shù)論文，希望能夠?qū)δ兴鶐椭?/p>
數(shù)字放射攝影技術(shù)論文篇一
數(shù)字放射攝影成像技術(shù)
摘要：在醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域中，斷層掃描(CT)、磁共振成像(MRI)等已經(jīng)進(jìn)入了數(shù)字化時代，可是作為最早出現(xiàn)，且使用也最普遍的X射線攝影成像技術(shù)，卻還停留在傳統(tǒng)的方式上，這一傳統(tǒng)方式已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)在數(shù)字化時代的要求。為了實(shí)現(xiàn)X攝像信息直接進(jìn)入圖像存儲與傳輸系統(tǒng)(PACS)以及遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)系統(tǒng)，一種新的數(shù)字X射線攝影技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。
關(guān)鍵詞：傳統(tǒng)X射線攝影、數(shù)字X射線攝影、X射線探測器
隨著醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展，以膠片為顯示、存儲、傳遞為主要方式的傳統(tǒng)X射線攝像技術(shù)已不能滿足臨床診斷和治療發(fā)展的需求。醫(yī)療設(shè)備的數(shù)字化要求日益強(qiáng)烈，全數(shù)字化放射學(xué)、圖像導(dǎo)引和遠(yuǎn)程放射醫(yī)學(xué)將是放射醫(yī)學(xué)影像發(fā)展的必然趨勢。
一、傳統(tǒng)醫(yī)療攝影成像技術(shù)與數(shù)字?jǐn)z影成像技術(shù)
傳統(tǒng)X射線攝影以膠片或感光屏為媒體，以二維成像方式，利用X射線的穿透作用、熒光效應(yīng)和化學(xué)作用，使得穿過人體后發(fā)生不同衰減的X射線在膠片或感光屏上呈現(xiàn)不同密度的影像。傳統(tǒng)X射線攝影應(yīng)用廣泛，占基層醫(yī)院工作量的70%左右。但由于膠片溴化銀分子決定膠片影像的分辨率，所以其分辨率只能達(dá)到分子顆粒級。傳統(tǒng)攝影在觀察透視影像時需連續(xù)曝光，增加了受檢查的輻射量，降低了X射線使用效率。
數(shù)字X射線攝影是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，使作用于人體后的X射線不再作用于膠片或感光屏，而是經(jīng)過探測器將光信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字號，并以矩陣形式交由計(jì)算機(jī)處理重新成像。其分辨率主要由電子探測器決定，可達(dá)數(shù)百微米，高于傳統(tǒng)的增感屏—膠片系統(tǒng)。數(shù)字X攝攝影得到的圖像可以進(jìn)行各種后處理，影像的顯示、調(diào)閱和存貯可實(shí)現(xiàn)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化，它為提高圖像質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)無膠片放射科室以及使放射醫(yī)學(xué)攝像進(jìn)入PACS(圖像存檔和通信系統(tǒng))提供了美好的前景。
二、數(shù)字X射線攝影的分類
1.DF數(shù)字化透視和DSA數(shù)字化血管減影類。
這類機(jī)器的圖像處理主要由影像增強(qiáng)器、電荷耦合器(或攝像管)以及模/數(shù)轉(zhuǎn)換部分來完成。影像增強(qiáng)器或電荷耦合器首先將X射線影像信息轉(zhuǎn)換為可見光影像(視頻信號)，然后再經(jīng)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號。這類數(shù)字化裝置具有與X射線透視方式下定位點(diǎn)片攝影相近的操作方式及優(yōu)點(diǎn)，能進(jìn)行多種后處理，空間分辨率可達(dá)2K(2048×2048)或4K數(shù)字圖像水平。數(shù)字化胃腸檢查機(jī)、遙控?cái)?shù)字化多功能機(jī)已成為這類機(jī)器的主流。DSA設(shè)備也成為基層醫(yī)院開展介入放射學(xué)的基本設(shè)備。此類設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)在于低劑量，實(shí)時性，具有較好的性能價(jià)格比。
2.CR計(jì)算機(jī)X射線攝影裝置類。
CR是電子探測器被應(yīng)用于X射線攝影之前的一個轉(zhuǎn)換階段。它以IP板(成像板)截取X射線影像信息，經(jīng)激光讀出器讀出后，再形成數(shù)字化影像。此類產(chǎn)品的動態(tài)特性和空間分辨率傳統(tǒng)增感屏———膠片系統(tǒng)相比有明顯提高。在數(shù)字X射線機(jī)的市場上占有相當(dāng)?shù)姆蓊~。但其價(jià)格較貴，而且其成像原理和過程仍為間接數(shù)字放射攝影，所以最終將成為一種過度類型，不是數(shù)字X射線攝影的發(fā)展方向。
3.DDR直接數(shù)字放射攝影類。
此類設(shè)備以平板型探測器為X射線影像信息的轉(zhuǎn)換載體。以TFT薄膜晶體管陣列做探測器的平板系統(tǒng)，因方法不同又分為兩種類型：其一是由非晶硒和TFT構(gòu)成陣列板，其二是閃爍體、非晶硅和TFT構(gòu)成陣列板，兩者均可以直接讀出數(shù)字信號。DDR成像系統(tǒng)使用全固體化的X射線影像載體，徹底避免了影像增強(qiáng)器中固有的缺點(diǎn)，可與原有的X射線機(jī)使用，直接顯示圖像，成像速度快，圖像的空間分辨率和密度分辨率都很高。1996年開始，國外就已經(jīng)開始將此類產(chǎn)品投放市場。GE、島津、西門子、DR等公司均有自己獨(dú)特的產(chǎn)品，并在不斷的開發(fā)中，此類產(chǎn)品是目前X射線影像數(shù)字化研究發(fā)展的主要方向。
三、數(shù)字X射線攝影成像原理及成像過程
1.間接數(shù)字影像轉(zhuǎn)換
間接數(shù)字放射攝影系統(tǒng)(IDR)的成像主要原理：它是由CsI等物質(zhì)構(gòu)成X射線的轉(zhuǎn)換屏幕，或稱為閃爍體。X射線到達(dá)閃爍體后，激發(fā)出可見光子。生成的光子用一個靈敏矩陣陣列檢測，它的每一個像素具有一個光電二極管和薄膜晶體管開關(guān)?？梢姽鈧鬟f給下面的光電二極管，光電二極管觸發(fā)薄膜晶體管產(chǎn)生輸出信號。
2.直接數(shù)字影像轉(zhuǎn)換
直接數(shù)字放射攝影系統(tǒng)(DDR)成像主要原理：它是由非晶硒和薄膜晶體管構(gòu)成的陣列板，陣列板的每一個單元包含一個存儲電容和非晶硅的場效應(yīng)晶體管。由于非晶硒是一種光電導(dǎo)材料，照相前先給陣列板一個1～5Kv的電壓，電壓加在接觸板上使非晶硒層帶上一層電荷，接受X射線像時由于非晶硒的光電導(dǎo)效應(yīng)導(dǎo)致電阻發(fā)生改變，使其下面的薄膜晶體管層的電容充電，相應(yīng)產(chǎn)生電荷的變化，從而得到圖像信號電流，進(jìn)而形成數(shù)字化圖像。
3.直接和間接數(shù)字影像轉(zhuǎn)換方式的比較
直接數(shù)字影像轉(zhuǎn)換方式使用光導(dǎo)材料非晶硒不產(chǎn)生可見光，只是電子的傳導(dǎo)，可避免散射線的產(chǎn)生，這對提高圖像清晰度是有好處的。它有潛力提供比基于閃爍體的間接影像轉(zhuǎn)換方式更高分辨率的圖像，甚至那些使用結(jié)構(gòu)化CsI晶體的系統(tǒng)。間接數(shù)字影像轉(zhuǎn)換方式在空間低頻部分有很高的量子效率DQE，而在空間高頻部分的量子效率DQE卻很低。直接數(shù)字影像轉(zhuǎn)換方式和間接數(shù)字影像轉(zhuǎn)換方式的信噪比在像素較大的情況下，因?yàn)閮烧叩腦射線到電荷的轉(zhuǎn)換增益是相同(假設(shè)間接方式是CsI和α-Si，直接方式是轉(zhuǎn)換增益為10V/μm的α-Se)，所以本質(zhì)上是相同的。但是，當(dāng)像素的尺度減小時，直接方式可以保持100%的填充因子(也即電荷的收集效率)。而在間接方式中，離散的電極間存在間隙，光線的吸收效率急劇下降。這樣在與其他因素的共同作用的情況下，影響了間接方式的圖像質(zhì)量。直接方式就可以極大地減少相鄰像素之間的干擾，而且因?yàn)闆]有閃爍體的緣故，也就避免了余輝的存在。
直接數(shù)字影像轉(zhuǎn)換方式比數(shù)字影像轉(zhuǎn)換方式的制造工藝更簡單。首先直接方式只需要一層統(tǒng)一的光導(dǎo)層，而不是結(jié)構(gòu)化的CsI晶體層。其次，因?yàn)閄射線在光導(dǎo)層被直接轉(zhuǎn)換光子，每個像素就不必像間接方式那樣要求有對應(yīng)的光電二極管，因此靈敏矩陣陣列就不再那么復(fù)雜了。以上兩點(diǎn)保證了直接數(shù)字放射攝影探測器的制造更經(jīng)濟(jì)。直接數(shù)字影像轉(zhuǎn)換方式具有以下缺點(diǎn)，表現(xiàn)在被激活的α-Se層需要非常高的電壓，高壓就有可能破壞矩陣陣列的靈敏區(qū)。即存在安全可靠性問題。這在光導(dǎo)器件和半導(dǎo)體器件兩者中選擇必須要考慮的因素。
四、總論
醫(yī)學(xué)影像數(shù)字化及其計(jì)算機(jī)處理，從根本上改變了醫(yī)學(xué)圖像的采集、顯示、存儲、變換方式和手段，為逐步或完全取代膠片，建立無膠片醫(yī)學(xué)圖像系統(tǒng)創(chuàng)造了條件。直接數(shù)字成像系統(tǒng)DDR，作為PACS的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，必將成為醫(yī)院的首選。數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、無膠片的影像科，是21世紀(jì)放射醫(yī)學(xué)影像發(fā)展的必然趨勢。
參考文獻(xiàn)：
[1]張平.數(shù)字X線攝影技術(shù)[J].醫(yī)療設(shè)備，2001(10).
[2]李保偉.數(shù)字化放射醫(yī)學(xué)影像技術(shù)[J].醫(yī)療設(shè)備，2001(5).
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