直接數(shù)字化攝影成像(DR)是指在專用計(jì)算機(jī)控制下直接讀取平板探測器(flat panel detector,,F(xiàn)PD)記錄的x線影像信息,后經(jīng)記錄和重放的一種新型放射技術(shù),。它是由電子暗盒,、掃描控制器、系統(tǒng)控制器,、影像監(jiān)視器等組成,。由于DR具有患者受照射劑量更小、具有更高的動(dòng)態(tài)范圍,、量子檢出效能,;能覆蓋更大的對比度范圍,圖像層次更豐富,;圖像分辨力提高,,速度更快,工作效率更高的優(yōu)點(diǎn),,使其應(yīng)用越來越廣泛,。
1 成像原理
DR基本原理是以非晶體為基礎(chǔ)的直接轉(zhuǎn)換FPD(由閃爍體、薄膜光電二極管陣列和薄膜晶體管陣列構(gòu)成),,入射的x線到達(dá)閃爍體被吸收后,,激發(fā)出的電子和空穴對在外加高壓電場的作用下運(yùn)動(dòng)并傳遞到下層的光電二極管,轉(zhuǎn)換為電信號,,在薄膜晶體管中積分成為儲(chǔ)存電荷,,在控制電路的觸發(fā)下把儲(chǔ)存電荷按順序傳遞到外電路,經(jīng)數(shù)據(jù)讀出放大器放大處理同時(shí)轉(zhuǎn)換14位二進(jìn)制數(shù)字信號,,通過電纜傳輸?shù)讲僮髋_(tái)顯示,。直接數(shù)字化成像系統(tǒng)的圖像質(zhì)量由于以數(shù)字像素組成,,故其較傳統(tǒng)的x線有以下優(yōu)勢:
① 空間分辨率:由于探測器是矩陣式有規(guī)則排列的光敏單元,其在入射x射線下產(chǎn)生的電子一空穴對在偏壓電場作用下運(yùn)動(dòng),,因而發(fā)散現(xiàn)象大為減少,,且沒有攝像裝置的偏轉(zhuǎn)線圈,也沒有電子束掃描電路,,因此圖像的保真度較高,。
②對比分辨率:探測器讀取圖像的黑白動(dòng)態(tài)范圍大,對應(yīng)其內(nèi)部半導(dǎo)體儲(chǔ)存的電荷與入射的x射線劑量的線性關(guān)系,,最后建出的圖像黑白間的動(dòng)態(tài)范圍應(yīng)在10 以上,。這對于發(fā)現(xiàn)病灶和提高診斷效果十分有利。
③ 圖像效果:探測器用計(jì)數(shù)x射線粒子數(shù)目的方法實(shí)現(xiàn)對x射線的數(shù)字化,,探測效率很高,,用較低條件即可獲得很清晰的圖像,且水平方向的x射線束始終垂直掃描受檢查,,圖像在垂直方向不會(huì)因放大而失真,。
2 圖像后處理功能
DR具有強(qiáng)大的圖像后處理功能,包括:
①調(diào)節(jié)窗寬和窗位,;
② 圖像反轉(zhuǎn),;
③黑白反轉(zhuǎn);
④邊緣銳化,;
⑤ 圖像放大,;
⑥均衡處理等。
這些功能使圖像的質(zhì)量較傳統(tǒng)的x線有較大提高,。它可以依據(jù)診斷的需要調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)拇皩捄痛拔?,還可以隨意使圖像反轉(zhuǎn)、黑白反轉(zhuǎn),、局部放大等,,從而更易觀察,提高診斷率,。近幾年隨著數(shù)字化攝影技術(shù)軟件的開發(fā),,它又具有了一些新的功能如雙能量減影技術(shù)、組織均衡技術(shù),、計(jì)算機(jī)輔助檢測(computer aided detertion,,CAD)等,使DR的圖像質(zhì)量更加清晰,,功能更加豐富,。
3 研究現(xiàn)狀
目前國外已開發(fā)了多種平板探測器,如硅基平板探測器,掃描孔/酉己對充電裝置和光刺激熒光體等,,其應(yīng)用價(jià)值的評述各不相同,,主要在調(diào)制傳遞功能、噪聲功率能譜,、探測質(zhì)子效能這些方面上的區(qū)別,。目前國外在DR上的研究主要集中在4個(gè)方面:
①DR儀器平板探測器的比較 ;
②DR平板探測器與放射計(jì)量的關(guān)系 ,;
③DR與CR,、傳統(tǒng)放射的臨床應(yīng)用比較[ ;
④DR的圖像后處理技術(shù)及一些特殊軟件在臨床上具體應(yīng)用。
4 臨床應(yīng)用
目前DR在臨床上主要應(yīng)用在胸部和骨骼系統(tǒng)中,在胸部很多疾病診斷中,,由于其圖像清晰度好,,比過去傳統(tǒng)X線診斷率提高了很多,故其診斷價(jià)值得到了肯定,。如孤立性肺結(jié)節(jié),、支氣管擴(kuò)張、肺結(jié)核,、間質(zhì)性肺疾病等,。眾多學(xué)者一致認(rèn)為胸部DR能清楚顯示病變,尤其小病灶,,其圖像質(zhì)量明顯優(yōu)于常規(guī)X線,,如肺部小結(jié)節(jié)病灶,尤其在檢出肺隱蔽部位結(jié)節(jié)和肺微小結(jié)節(jié)方面,,明顯優(yōu)于傳統(tǒng)胸片,。且DR具有強(qiáng)大的圖像后處理技術(shù),它可以任意調(diào)節(jié)圖像的黑白度,,使圖像更加清晰,。經(jīng)數(shù)字化影像增強(qiáng)技術(shù)處理的DR胸片,對顯示支氣管擴(kuò)張癥的病灶明顯優(yōu)于處理前的DR平片,,灰度輪廓線與影像增強(qiáng)技術(shù)有助于提高支氣管擴(kuò)張癥的診斷準(zhǔn)確率,。國外一項(xiàng)研究證明對25例患者的頸椎分別用DR和傳統(tǒng)X線成像,按照76個(gè)解剖細(xì)節(jié)的可見度發(fā)現(xiàn)DR對頸胸關(guān)節(jié)的顯示明顯優(yōu)于x線平片,。近來DR還被廣泛應(yīng)用在放射科的其他各種檢查中,。比如乳腺鉬靶檢查、胃腸道檢查,、靜脈,。腎盂造影檢查、口腔檢查等,,多數(shù)學(xué)者認(rèn)為數(shù)字化乳腺攝影在敏感性,、特異性,、準(zhǔn)確性方面均優(yōu)于普通鉬靶攝影。Iinuma等報(bào)道采用數(shù)字化胃腸儀進(jìn)行檢查,,其曝光時(shí)間短能消除移動(dòng)偽影,,數(shù)字成像后處理提高分辨率與對比度,能夠獲得清晰圖像,,并能消除排糞桶對圖像的影響,;運(yùn)用數(shù)字化攝影技術(shù)進(jìn)行靜脈腎盂造影由于其快速攝影功能可比普通靜脈。腎盂造影成像更加清晰且信息量更加豐富,。Wenzel等認(rèn)為數(shù)字化攝影的牙片圖像質(zhì)量明顯高于普通片,,很大地提高了診斷率,隨著DR后處理軟件的不斷開發(fā),,DR在臨床中的應(yīng)用范圍也越來越廣泛,。
DR是一種新型的技術(shù),克服了傳統(tǒng)x線的弊端,,適應(yīng)了時(shí)代的發(fā)展,,滿足了現(xiàn)代臨床診斷及治療,極大地促進(jìn)了醫(yī)療機(jī)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)化,、信息化和現(xiàn)代化建設(shè),。它的出現(xiàn)越來越被廣大醫(yī)生和患者接受,在臨床中的應(yīng)用范圍也越來越廣泛,。
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作者簡介:杜建國,男,,1979年2月生,,醫(yī)師,山西醫(yī)科大學(xué)
第二醫(yī)院,,030001
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