DR(Digital Radiography),即直接數(shù)字化X射線攝影系統(tǒng),,是由電子暗盒,、掃描控制器、系統(tǒng)控制器,、影像監(jiān)示器等組成,,是直接將X線光子通過電子暗盒轉(zhuǎn)換為數(shù)字化圖像,是一種廣義上的直接數(shù)字化X線攝影,。而狹義上的直接數(shù)字化攝影即DDR(DirectDigit Radiography),,通常指采用平板探測器的影像直接轉(zhuǎn)換技術(shù)的數(shù)字放射攝影,是真正意義上的直接數(shù)字化X射線攝影系統(tǒng),。
DR與CR的共同點都是將X線影像信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字影像信息,,其曝光寬容度相對于普通的增感屏-膠片系統(tǒng)體現(xiàn)出某些優(yōu)勢:CR和DR由于采用數(shù)字技術(shù),動態(tài)范圍廣,,都有很寬的曝光寬容度,,因而允許照相中的技術(shù)誤差,即使在一些曝光條件難以掌握的部位,,也能獲得很好的圖像,;CR和DR可以根據(jù)臨床需要進行各種圖像后處理,如各種圖像濾波,,窗寬窗位調(diào)節(jié)、放大漫游,、圖像拼接以及距離,、面積、密度測量等豐富的功能,,為影像診斷中的細節(jié)觀察,、前后對比、定量分析提供技術(shù)支持,。對兩者的性能比較如下:
1.成像原理:DR是一種X線直接轉(zhuǎn)換技術(shù),,它利用硒作為X線檢測器,成像環(huán)節(jié)少,;CR是一種X線間接轉(zhuǎn)換技術(shù),,它利用圖像板作為X線檢測器,成像環(huán)節(jié)相對于DR較多,。
2.圖像分辨率:DR系統(tǒng)無光學(xué)散射而引起的圖像模糊,,其清晰度主要由像素尺寸大小決定;CR系統(tǒng)由于自身的結(jié)構(gòu),,在受到X線照射時,,圖像板中的磷粒子使X線存在著散射,,引起潛像模糊;在判讀潛像過程中,,激光掃描儀的激發(fā)光在穿過圖像板的深部時產(chǎn)生著散射,,沿著路徑形成受激熒光,使圖像模糊,,降低了圖像分辨率,,因此當(dāng)前CR系統(tǒng)的不足之處主要為時間分辨率較差,不能滿足動態(tài)器官和結(jié)構(gòu)的顯示,。
3.DR是今后的發(fā)展方向,,但就目前而言,DR電子暗盒的結(jié)構(gòu)14 in×17 in(1 in=2.54 cm)由4塊⒎5 in ×8 in 所組成,,每塊的接縫處由于工藝的限制不能做得沒縫,,且一旦其中一塊損壞必將導(dǎo)致4塊全部更換,不但費用昂貴,,還需改裝已有的X線機設(shè)備,,而CR相對費用較低,且多臺X線機可同時使用,,無需改變現(xiàn)有設(shè)備,。
4.CR系統(tǒng)更適用于X線平片攝影,其非專用機型可和多臺常規(guī)X線攝影機匹配使用,,且更適用于復(fù)雜部位和體位的X線攝影,;DR系統(tǒng)則較適用于透視與點片攝影及各種造影檢查,由于單機工作時的通量限制,,不易取代大型醫(yī)院中多機同時工作的常規(guī)X線攝影設(shè)備,,但較適用于小醫(yī)療單位和診所的一機多用目的。事實上,,CR和DR系統(tǒng)在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)將是一對并行發(fā)展的系統(tǒng),。
數(shù)字化X線影像技術(shù)的特點
數(shù)字X線機是計算機數(shù)字圖像處理技術(shù)與X射線放射技術(shù)相結(jié)合而形成的一種先進的X線機。
在原有的診斷X線機直接膠片成像的基礎(chǔ)上,,通過A/D轉(zhuǎn)換和D/A轉(zhuǎn)換,,進行實時圖像數(shù)字處理,進而使圖像實現(xiàn)了數(shù)字化,。它的出現(xiàn)打破了傳統(tǒng)X線機的觀念,,實現(xiàn)了人們夢寐以求的模擬X線圖像向數(shù)字化X線圖像的轉(zhuǎn)變。
特點:
第一,,它最突出的優(yōu)點是分辯率高,,圖像清晰、細膩,醫(yī)生可根據(jù)需要進行諸如數(shù)字減影等多種圖像后處理,,以期獲得理想的診斷效果,。
第二,該設(shè)備在透視狀態(tài)下,,可實時顯示數(shù)字圖像,,醫(yī)生再根據(jù)患者病癥的狀況進行數(shù)字?jǐn)z影,然后通過一系列影像后處理如邊緣增強,、放大,、黑白翻轉(zhuǎn)、圖像平滑等功能,,可從中提取出豐富可靠的臨床診斷信息,,尤其對早期病灶的發(fā)現(xiàn)可提供良好的診斷條件。
第三,,數(shù)字化X線機形成的數(shù)字化圖像比傳統(tǒng)膠片成像所需的X射線計量要少,,因而它能用較低的X線劑量得到高清晰的圖像,同時也使病人減少了受X射線輻射的危害,。
第四,,由于它改變了已往傳統(tǒng)的膠片攝影方法,可使醫(yī)院放射線科取消原來的圖像管理方式和省去片庫房,,而可采用計算機無片化檔案管理方法取而代之,,可節(jié)省大量的資金和場地,極大地提高工作效率,。此外,,由于數(shù)字化X線圖像的出現(xiàn),結(jié)束了X線圖像不能進入醫(yī)院PACS系統(tǒng)的歷史,,為醫(yī)院進行遠程專家會診和網(wǎng)上交流提供了極大的便利,。另外,該設(shè)備還可進行多幅圖像顯示,,進行圖像比較,以利于醫(yī)生準(zhǔn)確判別,、診斷,。通過圖像滾動回放功能,還可為醫(yī)生回憶整個透視檢查過程,。
數(shù)字化X線的臨床應(yīng)用
數(shù)字化的圖像質(zhì)量與所含的影像信息量可與傳統(tǒng)的X線成像相媲美,。圖像處理系統(tǒng)可調(diào)節(jié)對比。故能達到最佳的視覺效果,;攝照條件的寬容范圍較大,;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,,這些都是數(shù)字化圖像的優(yōu)點,。
數(shù)字化圖像與傳統(tǒng)X線圖像都是所攝部位總體的重迭影像,因此,,傳統(tǒng)X線能攝照的部位也都可以用DR成像,,而且對DR圖像的觀察與分析也與傳統(tǒng)X線相同。所不同的是DR圖像是由一定數(shù)目的象素所組成,。
數(shù)字化圖像對骨結(jié)構(gòu),、關(guān)結(jié)軟骨及軟組織的顯示優(yōu)于傳統(tǒng)的X線成像,還可行礦物鹽含量的定量分析,。數(shù)字化圖像易于顯示縱隔結(jié)構(gòu)如血管和氣管,。對結(jié)節(jié)性病變的檢出率高于傳統(tǒng)的X線成像,但顯示肺間質(zhì)與肺泡病變則不及傳統(tǒng)的X線圖像,。DR在觀察腸管積氣,、氣腹和結(jié)石等含鈣病變優(yōu)于傳統(tǒng)X線圖像。
用數(shù)字化圖像行體層成像優(yōu)于X線體層攝影,。胃腸雙對比造影在顯示胃小區(qū),、微小病變和腸粘膜皺襞上,數(shù)字化圖像優(yōu)于傳統(tǒng)的X線造影,。
DR是一種新的成像技術(shù),,在不少方面優(yōu)于傳統(tǒng)的X線成像,但從效益-價格比,,尚難于替換傳統(tǒng)的X線成像,。在臨床應(yīng)用上,DR不像CT與MRI那樣不可代替,。
傳統(tǒng)的X線成像是經(jīng)X線攝照,,將影像信息記錄在膠片上,在顯定影處理后,,影像才能于照片上顯示,。計算機X線成像(computed radiography,CR)則不同,,是將X線攝照的影像信息記錄在影像板(image plate,,IP)上,經(jīng)讀取裝置讀取,,由計算機計算出一個數(shù)字化圖像,,復(fù)經(jīng)數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換,于熒屏上顯示出灰階圖像,。CR與DSA中所述的DR同屬數(shù)字化成像,。
一、CR的成像原理與設(shè)備
CR的成像要經(jīng)過影像信息的記錄、讀取,、處理和顯示等步驟,。其基本結(jié)構(gòu)見圖1-6-1。
影像信息的記錄:用一種含有微量素銪(Eu2+)的鋇氟溴化合物結(jié)晶(BaFX:Eu2+,,X=CI.Br.I)制成的IP代替X線膠片,接受透過人體的X線,使IP感光,形成潛影,。X線影像信息由IP記錄。IP可重復(fù)使用達2-3萬次,。
影像信息的讀?。篒P上的潛影用激光掃描系統(tǒng)(圖1-6-2)讀取,并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,。激光束對勻速移動的IP整體進行精確而均勻的掃描,。在IP上由激光激發(fā)出的輝盡性熒光,由自動跟蹤的集光器收集,,復(fù)經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電信號,,放大后,由模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字化影像信息,。由IP掃描完了后,,則可得到一個數(shù)字化圖像。
影像信息的處理:影像的數(shù)字化信號經(jīng)圖像處理系統(tǒng)處理,,可以在一定范圍內(nèi)任意改變圖像的特性,。這是CR優(yōu)于X線照片之處,X線照片上的影像特性是不能改變的,。圖像處理主要功能有:灰階處理,、窗位處理、數(shù)字減影血管造影處理和X線吸收率減影處理等,。
灰階處理:通過圖像處理系統(tǒng)的調(diào)整,,可使數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為黑白影像對比,在人眼能辨別的范圍內(nèi)進行選擇,,以達到最佳的視覺效果,。這有利于觀察不同的組織結(jié)構(gòu)。例如胸部可得到兩張分別顯示肺和縱隔最佳圖像,。
窗位處理:以某一數(shù)字信號為0,,即中心,使一定灰階范圍內(nèi)的組織結(jié)構(gòu),,以其對X線吸收率的差別,得到最佳的顯示,,同時可對這些數(shù)字信號進行增強處理,。窗位處理可提高影像對比,有利于顯示組織結(jié)構(gòu),如骨小梁的顯示,。
數(shù)字減影血管造影處理:選擇血管造影一系列CR圖像中的一幀為負(fù)片(蒙片)行數(shù)字減影處理,,可得到DSA圖像。
X線吸收率減影處理:用兩個不同的X線攝影條件攝影,,選擇其中任何一幀作為負(fù)片進行減影,,則可消除某些組織。例如對胸部行減影處理可消除肋骨影像,,以利于觀察肺野,。
影像的顯示與存儲:數(shù)字化圖像經(jīng)數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換,于熒屏上顯示出人眼可見的灰階圖像,。熒屏上的圖像可供觀察分析,,還可用多幀光學(xué)照相機攝于膠片上,用激光照相機可把影像的數(shù)字化信號直接記錄在膠片上,,可提高圖像質(zhì)量,。激光照相機同自動洗片機聯(lián)成一體,可減少操作程序,。
CR的數(shù)字化圖像信息還可用磁帶,、磁盤和光盤作長期保存。
二,、CR的臨床應(yīng)用
CR的圖像質(zhì)量與所含的影像信息量可與傳統(tǒng)的X線成像相媲美,。圖像處理系統(tǒng)可調(diào)節(jié)對比。故能達到最佳的視覺效果,;攝照條件的寬容范圍較大,;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,,這些都是CR的優(yōu)點。
CR圖像與傳統(tǒng)X線圖像都是所攝部位總體的重迭影像,,因此,,傳統(tǒng)X線能攝照的部位也都可以用CR成像,而且對CR圖像的觀察與分析也與傳統(tǒng)X線相同,。所不同的是CR圖像是由一定數(shù)目的象素所組成,。
CR對骨結(jié)構(gòu)、關(guān)結(jié)軟骨及軟組織的顯示優(yōu)于傳統(tǒng)的X線成像,,還可行礦物鹽含量的定量分析,。CR易于顯示縱隔結(jié)構(gòu)如血管和氣管。對結(jié)節(jié)性病變的檢出率高于傳統(tǒng)的X線成像,,但顯示肺間質(zhì)與肺泡病變則不及傳統(tǒng)的X線圖像,。CR在觀察腸管積氣,、氣腹和結(jié)石等含鈣病變優(yōu)于傳統(tǒng)X線圖像。
用CR行體層成像優(yōu)于X線體層攝影,。胃腸雙對比造影在顯示胃小區(qū),、微小病變和腸粘膜皺襞上,CR優(yōu)于傳統(tǒng)的X線造影,。
CR是一種新的成像技術(shù),,在不少方面優(yōu)于傳統(tǒng)的X線成像,但從效益-價格比,,尚難于替換傳統(tǒng)的X線成像,。在臨床應(yīng)用上,CR不像CT與MRI那樣不可代替,。