一:如何區(qū)別CR,、DR,?
CR(Computed Radiography)的工作原理:X線曝光使IP(imaging plate)影像板產(chǎn)生圖像潛影;將IP板送入激光掃描器內(nèi)進(jìn)行掃描,,在掃描器中IP板的潛影被激化后轉(zhuǎn)變成可見光,,讀取后轉(zhuǎn)變成電子信號(hào),,傳輸至計(jì)算機(jī)將數(shù)字圖像顯示出來,也可打印出符合診斷要求的激光相片,,或存入磁帶,、磁盤和光盤內(nèi)保存。
DR( Digital Radiography),數(shù)字化X線攝影,,系統(tǒng)由數(shù)字影像采集板專用濾線器BUCKY數(shù)字圖像獲取控制X線攝影系統(tǒng)數(shù)字圖像工作站構(gòu)成,。在非晶硅影像板中,X線經(jīng)熒光屏轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽?,再?jīng)TFT薄膜晶體電路按矩陣像素轉(zhuǎn)換成電子信號(hào),,傳輸至計(jì)算機(jī),通過監(jiān)視器將圖像顯示出來,,也可傳輸進(jìn)入PACS網(wǎng)絡(luò),。
CR相比DR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,易于安裝,;IP影像板可適用于現(xiàn)有的X線機(jī)上,,直接實(shí)現(xiàn)普通放射設(shè)備的數(shù)字化,提高了工作效率,,為醫(yī)院帶來很大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,。降低病人受照劑量,更安全,。CR對(duì)骨結(jié)構(gòu),,關(guān)節(jié)軟骨及軟組織的顯示明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的X片成像;易于顯示縱膈結(jié)構(gòu),,如血管和氣管,;對(duì)肺結(jié)節(jié)性病變的檢出率高于傳統(tǒng)X線成像;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;用于胃腸雙對(duì)比造影在顯示胃小區(qū),,微小病變和腸粘膜皺襞上,,CR(數(shù)字胃腸)優(yōu)于傳統(tǒng)X線圖像。
CR是數(shù)字X線攝影DR是計(jì)算機(jī)X線攝影
1.CR
CR是X線平片數(shù)字化的比較成熟技術(shù),,目前已在國內(nèi)外廣泛應(yīng)用,。CR系統(tǒng)是使用可記錄并由激光讀出X線成像信息的成像板(imaging plate;IP)作為載體,,以X線曝光及信息讀出處理,,形成數(shù)字或平片影像。目前的CR系統(tǒng)可提供與屏---片攝影同樣的分辨率,。CR系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)常規(guī)X線攝影信息數(shù)字化,,使常規(guī)X線攝影的模擬信息直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息,;能提高圖像的分辨、顯示能力,,突破常規(guī)X線攝影技術(shù)的固有局限性,;可采用計(jì)算機(jī)技術(shù),實(shí)施各種圖像后處理(post-processing)功能,,增加顯示信息的層次,;可降低X線攝影的輻射劑量,減少輻射損傷,;CR系統(tǒng)獲得的數(shù)字化信息可傳輸給較低存檔與傳輸系統(tǒng)(picturearchiving and communicating system,;PACS),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)(tele-medicine),。
2.DR
DR是在X線電視系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,,利用計(jì)算機(jī)數(shù)字化處理,使模擬視頻信號(hào)經(jīng)過采樣,、模/數(shù)轉(zhuǎn)換(analog to digit,,A/D)后直接進(jìn)入計(jì)算機(jī)中進(jìn)行存儲(chǔ)、分析和保存,。X線數(shù)字圖像的空間分辨率高,、動(dòng)態(tài)范圍大,其影像可以觀察對(duì)比度低于1%,、直徑大于2MM的物體,,在病人身上測(cè)量到的表面X線劑量只有常規(guī)攝影的1/10。量子檢出率(detective quantum efficicncy,;DQE)可達(dá)60%以上,。X線信息數(shù)字化后可用計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。通過改善影像的細(xì)節(jié),、降低圖像噪聲,、灰階、對(duì)比度調(diào)整,、影像放大,、數(shù)字減影等,顯示出未經(jīng)處理的影像中所看不到的特征信息,。借助于人工智能等技術(shù)對(duì)影像作定量分析和特征提取,,可進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助診斷。
數(shù)字X線攝影包括硒鼓方式,、直接數(shù)字X線攝影(direct digital radiography,;DDR)、電荷耦合器件(charge coupled device;CCD)攝像機(jī)陣列方式等多種方式,。數(shù)字圖像具有較高分辨率,,圖像銳利度好,細(xì)節(jié)顯示清楚,;放射劑量小,,曝光寬容度大,并可根據(jù)臨床需要進(jìn)行各種圖像后處理等優(yōu)點(diǎn),,還可實(shí)現(xiàn)放射科無膠片化,,科室之間、醫(yī)院之間網(wǎng)絡(luò)化,,便于教學(xué)與會(huì)診,。
直接數(shù)字化放射攝影(Digital Radiography,簡(jiǎn)稱DR),,是上世紀(jì)九十年代發(fā)展起來的X線攝影新技術(shù),,具有更快的成像速度、更便捷的操作,、更高的成像分辨率等顯著優(yōu)點(diǎn),,成為數(shù)字X線攝影技術(shù)的主導(dǎo)方向,并得到世界各國的臨床機(jī)構(gòu)和影像學(xué)專家認(rèn)可,。近年來隨著技術(shù)及設(shè)備的日益成熟,,DR在世界范圍內(nèi)得以迅速推廣和普及應(yīng)用,逐漸成為醫(yī)院的必備設(shè)備之一,。臨床界和工程界專家普遍認(rèn)為,,DR設(shè)備將成為高水平數(shù)字化影像設(shè)備的終極產(chǎn)品。
然后探測(cè)器將X線影像信息直接轉(zhuǎn)化為數(shù)字影像信息并同步傳輸?shù)讲杉ぷ髡旧?,最后利用工作站的醫(yī)用專業(yè)軟件進(jìn)行圖像的后處理,。
DR系統(tǒng)能夠有效降低臨床醫(yī)生的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高勞動(dòng)效率,,加快患者流通速度,;相對(duì)于普通的屏/膠系統(tǒng)來說,采用數(shù)字技術(shù)的DR,,具有動(dòng)態(tài)范圍廣,、曝光寬容度寬的特點(diǎn),因而允許攝影中的技術(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,;由于直接數(shù)字化的結(jié)果,,拍攝的X光片信息量大大豐富,可以根據(jù)臨床需要進(jìn)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(cè)量等豐富的功能,為影像診斷中的細(xì)節(jié)觀察,、前后對(duì)比,、定量分析提供技術(shù)支持,改變了以往X光平片固定影像的局限性,,提供了大量臨床診斷信息,;由于其大尺寸、多像素成像板的貢獻(xiàn),,大大提高了X光膠片的清晰度及細(xì)節(jié)分辨率,,成像綜合水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過普通X光平片;同時(shí)有助于實(shí)現(xiàn)普通X線攝影圖像的數(shù)字化存儲(chǔ)和遠(yuǎn)距離調(diào)閱,、交流等方便應(yīng)用,。
依據(jù)探測(cè)器的構(gòu)成材料和工作原理,DR主要分為三大技術(shù):CCD,、一線掃描,、非晶體平板 (非晶硒、非晶硅+碘化銫/非晶硅+氧化釓),。
一,、CCD:由于物理局限性,專家們普遍認(rèn)為大面積平板采像 CCD 技術(shù)不勝任,,而且CCD設(shè)備在圖像質(zhì)量上較非晶硅/硒平板設(shè)備有一定差距,,但是相對(duì)有價(jià)格優(yōu)勢(shì);世界上還有幾個(gè)廠家用此技術(shù)如 Swissray,。
二,、一線掃描:也稱一維線掃描技術(shù),由俄羅斯科學(xué)院核物理研究所發(fā)明,,也就是國內(nèi)中興航天在生產(chǎn)的DR,;有受照劑量低、設(shè)備造價(jià)相對(duì)平板技術(shù)更低廉的優(yōu)點(diǎn),,但也存在成像時(shí)間長(zhǎng)(數(shù)秒),、空間分辨率低(剛推出時(shí)是1mm/lp)以及X線使用效率低的致命缺陷;成像質(zhì)量較差而且病人會(huì)接受大量不必要的輻射,。
三,、非晶平板:非晶硒/非晶硅,;主要由非晶硒層(a-Se)/非晶硅層(a-Si)加薄膜半導(dǎo)體陣列 (TFT)構(gòu)成。
1.a-Si (非晶硅平板探測(cè)器) -- 兩步數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù),,X-光子先變成可見光然后用光電管探測(cè)而轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào),。主流廠商包括飛利浦、西門子,、 GE等,。因?yàn)橥繉蛹夹g(shù)不同又分為非晶硅+碘化銫平板和非晶硅+氧化釓平板。
2.a-Se (非晶硒平板探測(cè)器) -- 一種所謂直接探測(cè)技術(shù),,X-光子在硒涂料層變成電信號(hào)被探測(cè)而直接轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào),。目前世界上只有美國Hologic公司擁有此技術(shù)的核心,柯達(dá),,國內(nèi)友通等廠家的DR就使用這種探測(cè)器,。
DR的技術(shù)進(jìn)步是緊緊與影像板技術(shù)的發(fā)展相聯(lián)系的。平板的技術(shù)發(fā)展體現(xiàn)在兩個(gè)方面:尺寸的大小及動(dòng)態(tài)反應(yīng)時(shí)間,。碘化銫/非晶硅型平板在這兩方面都具有其他技術(shù)不可比擬的優(yōu)勢(shì),,是目前最成熟最主流的技術(shù),目前世界上主要領(lǐng)先廠家都用這種技術(shù),。
*碘化銫/非晶硅 ( CsI ) + a-Si + TFT : X 射線入射到 CsI 閃爍發(fā)光晶體層時(shí),,X 射線光子能量轉(zhuǎn)化為可見光子發(fā)射,可見光激發(fā)光電二極管產(chǎn)生電流,,這電流就在光電二極管自身的電容上積分形成儲(chǔ)存電荷,;每個(gè)象素的儲(chǔ)存電荷量和與之對(duì)應(yīng)范圍內(nèi)的入射 X 射線光子能量與數(shù)量成正比;成像速度,、影像質(zhì)量,、工作效率等綜合水平教高。
*氧化釓/非晶硅(Gd2O2S) + a-Si + TFT :工作過程與上相似,,只是碘化銫被氧化釓取代,;由于技術(shù)原因其原始圖像為12 Bit/4096灰階,A/D轉(zhuǎn)換為14Bit,;工藝成本較低,,但綜合技術(shù)水平比碘化銫板差。
*非晶硒a-Se+TFT:入射的X 射線光子在硒層中產(chǎn)生電子空穴對(duì),,在外加偏壓電場(chǎng)作用下,,電子和空穴對(duì)向相反的方向移動(dòng)形成電流,電流在薄膜晶體管中積分成為儲(chǔ)存電荷,;每一個(gè)晶體管的儲(chǔ)存電荷量對(duì)應(yīng)于入射的 X 射線光子的能量與數(shù)量,;工藝成本較低,但對(duì)入射X線吸收不佳,,成像速度及穩(wěn)定性等綜合技術(shù)水平較非晶硅平板差,。
注:目前,,世界相關(guān)專家普遍認(rèn)可成熟的非晶硅+碘化銫平板探測(cè)器技術(shù),; Trixell公司生產(chǎn)的平板探測(cè)器,,因其穩(wěn)定優(yōu)秀的成像特質(zhì)和良好的環(huán)境適應(yīng)性成為DR設(shè)備的首選;由于采用世界最佳的平板探測(cè)器技術(shù),,輔以高質(zhì)量球管和出色機(jī)械性能,,加上功能強(qiáng)大的專業(yè)級(jí)后處理工作站,飛利浦/西門子成為世界公認(rèn)的DR系統(tǒng)頂級(jí)品牌,。
1,、探測(cè)器:對(duì)于直接數(shù)字化X射線攝影技術(shù)來講,決定其圖像質(zhì)量不僅僅是平板所采用的技術(shù)類型,,同時(shí)還有平板的DQE,、采集矩陣、采集灰階,、空間分辨率,、最小像素尺寸等重要因素,每個(gè)因素都很重要,;在相同的圖像尺寸時(shí),,采集矩陣越大,像素尺寸越小,,圖像分辨率越高,,細(xì)小組織結(jié)構(gòu)才能更好顯示 。
(1)材料/技術(shù)類型:碘化銫/非晶硅為主流,;其中以Trixell平板為最佳,。
(2)有效尺寸:主流為17×17in或14×17in;17×17in可滿足99%的病人包擴(kuò)體胖病人,,可一次暴光成像,;而14×17in有23%的病人不能滿足,需二次曝光,增加病人射線損傷, 增加技術(shù)人員工作強(qiáng)度。
(3)像素矩陣:主流為2.5K×3K或3K×3K,。
(4)像素尺寸:143μm/200μm,;像素尺寸大小直接影響圖像細(xì)膩度。
(5)空間分辨率:決定因素是探測(cè)器的尺寸和量子噪聲,,這從物理意義上是決定因素 (當(dāng)然從軟件上可以內(nèi)插算法得到更小的像素?cái)?shù),但這不是真實(shí)的像的信號(hào),是推算的結(jié)果),;此外,射線的質(zhì)量是一個(gè)不可忽視的因數(shù),。所有平板中Trixell平板尺寸最大,,量子噪聲最小。
(6)灰階:主流是14 Bit/16,384灰階,,只有Canon等少數(shù)公司的探測(cè)板為原始圖像為12 Bit/4096灰階,,A/D轉(zhuǎn)換為14Bit,。
(7)探測(cè)量子效率(DQE):是輸入信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)成輸出信號(hào)的效率,高探測(cè)量子效率是潛在劑量降低的基礎(chǔ),。數(shù)字平板探測(cè)板都具有的特性是相對(duì)于屏-片X線攝影都有較高的DQE,。同等放射劑量下,非晶硒的DQE比非晶硅的低,;非晶硅探測(cè)板在劑量降低上優(yōu)于非晶硒探測(cè)板,。
(8)外接裝置:是否需要水冷裝置或其他裝置。
2,、球管:射線質(zhì)量和壽命,;以O(shè)PTIMUS 65 SRO 33100為最佳。
(1)焦點(diǎn)
(2)熱容量
(3)高速旋轉(zhuǎn),、陽級(jí)轉(zhuǎn)速
(4)束光器
3,、高壓發(fā)生器:
(1)功率、頻率
(2)輸出范圍
(3)KV 調(diào)節(jié)
(4)最短曝光時(shí)間
4,、控制臺(tái):
(1)自動(dòng)曝光控制,、解剖部位攝影:一般都有。
(2)工作站屏幕:19in為主流,;17in逐漸淘汰,。
(3)操作系統(tǒng):個(gè)人電腦級(jí)Windows系統(tǒng)或?qū)I(yè)服務(wù)器級(jí)UNIX系統(tǒng);對(duì)電腦稍有了解的人都明白,,后者比前者有不可比擬的穩(wěn)定性,、高處理能力。
(4)硬盤:一般60~80G,;有普通IDE硬盤和高速SCSI硬盤之分,;后者有最快的響應(yīng)速度和最長(zhǎng)的壽命,尤其是涉及圖像處理時(shí)更能顯示出多通道高速度的優(yōu)勢(shì),。
(5)曝光到診斷圖像顯示時(shí)間:一般要求≤10s,,少數(shù)能夠達(dá)到5s以內(nèi);檢驗(yàn)工作臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工作能力的一個(gè)很重要的指標(biāo),。
(6)圖像質(zhì)量控制功能:或好或壞一般都有此功能,。
(7)圖像處理軟件及升級(jí):商家一般都提供在使用期限內(nèi)免費(fèi)升級(jí)服務(wù);廠商針對(duì)醫(yī)療診斷實(shí)際需求而獨(dú)家開發(fā)的圖像處理軟件尤顯重要,,也是判斷DR設(shè)備檔次高低的重要依據(jù)之一,。
(8)DICOM3.0及功能:一般都有。
(9)外儲(chǔ)設(shè)備:光盤刻錄DVD或CD-RW,。
(10)圖像輸出:以數(shù)字形式輸出到相機(jī)及PACS系統(tǒng) ,。
(11)網(wǎng)絡(luò)傳輸速度:100m/ms或1000m/ms;后者有更快的傳輸速率,。
5,、球管支架及診斷床:要求人性化設(shè)計(jì)和符合臨床需要,。
(1)球管支架
(2)球管旋轉(zhuǎn)
(3)自動(dòng)電磁鎖定及角度和距離顯示功能
(4)診斷床要求
(5)濾線柵
6、售后服務(wù):
(1)免費(fèi)維修:整機(jī)一般一年保修,。
(2)探測(cè)器保修:一般為二年保修,。
(3)PACS系統(tǒng)連接及連接所需相關(guān)軟、硬件:一般免費(fèi)提供,。
(4)操作維修手冊(cè):要求詳盡,。
(5)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用和維修培訓(xùn)服務(wù):一般免費(fèi)提供。
(6)開機(jī)率:一般要求95%以上,。
(7)售后服務(wù)響應(yīng)時(shí)間和保修期后維修年限:一般要求接維修通知后24小時(shí)內(nèi)到達(dá)故障現(xiàn)場(chǎng);保修期后提供超過8年的維修服務(wù),。
(8)省內(nèi)裝機(jī)情況和省內(nèi)維修站:一般要求省內(nèi)有裝機(jī)和專業(yè)維修部,。
7、放射線安全防護(hù)
要求符合國際放射線安全防護(hù)標(biāo)準(zhǔn),,具有放射線安全防護(hù)檢測(cè)證書或美國FDA或歐共體權(quán)威機(jī)構(gòu)的認(rèn)證,;雖然市場(chǎng)上所有設(shè)備都有相關(guān)認(rèn)證,但不同的平板技術(shù)和球管在這一點(diǎn)上相差懸殊,,其中PHILIPS為最佳,,是所有DR產(chǎn)品中曝光劑量最低的,能夠給患者及工作人員最大限度保護(hù),。