X线数字化影像技术的发展与思考(1)
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2010年12月1日
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参见附件(1736KB，2页)。
【摘要】 X线数字化影像技术对实现医学影像现代化具有重要意义。比较3种数字化影像技术的基本原理、成像性能、影像特点及差别，对未来数字化技术发展做出探讨。
【关键词】 X线；数字化影像；发展
The technique eevelopment and thought of the X-ray digital imaging
LU De-wei,SU Wei,DENG Kun-fang.
The Second People,s Hospital of Yunnan ProvinceMedicalEquipment, Yannan Kunming650021，China
【Abstract】 The X-ray digital imaging is very importont for achieveing modern medical imaging. The imaging performance and difference between with three digital technologics are comparativety analyzd and evaluated by using principle imaging characteristic and approaching the technique development in the future.
【Key words】 X-ray;digitalimaging;development
自1895年伦琴发现X线并应用于医学诊断，至今已有100多年的历史，在这期间随着各类技术的发展，医用X线机得到不断地改进和完善。传统X线摄影仍采用增感屏-胶片方式，得到模拟图像，难于适应当今高速发展的现代化医院建设的需要。近几十年来，新技术和新材料的出现和应用，使放射科从传统的X线摄影工作方式进入数字化革命成像时代。X线数字化影像技术应用于临床，丰富了形态医学诊断的信息、层次，逐步改变了传统放射技术，并与快速发展的计算机、网络技术融合，极大提高了医学影像的质量，与传统X线胶片成像对比，优势十分明显。
A、影像质量
①直线性-宽容度大①有限胶片宽容度
②连续灰阶范围较广，可调节反差②连续灰阶，固定反差
③2～3.6 mm/线对，空间分辨力较低，散射光少，大幅度地克服了头锐，其对比度、分辨力高③5～9 mm/线对，空间分辨力高，但散射光使胶片的感光范围发散，导致锐度下降
④影像质量稳定在同一水平④胶片质量取决于胶片、屏曝光参数及冲洗条件
⑤计算机工作站，影像可重新再处理⑤影像不能重新再处理
⑥对X线能量的利用率高，辐射剂量小，比传统方式降低30%～70%⑥辐射剂量高，对X线能量的利用率低
B、操作效率及方便程度
①全明室操作，降低差错率①需要暗室设备，在暗室操作
②减低重照率及辐射量②不能避免的重照率
③强大的后处理功能，可调整反差，弥补因投
照条件不准确造成的质量缺陷③有限反差及影像质量
C、存储及传输通讯
①数字影像存储，节省空间，无胶片化①胶片储存，需要较大空间
②影像可以网络和胶片传递②影像只能胶片传递
1 X线数字化影像的标准
X线数字化影像的实质是将穿过人体的呈连续缓慢变化的X线密度通过直接或间接的方式转换为数字化影像存储和处理，并在线地为网络用户所使用。作为数字影像的形成要经过三个步骤，即影像数据采集；对实时信号的快速处理(图像重建)；影像传输、存储和记录。
整个系统需要的硬件包括：影像设备、存储设备、网络传输设备、显示设备。
2 目前实现X线数字化影像的几种技术
2.1 胶片录入法
这是最简单的一种方法，对X线机不做任何的改动，用扫描仪或数码相机将X光胶片上记录的模拟信息图像录入计算机工作站从而达到数字化处理的目的。其优点是：简单易行，投入资金少。缺点是：工作量大，没有动态图像获取及处理能力，图像清晰度取决于X光胶片本身的图像质量及扫描仪或数码相机的分辨力。对放射科历年来保存的传统胶片归档存储管理是一种较好的方法。
2.2 计算机X线摄影(Computed Radiography,CR)技术 CR是发展最早的X线数字化技术之一，实现间接获得数字化影像。目前已比较成熟。CR影像不是直接记录于传统X光胶片上，而是先记忆在IP影像板上。IP板中记忆影像的物质为PSL(光激励发光)荧光层。PSL是一种特殊的荧光物质，它把第一次X照射光的信号记录下来，当再次受到激光刺激扫描时，其存储的X光影像信号会释放出来，转换成光信号，通过光电信增管转换成电信号，再经A/D转换成数字信号输入到工作站进行各种有效的处理，最终生成符合临床诊断标准的X线图像。当IP板中存储的X光影像信号被消影后，可再重复使用。其优点是：图像清晰度有较大提高，后处理软件丰富，可有效提高移动床旁摄片质量，对原有的传统X光机不作改造，有效降低投照时的放射剂量。成本较低，应用广泛、灵活性好。其缺点是：无动态图像采集功能，数台机器的IP板需要集中扫描，在患者较多的时段容易造成拥挤，摄片技师的工作强度没有得到减少。
2.3 数字X线摄影(Digital Radiography,DR)技术 DR可分为直接数字X线摄影(Direct DR,DDR)和间接数字X线摄影(Indirect DR,IDR)。DDR是指采用X线探测器直接将X线图像变成电信号，再转换为数字图像的方法；IDR是利用X线机自身的成像系统把作为信息载体的X线转换为可见光，由CCD或真空摄像管转换成视频信号，再经数据采集器，如视频图像采集卡完成A/D转换后形成数字图像信号。该方法优点是：可完成实时动态图像采集、存储、回放，可以在透视和摄影两种方式下进行采集，具有实时或后处理动态减影功能，比较适合于造影检查，可以连接PACS或RIS系统，价格适中。缺点是：清晰度相对较低，图像的视野相对较小，在传统X线机上要进行简单改造。
3 平板探测器DDR技术
90年代中期先后出现了使用非晶硒和非晶硅X线平板探测器的数字摄影。非晶硒平板探测器主要由集电矩阵、硒层、电介层、顶层电极和保护层等构成，封装在暗盒中。使用非晶硒在由电薄膜晶体管(TFT)按阵元方式排列组成的集电矩阵上。每个薄膜晶体管的单元尺寸为139 um×139 um ......
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