探讨VolumeRAD成像技术的结构原理和工作流程*

2012-11-04刘伟伟王广丽王忠周

中国医学装备 2012年11期

李军刘伟伟王广丽王忠周罗毅

李军①刘伟伟②王广丽①王忠周①罗毅①

VolumeRAD成像技术是一种新型的影像技术，该技术在数字X射线摄影系统上利用高性能的平板探测器、大容量小焦点X射线球管、精准的驱动装置完成多角度的容积扫描，获取一系列的影像数据，由计算机回顾性的重建出任意层面的数字X射线断层图像的成像技术。据X射线球管和平板探测器的运动形式，共有4种采集方式，29种协议，基本涵盖了人体常规的摄影位置，为更好地在临床上使用VolumeRAD成像技术，探讨VolumeRAD成像技术的结构原理和工作流程。

VolumeRAD成像技术；平板探测器；结构原理；工作流程

VolumeRAD成像技术是美国GE公司Definium 8000和Discovery XR650型数字X线摄影(digit radiography, DR)上所具有的新型X射线检查技术，是计算机后处理与断层技术相结合的数字合成X射线断层成像技术(digital tomosynthesis，DTS)的一种。VolumeRAD成像技术可直接在DR摄影系统来完成，整个重建过程在采集工作站中进行，操作简单易行[1-2]。与传统DR图像相比，VolumeRAD成像技术的图像是数字X射线断层图像，克服了组织结构的重叠，是常规X射线检查的提高和延伸，提高了病变的检出率，尤其是＜10 mm的结节性病灶为著，增强了病变检出的敏感性，可使细微结构的分离，提高了病变的特异性[3-4]。

1 VolumeRAD的结构原理

VolumeRAD成像技术由传统微焦点(焦点尺寸0.6 mm×0.6 mm)X射线球管、高性能碘化铯平板探测器、采集工作站、高压发生装置、X射线球管驱动装置、系统计算机等组件来完成图像的采集，其结构原理如图1所示。

图1 VolumeRAD成像技术的结构原理图

实现VolumeRAD成像技术须具有一定的硬件基础。首先是对探测器的要求，应具有高的刷新速度、高的量子检出效率、连续的采集能力、整板技术和良好的冷却技术[5]。其次是对机械运动的要求，应具有自动跟踪、自动定位功能、五轴联动功能和全自动功能，只有具备了以上要求，才能够在较短的时间内完成多幅原始图像的采集，进而由高性能计算机重建出任意层面的图像[6]。

2 VolumeRAD成像技术采集方式

VolumeRAD成像技术共有4种采集方式，即胸片架立位，胸片架卧位，胸片架仰卧水平位以及固定床卧位。依据患者的大小、解剖部位和体位，VolumeRAD成像技术共设有默认29种协议，基本涵盖了常用的检查部位。如胸部PA位、AP位、侧位；腹部AP位、IVP位；面骨AP位、侧位；鼻窦PA位、侧位；颈椎AP位、侧位；腰椎AP位、侧位；髋关节AP位；膝关节正位、侧位；足部正位、斜位；肩关节AP位；肘关节正位、侧位；腕关节正位、侧位等位置可选。协议选定之后，原始图像的数据和重建图像的层厚(或数目)就已确定，如中等身高的成人胸部PA位，起始层高为20 mm，结束层高为220 mm，层间隔为5 mm，采样因子为1，采集次数为60次，扫描角度为30 °，重建层数为53层。不同的协议具有不同的采集和重建参数，如对默认的参数不满意，技术人员可根据感兴趣区选择起始和结束层高、层间隔采样因子等参数来重建图像。

3 VolumeRAD成像技术的工作流程

从worklist列表中选择患者(patient)或添加行患者；选择开始(start)或重新检查(resume)；由技术选择列表中选择VolumeRAD协议(如胸部PAVolumeRAD)；使用胸片架立位采集方式，自动跟踪功能根据协议选择球管和探测器的位置；摆正患者体位，根据其解剖部位选择照射野(不能＜100 mm×100 mm)；如有必要调整曝光参数或使用自动曝光模式(AEC)；采集跟踪图像(普通DR图像)并对其分析。如位置和图像质量不满意，点击采集屏(或OTS屏)上Retake scout键，根据需要调整患者位置或摄影参数，重新采集跟踪图像；如位置和图像质量满意，按下Reset键，球管自动移动到预设位置，按下手闸进行VolumeRAD采集，球管将按照预设的路径(以胸部为例球管运动路径如图2所示)直到曝光结束松开手闸，在整个采集过程中只有球管转动，FPD保持不动，采集时间＜15 s。这组投影数据在图像采集工作站中回顾性的重建出冠状面或矢状面的一系列有顺序的图像[7]，其重建方式采用滤波反投影的计算方法，层厚和层间隔在1～50 mm可选，图像重建时间大约需要2 min[8]。原始和重建图像将在采集工作站中显示。

图2 VolumeRAD成像技术的球管运动路径图

4 结语

VolumeRAD成像技术是计算机与医学影像设备的完美结合，实现了在数字摄影系统上的数字断层摄影，操作简单易行，基本涵盖了人体的常用检查部位，为普通X射线检查增加了新的检查方式，掌握VolumeRAD成像技术的原理和工作流程有利于优质X射线断层图像获得，提高病变的检出率[8-9]。

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Structural principle and workflow of VolumeRAD

/LI Jun, LIU Wei-wei, WANG Guang-li, et al// China Medical Equipment,2012,9(11):11-12.

Volume RAD is a new type of photography which can be used to conduct multiple volume scan and acquire a set of projection image data by high quality of flat panel detector (FPD),large volume and tiny focus X-ray tube and accurate drive device in the system of digital radiography(DR)and retrospectively reconstruct an arbitrary slice as well as digital tomosynthesis(DTS)by computer. It has four kinds of data acquiring modes and 29 various protocols according to the different moving types of X-ray tube and FPD, which can match the radiographic need for all routing body positions. For the better use of this new technique in the clinic, the structural principle and workflow of VolumeRAD are discussed.

VolumeRAD; Flat panel detector; Structural principle; Workflow

Department of Imaging, the Affiliated Hospital of Shandong University of TCM, Jinan 250014, China.

1672-8270(2012)11-0011-02

TH774