DR平板探测器成像质量与探测器校准

2013-11-27赵明信夏慧琳

中国医疗设备 2013年8期

赵明信，夏慧琳

内蒙古自治区人民医院医学工程处，内蒙古呼和浩特 010017

1 平板探测器主要性能指标

在数字化摄片（Digital Radiography, DR）中，X线能量转换成电信号是通过平板探测器来实现的，所以平板探测器的特性会对DR影像质量产生比较大的影响。平板探测器成像质量的性能指标主要有两个：量子探测效率（Detective Quantum Efficiency, DQE）和空间分辨率。DQE决定了平板探测器对不同组织密度差异的分辨能力；空间分辨率决定了对组织细微结构的分辨能力。考察DQE和空间分辨率可以评估平板探测器的成像能力。DR平板探测器可以分为两种：非晶硒平板探测器和非晶硅平板探测器。非晶硒平板探测器的空间分辨率高，主要用于乳腺检查；非晶硅平板探测器DQE高，常用于乳腺以外其他部位检查。

2 平板探测器成像质量影响因素

DR平板探测器的DQE和空间分辨率主要决定于平板探测器材料、结构、工艺，这说明一个平板探测器自生产出来就有着一定的DQE和空间分辨率。但在日常使用中DR平板探测器受到环境温度、平板探测器坏点等因素影响，所得到DR影像会出现伪影，或者影像的分辨率、空间分辨率、对比度、均一性变差或降低，导致影像质量变差，不能把病灶和正常组织有效区分开来，容易使医生对患者病情的诊断造成误导。

3 平板探测器的校准

以Trixell公司生产的非晶硅平板探测器为例，探讨平板探测器的校准。平板探测器校准由关键操作员执行，关键操作员一般是指医学工程部门的工程师或受到相关培训的设备操作员。在执行平板探测器校准（Detector Calibration）之前，要求DR设备连续开机（平板探测器工作）4 h以上。平板探测器校准包括偏置刷新、暗度校准和X线校准。

3.1 偏置刷新（Offset Refresh）

偏置刷新校准每天进行1次，大约需要5 min。偏置刷新校准用一系列Offset images（偏置图像，探测器未曝光时的本底图像）来清除由于环境变化或高剂量曝光后图像残留造成的伪影。偏置刷新校准也更新坏点图。

3.2 暗度校准（Dark Calibration）

暗度校准每月进行1次，大约需要25 min，在这个过程中没有X线产生。暗度校准是通过校准获取一系列Offset image，把这些图像平均后计算得到一个参考图像。暗度校准主要作用是执行平板探测器本底校准，保证了探测器的均一性。如果平板探测器第一次被安装并且没有被校准，一定要在X线校准之前进行暗度校准。

3.3 X线校准（X-ray Calibration）

X线校准每月进行1次，大约需要30 min，在这个过程中要进行15次X线曝光。X线校准包括增益校准（Gain Calibration）和坏点图（Defect Map）更新。增益校准是在特定剂量下交替获得偏置和X线图像，在这个过程中实现对探测器电路增益校准。坏点图就是在维修模式下，探测器板空曝图像，这种图要比正常的DICOM图要丰富，包括一些肉眼看不到的坏点，坏点图更新是一个获取偏置和X线图像计算坏点图过程。X线校准，进行15次X线曝光，共用到 6个不同的剂量（为平板探测器吸收剂量）。曝光剂量和曝光次数关系，见表1。

表1 曝光剂量和曝光次数关系

从表1可知，使用5 mGy剂量共进行10次曝光，用它来进行增益校准；其他5个剂量分别进行1次曝光，用它来识别平板探测器的坏点。

在X线校准结束时，程序自动计算出探测器坏点的评价值（ECV）。ECV的值一般在27000左右，越低越好。当ECV的值＜240000，探测器校准通过；当ECV的值＞240000，探测器校准失败。若多次校准都失败，这说明探测器坏点太多，需更换新的探测器。同时对检测出的坏点通过算法补偿，使之不会对影像造成影响。从上可知X线校准主要作用是保证平板探测器所得影像的分辨率、空间分辨率、对比度等。

4 平板探测器校准中的注意事项

有时因为室内温度波动超过5℃，设备会要求立即执行平板探测器校准，所以要保证尽量室内温度的恒定；在X线校准过程中，要保证在准直器和探测器之间没有遮挡的物体，同时保证准直器视野已开到最大（43 cm×43 cm）。如果没有达到上述要求将会导致校准失败，这时有剂量太低（Dose too low）的提示信息，需按要求重新进行X线校准。