数字化X线摄影技术原理及应用分析

王克枢，肖杰

(山东省淄博市淄川区医院，山东淄博255100)

数字化X线摄影技术原理及应用分析

王克枢，肖杰

(山东省淄博市淄川区医院，山东淄博255100)

近年来，数字化X线摄影成像技术发展迅速，在医学诊疗领域发挥着越来越重要的作用。本文简要分析数字化X线摄影成像技术的相关原理，并探讨其应用现状，以期为临床应用提供一些参考依据。

数字化X线摄影技术;原理;应用

当前，CR、DR等数字化影像技术以其独特的成像优势，在医学诊疗领域得到了广泛的应用。本文简要探讨上述两种成像技术的工作原理及临床应用。

1 CR成像技术

1.1 CR成像原理

CR系统主要依靠影像板IP(imaging plate;IP)来传递摄影信息。将IP板放在一个特制的暗盒内，在摄影过程中，穿过人体的X线信号遇到IP板时，与板上的荧光物质发生反应，称为一次激励，X线潜影像便会被存储在二维平面上。完成摄影后的IP将传输至图像读取机，图像读取机利用点状光束对IP进行全面扫描，此时存储的X线信号便会发光。读取机的光导管再把发光信号收集起来，并导入光电倍增管内，将光信号转化为相应的电信号，最后将电信号传输至图像处理工作站进行相关数字处理。当X线剂量不足或过多的时候，图像质量较差，而图像处理工作站自身能调节感光度，因此，可避免这一问题。在完成图像读取后，将IP放在专门的强光灯下照射，以消除IP上面的所有潜影，方便下次使用。CR数字摄影系统拥有较强的图像后处理功能，它能根据诊疗需要，改变相关影像特征［1］。当前，CR系统中的闪射体基本都采用针状结构的荧光物质，不仅有效解决了荧光散射问题，还进一步提高了灵敏度。

1.2 CR优点

由于IP具有较高灵敏度，感光范围宽，因此CR摄影所需剂量明显少于传统X线摄影技术，通常为传统X线摄影所需剂量的1/2～1/5。我们可利用磁盘或光盘保存或传输CR图像。传统X线摄影所获得的图像是无法更改相关影像特征的，而CR成像技术则能在一定范围内通过图像处理工作站更改图像的部分特征。

1.3 临床应用

目前，CR技术主要用于对骨结构、关节软骨及相关软组织的摄影成像，同时还能定量分析其矿物盐含量。CR对相关纵膈结构的成像比较清晰，要观察膈下部分肋骨及肋骨上骨折线、胸椎、气管、相关主动脉钙化时，临床上常利用CR技术获得所需的图像。我们通常会借助CR的后处理功能来鉴别乳腺是否发生微小病变，因此，它在乳腺检查中得到了大量的应用。

2 DR成像技术

2.1 DR成像原理

从广义来讲，人们将DR作为数字化放射影像技术的统称，直接数字化放射摄影技术(DDR)仍被称为DR。在直接数字放射摄影(DR)系统中，平板探测器是最主要的图像感应介质。平板探测器不同，其成像方式也有所差异。目前，最具代表的平板探测器有两种，一种是非晶硅(a:Se± CsI)类型，采用非直接转换方式;另一种是非晶硒(a:Se)类型，采用直接转换方式。当X线光子通过非晶硅平板探测器时，将和CsI发生反应形成荧光。这些荧光光子将被光电二极管转换成相应的电信号。据研究证实，该平板探测器的DQE (量子捕获效能)大大增强，至少在60%左右。在获得同等图像质量的前提下，其X线剂量可减少60%左右。比如，对胸片正位进行摄影时，所需剂量仅为1～3mAs，而影像对比度低于1%。在患者身上检测到的表面X线剂量大幅减少，仅为传统摄影的1/10，但获取的图像动态范围却明显提高［1］。非晶硒平板探测器的原理是当X线穿过该探测器时，X线光子将与非晶硒半导体产生作用，生成正负电子对，从而形成相应的电信号。该过程中并无太多的信息转换，信息丢失不多，因此，获取的图像非常清晰。

2.2 DR的优点

作为X线直接转换技术，DR避免了由光学散射而造成的影像失真问题，并杜绝了伪影的生成，有助于提高临床诊疗的准确率。DR的应用让网络工作更加简单，也提高了工作效率，并促使医学影像学朝着全数字化、无胶片化的方向发展。另外，DR探测器使用年限很长，并具有较强的空间分辨力与良好的低噪声率。该技术一般是利用14bit或更高的数字信号来完成图像采集工作的［2］。因此，DR获取的信号强度范围非常宽泛，能取得数以万计的灰度阴影。DR技术具有成像质量高、成像迅速，工作效率高等优点。

2.3 临床应用

目前，利用DR进行胸部检查，能获取肺部、纵膈、胸壁相关软组织、肋骨及胸椎等影像。同时，通过DR技术可对影像按照患者体型或病情情况作相应的处理，从而获取最佳的诊断影像。另外，该技术通过一次曝光便能获得非常清晰的骨骼影像，相关软骨及软组织也显示得很清楚。医生利用专门的竖屏显示器观察图像，能轻易观察到骨小梁的具体间隙及走向，为微小骨折或骨质疏松的诊断提供了有力的依据。

3 CR与DR的比较

3.1 物理参数

QDE(量子检测效率)是我们了解数字化摄影系统性能的重要指标之一。QDE值越高则表示该系统对X线的转换率也更高，因此，对图像的信息利用率也高。比较QDE值，CR一般为25%，DR一般在50%～70%左右［3］。这说明在获取同等质量影像时，DR所需X线剂量为CR的一半。另外，DR的其它参数也明显好于CR，如影像空间分辨率、信噪比(SNR)等参数。

3.2 临床应用范围

CR在医院中得到了大量的应用，既可固定在放射科应用，也可在病房、手术室、急诊室等场所应用。DR系统比较固定，只能专机专用，兼容性差。而CR的兼容性良好，能和其它X线机配合使用。由于DR成像环节较少，并拥有强大的数字图像处理功能，因此，工作效率高，能满足不同诊疗需求。

［1］钟易．数字化X线摄影成像技术及其临床应用［J］．中国临床新医学，2009，5(2):500-503．

［2］房勇．关于x线数字化摄影CR和DR的比较与探讨［J］．淮北职业技术学院学报，2009，8(3):128 -129．

［3］吴秀杰．直接数字式X线摄影系统的原理及性能测试［J］．中国测试技术，2005，31(4):59-60．

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2014-11-05