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【影像微学堂】数字影像设备DR成像原理及评价的关键指标(A)

时间:2015-07-24 10:08:58 来源: 杭州美诺瓦
据有关统计,目前市场上DR探测器的种类10多种以上,但它们在形成数字图像的原理以及图像质量方面存在很大差别,下面由医院的专业人士结合RSNA最新资料对目前市场上DR设备的不同成像原理,最终图像质量的评价要点做的专业解读。
 
    解析DR系统的成像原理
 
    按成像原理DR即数字X光机主要分为两大类(1)直接数字化平板探测器技术(2)间接数字化平板探测器技术,后者又根据光电转换方式的不同分为TFT及CCD两种转换方式。
 
    直接数字化是指可将X射线直接转变为荷。闪烁体是一种吸收X线并能把能量转换为可见光的化合物。好的闪烁体使每个X线光子可以产生许多个可见光光子,每1kV X线输出20-50个可见光光子。闪烁体通常是由高原子序数的物质组成,高原子序数的物质有高的X线接收能力,和一个低浓度的催化剂,它直接把光谱转换为可见光光子散射,并通过直射式的光学系统将X线所致可见光传送到采集电路层,读出各个像素(135μm)产生的信号,按16bit量化为数字信号,直接送至计算机。美诺瓦的平板DR,移动灵活的UC臂设计,超大的移动范围和移动角度,最大程度的满足医生拍片的需要;采用了世界顶级的平板探测器,使用非晶硅TFT有源阵列,其性能更加稳定,优异的图像分辨率,剂量显著降低;方便、简洁的触摸屏,所有操作只要轻触屏幕就可以轻松、快速的完成。
 
    最终图像质量的像素要点 
 
    间接数字化采用类似屏一片系统产生图像所有的间接方式,在传统的荧片系统中,X射线形成影像分两步完成。第一步X射线经过增感屏中含有稀土元素磷的材料(比如Gd2O2S)产生可见光;第二步可见光使胶征中的溴化银颗粒感光产生影像,由于有可见光产生,就会产生光的散射,最终降低图像质量。间接数字化平板探测器分两步完成工作。

    第一步X射线经过闪烁体(碘化铯或磷)产生可见光,第二步可见光经光电转换由TFT或CCD转变为电荷。由于工艺的改进,新一代闪烁体材料制作成“松针”状种植在非晶硅上,比传统整块闪烁体材料产生的散射要少一些,但根本性质没有改变,仍需产生可见光进行转换,有可见光必然会有光的散射,必然会造成图像质量的下降。随着DR新技术开发,数字X光机的辐射剂量将会越来越低。美诺瓦DR采用进口碘化铯屏,有效将辐射剂量降低30%~40%,对检查者和受检查者减少辐射剂量,维护医护人员健康。
 
    最终图像及空间分辨率主要取决于象素的大小以及产生的数字信号的波形(singnal profile),间接数字化技术由于光的散射及噪声过大,造成信号的波形宽大,不能产生精确的数字矩形波。直接数字化技术,由于无光的散射以及噪声低,所以产生的数字信号波形锐利,是精确的矩形数字波(数字信号由0.1构成,产生的是矩形波)。
 
    无论直接或间接数字化平板探测器,在电荷读取方式上是共同的,即“直接读取”,它与“直接转换”是两个不同的概念,因为后者是平板探测器的共性,也是为什么平板探测器数字图像动态范围宽的物理机制。