數字放射攝影技術論文

　　數字放射攝影技術實現了X攝像資訊直接進入影象儲存與傳輸系統***PACS***以及遠端醫學系統，下面是小編為大家精心推薦的，希望能夠對您有所幫助。

　　篇一

　　數字放射攝影成像技術

　　摘要：在醫學影像領域中，斷層掃描***CT***、磁共振成像***MRI***等已經進入了數字化時代，可是作為最早出現，且使用也最普遍的X射線攝影成像技術，卻還停留在傳統的方式上，這一傳統方式已遠遠不能滿足現在數字化時代的要求。為了實現X攝像資訊直接進入影象儲存與傳輸系統***PACS***以及遠端醫學系統，一種新的數字X射線攝影技術應運而生。

　　關鍵詞：傳統X射線攝影、數字X射線攝影、X射線探測器

　　隨著醫療衛生事業的發展，以膠片為顯示、儲存、傳遞為主要方式的傳統X射線攝像技術已不能滿足臨床診斷和治療發展的需求。醫療裝置的數字化要求日益強烈，全數字化放射學、影象導引和遠端放射醫學將是放射醫學影像發展的必然趨勢。

　　一、傳統醫療攝影成像技術與數字攝影成像技術

　　傳統X射線攝影以膠片或感光屏為媒體，以二維成像方式，利用X射線的穿透作用、熒光效應和化學作用，使得穿過人體後發生不同衰減的X射線在膠片或感光屏上呈現不同密度的影像。傳統X射線攝影應用廣泛，佔基層醫院工作量的70%左右。但由於膠片溴化銀分子決定膠片影像的解析度，所以其解析度只能達到分子顆粒級。傳統攝影在觀察透視影像時需連續曝光，增加了受檢查的輻射量，降低了X射線使用效率。

　　數字X射線攝影是利用計算機技術，使作用於人體後的X射線不再作用於膠片或感光屏，而是經過探測器將光訊號轉換為數字號，並以矩陣形式交由計算機處理重新成像。其解析度主要由電子探測器決定，可達數百微米，高於傳統的增感屏—膠片系統。數字X攝攝影得到的影象可以進行各種後處理，影像的顯示、調閱和存貯可實現數字網路化，它為提高影象質量，實現無膠片放射科室以及使放射醫學攝像進入PACS***影象存檔和通訊系統***提供了美好的前景。

　　二、數字X射線攝影的分類

　　1.DF數字化透視和DSA數字化血管減影類。

　　這類機器的影象處理主要由影像增強器、電荷耦合器***或攝像管***以及模/數轉換部分來完成。影像增強器或電荷耦合器首先將X射線影像資訊轉換為可見光影像***視訊訊號***，然後再經模擬數字轉換成為數字訊號。這類數字化裝置具有與X射線透視方式下定位點片攝影相近的操作方式及優點，能進行多種後處理，空間解析度可達2K***2048×2048***或4K數字影象水平。數字化胃腸檢查機、遙控數字化多功能機已成為這類機器的主流。DSA裝置也成為基層醫院開展介入放射學的基本裝置。此類裝置的優點在於低劑量，實時性，具有較好的效能價格比。

　　2.CR計算機X射線攝影裝置類。

　　CR是電子探測器被應用於X射線攝影之前的一個轉換階段。它以IP板***成像板***擷取X射線影像資訊，經鐳射讀出器讀出後，再形成數字化影像。此類產品的動態特性和空間解析度傳統增感屏———膠片系統相比有明顯提高。在數字X射線機的市場上佔有相當的份額。但其價格較貴，而且其成像原理和過程仍為間接數字放射攝影，所以最終將成為一種過度型別，不是數字X射線攝影的發展方向。

　　3.DDR直接數字放射攝影類。

　　此類裝置以平板型探測器為X射線影像資訊的轉換載體。以TFT薄膜電晶體陣列做探測器的平板系統，因方法不同又分為兩種型別：其一是由非晶硒和TFT構成陣列板，其二是閃爍體、非晶矽和TFT構成陣列板，兩者均可以直接讀出數字訊號。DDR成像系統使用全固體化的X射線影像載體，徹底避免了影像增強器中固有的缺點，可與原有的X射線機使用，直接顯示影象，成像速度快，影象的空間解析度和密度解析度都很高。1996年開始，國外就已經開始將此類產品投放市場。GE、島津、西門子、DR等公司均有自己獨特的產品，並在不斷的開發中，此類產品是目前X射線影像數字化研究發展的主要方向。

　　三、數字X射線攝影成像原理及成像過程

　　1.間接數字影像轉換

　　間接數字放射攝影系統***IDR***的成像主要原理：它是由CsI等物質構成X射線的轉換螢幕，或稱為閃爍體。X射線到達閃爍體後，激發出可見光子。生成的光子用一個靈敏矩陣陣列檢測，它的每一個畫素具有一個光電二極體和薄膜電晶體開關。可見光傳遞給下面的光電二極體，光電二極體觸發薄膜電晶體產生輸出訊號。

　　2.直接數字影像轉換

　　直接數字放射攝影系統***DDR***成像主要原理：它是由非晶硒和薄膜電晶體構成的陣列板，陣列板的每一個單元包含一個儲存電容和非晶矽的場效應電晶體。由於非晶硒是一種光電導材料，照相前先給陣列板一個1～5Kv的電壓，電壓加在接觸板上使非晶硒層帶上一層電荷，接受X射線像時由於非晶硒的光電導效應導致電阻發生改變，使其下面的薄膜電晶體層的電容充電，相應產生電荷的變化，從而得到影象訊號電流，進而形成數字化影象。

　　3.直接和間接數字影像轉換方式的比較

　　直接數字影像轉換方式使用光導材料非晶硒不產生可見光，只是電子的傳導，可避免散射線的產生，這對提高影象清晰度是有好處的。它有潛力提供比基於閃爍體的間接影像轉換方式更高解析度的影象，甚至那些使用結構化CsI晶體的系統。間接數字影像轉換方式在空間低頻部分有很高的量子效率DQE，而在空間高頻部分的量子效率DQE卻很低。直接數字影像轉換方式和間接數字影像轉換方式的信噪比在畫素較大的情況下，因為兩者的X射線到電荷的轉換增益是相同***假設間接方式是CsI和α-Si，直接方式是轉換增益為10V/μm的α-Se***，所以本質上是相同的。但是，當畫素的尺度減小時，直接方式可以保持100%的填充因子***也即電荷的收集效率***。而在間接方式中，離散的電極間存在間隙，光線的吸收效率急劇下降。這樣在與其他因素的共同作用的情況下，影響了間接方式的影象質量。直接方式就可以極大地減少相鄰畫素之間的干擾，而且因為沒有閃爍體的緣故，也就避免了餘輝的存在。

　　直接數字影像轉換方式比數字影像轉換方式的製造工藝更簡單。首先直接方式只需要一層統一的光導層，而不是結構化的CsI晶體層。其次，因為X射線在光導層被直接轉換光子，每個畫素就不必像間接方式那樣要求有對應的光電二極體，因此靈敏矩陣陣列就不再那麼複雜了。以上兩點保證了直接數字放射攝影探測器的製造更經濟。直接數字影像轉換方式具有以下缺點，表現在被啟用的α-Se層需要非常高的電壓，高壓就有可能破壞矩陣陣列的靈敏區。即存在安全可靠性問題。這在光導器件和半導體器件兩者中選擇必須要考慮的因素。

　　四、總論

　　醫學影像數字化及其計算機處理，從根本上改變了醫學影象的採集、顯示、儲存、變換方式和手段，為逐步或完全取代膠片，建立無膠片醫學影象系統創造了條件。直接數字成像系統DDR，作為PACS的一個關鍵環節，必將成為醫院的首選。數字化、網路化、無膠片的影像科，是21世紀放射醫學影像發展的必然趨勢。

　　參考文獻：

　　[1]張平.數字X線攝影技術[J].醫療裝置，2001***10***.

　　[2]李保偉.數字化放射醫學影像技術[J].醫療裝置，2001***5***.

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