【正文】 ? 但由于 CR設(shè)備對光電倍增管增益的補償，按標(biāo)準(zhǔn)條件曝光的 IP在額定存儲時間內(nèi)幾乎不受消退的影響。但若 IP的曝光不足和存儲過久，則會由于 X線的量子不足和天然輻射的影響，致使噪聲加大。因此，最好在第一次激發(fā)后的 8小時內(nèi)讀出IP的信息。 ? 二、讀取裝置 ? (－）結(jié)構(gòu) ? CR系統(tǒng)的讀取裝置可分為暗盒型和無暗盒型。 ? 1．暗盒型讀取裝置其特征是將 IP置人與常規(guī) X線攝影暗盒類似的盒內(nèi)，它可以代替常規(guī)攝影暗盒在任何 X線機上使用。目前帶暗盒的 IP尺寸有四種：36cm 43cm（ 14吋 17吋）， 36cm 36cm（ 14吋 14吋）， 25cm 3lcm（ 10吋 X12吋）和 20 25cm（ 8吋 10吋）。 ? 經(jīng) X線曝光后的暗盒，從 CR讀取裝置的暗盒插入孔送人讀取裝置內(nèi)，這一操作可以在明室完成。暗盒進(jìn)入讀取裝置后，IP被自動取出，由激光（直徑約 0． 1cm、波長約 600nrn）掃描讀出潛影信息，然后被送到潛影消除部分，經(jīng)強光照射，消除 IP上的潛影。此后 IP被送回暗盒內(nèi)，封閉暗盒。暗盒被送出讀取裝置，供反復(fù)使用，整個過程是自動和連續(xù)進(jìn)行的。 ? 不同尺寸的 IP讀取時間是相同的。由于讀取按一定的時間間隔進(jìn)行， IP插入間隔短時，會發(fā)生與讀取不匹配的問題。因此，在暗盒插入裝置和讀取部分之間設(shè)置 IP緩沖堆棧，根據(jù)需要使 IP在堆棧中等待。 IP消除殘影后送往 IP分類器，當(dāng)需要時送往片盒。等待時間由機器自動調(diào)節(jié)。 ? 2．無暗盒讀取裝置 該設(shè)備集投照、讀取于一體，有立式和臥式。需專用機器，不能與常規(guī) X線攝影設(shè)備匹配。 IP在 X線曝光后直接被送到激光掃描和潛影消除部分處理，供重復(fù)使用。 ? 讀出的數(shù)字影像信息連同病人的信息（如病歷號、姓名、日期等）、攝影條件（照相部位等）一并輸入計算機，進(jìn)行影像處理。病人信息可以通過磁卡或?qū)ｉT的錄入裝置輸入或修改，最終合成打印在 CR照片上。輸入的信息也是記錄和檢索的依據(jù)。 ? （二）讀出原理 ? 儲存在 PSI熒光物質(zhì)中的影像為潛像，以連續(xù)模擬信號的形式記錄，要將其輸出并轉(zhuǎn)換成數(shù)字化信號，需采用如圖 2－ 2所示的激光掃描系統(tǒng)。 圖 22 數(shù)字 X線攝影系統(tǒng) ? 20世紀(jì) 70年代末開始了 DR的研究，在 － TV系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，利用 A／ D轉(zhuǎn)換器使模擬視頻信號數(shù)字化，實現(xiàn)計算機處理。隨著微電子、光電子和計算機技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字 X線的探測器和設(shè)備也加速發(fā)展， 19 9 5年 11月在 RSNA上展出了第一臺性能優(yōu)于 CR的 DDR樣機。 DR的工作原理 圖 23 ? 該系統(tǒng)由 X線轉(zhuǎn)換為可見光，由 CCD或真空攝像管轉(zhuǎn)換成視頻信號，再經(jīng) A／ D轉(zhuǎn)換后形成數(shù)字圖像信號。這是最先得到實際使用的 DR設(shè)備。 ? 近年來 CCD攝像機在提高空間分辨力、改善信噪比和減少偽影等方面均有長足的進(jìn)步，有取代真空攝像管的趨勢。目前 － TV成像鏈系統(tǒng)的采樣矩陣可達(dá) 4 0 9 6 4096像素，灰度分辨力達(dá) 12bit，采樣速度已達(dá) 64幀／秒。 ? 這種系統(tǒng)的主要缺陷有：由于 管中的光散射和電子散射，引入了附加的對比度損失；電視攝像管的動態(tài)范圍小，不能發(fā)現(xiàn)微小的組織差異； 野小，邊緣和中心分辨力不一致。 ? ．二、直接數(shù)字 X線攝影 ? DDR指采用一維或二維 X線探測器直接把 X線轉(zhuǎn)換為模擬電信號進(jìn)行數(shù)字化的方 法，不同于先獲得模擬圖像、再行數(shù)字化的方法。 20世紀(jì) 70年代末到 80年代中期的 DDR采用 X線掃描投影，再經(jīng)放大合成為二維圖像的成像方法。 90年代中期出現(xiàn)了使用平板型探測器（ flate panel detector， FPD）的數(shù)字 X線攝影， ? 有將 X線直接轉(zhuǎn)換成信號的非晶態(tài)硒 FPD；也有先經(jīng)閃爍發(fā)光晶體轉(zhuǎn)換成可見光，再轉(zhuǎn)換為信號的非晶態(tài)硅 FPD。因此，DDR系統(tǒng)可分為掃描投影數(shù)字 X線攝影系統(tǒng)和平板探測器數(shù)字 X統(tǒng)攝影系統(tǒng)。 ? DDR使用的 X線探測器 ? 1．氣體電離室探測器 由許多單元組成陣列，每個單元構(gòu)成一個像素，大小為 0． 5 mm 0． 5 mm。探測器陣列的高壓極板與收集極平面平行，相距1cm，其間充以特定成份的惰性氣體，如氙氣。收集極是一組蝕刻在印刷電路板上的金屬絲，沿 X線人射方向排列分布，線寬 0． 4mm、間隔 0． lmm、長度為10cm，每個收集電極絲都與一個放大器相連。 ? 當(dāng) X線入射到電離室中，使氣體產(chǎn)生電離，在極間電場的作用下，正離子與電子沿電場力方向分別向兩電極漂移，同時在外電路產(chǎn)生與入射 X線強度成正比的輸出信號。按時間順序讀出后就構(gòu)成圖像的一條掃描線，機械掃描系統(tǒng)使 X線管和探測器陣列作同步掃描運動，獲得圖像的各條掃描線，形成二維的 X線投影圖像。 ? 2．非晶態(tài)硒型平板探測器 封裝在類似膠片夾的暗盒內(nèi)，主要由集電矩陣、硒層、電介層、頂層電極和保護層等構(gòu)成。集電矩陣由按陣元方式排列的薄膜晶體管（ thin－ film transistor， TFT）組成，非晶態(tài)硒層涂復(fù)在集電矩陣上，它對 X線敏感，并有很高的解像能力。圖 2－ 4是探測器工作原理的示意圖。 圖 24 ? 探測器的基本工作原理是：入射 X線光子在硒層中產(chǎn)生電子一空穴對，在頂層電極和集電矩陣間外加高壓電場的作用下，電子和空穴向相反方向移動，形成電流，導(dǎo)致 TFT的極間電容儲存電荷，電荷量與入射光子成正比，所以每個 TFT就成為一個采集圖像的最小單元，即像素。每個像素區(qū)域內(nèi)還形成一個場效應(yīng)管，它起開關(guān)作用。 ? 在讀出控制信號的作用下，開關(guān)導(dǎo)通，把像素存儲的電荷按順序逐一傳送到外電路，經(jīng)讀出放大器放大后被同步地轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。像素信息的讀取方式如圖 2－ 4所示。由于放大器和 A／ D轉(zhuǎn)換器都置于探測器暗盒內(nèi)， ? 從外部看，探測器暗盒是接收 X線圖像而直接輸出數(shù)字化圖像信息的。信號讀出后，掃描電路自動清除硒層中的潛影和電容存儲的電荷，以保證探測器能反復(fù)使用 TFT像素的尺寸直接決定圖像的空間分辨力，如每個像素為139μm 139μm，在 36cm 43cm(14吋 17吋 )的范圍內(nèi)像素有 2569 3072。 ? 3．非晶態(tài)硅型平板探測器 其外形也類似 X線膠片的暗盒，是一種半導(dǎo)體探測器?；驹硎牵喊褲B鉈鉈的碘化艷閃爍發(fā)光晶體層覆蓋在光電二極管矩陣上，每個光電管就是一個像素，由薄膜非晶態(tài)氫化硅制成。當(dāng) X線人射到閃爍晶體層時被轉(zhuǎn)換為可見光，再由光電二極管矩陣轉(zhuǎn)換成電信號，在光電二極管自身的電容上形成儲存電荷，每個像素的儲存電荷量與入射 X線量成正比。 ? 像素尺寸是 143μm 143μm，在43cm 43cm(17吋 17吋 ) 的范圍內(nèi)像素有 312 0 312 0個。信息的收集方式也與上述直接轉(zhuǎn)換的 FPD相同，探測器矩陣在行和列方向都與外電路相連并編址，在控制電路作用下，掃描讀出各個像素的存儲電荷，經(jīng) A／ D轉(zhuǎn)換后輸出數(shù)字信號， ? 傳送給計算機處理建立圖像。盡管 X線在探測器中先轉(zhuǎn)換成可見光，再轉(zhuǎn)換成電信號后進(jìn)行數(shù)字化，但從探測器暗盒外部看，也是輸入 X線后直接輸出數(shù)字化圖像信號。圖 25是硅型 FPD的結(jié)構(gòu)圖。 圖 25 DDR與 CR的比較 ? １． DDR的圖像清晰度優(yōu)于 CR，主要由像素尺寸決定； CR在讀出潛影過程中，激光穿過 IP深部時產(chǎn)生散射使圖像模糊，降低了圖像的分辨力。 ? ２． DDR的噪聲源比 CR少，沒有二次激勵過程引入的噪聲，因此 S／ N高。 ? ３． DR的拍片速度快于 CR，拍片間隔為 5s，直接出片； CR拍片間隔 lmin以上，從攝影到膠片顯像需 3min。 ? ４． DDR的 X線轉(zhuǎn)換效率高；而 CR利用潛影成像，信號隨時間而衰減，故 DQE較低，曝光劑量比 DDR高。 ? ５． DDR探測器壽命長，可用 10年，CR的圖像板可用 1年。 ? ６． DDR有升級為透視的能力，但不能應(yīng)用于常規(guī) X線機； CR不能透視，但能與原有的 X線攝影設(shè)備匹配工作，取消洗片機。 ? DDR的主要問題是：大面積 TFT在工業(yè)生產(chǎn)中存在較大難度， 36cm 43cm的平面矩陣需用 4塊 18cm 21． 5cm的小平面矩陣拼接而成。在時間分辨力上優(yōu)于 CR，但還是不能滿足心血管設(shè)備的要求，不能適應(yīng)快速連續(xù)攝影的 X線造影檢查。 ? THE END ? 謝謝大家