【正文】 。根據(jù)計(jì)算得知，最短一次有效曝光應(yīng)大于 3ms。這意味著可利用儲(chǔ)能器件來(lái)解決電源條件的難題。 CR 和 DC成像技術(shù) ? 盡管新型的醫(yī)學(xué)成像診斷設(shè)備不斷出現(xiàn)，傳統(tǒng)的 X線攝影還是常規(guī)檢查的主流方式。因此，常規(guī) X線影像數(shù)字化或記錄在膠片上的信息數(shù)字化，對(duì)實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)影像以息管理的現(xiàn)代化和實(shí)用化具有重要意義。根據(jù)成像原理的不同，這類(lèi)設(shè)備可分為 CR系統(tǒng)、數(shù)字透視 ? （ digital fluorography， DF）系統(tǒng)、DR系統(tǒng)。 DF是 X線被影像增強(qiáng)器接收后，經(jīng) X線電視系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為模擬視頻信號(hào)，再用 A／ D轉(zhuǎn)換器變換為數(shù)字圖像信號(hào)。 ? DDR是指采用 X線探測(cè)器直接將 X線圖像變成電信號(hào)，再轉(zhuǎn)化為數(shù)字圖像的方法；IDR是指 － TV成像鏈或膠片先獲得 X線信息的模擬圖像，再轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像的方法；前者的成像原理與 DF相同，后者是利用數(shù)字化掃描儀把膠片上記錄的模擬信息數(shù)字化。 CR和 DF屬于數(shù)字錐形成像。 ? 自從 1972年出現(xiàn) X線 CT后，在影像診斷技術(shù)領(lǐng)域出現(xiàn)了數(shù)字化浪潮， ? 但傳統(tǒng) X線影像的數(shù)字化最晚。 20世紀(jì) 80年代中期各國(guó)廠商競(jìng)相開(kāi)發(fā) DR和 CR， 90年代又大力研制直接DR的探測(cè)器，在 90年代中期，推出了實(shí)用的 DDR設(shè)備。 ? ２．輻射劑量小 ? 有的機(jī)器拍攝胸片時(shí)只需 107～ 107 C/kg（ 35mR），比常規(guī)方式降低 30%70%的劑量。 ? 成像質(zhì)量高 ? 3．能用計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像后處理，更精細(xì)地觀察感興趣區(qū)的細(xì)節(jié)，一些具有廣闊應(yīng)用前景的新技術(shù)（如三維 X線成像技術(shù)、雙能量 X線成像技術(shù)等）都是以數(shù)字成像技術(shù)為前提的。 ? 5．雖然數(shù)字 X線成像的空間分辨力不如膠片，約為 2一 4LP／ mm，膠片的空間分辨力在理論上能達(dá)到 5～ 7LP／ mm，但散射光使膠片的感光范圍發(fā)散，導(dǎo)致銳度（與空間分辨力有關(guān)）下降；數(shù)字 X線成像使用的探測(cè)器采取特殊技術(shù)減少了漫射，大幅度地克服了失銳，提高了對(duì)比度分辨力。 ? 綜上所述，數(shù)字 X線成像設(shè)備的發(fā)展對(duì)遠(yuǎn)程放射學(xué)系統(tǒng)的發(fā)展具有決定性的影響， 這些設(shè)備在 21世紀(jì)將成為大中型醫(yī)院放射科的主導(dǎo)設(shè)備，因此具有廣闊的發(fā)展前景。 CR用存儲(chǔ)熒光屏作面探測(cè)器，如 FCR系統(tǒng)采用影像板（ image plate ,IP）作探測(cè)器，其它的面探測(cè)器還有存儲(chǔ)磷光屏（ storage phosphor plate, SPP）、閃爍晶體加光電二極管陣列、閃爍體加 CCD和非結(jié)晶硒探測(cè)器等。 ? CR的結(jié)構(gòu)（圖 2－ 1）主要有信息采集部分、信息轉(zhuǎn)換部分、信息處理部分和信息儲(chǔ)存及記錄部分。信息轉(zhuǎn)換由讀取裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，用光電倍增管接收存儲(chǔ)屏發(fā)出的熒光，并實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，再經(jīng) A／ D轉(zhuǎn)換器變換成數(shù)字信號(hào)。 ? 信息記錄利用存儲(chǔ)媒體如光盤(pán)等，通常在儲(chǔ)存前進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮。 CR信息還能直接在熒光屏上顯示影像。 ? 一、影像板 ? CR影像不是直接記錄于膠片，而是先記憶在 IP上， IP可以重復(fù)使用，但沒(méi)有影像顯示功能。 ? 因此，要求它不隨外界溫度和濕度而變化，透光率高并且非常薄。 ? ２． PSL（光激勵(lì)發(fā)光）熒光層 ? 此層是將 PSL熒光物混于多聚體溶液中，然后涂在基板上。多聚體溶液起到使熒光物質(zhì)的晶體互相結(jié)合的作用。 ? 4．背面保護(hù)層 ? 是為防止各張影像板之間在使用過(guò)程中的摩擦損傷而設(shè)計(jì)的，其材料與表面保護(hù)層相同。其中部分電子散布在熒光體內(nèi)呈半穩(wěn)定態(tài)，形成潛影，完成 X線信息的采集和存儲(chǔ)。產(chǎn)生的熒光強(qiáng)度與第一次激發(fā)時(shí) X線的能量精確地成正比，完成光學(xué)影像的讀出。 ? 在讀取光激發(fā)下，已儲(chǔ)存 X線能量的 IP中PSL熒光體發(fā)射出強(qiáng)度與 X線能量成正比的藍(lán)一紫光，在 390～ 400nrn波長(zhǎng)處取得峰值。發(fā)射光譜與激發(fā)光譜的峰值應(yīng)有一定間距，而且，還應(yīng)保證光電倍增管在 400urn波長(zhǎng)處有最高的檢測(cè)效率，這對(duì)提高影像的信噪比很重要。 IP的消退現(xiàn)象很輕微，讀出前存儲(chǔ) 8小時(shí)，熒光體的發(fā)光量約減少 25％。但若 IP的曝光不足和存儲(chǔ)過(guò)久，則會(huì)由于 X線的量子不足和天然輻射的影響，致使噪聲加大。 ? 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(wú)暗盒型。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）。暗盒進(jìn)入讀取裝置后，IP被自動(dòng)取出，由激光（直徑約 0． 1cm、波長(zhǎng)約 600nrn）掃描讀出潛影信息，然后被送到潛影消除部分，經(jīng)強(qiáng)光照射，消除 IP上的潛影。暗盒被送出讀取裝置，供反復(fù)使用，整個(gè)過(guò)程是自動(dòng)和連續(xù)進(jìn)行的。由于讀取按一定的時(shí)間間隔進(jìn)行， IP插入間隔短時(shí)，會(huì)發(fā)生與讀取不匹配的問(wèn)題。 IP消除殘影后送往 IP分類(lèi)器，當(dāng)需要時(shí)送往片盒。 ? 2．無(wú)暗盒讀取裝置 該設(shè)備集投照、讀取于一體，有立式和臥式。 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。病人信息可以通過(guò)磁卡或?qū)ｉT(mén)的錄入裝置輸入或修改，最終合成打印在 CR照片上。 ? （二）讀出原理 ? 儲(chǔ)存在 PSI熒光物質(zhì)中的影像為潛像，以連續(xù)模擬信號(hào)的形式記錄，要將其輸出并轉(zhuǎn)換成數(shù)字化信號(hào)，需采用如圖 2－ 2所示的激光掃描系統(tǒng)。隨著微電子、光電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字 X線的探測(cè)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(tái)性能優(yōu)于 CR的 DDR樣機(jī)。這是最先得到實(shí)際使用的 DR設(shè)備。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。 ? ．二、直接數(shù)字 X線攝影 ? DDR指采用一維或二維 X線探測(cè)器直接把 X線轉(zhuǎn)換為模擬電信號(hào)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。 90年代中期出現(xiàn)了使用平板型探測(cè)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(hào)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(jiàn)光，再轉(zhuǎn)換為信號(hào)的非晶態(tài)硅 FPD。 ? DDR使用的 X線探測(cè)器 ? 1．氣體電離室探測(cè)器 由許多單元組成陣列，每個(gè)單元構(gòu)成一個(gè)像素，大小為 0． 5 mm 0． 5 mm。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(zhǎng)度為10cm，每個(gè)收集電極絲都與一個(gè)放大器相連。按時(shí)間順序讀出后就構(gòu)成圖像的一條掃描線，機(jī)械掃描系統(tǒng)使 X線管和探測(cè)器陣列作同步掃描運(yùn)動(dòng)，獲得圖像的各條掃描線，形成二維的 X線投影圖像。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(duì) X線敏感，并有很高的解像能力。 圖 24 ? 探測(cè)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(duì)，在頂層電極和集電矩陣間外加高壓電場(chǎng)的作用下，電子和空穴向相反方向移動(dòng)，形成電流，導(dǎo)致 TFT的極間電容儲(chǔ)存電荷，電荷量與入射光子成正比，所以每個(gè) TFT就成為一個(gè)采集圖像的最小單元，即像素。 ? 在讀出控制信號(hào)的作用下，開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，把像素存儲(chǔ)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(hào)。由于放大器和 A／ D轉(zhuǎn)換器都置于探測(cè)器暗盒內(nèi)， ? 從外部看，探測(cè)器暗盒是接收 X線圖像而直接輸出數(shù)字化圖像信息的。 ? 3．非晶態(tài)硅型平板探測(cè)器 其外形也類(lèi)似 X線膠片的暗盒，是一種半導(dǎo)體探測(cè)器。當(dāng) X線人射到閃爍晶體層時(shí)被轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)光，再由光電二極管矩陣轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，在光電二極管自身的電容上形成儲(chǔ)存電荷，每個(gè)像素的儲(chǔ)存電荷量與入射 X線量成正比。信息的收集方式也與上述直接轉(zhuǎn)換的 FPD相同，探測(cè)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(gè)像素的存儲(chǔ)電荷，經(jīng) A／ D轉(zhuǎn)換后輸出數(shù)字信號(hào)， ? 傳送給計(jì)算機(jī)處理建立圖像。圖 25是硅型 FPD的結(jié)構(gòu)圖。 ? ２． DDR的噪聲源比 CR少，沒(méi)有二次激勵(lì)過(guò)程引入的噪聲，因此 S／ N高。 ? ４． DDR的 X線轉(zhuǎn)換效率高；而 CR利用潛影成像，信號(hào)隨時(shí)間而衰減，故 DQE較低，曝光劑量比 DDR高。 ? ６． DDR有升級(jí)為透視的能力，但不能應(yīng)用于常規(guī) X線機(jī)； 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(jī)。在時(shí)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