射线检测技术8-1射线CR技术

(1) 空间分辨率
空间分辨率是指从CR图像中能够分辨物体最小细 节的能力，单位是Lp/mm(线对/毫米)
对CR技术来说，分辨率不仅仅取决于IP板(传统 胶片的替代品)本身，还包括扫描仪。
一般而言，IP板中荧光颗粒晶体尺寸越大，IP板 的基本空间分辨力越低，但光激发光现象越强。
•
空间分辨率测量方法
第8章 射线CR与工业CT技术
8.1 射线CR技术 8.2 工业CT技术
8.1 射线CR技术
CR技术是近年正在迅速发展的数字射线照 相技术中一种新的非胶片射线照相技术， 用储存荧光成像板代替胶片完成射线照相 检测。
与其它数字射线照相技术相比，CR技术是 最有希望的胶片替代技术。
8.1.1 CR的概念
射线CR检测原理
射线束经过工件衰减后，以不同的强度照射在IP板上，IP 板中荧光物质内部晶体的电子被激励并被俘获到一个较高 能带(半稳态或更高能量的状态)，形成潜在影像(光激发荧 光中心)
将IP板置入CR扫描仪内用激光束对IP板进行扫描，在激 光激发下(激光能量释放被俘获的电子)，光激发射荧光中 心的电子将返回它们的初始能级，并以发射可见光的形式 输出不同的能量。
射线CR核心技术
核心： IP板+CR扫描仪 射线照射发出荧光，发光原理复杂
8.1.4 射线CR系统
射线CR系统由射线机、IP板、CR扫描仪、 计算机和相关处理软件组成。
便携式扫描仪
IP板
射线CR系统
操作过程 刚性暗盒
柔性暗袋
CR系统分类
• 按照CR系统的主要性能，即信噪比SNR和基本空
间分辨率SRb，可将CR系统分类。
CR系统的分类
EN 14784-1：2005
IP1/Y IP2/Y IP3/Y IP4/Y IP5/Y IP6/Y
ASTM E2446-05 IP-特级/Y
IP-Ⅰ/Y IP-Ⅱ/Y IP-Ⅲ/Y
最低信噪比值 SNR
130 117 78 65 52 43
IP板类型的表示方式是：IPX／Y。其中，X为类别代号：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、 …（或1、2、3、…）；Y为系统最大的基本空间分辨率，以微米（μm ）为单位表示。例如，IPⅡ／100，表示的是：为Ⅱ类系统，系统最低的 规格化信噪比不小于52，系统最大的基本空间分辨力为100μm。
•CR：Computed radiology(ASTM标准) • Computed radiography(EN标准) • 计算机射线照相技术
8.1.2 CR的发展历程
CR技术方法最早由Kodak(Luckey，1975)提出 。 1980年日本富士公司注册了影像板技术专利。 1981年，CR概念首次在RSNA(北美放射学年会) 上亮相，富士公司向业界宣告：CR技术对曝光条件 要求宽松，不用担心曝光剂量不足或者过度曝光， 它的应用将大大提高图像质量，减少因曝光剂量不 当导致的重复拍片。
丝号
13D 12D 11D 10D 9D 8D 7D 6D 5D 4D 3D 2D 1D
不清晰度 丝的直径 U(mm) d(mm)
0.10
0.050
0.13
0.063
0.16
0.080
0.20
0.100
0.26
0.130
0.32
0.160
0.40
0.200
0.50
0.250
0.64
0.320
0.80
•双丝像质计 P 1
2d
•影像分辨率测试卡 直接读出线对值 •
双丝像质计
•根据EN462-5标准规定双 丝像质计是由放置于刚性 半透明塑料盒中的13个线 对组成，塑料厚度约为 1mm。双丝像质计丝的直 径与丝与丝之间的距离相 等(即栅条和间距形成占空 比为1：1的线对图样)，每 个线对包含两条圆形截面 的线。1D至3D线对是金属 钨，其它线对是金属铂。
8.1.3 射线CR检测原理-IP板
磷光物质层是成像板的主要部分，含有钡氟卤化物和铕 触媒剂。铕原子吸收射线被电离释放具有一定能量的电 子，电子在磷光晶体结构附近移动，直到被以氟离子组 成的感光中心捕获。被捕获的电子数量正比于吸收的射 线剂量，形成半稳定状态的潜影。
CR扫描仪
•IP板被红色激光激发时，被捕获的电子返回原始状 态，以蓝色光形式释放能量。
射线CR系统核心指标
激光焦点尺寸12.5μm 丝型像质计灵敏度要求 图像的最大不清晰度,即空间分辨率，可达10 Lp/mm(50μm) 图像像素尺寸≤25μm(与IP板有关) 16 bit原始数据，65536灰阶 最小信噪比SNR（反映对比灵敏度） 最小读出强度IIPX（其中X代表IP等级）
可见光打到CR扫描仪内部抛物面反射镜或反射层上，发 生全反射，被反射的可见光最终打到光电倍增管上被接收 ，同时转换为数字信号，送入计算机进行处理，得到数字 化射线照相灰度图像。
曝光过程-步骤1
曝光形成潜影。透照方式与常规照相相同。射线 照射到IP板，与IP板上的荧光物质相互作用击出 荧光物质原子的轨道电子，使原子产生电子跃迁 而处于激发态。
0.400
1.00
0.500
1.26
0.630
1.60
0.800
双丝像质计
测量不清晰度和空间分辨率
双丝识别准则：最大线对，其影像正好是两双线 间距可以识别极限下的两独立线过渡到单线的影 像，此时被认为是可辨别的极限值。
wenku.baidu.com
1983年，富士公司向美国市场推出了CR及配套的激光成 像仪，成为世界上第一个实现CR技术商品化的公司。 1989年开始，富士胶片将FCR技术应用于工业探伤领域， 开发出IP成像板用于取代X射线胶片。
美国1992年接受富士FCR-7000型和AC-1型CR系统。 柯达公司的第一个CR系统也于1992年安装 爱克发公司1994年推出ADC70型CR系统。 •CR设备的研制典型代表有日本富士胶片、爱克发、美国柯 达、美国GE、德国德尔公司等。
A X-Ray
步骤2
扫描。将IP板装入专用扫描器，用激光扫描被射 线照射过的荧光物质，处于激发态的电子获得激 光能量后发生跃迁，产生蓝色光辐射。
He-Ne 激光器
旋转反光镜
光电接收 器
光电倍增 器
IP板
B Blue emitted light
Red laser beam
步骤3
成像。蓝色光辐射被光电接收器捕获转换为 数字信号，通过电脑合成图像。