直接数字成像系统

4.3 数字直接成像系统的临床应用
数字化的图像质量与所含的影像信息量可与传统的X线成
像相媲美。图像处理系统可调节对比。故能达到最佳的视 觉效果；摄照条件的宽容范围较大；患者接受的X线量减 少。图像信息可由磁盘或光盘储存，并进行传输，这些都 是数字化图像的优点。
数字化图像与传统X线图像都是所摄部位总体的重迭影 像，因此，传统X线能摄照的部位也都可以用DR成像， 而且对DR图像的观察与分析也与传统X线相同。所不同 的是DR图像是由一定数目的象素所组成。
第二，该设备在透视状态下，可实时显示数字图像，医生再 根据患者病症的状况进行数字摄影，然后通过一系列影像后 处理如边缘增强、放大、黑白翻转、图像平滑等功能，可从 中提取出丰富可靠的临床诊断信息，尤其对早期病灶的发现 可提供良好的诊断条件。
第三，数字化X线机形成的数字化图像比传统胶片成像所 需的X射线计量要少，因而它能用较低的X线剂量得到高 清晰的图像，同时也使病人减少了受X射线辐射的危害。
4.1 DR的基本结构和工作原理
DR(Digital Radiography)，即直接数字化X射线摄影系统，
是由电子暗盒、扫描控制器、系统控制器、影像监示器等组 成，是直接将X线光子通过电子暗盒转换为数字化图像，是 一种广义上的直接数字化X线摄影。而狭义上的直接数字化 摄影即DDR（DirectDigit Radiography），通常指采用平板探 测器的影像直接转换技术的数字放射摄影，是真正意义上的 直接数字化X射线摄影系统。
直接数字成像系统
（Digital Radiography， DR）
DR（Direct Radiography）数字X线
摄影是利用电子技术将X线信息的其 它载体转变为电子载体，X线照射人 体后不直接作用于胶片，被探测器 （Detector）接收并转换为数字化信 号，获得X线衰减值（attenuation value）的数字矩阵，经计算机处理， 重建成图像。数字图像数据可利用 计算机进行进一步处理、显示、传 输和存储，分辨率比普通X线照片高， 诊断信息丰富，并且能够更有效地 使用诊断信息，提高信息利用率及X 线摄影检查的诊断价值。
在原有的诊断X线机直 接胶片成像的基础上， 通过A/D转换和D/A转换， 进行实时图像数字处 理， 进而使图像实现了数字化。它的出现打破了传统X线机的观念， 实现了人们梦寐以求的模拟X线图像向数字化X线图像的转变。
其特点：
第一，它最突出的优点是分辩率高，图像清晰、细腻，医 生可根据需要进行诸如数字减影等多种图像后处理，以期 获得理想的诊断效果。
因此, DR成像系统：广义的DR成像系统包括间接转换型DR 和直接转换型DR。
㈠DR的基本结构：
图象监视器
影像接收器
数据采集器
图像处理器
存储器
X线机
系统控制器
㈡成像原理：
A)间接转换型DR系统
间接转换型DR系统是最近几年开发研制出来的新的数字X线 摄影系统，应用到临床仅仅只有3-4年的时间，其发展速度非 常之快。IDR成像系统的关键部件是获取图像的平板探测器， 它主要由X线转换层与非晶硅光电二极管、薄膜晶体管、信号 储存基本像素单元及信号放大与信号读取等组成。间接数字 化平板探测器亦分两步完成工作：第一步，X射线经过闪烁晶 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，新一代闪烁晶体 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。生产这种平板探测器厂家有VARINA、GE、 TRIXELL、CANON等，但在国内用得较多的是VARINA生产 的。图像处理软件也在日趋完善。
B)直接转换型DR系统
直接转换型DR系统也是最近几年 开发研制出来的新的直接数字X线 摄影系统，应用到临床不到3年的 时间，有很好的推广应用价值。 DR系统目前有两种，一种为线扫 描，一种为平板面成像探测器。 线扫描成像探测器，它有两种形 式，一种为多丝正比室，一种是 电离室。从X射线管发出的圆锥扇 形X射线束，经水平狭缝形成平面 扇形X射线束，通过诊断人体射入 水平放置的探测器窗口。
数字化图像对骨结构、关结软骨及软组织的显示优于传统的X 线成像，还可行矿物盐含量的定量分析。数字化图像易于显示 纵隔结构如血管和气管。对结节性病变的检出率高于传统的X 线成像，但显示肺间质与肺泡病变则不及传统的X线图像。DR 在观察肠管积气、气腹和结石等含钙病变优于传统X线图像。
用数字化图像行体层成像优于X线体层摄影。胃肠双对比造 影在显示胃小区、微小病变和肠粘膜皱襞上，数字化图像优 于传统的X线造影。
第四，由于它改变了已往传统的胶片摄影方法，可使医院放 射线科取消原来的图像管理方式和省去片库房，而可采用计 算机无片化档案管理方法取而代之，可节省大量的资金和场 地，极大地提高工作效率。此外，由于数字化X线图像的出 现，结束了X线图像不能进入医院PACS系统的历史，为医院 进行远程专家会诊和网上交流提供了极大的便利。另外，该 设备还可进行多幅图像显示，进行图像比较，以利于医生准 确判别、诊断。通过图像滚动回放功能，还可为医生回忆整 个透视检查过程。
4）应用：
CR系统更适用于X线平片摄影，其非专用机型可和多台常 规X线摄影机匹配使用，且更适用于复杂部位和体位的X线 摄影；DR系统则较适用于透视与点片摄影及各种造影检查， 由于单机工作时的通量限制，不易取代大型医院中多机同 时工作的常规X线摄影设备，但较适用于小医疗单位和诊 所的一机多用目的。事实上，CR和DR系统在相当长的一 段时间内将是一对并行发展的系统。
1）成像原理：
DR是一种X线直接转换技术，它利用硒作为X线检测器， 成像环节少；CR是一种X线间接转换技术，它利用图像板 作为X线检测器，成像环节相对于DR较多。
2）图像分辨率：
DR系统无光学散射而引起的图像模糊，其清晰度主要由像素 尺寸大小决定；CR系统由于自身的结构，在受到X线照射时， 图像板中的磷粒子使X线存在着散射，引起潜像模糊；在判 读潜像过程中，激光扫描仪的激发光在穿过图像板的深部时 产生着散射，沿着路径形成受激荧光，使图像模糊，降低了 图像分辨率，因此当前CR系统的不足之处主要为时间分辨率 较差，不能满足动态器官和结构的显示。
DR是一种新的成像技术，在不少方面优于传统的X线成像， 但从效益-价格比，尚难于替换传统的X线成像。在临床应 用上，DR不像CT与MRI那样不可代替。
4.4 DR与CR的比较
DR与CR的共同点都是将X线影像信息转化为数字影像信
息，其曝光宽容度相对于普通的增感屏-胶片系统体现出 某些优势：CR和DR由于采用数字技术，动态范围广，都 有很宽的曝光宽容度，因而允许照相中的技术误差，即使 在一些曝光条件难以掌握的部位，也能获得很好的图像； CR和DR可以根据临床需要进行各种图像后处理，如各种 图像滤波，窗宽窗位调节、放大漫游、图像拼接以及距离、 面积、密度测量等丰富的功能，为影像诊断中的细节观察、 前后对比、定量分析提供技术支持。对两者的性能比较如 下：
3）前景：
DR是今后的发展方向，但就目前而言，DR电子暗盒的结构 14 in×17 in(1 in=2.54 cm)由4块⒎5 in ×8 in 所组成，每块的 接缝处由于工艺的限制不能做得没缝，且一旦其中一块损坏 必将导致4块全部更换，不但费用昂贵，还需改装已有的X 线机设备，而CR相对费用较低，且多台X线机可同时使用， 无需改变现有设备
A/D
数字影 像信号
该系统的主要缺点是：
由于I.I和摄像管中的光散射和电子散射，引入了附加的对比度失损 电视摄像管的动态范围小，不能发现微小的组织差异 I.I的视野小、边缘和中心分辨率不一致
4.2 数字化直接成像的特点
数字化X线机是计算机
数字图像处理技术与X 射线放射技术相结合而 形成的一种先进的X线 机。
机械扫描系统使X射线管、水平狭缝及探测器垂直方向作均匀的 同步运动，到新位置再作一次水平探测记录；如此重复进行，从 头到尾扫描一次就完成一幅X射线图像的拍摄。图像的采集与处 理系统由前置放大器、A/D转换器、缓存器、CPU等组成。
以I.I-TV系统为例，其原理为：
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透视
X线 I.I
光学系统
电视摄像机