数字化X线摄影技术

数字化X线摄影技术（DR）

一、DR 的命名和分类

DR 的分类还是不很统一，归纳起来目前大致有以下几种方式:

1. 按读出方式分类

读出方式是指从X 射线曝光到图像的显示过程，可以分为直接读出方式(Direct Readout) 和非直接读出方式(Nondirect Readout) 。直接读出方式是指从X 射线曝光到图像的显示过程没有更多的人为干预，病人经过X 射线曝光后，医生即可在显示器上观察到图像。这一技术最先提出的是瑞士Swissray 公司，它的产品称为dDR ，其中d 的含义即为直接读出(Direct Readout) 的意思。dDR 有别于日本Fuji 公司的CR(Computed Radiography) ，因为后者需用成像板(Imaging Plate ，简称IP 板) 进行X 射线曝光，之后IP 板需要用读出器(Reader) 去扫，再在显示器上显示，因此是一种非直接读出方式。

2. 按转换方式分类

可以分为直接转换方式(Direct Convert) 和间接转换方式(Indirect Covert) 。最早是杜邦公司的产品，命名为DR-Direct RayTM ，其所谓的Direct ( 直接) 就是指直接转换方式。这一方式采用的器件在经过X 射线曝光后，X 射线光子直接转换为电信号，而不像间接转换方式的器件先要将X 射线光子转变为可见光，然后再转换为电信号。

这两种转换方式的技术所采用的器件有平板检测器(Flat Pannel Detector ，简称FPD) ，也有采用其他器件和结构的。当然两种方式所采用的FPD 结构是不同的。

3. 按工作方式分类

传统放射科工作分为透视和照相两大部分，因此人们将数字化技术也分为透视和照相两类，即数字化透视(Digital Fluorography 简称DF 或DSI ，DSF) 和数字化照相(Digital Radiography 简称DR) 。数字化透视有用影像增强器(I.I.) 加上摄像机采集信号和用FPD 采集信号两类。数字化照相则分为直接转换方式(DDR ，Direct Digital Radiography) 和间接转换方式(IDR ，Indirect Digital Radiography) 。直接方式采用的器件有用直接方式的FPD 和电离室、硒鼓等; 间接方式采用的器件有用间接方式的FPD 和其他器件如CR 的IP 板、电荷耦合器件(Charge Coupling Device ，CCD) 、互补型金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor ，CMOS) 等。

从以上的各种分类方法来看DR 应该是一个泛指的、广义的名词，它包括了各类数字化X 射线摄影(Digital Radiography) 技术。单从DR 这一名称，无法了解设备的技术和性能，并且常常会被由其带来的一些模糊概念所混淆。因此应从技术的角度了解其技术基础和实现这一技术所采用的器件才能对设备有正确的了解。以下简单地介绍目前采用各类技术的有关公司，以便了解各公司产品所采用的技术。

1. 成像板技术(IP Technique)

即CR(Computed Radiography) 。CR 是用类似增感屏的IP 板经X 射线曝光后，再经读出器用激光扫描并光电转换后获得电信号，后者再经A/D 转换、处理、形成数字图像。虽然CR 也属于DR 范畴，不过多年来已成为一特定的名词，因此已不陌生也不会为人们所混淆。目前采用此技术的公司有三类: 其一是各胶片制造商，如Fuji ，柯达，Agfa ，Konica 公司等; 第二类是X 射线主机生产厂，如西门子( 机型为DLR ，DIGISCAN 3) ，飞利浦( 机型为PCR ，AC 500 ，AC 5000) 公司等，第三类是有些数字化仪(Digitizer) 生产厂或小公司如Lumisys ，Angstrom ，PhorMax ，Orex 公司等。

2. 平板检测器技术(FPD Technique)

FPD 可分为直接和间接两类。

直接FPD 的结构主要是由非晶硒层(amorphous Selemium ，a-Se) 加薄膜半导体阵列(Thin Film Transistor array ，TFT) 构成的平板检测器。由于非晶硒是一种光电导材料，因此经X 射线曝光后由于电导率的改变就形成图像电信号，通过TFT 检测阵列，再经A/D 转换、处理获得数字化图像在显示器上显示。采用这一技术的有DRC ，东芝，岛津，AnRad 公司等。

间接FPD 的结构主要是由闪烁体或荧光体层加具有光电二极管作用的非晶硅层(amorphous Silicom ，a-Si) 再加TFT 阵列构成的平板检测器。此类平板的闪烁体或荧光体层经X 射线曝光后，可以将X 射线光子转换为可见光，而后由具有光电二极管作用的非晶硅层变为图像电信号，经过TFT 阵列其后的过程则与直接FPD 相似，最后获得数字图像。间接FPD 由于有可见光的转换过程，因此会有光的散射问题，而影响图像的分辨率。闪烁体目前主要有碘化铯(CsI) ，荧光体则有硫氧化钆(GdSO ，GdSO 一般用的是柯达公司的Lanex 增感屏) ，采用CsI+a-Si+TFT 结构的有Trixell 和GE 公司等，而采用GdSO+a-Si+TFT 有Canon 和瓦里安公司等。

3. 其他技术

包括采用CCD 或CMOS 器件以及线扫描技术等。其中采用CCD 和CMOS 器件的结构，包括可见光转换屏，光学系统和CCD 或CMOS 。X 射线是先通过由闪烁体或荧光体构成的可见光转换屏，将X 射线光子变为可见光图像，而后通过光学系统由CCD 或CMOS 采集转换为图像电信号。它所用的可见光转换屏同样有用CsI 和GdSO 两类材料之分。采用CsI+CCD 有Swissray(4 片CCD 元件) ，Wuestec(2 片CCD 元件) ，AID(1 片CCD 元件) ，Apelem ，Trex 等公司。采用GdSO+CCD 有Raysis 公司(1 片CCD 元件) ，在CCD 和闪烁体层之间则有光学系统—透镜或光导纤维连接。采用CsI+CMOS 的有Cares built 公司(400 片CMOS 电路) ，GdSO+CMOS 的有Tradix 公司(16 片CMOS 电路) 等公司。而采用线扫描技术则有Fisher 公司( 条状CCD 结构，用线扫描的方式掠过被照体) ，以及我国的航天中兴公司的LDRD ( 电离室技术) 等。

研制生产以上这些技术和器件的公司除了有的自行生产数字X 射线摄影X 射线整机外，还以OEM 方式将FPD 提供给其他X 射线整机生产厂。DRC 公司的直接FPD 除了提