数字医学X射线影像设备的类型

数字医学X射线影像设备的类型及其特点

X射线成像系统的发展

医学X射线影像设备主要由三大部分构成

X射线发生装置、成像系统和其他辅助装置。

X射线发生装置主要有X射线管、高压发生器和控制台三大部分。早期的X射线设备采用的是离子X线管和电子X线管。

人们已经发现阻碍影像清晰度提高的主要原因是运动模糊和几何模糊。克服运动模糊度就需要缩短曝光时间，但为了有足够的能量成像，就需要增加X射线管的功率。产生几何模糊是因为非点光源的问题，需要减小焦点的尺寸。

早期传统的用于摄影的医学X射线影像设备的成像系统主要就是感光胶片，它直接接受X 射线的照射并发生光化学反应产生不同密度的组织器官影像。后来由于增感屏的使用，使X 射线影像质量大大提高。

传统的用于透视的医学X射线影像设备的成像系统主要就是荧光屏，它的亮度很低，医生必须在暗室中操作，影像的细微结构可见度差，分辨率不高，同时医生和病人接受的X线剂量也较大。后来影像增强器-电视系统的使用，不但使亮度增加近万倍，实现了白光透视，而且灵敏度和分辨力也提高了。更有意义的是形成清晰影像所需的X射线剂量大大减少，降低了对患者的辐射伤害。

从上个世纪的中期开始，电视摄像机和监视器成为成像系统的一部分。电视摄像机将增强器上的影像摄下来，并显示在监视器出现了电视透视。随着计算机的应用和发展，在上世纪80年代，电视透视与计算机相结合，电视摄像机拍摄到的增强后影像，通过模数转换器将影像信息转换成数字信号，送入电子计算机进行处理，计算机X射线放射影像CR设备和数字X射线放射影像DR设备先后出现，成像系统发生了革命性变化，CR的影像板（IP 板）、DR的平板探测器，使X射线成像向数字化方向发展，功能的图像后处理系统，使影像质量进一步提高。

从传统的X射线影像设备发展到现代数字化X射线影像设备，发展的主要动力就是人们追求的低剂量照射和高品质的影像，

医学X射线影像设备的主要描述指标

（1）X射线光源尺寸包括光源直径和X光发射角度。

（2）X射线管的电压和电流

（3）X射线剂量

（4）信噪比：有用的图像信息(信号)与无用信息(噪声)的数量之比

（5）可探测的量子效率(DQE) ：描述的是数字化探测器将X线转换成输出影像的能力。DQE值越大，获取一幅图像所需的X线剂量越小。

（6）动态曝光范围（指可生成有用的信号的一定曝光范围）

（7）调制传递函数(MTF，反映的是一个成像系统提取其目标的对比度作为目标清晰度函数的能力)

医学X射线影像设备成像质量的主要描述指标

（1）对比度（密度分辨率）

指X射线图像上相邻组织影像的密度差。

（2）空间分辨率

空间分辨率反映了影像对细微结构的分辨能力和组织重建能力，由单位面积内像素的数目所决定。数字成像方式中图像单位面积像素数目远远低于模拟方式。所以数字成像的空间分辨率不如传统模拟X射线图像的空间分辨率高。

（3）图像的灰度级

灰度级的数量由2N决定，N是二进制数的位数，常称为位，

用来表示每个像素的灰度精度。

影响X射线影像设备成像质量的主要因素

（1）散射线散射线的形成是由X射线原发射线照射到被照体与其相互作用时产生的，通常把一切离开原发射线方向的辐射称为散射线。它对照片具有感光作用，能产生影像密度，形成灰雾，使照片灰雾增加，影响图像锐利度和对比度，使影像变得模糊严重影响照片的诊断价值。

（2）曝光条件若曝光条件过低，就有可能遗漏诊断信息，在图像中表现为斑点、细粒、网状或雪花状的异常结构;曝光条件过高，能使一些轻微病变很容易被穿透，各组织间对比度减小，分辨率降低。

（3）信号转换过程对于数字化X射线影像设备，在模拟信号和数字信号的相互转换过程中，不可避免的会有信号损失。

（4）图像的后处理图像的后处理虽然可以帮助我们得到高质量的影像，但如果使用不当也会带来负面影响

医学X射线影像设备的分类

按成像方式分类

（1）模拟方式：传统的医学X射线影像设备采用的是模拟技术。模拟式X线设备的成像系统包括增感屏-胶片系统、影像增强器-电视系统等，具有曝光时间短，空间分辨率高及图像信息量大等优点。

（2）数字方式：现代数字化的医学X射线影像设备采用的是数字技术。是为适应对X射线图像进行储存、处理、显示和传输而发展起来的。

按管电流量的大小分类

（1）小型X线机（管电流<100mA）

（2）中型X线机（100mA<管电流<400mA ）

（3）大型X线机（500mA<管电流<1000mA ）

（4）超大型X线机（1000mA<管电流）

传统医学X射线影像设备的特点

1. 历史悠久，检查费用较低，应用广泛。

2. 照射剂量大，分辨率受限。传统X射线影像设备是采用模拟技术，利用X射线的穿透作用、荧光效应和化学感光效应,以胶片或感光屏为图像的载体, 使穿过人体后的X射线发生不同的衰减，由此在胶片或感光屏上得到密度不同、明暗程度不同的二维平面模拟图像。早期的X射线影像设备的结构比较简单，成像所需的曝光时间长，患者接受检查时所受到的辐射量很大。另外受图像载体的限制，所用的是卤化物胶片，图像分辨率的只能达到分子颗粒级。由此造成了X射线的使用效率不高。

3. 影像不能后处理，不利于存储和传输。

数字医学X射线影像设备的类型

数字医学X射线影像设备，根据成像原理不同，可分为计算机X射线影像（Computed Radiography，CR）设备系统和数字X射线影像（Digital Radiography，DR）设备系统。

据报道，最新的类型是计算机普通X射线影像设备。

获得数字化图像的方法

获得数字化图像的方法主要有两种类型，一个是把传统的X射线胶片上的模拟信息数字化，