X线成像设备的发展动态

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随着当今各种高新技术的发展，x线成像设备也在不断地改进和提高，由于各种高新技术融入到了x线成像设备之中，从而为提供高质量的x线影像奠定了良好的基础，为提高x线影像诊断水平开辟了美好的前景，也为人类的卫生健康事业做出了伟大贡献。 这里所说的x线成像设备是除x线ct以外的所有其它放射诊断x线成像设备。在实际应用中放射诊断x线成像设备可分为这样四大类：常规x线成像设备、通用x线成像设备、心血管x线成像设备、特殊用途x线成像设备。 一、常规x线成像设备常规x线成像系统， 影像接收器采用屏/胶结构形式已100多年的历史了，随着cr、dr、ddr的先后出现，屏/胶结构形式的影像接收器已逐渐由cr的ip板、iddr与ddr的平板接收器及ddr的线扫描接收器所取代。从而使常规x线成像在向数字化方向发展。 1.cr成像系统 cr成像系统推出已有十几年的历史了，随着阅读器的不断改进和ip板的影像分辨率不断提高以及cr成像系统的价格降低，加之用cr成像系统不需对原有x线发生器和摄影床作任何改动，所以，大多数放射界已接受，且被广泛应用于常规x线摄影。 cr成像系统的主要改进和提高有： ip板方面，现均向高分辨方向发展，空间分辨率在4.0~5.0lp/mm，扫描像素10pixel/mm， 高质量图像可达4k，已接近x线胶片的清晰度。像fuji、konica、kodak、agfa等主要生产厂家均能提供高分辨的ip板，尤以fuji的为佳。另外，在提高ip板的寿命方面，也有厂家采用刚性板，在读该板时不与传动机械发生任何磨擦，kodak就是采用此种方式。用柔性板的厂家也在采用各种方法提高其寿命。还有就是在提高ip板的x线转换率，降低获取图像的x线剂量，从而减低被检者的辐射剂量。 ip板阅读器方面，为了能扫描高分辨ip板必须采用高分辨阅读器，再就是扫描ip板的速度，为达到以上两方面的要求，就必须采用高速高分辨的激光扫描和放大系统与高速且性能良好的机械传送系统，另外，还必须有高速与性能稳定的图像处理和存储系统。像fuji的cr500阅读器的处理速度为105张/小时（14×17英寸ip板）。 软件方面，各厂家在图像处理软件上下了很多功夫，主要在改善图像质量上研发了许多适用各种部位不同组织的专用软件，像fuji的drc与edr专利软件、kodak的evp专利软件、agfa的musica与rolfinder专利软件。另外，为了适应中国广泛使用，操作界面完全汉化也在日趋完善。 2.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。 (1).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。早期的像素尺寸为143×143μm，现有127×127μm像素尺寸的平板探测器，平板探测器现在有17×17英寸的了，可以用于各种部位的普通x线数字摄影。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。这种平板探测器已有许多厂家采用来做为普通x线数字摄影。 (2).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。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。整个曝光过程完成后，在计算机内存中形成了一幅640×640或1024×1024矩阵的数字图像。线扫描的动态范围与系统的探测灵敏度和密度分辨率有关，线扫描独特的大动态范围，当显示器质量很高时可以观察到120倍以上的动态对比图像，比传统x线机更好，可以清晰地在一次拍片中同时再现密度悬殊的软、硬组织。线扫描成像技术x线被严格限制在很窄的缝隙中，克服了散射线造成的干扰，本底噪声为“0”，探测灵敏度高，使原本被本底噪声淹没的微弱的x线也能被检测出来，能够分辨出面成像不能看到的人体组织更加细微的密度差别，密度分辨率高。由于线扫描成像需一定的扫描时间，一张14×17英寸大小的区域最快需2秒钟，所以不能实现适时扫描，不适应心脏摄影。线扫描成像技术适合于综合性医院门诊、大量胸部拍片、体检的需要，代替传统的透视机。适合于儿童的拍片、体检、透视的需要，保护少年儿童。适合于胸部、肺部、肿瘤专科医院。适合于对育龄妇女计划生育的检查。适合于婚前体检，代替胸部透视。这种装置目前国内已经研制生产并投入使用，其探测器为多丝正比室，北京航天中兴医疗系统有限公司可提供系列产品。 间接转换型与直接转换型dr，其平板面成像探测器均为多层结构，所不同的是直接转换型dr的平板检测器没有荧光转换层，它是直接将x线转换成电信号，由二维排列的139×139μm薄膜晶体管(tft)层上涂敷500μm厚的非晶硒，其上是介质层和表面电极层及保护层等构成。当入射的x线光子在非晶硒层激发出电子?空穴对时，电子和空穴在偏置电压下反向运动，产生电流，在tft中形成电信号，经放大电路和控制电路采集各tft像素单元电荷，并a/d转换变成数字信号，送到计算机处理。 非晶硒平板检测器也在不断地改进和提高，主要是像素单元再缩小，提高图像的分辨率；提高检测器对x线的转换率，降低x线剂量；研发高质量的图像处理软件，进一步提高图像质量。 非晶硒平板检测器是美国hologic公司研制和生产的（早期是dupont公司开发研制的），hologic公司也生产出适应临床应用的多种直接摄影装置。同时许多公司购买他们的平板检测器，像kodak及国内友通公司等。 随着dr系统地不断改进和提高，产品日渐成熟，价格地降低，它们将大部分取代cr，在近10-20年内dr和cr共存，但最终cr由dr完全取代。 3.x线发生器与摄影装置:由于cr与dr均比传统屏/胶结构的检测器x线剂量要低得多，所以x线发生器向小功率方向发展，20-30kw就够用了。摄影装置由于dr的出现，逐步向专用化与多功能化发展。

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