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怎么区分 Dr和CrCR与DR的比较

计算机射线照相检测(Computed Radiography,简称CR)与数字化X射线照相检测(Digital Radiography,简称DR)有很多不同,本文从成像原理、图像质量、曝光剂量、工作流程对比、网络集成这5个方面做个比较。

一 成像原理

◆计算机射线照相检测

Computed Radiography

传统的X线成像是经X射线透照被检查物件,将影像信息记录在胶片上,在显定影处理后,影像在照片上显示。CR不同,它是一种模拟数字照相成像系统,将透过物体的X射线影像信息记录在由辉尽性荧光物质制成的存储荧光板(storage phosphor plate,简称SPP又称简称IP板),IP板感光后在荧光物质中形成潜影,将带有潜影的IP板置入读出器中用激光束进行精细扫描读取,再由计算机处理得到数字化图像,经数字/模拟转换器转换,在监视器荧光屏上显示出灰阶图像。因此,CR的成像要经过影像信息的记录、读取、处理和显示等步骤。

成像板技术(IP Technique)

CR 是一种 X 线的间接转换技术,某些荧光发射物质在进行X射线曝光时,其内部晶体中的电子被投射到成像板上的射线所激励,并被俘获到一个较高能带(半稳定的高能状态),形成潜在影像(光激发射荧光中心),再将该IP板置入CR读出设备(读出器,CR阅读器)内用激光束扫描该板,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,并产生可见光发射,这种光发射的强度与原来接收的射线剂量成比例(IP板发射荧光的量依赖于一次激发的X射线量,可在1:104的范围内具有良好的线性),光电接收器接收可见光并转换为数字信号送入计算机进行处理,从而可以得到数字化的射线照相图像。

CR技术利用的IP板可重复使用(IP板经过强光照射即可抹消潜影,因此可以重复使用),一张IP板正常使用寿命可达到2万次以上。目前IP板的空间分辨率已能达到4.0~5.0LP/mm,扫描像素10Pixel/mm,已接近X线胶片的清晰度。

CR技术在不少方面优于传统的X射线成像,其最大优势在于仅以IP板代替X射线胶片,现有的传统X射线透照设备(周向、定向射线机)以及爬行器都可以继续使用,适用于各种检查,特别是适合于传统射线机和野外恶劣环境施工。

缺点主要有两个

(1)IP板以及必须配备的读出器的价格是相当昂贵的,从效益-价格比来说,尚难于替换传统的X射线成像;

(2)潜像信号随着时间衰减,读取时噪声对图像质量影像较大。

数字化X射线照相检测

Digital Radiography简称DR

DR成像技术包括直接数字化照相系统(DirectDigitalRadiography间接转换型DR系统Indirect DR,简称IDR)。

DR系统检测系统由以下几部分组成:射线源-检测对象-射线成像探测器-图像数字化系统-数字图像处理系统。

(1)间接转换型DR系统(Indirect DR,简称IDR)的关键部件是获取图像的平板探测器(FPD),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。FPD目前已经可以达到127×127μm像素和17×17英寸的面积,可用做普通X线数字照相。间接FPD的结构为多层结构,主要是由闪烁体(目前主要有碘化铯CsI)或荧光体(硫氧化钆GdSO)层加具有光电二极管作用的非晶硅层(amorphous Silicom,a-Si)再加TFT阵列构成平板检测器。此类FPD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低噪声非晶硅层(TFT阵列)吸收可见光并转换为电信号,其后的过程则与直接FPD相似,读出电路将每个像素的数字化信号传送到计算机的图像处理系统集成为X射线影像,最后获得数字图像显示。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。

(2)直接转换型DR系统(Direct DR,简称DDR)应用的DirectRay技术可以直接获取和转换X射线能量成为数字信号,不需要通过媒介或其他方法获取和转换入射的X射线能量。目前有两种,一种为线扫描,一种为FPD。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)构成平板检测器。非晶硒是一种光电导材料,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检测阵列俘获与转换X射线能量直接成为数字信号,再经A/D转换、处理而获得数字化图像并在显示器上显示。

二 图像质量

1

图像分辨率

· 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,更严重的是在读出影像的过程中,扫描仪的激发光,在穿透图像板的深部时产生散射,沿着路径形成受激荧光,使图像模糊,降低了图像的分辨率。

· DR 系统不存在光学模糊,其清晰度主要由像素尺寸决定。 空间分辨率高,动态可调范围宽,有丰富的图像后处理功能,从而可以获得满意的诊断效果。

2

曝光宽容度

相对于普通的屏胶系统, CR 和 DR 由于采用了数字技术,动态范围广,都有很宽的宽容度,但 DR 系统允许照相中的技术误差,即使在一些条件难以掌握的场合也能获得很好的图像。

3

噪声

· 在 CR 系统中存在许多噪声源,包括图像扳的结构噪声,在转换和检测 X 线光子中引入的波动,激光功率漂移,激光束位置的漂移,激光束激光图像扳发出的几率波动以及电子链中的噪声等。

· DR 系统中的噪声主要是结构噪声,但由于 DR 在直接接获图像前,能自动对探测器阵列进行恢复,因此,大大的减低了结构噪声,相比之下, DR 的信噪比比 CR 高得多。

三 曝光剂量

DR 系统能直接获取数字图像数据,而 CR 系统是利用残留的潜像来生成图像,并且随着时间的推移,信号存在衰减,因此,相对于 DR 和荧光屏系统, CR 的 X 线量子转换率( DQE )比较低,曝光剂量要求高。

四 工作流程对比

如上图所示

· CR 系统产生一幅图像需要先把 IP 板曝光,再拿到扫描仪读出,整个过程需要多个步骤,时间较长。

· DR 系统中,在曝光结束后 40 秒内即可得到图像,而且探测器可以固定在设备内,技术人员无需移动探测器,减轻了劳动强度,节省了时间,提高了工作效率。

五 网络集成

CR 和 DR 系统,获取的都是数字图像,都能联网。但 DR 是直接转换技术,集成的 DICOM3.0 标准协议使 DR 的网络集成特性更强。 DR 技术对常规投照式 X 线影像产生了革命性的改变,许多方面都优于 CR 和屏胶系统。

– End –

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