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CR、DR的工作原理及选择应用

  一、前言

  在现代医学科学发展过程中,医学影像学一直起着很重要的作用。1895年德国科学家伦琴发现了X线后,很快X线技术广泛应用于临床医学的检查,X线检查的数字化发展还是在近二、三十年,随着计算机技术和检测技术的飞跃发展,传统的X线摄影设备逐步被取代,医学影像技术将全面数字化。

  二、CR、DR工作原理

  2.1 CR的工作原理

  CR(Computed
Radiography)也称为间接数字化X线成像技术,主要原理是利用存储荧光体成像,日本富士公司在1981年推出首台用于临床应用的CR,随后美国柯达、德国AGFA公司相继推出自己的CR产品,它采用磷光体结晶构成的成像板(Plated)即IP板吸收X线信息,IP板感光形成潜影,再经过扫描转化成数字化信号进入计算机系统进行图像处理。IP板外观像1个普通的增感屏,由基板和磷光体材料组成,外层加一层保护,再用暗盒装载保护,可以像普通X线暗盒一样拿去拍片。IP板在X线曝光后将X线的图像信息存储在晶体中,再把IP板送到读出装显,读出X线图像信息,送入计算机系统。图像信息经过读出装显读出后,存储在IP板上的信息消失,成像板又可以再重复使用。优点:(1)CR的曝光剂量与常规X线摄影相比,曝光剂要比常规片要小;(2)摄影条件要求比胶片低,几乎没有“废片”;(3)采用CR时,X线设备不用经过大的改变,其拍片过程与原有的X线胶片摄影没有什么变化;(4)图像后处理功能,可提高影像诊断的准确性及病诊断范围。

  2.2 DR的工作原理

  与CR的渐进型数字化不同,DR(Digital
radiography)也叫数字摄影,早期的DR是采用增感屏加光学镜头耦合的CCD(数字化耦合器)来获取数字化X线图像,有一点类似影像增强器加CCD的工作方法,这种技术被认为是第一代的DR技术。

  现在普遍应用的DR主要是采用平板探测口(FPD)对X线产生的图像信号进行扫描和直接读出,成像原理是先将X线信号转变为可见光通过光电2极管组成的藻膜层(TFT)进行聚集,由专门的读出电路直接读出送计算机系统进行处理,工作原理。目前平板探测口分为以非晶硅(a:Si+CsI)为代表的间接转换数字摄影(IDDR)和以非晶硒(a:Se)为代表的直接转换数字摄影(DDR)两种类型。非晶硅(a:Si+CsI)间接转换数字摄影平板的工作原理。

  DR的组成一般包括高压发生口、X线球管及支架、平板探测口、系统控制口等构成.与常规X线相比信号相比,优点除了具有CR的优点外,DR系统是用平板探测的X线接收装置,替代了传统的增感屏及胶片、实现了X线信号的数字化,信号的动态范围,空间的分辨率及密度分辨率高,曝光剂进一步减少,不当之处是价格比较昂贵。

  三、CR与DR的性能比较

  针对这两种不同的系统,
我们从系统功能、图像质量、控制使用及软件功能几个方面进行分析(1)系统功能比较:CR是在传统X线胶片摄影装置改进而来,它是利用IP板替代了原有的胶片暗盒,与现有的X线拍片系统没有什么大的改变,IP板在X线曝光后,将图像信息存储在IP板上,将IP板(类似暗盒)送读出装置读出处理,可对现有设备进行改造,DR则是完全数字化的产品,完全改变了传统X线胶片摄影过程,平板探测器(FPD)经X线曝光后即时将X线信号转换成数字信号送计算机进行处理,设备是一套全新的数字X线机.(2)图像质量比较:图像的空间分辨率CR>3.5LP/mm,DR>3.6LP/mm;密度分辨率CR>212灰阶,DR.214灰阶,DR的FPD显示信息>CR的IP板,DR调制传递函数MTF高于CR。(3)
操作使用,目前医院使用CR、DR已比较普及,具不完全统计,使用X线传统屏片摄影每个病人平均需要7.5min/人,采用CR摄影的需6
min/人,而采用DR摄影的需要2.5 min/人,CR可方便与原有的比较适合X线平片摄影的X线机系统配合使用,特别是可用在ICU
、急诊室等特殊科室的复杂体位的摄影,而DR系统则较适合透视与点片,摄影及各种造影检查。(4)软件功能方面,CR、DR的软件功能不同厂家不同型号的设备软件功能大同小并,都是采用质量控制摸块和后处理技术保证图像的质量和稳定性,DR采用自动曝光控制技术(Automatic
Exposure
Control,AEC),主要原理是通过设定不同的探测器(电离室),在曝光时测量透过病人的X线剂量,当达到图像采集所需要的剂量后,自动关闭X线系统,保证了整幅图像的一致性,在快速得到一幅数字图像后,可以立即对图像进行数字优化处理。而不必象以往胶片冲出来之后才知道图像的好坏,病人因为图像的问题而被重拍的概率大大降低,病人也避免了接受不必要的X线照射,减少了所接受的射线剂量。通过AEC技术,配合其工作站上的多种处理摸式,使成像质量稳定,且操作简单化,不用人为的调整和处理。CR的爆出指数(Exposure
Index,EI)参考值是影响质量的重要参数,不同的部位采用不同EI和EVP值以达到高质量图象的目的。由于拍片过程与后期的图象处理没有直接的关联,要获得较好的质量的图象,还需要一定的投照技术和经验,设备可操作性和图象质量的稳定性比DR要差一些。

  四、CR与DR的选配和应用

  CR与DR的选配应根据医院的实际使用需要和医院的经济状况而定。对于一个医疗单位而言,医学影像技术数字化势在必行,在选配CR和DR时,首先要了解临床被诊断对象的实际需求情况,对诊断参数的要求要有明确的需求,充分了解所需设备的各种参数的物理意义,影信技术以及技术人员的操作培训等多方面的因素,还要考虑现有的技术性能及医院的发展壮况。CR与DR各自有自身的特点,也有自身的缺陷,不能盲目不加分析就论定谁好谁坏,要根据各医院的自身的状况,如设备现状,工作量大小,经济状况,医院特点及发展规模来考虑。

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