第一章 CR成像技术
CR stands for Computer Radiography
DR represents Digital Radiography
1974年,富士胶片公司(Fuji)开始构架计算机x线摄影(computed radiography,CR)的原理,并进行基础研究工作。1981年,成像板(或影像板imaging plate,IP)研制成功并推向市场,使数字X线成为现实。
计算机X线摄影是光激励存储荧光体(photostimulable storage phosphor,PSP)成像亦称为存储荧光体成像(storage phosphor imaging)、数字存储荧光体成像(digital storage phosphor imaging)或数字化发光X线摄影(digital lumineseence radiography)。
它是一种X线摄影的数字采集技术,此技术使用常规X线摄影的采集结构,利用光激励荧光体的延迟发光特性在其中积存能量。经x线照射后,荧光体再经激光束扫描,以可见光的形式释放出积存的能量,释放的光激励可见光被探测器捕获,转换成数字信号,同时记录下荧光屏上可见光释放的具体定位。数字数据经过后处理形成符合要求的图像,被传送到硬拷贝打印机或软拷贝显示器,用于影像诊断。
第一节 CR系统的构造
CR系统以IP为探测器,利用现有的x线设备进行X线信息的采集来实现图像的获取。它主要结构:
X线机、 影像板、 影像阅读器、 影像处理工作站、 影像存储系统和打印机组成。
(一)X线机
CR系统所用的x线机与CR系统的种类有关。CR系统的激光阅读装置分为暗盒型(cassette type)和无暗盒型(non-cassette type)两种。暗盒型阅读装置的CR需要暗盒作为载体,装载的IP经历曝光、激光扫描的过程,系统所用的X线机与传统的X线机兼容,不需要单独配置。
无暗盒型CR系统的IP曝光和阅读装置组合为一体,图像向工作站传输的整个过程都是自动完成的,需要配置单独的X线发生装置。
目前,临床使用的绝大多数CR系统都是暗盒型阅读装置CR,不需要单独购置新的X线机,工作流程也与传统的屏.片系统基本相同。
(二)影像板(IP板)
IP是CR成像系统的关键元件,作为记录人体影像信息、实现模拟信息转化为数字信息的载体,代替了传统的屏-片系统。它既适用于固定式X线机,也可用于移动式床边x线机,既可用于普通的X线摄影,也可用于特殊摄影和造影检查,具有很大的灵活性和多用性,可以重复使用。
IP板从外观上看就像一块单面增感屏,它由表面保护层、光激励荧光物质层、基板层和背面保护层组成。影像板根据可否弯曲分为刚性板和柔性板两种类型。影像板的核心是用来记录影像的荧光涂层。柔性板使用弹性荧光涂层,影像板也变得轻巧柔软,可随意弯曲。
IP板的规格尺寸与常规胶片一致,一般有35cm×43cm(14ft×17ft)、35cm×35cm(14ft×14ft)、15cm×30cm(10ft×12ft)和20cm×25cm(8ft×10ft)四种规格。根据不同种类的摄影技术,IP可分为标准型(ST)、高分辨型(HR)、减影型及多层体层摄影型。
新型的成像板改善了敏感度、清晰度和坚韧性,同时与旧的成像板兼容。电子束处理外涂层用于保护成像板免于机械磨损和化学清洁剂的损伤。在正常条件下,成像板的使用寿命为10000次。
(三)影像阅读器
影像阅读器是阅读IP、产生数字影像、进行影像简单处理并向影像处理工作站或激光打印机等终端设备输出影像数据的装置。它具有将曝光后的IP由暗盒中取出的结构,取出的IP等待激光扫描仪的扫描过程。在激光扫描仪中,数字化影像被送到灰度和空间频率处理的内部影像处理器中,然后送至激光打印机或影像处理工作站。影像读取完成后,IP的潜影被消除,重新装入暗盒。
(四)影像处理工作站
影像处理工作站具有影像处理软件,可提供不同解剖成像部位的多种预设影像处理模式,实现影像的最优化处理和显示,并可进行影像数据的存储和传输。影像处理工作站可以进行影像的查询、显示与处理(如放大、局部放大、窗宽窗位调节、旋转、边缘增强、添加注解、测量和统计等),并可把处理结果输出或返回影像服务器。
(五)监视器
监视器用于显示经影像阅读处理器处理过的影像。
(六)存储装置
存储装置用于存储经影像阅读处理器处理过的数据,有磁盘阵列、磁带阵列等等。
二.CR的成像原理