计算机x线摄影(computed radiography,CR)和数字x线摄影(digital radiography,DR)原理及临床应用-数字X线成像基础

放射中级考试指南   2010-02-26

 (一)计算机x线摄影(computed radiography,CR)原理及临床应用

1.CR成像原理CR摄影脱离了传统的屏胶系统,不再把X线信息记录在胶片上,而是应用磷光体构成的影像板(image plate,IP)替代胶片吸收穿过人体的x线信息。记录在IP上的影像信息经过激光扫描读取,然后经过光电转换。把信息输人计算机系统重建成数字矩阵,再显示出数字化图像。CR的应用实现了常规X线摄片从近百年的模拟成像向数字化成像的转变。使X线摄影也可以具备其他数字化图像的各种优势。

2.CR的图像处理由于是数字图像.CR影像经图像处理系统处理,可以根据不同的临床要求在一定范围内调节图像。这是优于常规X线照片之处。图像处理主要包括:灰阶处理、窗位处理、数字减影处理和X线吸收率减影处理等。

(1)灰阶处理:通过图像处理系统的调节,使数字信号转换为黑白影像,并在人眼能辨别的范围内选择合适的密度,以达到最佳的视觉效果。这有利于观察不同的组织结构。例如胸部可得到两帧分别显示肺和纵隔的最佳图像。

(2)窗位处理:即在一定的灰阶范围内,以某一数字信号为中心零点,即窗中心,使一定灰阶范围内的组织结构,依其对x线吸收率的差别,得到最佳的显示,同时可对这些数字信号进行增强处理。窗位处理可提高影像对比,有利于显示组织结构,如骨小梁的显示。

(3)数字时间减影处理:选择血管造影CR图像中的一帧无对比剂的数字化图像为蒙片和一帧有对比剂的作为减影对,行数字减影处理,可得到DSA图像。但减影速度慢。
(4)X线吸收率(能量)减影处理:用两个不同的X线摄影条件摄影,得两帧CR图像,选择其中任何一帧作成负片与另一帧作为减影对进行减影处理,则可消除某些组织。例如对胸部行减影处理可消除肋骨影像,以利于观察肺野。

3.CR的优、缺点
优点

(1)实现常规X线摄影信息数字化;
(2)提高图像的密度分辨力;
(3)多信息显示,通过后处理技术,可以分别显示不同层次的影像信息;
(4)辐射剂量降低;
(5)实现X线摄影信息的数字化储存、调阅及传输。

缺点
(1)时间分辨力较差;
(2)空间分辨力不足。 4.CR的临床应用CR胸片通过后处理技术,可分别建立显示纵隔结构、肺内结构和骨骼结构的影像。能量减影可以去除肋骨对肺组织的遮挡,对肺内渗出性和结节性病变的检出率都高于传统的X线成像,但由于空间分辨力的不足,显示肺问质与肺泡病变不及传统的X线图像。

  CR在观察肠管积气、气腹和结石等含钙病变优于传统X线图像。胃肠双对比造影在显示胃小区、微小病变和肠黏膜皱襞上,CR优于传统的X线造影。对骨结构、关节软骨及软组织的显示优于传统的X线成像。在一张肌肉骨骼系统的照片上,只需曝光一次,通过后处理系统的处理,即可分别得到清晰的骨骼和肌肉影像。由于CR系统照片的空间分辨力低于传统x线照片,可能会使对病变骨骼的微细结构的观察受到限制,但可以通过CR系统的直接放大摄影得到改善。
(二)数字x线摄影(digital radiography,DR)原理

1.DR成像原理与CR相比,同为数字化摄影,但成像方式不同。DR接收X线的既不是普通胶片,也不是需要经激光扫描读取信息的成像板,而是各种类型的平板探测器,它们可以把X线直接转化成电信号或先转换成可见光,然后通过光电转换,把电信号传输到中央处理系统进行数字成像。由于不再需要显定影处理,也不需要把成像板送到读取系统进行处理,而是直接在荧光屏上显示图像,检查速度大大提高。

平板探测器包括以下几种方式。
(1)电荷耦合器件(CCD)阵列方式采用近百个性能一致的CCD整齐排列在同一平面上,每一CCD摄取一定范围的荧光影像,并转换成数字信号,再由计算机进行处理、形成一幅完整的图像。CCD探测器虽然量子检测效率不高,但是其噪声系数较低.动态范围较大。
(2)直接方式(非晶体硒)
直接把X线转换成电信号,然后传输到计算机系统组成数字图像。
(3)间接方式(非晶体硅)
先把x线转换成可见光,然后经过光电二极管完成光电转换,再传输到计算机系统组成数字图像。有人认为,由于多一道转换成可见光的步骤,增加了可见光的散射而降低了分辨力;但是反方认为间接方式平板的量子检测效率要高于直接方式平板。

与CR图像一样,DR图像也可以进行多种后处理技术的处理以适应不同的临床要求。

2.与CR相比,DR的优势与不足
(1)优势:空间分辨力进一步提高、信噪比高、成像速度快、曝光量(辐射剂量)进一步降低、探测器寿命更长。
(2)不足:CR可以与任何一种常规X线设备匹配,DR则难以与原X线设备匹配、对于一些特殊位置的投照,不如CR灵活。

(参考来源:,放射中级考试指南,作者:本站整理)
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