DR指在计算机控制下直接进行数字化X线摄影的一种新技术,即采非晶硅平板探测器把穿透人体的X线信息转化为数字信号,并由计算机重建图像及进行一系列的图像后处理。

DR系统主要包括X线发生装置、直接转换平板探测器、系统控制器、影像监示器、影像处理工作站等几部分组成。DR由于采用数字技术,因此可以根据临床需要进行各种图像后处理,如图像自动处理技术,边缘增强清晰技术、放大漫游、图像拼接、兴趣区窗宽窗位调节以及距离、面积、密度测量等丰富的功能。另外由于DR技术动态范围广,X线光量子检出效能(DQE)高,具有很宽的曝光宽容度,即使曝光条件稍差,也能获得很好的图像。

DR的出现打破了传统X线图像的观念,实现了人们梦寐以求的由模拟X线图像向数字化X线图像的转变,与CR(Computer Radiography)系统比较具有更大的优越性。

中文名

DR技术

外文名

Digital Radiography

显示方式

图像直接在计算机上显示

技术核心

X-线探测平板和采像处理计算机

DR装配方式

1

1.全套设备--把现有X-光设备扔了,换上全套DR(包括球管、床、DR板、计算机等)。

2.留着现有X-光设备,将装暗合的机关(bucky)卸了,装上DR板和计算机

DR技术的核心在X-线探测平板和采像处理计算机。

DR平板技术:

1.a-Si(一种硅平板探测器)--目前世界上主要领先厂家都用这种技术,包括GE、西门子、飞利浦、柯达等。国内万东也引进了这种技术。

2.a-Se(非晶硒平板探测器)--目前世界上只有Hologic一个家用此技术,Agfa、国内友通等厂家OEM这种探测器。

3.CCD--世界上还有几个厂家用此技术如Swissray(DDR也许是他们叫起来的)

他们的目的是相同--即不用中间介质直接拍出数字X-光像。专家们普遍认为大面积平板采像CCD技术不胜任。剩下两种技术各有优越性:

1.a-Si平板是两步数字转换过程,X-光粒子先变成可见光然后用光电管探测。医生们觉得出来图像比较好看。

2.a-Se是在一种所谓直接探测过程,X-光子在硒涂料层变成电信号被探测。厂家(Hologic)认为没有转换能量损失,是发展方向(但是GE、西门子、飞利浦不同意)。[1]

技术与原理

原理

为了简单的描述DR技术的基础,让每个普通顾客都能理解,我们可以把DR技术比作成个人照相机。过去,消费者需要装一卷胶片,而且不能有效地控制、删除或者查看所拍的照片。照片拍好后,胶片需要使用很多化学原料经过一长串的处理,最后以胶片形式保存下来以备后用。而引入数字技术后,在拍完几秒钟后就可以查看所拍的照片而且也可以以电子形式传送与家人、朋友分享。这些过程完全没有环境污染,也不需要昂贵的化学原料和麻烦的胶片保存。

DR(Digital Radiography)数字X线摄影是利用电子技术将X线信息的其它载体转变为电子载体,X线照射人体后不直接作用于胶片,被探测器(Detector)接收并转换为数字化信号,获得X线衰减值(attenuation value)的数字矩阵,经计算机处理,重建成图像。数字图像数据可利用计算机进行进一步处理、显示、传输和存储,分辨率比普通X线照片高,诊断信息丰富,并且能够更有效地使用诊断信息,提高信息利用率及X线摄影检查的诊断价值。

直接数字化技术

是指可将X射线直接转变为电荷,比如Hologic公司的直接数字化平板探测器,它采用半导体材料—非晶硒Amorphous Selenium(a-Se),它可将X射线直接转变为电荷,无任何中间步骤,最终产生数字图像。

间接数字化技术

采用类似屏/片系统产生图像所用的间接方式;在传统的屏/片系统中,X射线形成影像分两步完成:第一步,X射线经过增感屏中所含的稀土元素材料(比如Gd2 O2S)产生可见光;第二步,可见光使胶片中的溴化银颗粒感光产生影像;由于有可见光产生,就会产生光的散射,最终降低图像质量。

间接数字化平板探测器亦分两步完成工作:第一步,X射线经过闪烁晶体(碘化铯或磷)产生可见光;第二步,可见光经光电转换由TFT或CCD转变为电荷;由于工艺的改进,新一代闪烁晶体材料制作成“松针”状种植在非晶硅上,比传统整块闪烁体材料产生的散射要少一些,但根本性质没有改变,仍需产生可见光进行转换,有可见光必然会有光的散射,必然会造成图像质量的下降。

DR特点

1

(一)DQE,检测效率可达74%,普通屏片组合X线照片DQE为30%。

(二)DR成像速度快,采集时间10ms以下,成像时间仅为3秒,放射诊断医师即刻在屏幕上观察图像。数秒即可传送至后处理工作站,进行阅片发诊断报告,常规胸部DR照片从检查到出诊断报告大约5—10分钟。

(三)DR具有较高的空间分辨力和低噪声率,非晶硅接受X线照射后直接转换为电信号,可避免其他成像方式如普通屏片组合照片、CR等光照射磷物质后散射引起的图像锐利度减低,因此可获得高清晰图像。并可获得高性能的MTF曲线。

(四)数字图像可进行后处理。图像后处理是数字图像的最大特点。只后要保留原始数据,就可以根据诊断需要,并通过软件功能,有针对性的对图像进行处理,以提高诊断率。处理内容有窗技术、参数测量、特征提取、图像识别、二维或三维重建、灰度变换、数据压缩,这些均是高科技医学影像学领域中应用的重要体现。[2]

(五)DR具有低的辐射剂量。我院这款DR的胸部正位照片(成年人),采用125KV、320MA、0.3MAS、距离4500px照片条件,X射线剂量仅为0.20伦琴,仅为普通屏片组合X线照片的X线剂量的1/53.3(普通屏片组合X线胸部正位片X线剂量达:10.67伦琴),是CR照片X线剂量的1/10,即一次屏片组合X线胸部照片所接受X线照射剂量相当于53.3次DR照片X线剂量的总数,所以DR照片所受X线照射剂量大大低于CEC制定的辐射标准。减少X线对人体照射的不良影响。特别是对X线较敏感的少年儿童、育龄成年人需要X线检查时。DR照片是您最佳的选择。

(六)DR的直接转换技术,使网络工作简单化,效率高,为医学影像学实现全数字化和无胶片化铺平了道路

(七)有效解决了图像的存档管理与传输,采用光盘刻录形式保存图像资料,随时能为受检者提供照片打印服务,防止照片丢失而重复照片,且高清晰的DR照片是全区各大医院互认的照片影像,到上级医院不必做重复检查,减少重复检查的开支。

总之,DR带给我们的是高的DQE、大的宽容度、低的曝光剂量、高分辨力的图像、快的X线转换效率,减轻了放射技术工作人员的劳动负荷。今后伴随着电子计算机技术,微电子技术等信息技术飞速发展,必将为医学影象学的发展提供更广阔的空间,使医学影像形态学诊断水平不断提高。

成像对比

与模拟X线成像系统对比

1

DR照片图像与模拟X线照片图像相比,数字图像的优势为:

1.数字图像的密度分辨率高。普通屏片组合X线照片的密度分辨率只能达到26灰阶,而数字图像的密度分辨率可达到210-12灰阶。虽然人眼对灰阶的分辨率有一定的限度,但固有数字图像可通过变化窗宽、窗位、转换曲线等技术,可使全部灰阶分段得到充分显示。从而扩大了密度分辨率的信息量。扩大照片的诊断范围。如普通屏片组合X线胸部正位片的纵隔、心影后肺组织观察不清,与双膈肌重叠的肋骨也无法观察,如有骨折极易漏诊,但DR照片可以通过调节窗宽、窗位、转换曲线等技术,很清楚看到纵隔、心影后肺组织病变,与膈肌重叠的肋骨也能显示清楚等。

2.数字图像可进行后处理。图像后处理是相对于模拟X线成像,数字图像的最大特点。只要存在原始数据,就可以根据诊断的需求,通过软件功能,有针对性的对图像进行处理,以提高诊断率。处理内容通常有窗技术、参数测量、特征提取、图像识别、二维或三维重建、灰度变换、数据压缩,这些均是高科技医学影像学领域中应用的重要体现。

3、数字图像可以存储、调阅、传输或拷贝。数字图像可以存储于磁盘、磁带、光盘及各种记忆卡,并可随时进行调阅、传输。影像数据的储存和传输是PACS系统建立的最重要部分,为联网、远程会诊、实现无胶片化等奠定了良好基础。

4、成像速度快。由于DR系统改变了以往传统的摄影、成像方法,时间分明辨率明显提高,曝光后10秒钟即可获得数字影像,极大地提高了工作效率,且可以进行全身各部位检查,大大方便了临床重症、急症患者的诊治。