放射醫(yī)學技術醫(yī)學影像設備知識放射醫(yī)學技術醫(yī)學影像設備知識 CR CR 一、CR 系統的構成及功能一、CR 系統的構成及功能（一）CR 的分類（一）CR 的分類以使用模式分有通用型和專用型；以閱讀方式分有單面閱讀和雙面閱讀型以使用模式分有通用型和專用型；以閱讀方式分有單面閱讀和雙面閱讀型1通用型 CR 是將 IP 置于與屏膠系統類似的暗盒內，曝光后在閱讀器進行讀取其暗盒規(guī)格與屏膠系統相同，適用于原有 X 線機和使用屏膠暗盒進行的所有檢查項目1通用型 CR 是將 IP 置于與屏膠系統類似的暗盒內，曝光后在閱讀器進行讀取其暗盒規(guī)格與屏膠系統相同，適用于原有 X 線機和使用屏膠暗盒進行的所有檢查項目2專用型 CR 有胸部專用和攝影床專用兩種其閱讀器被組合在濾線器攝影床或立位攝影架內IP 經過 X 線曝光后，被自動傳送，依次進行讀取、擦除處理，然后重復使用其特點是不需要手工操作，工作效率高，但功能單一2專用型 CR 有胸部專用和攝影床專用兩種其閱讀器被組合在濾線器攝影床或立位攝影架內IP 經過 X 線曝光后，被自動傳送，依次進行讀取、擦除處理，然后重復使用其特點是不需要手工操作，工作效率高，但功能單一。

雙面閱讀型 CR 其 IP 采用透明支持層，兩面設有讀取器件，雙面閱讀型 CR 其 IP 采用透明支持層，兩面設有讀取器件，受激光激發(fā)時，雙面同時采集，提高了輸出信噪比，DQE 值比普通 IP 增加了 30%40%，相應降低了曝光量受激光激發(fā)時，雙面同時采集，提高了輸出信噪比，DQE 值比普通 IP 增加了 30%40%，相應降低了曝光量二）CR 的構成和功能（二）CR 的構成和功能現以通用型為例介紹 CR 系統的構成CR 按設備功能主要分為影像讀取裝置、控制臺、后處理工作站、存儲裝置和成像板（IP）組成現以通用型為例介紹 CR 系統的構成CR 按設備功能主要分為影像讀取裝置、控制臺、后處理工作站、存儲裝置和成像板（IP）組成1影像讀取裝置 其功能是通過激光掃描和光電轉換讀取 IP的潛影信息，形成圖像數據，向工作站輸出圖像數據，對 IP 進行擦除處理其構成主要由 IP 拾取器、激光掃描器、光電倍增管、1影像讀取裝置 其功能是通過激光掃描和光電轉換讀取 IP的潛影信息，形成圖像數據，向工作站輸出圖像數據，對 IP 進行擦除處理其構成主要由 IP 拾取器、激光掃描器、光電倍增管、A/D 轉換器和擦除燈組成。

A/D 轉換器和擦除燈組成工作過程：暗盒進入閱讀器，機械手取出其中帶有潛影的IP，自動將 IP 送入激光掃描區(qū)，潛影經過激光掃描被激勵后，以藍-紫光的形式釋放出存儲的能量IP 的熒光體被二次光激發(fā)發(fā)光（PSL）產生熒光的強弱與第一次激發(fā)時所接收的能量精確地成正比（即呈線性關系）該熒光體被二次激發(fā)的光被高效光導器采集并導入光電倍增管內，轉換成為相應強弱的電信號，繼而被饋入模/數（A/D）轉換器轉換成數字信號工作過程：暗盒進入閱讀器，機械手取出其中帶有潛影的IP，自動將 IP 送入激光掃描區(qū)，潛影經過激光掃描被激勵后，以藍-紫光的形式釋放出存儲的能量IP 的熒光體被二次光激發(fā)發(fā)光（PSL）產生熒光的強弱與第一次激發(fā)時所接收的能量精確地成正比（即呈線性關系）該熒光體被二次激發(fā)的光被高效光導器采集并導入光電倍增管內，轉換成為相應強弱的電信號，繼而被饋入模/數（A/D）轉換器轉換成數字信號2控制臺 登記患者的基本信息，選擇檢查部位、圖像掃描方式（auto、semi 或 fix 選項）、圖像預覽、圖像預處理等功能有的控制臺帶有打印功能2控制臺 登記患者的基本信息，選擇檢查部位、圖像掃描方式（auto、semi 或 fix 選項）、圖像預覽、圖像預處理等功能。

有的控制臺帶有打印功能3后處理工作站 帶有專業(yè)處理圖像軟件和高分辨率專業(yè)顯示器（分辨率一般在 2-5M 之間）進行影像的諧調處理、空間頻率處理、測量、黑白翻轉、打印等多種處理功能3后處理工作站 帶有專業(yè)處理圖像軟件和高分辨率專業(yè)顯示器（分辨率一般在 2-5M 之間）進行影像的諧調處理、空間頻率處理、測量、黑白翻轉、打印等多種處理功能4存儲裝置 采用如光盤（CD）、磁光盤（MO）、磁盤陣列等4存儲裝置 采用如光盤（CD）、磁光盤（MO）、磁盤陣列等方式，將經影像閱讀器輸出的影像數據進行存貯方式，將經影像閱讀器輸出的影像數據進行存貯二、成像板結構二、成像板結構IP 作為記錄信息的載體，是 CR 成像系統的關鍵部件IP 的組成包括：保護層、熒光層（光激發(fā)物質）、支持層（基板）和背襯層（背面保護層）IP 作為記錄信息的載體，是 CR 成像系統的關鍵部件IP 的組成包括：保護層、熒光層（光激發(fā)物質）、支持層（基板）和背襯層（背面保護層）1保護層 由一層非常薄的聚酯類纖維制成，能彎曲、耐磨擦、透光率高，作用是保護熒光層不受外界溫度、濕度的影響，1保護層 由一層非常薄的聚酯類纖維制成，能彎曲、耐磨擦、透光率高，作用是保護熒光層不受外界溫度、濕度的影響，使用過程中可防止熒光層受到損傷。

使用過程中可防止熒光層受到損傷2熒光層 其內的熒光物質可將第一次被 X 線激發(fā)的信息記錄下來，再次受激光照射時釋放出與初次激發(fā)所接收的信息強度相對應的熒光，這種現象稱為“光激發(fā)發(fā)光（PSL）”，具有此現象2熒光層 其內的熒光物質可將第一次被 X 線激發(fā)的信息記錄下來，再次受激光照射時釋放出與初次激發(fā)所接收的信息強度相對應的熒光，這種現象稱為“光激發(fā)發(fā)光（PSL）”，具有此現象的物質稱作“光激發(fā)物質”IP 的熒光層采用含有微量二價銪離的物質稱作“光激發(fā)物質”IP 的熒光層采用含有微量二價銪離子的氟鹵化鋇晶體作為光激發(fā)物質子的氟鹵化鋇晶體作為光激發(fā)物質熒光層是用多聚體溶液把含有微量二價銪離子的氟鹵化鋇晶體相互均勻結合而成，它有適度的柔韌性和強度光激發(fā)物質結構晶體的尺寸平均為 47m晶體直徑越大，PSL 現象也越強，但影像清晰度下降熒光層是用多聚體溶液把含有微量二價銪離子的氟鹵化鋇晶體相互均勻結合而成，它有適度的柔韌性和強度光激發(fā)物質結構晶體的尺寸平均為 47m晶體直徑越大，PSL 現象也越強，但影像清晰度下降3支持層 用聚酯纖維膠制成，該材料具有較好的平面性、適度的柔韌性和良好的機械強度支持層的作用是作為熒光層的載體，減少熒光層的受力延長 IP 壽命。

為防止激光在熒光層和支持層之間發(fā)生界面反射，將支持層制成黑色，提高影像清晰度3支持層 用聚酯纖維膠制成，該材料具有較好的平面性、適度的柔韌性和良好的機械強度支持層的作用是作為熒光層的載體，減少熒光層的受力延長 IP 壽命為防止激光在熒光層和支持層之間發(fā)生界面反射，將支持層制成黑色，提高影像清晰度4背面保護層 該層的取材與表面保護層相同主要作用是避免 IP 在使用過程中的磨擦損傷4背面保護層 該層的取材與表面保護層相同主要作用是避免 IP 在使用過程中的磨擦損傷三、主要技術參數三、主要技術參數1時間響應 IP 具有很好的時間響應特征，不會發(fā)生采集和讀出信息的重迭1時間響應 IP 具有很好的時間響應特征，不會發(fā)生采集和讀出信息的重迭2動態(tài)范圍 1:102動態(tài)范圍 1:104 4 3激光束的直徑 501503激光束的直徑 50150m m4IP 分辨率：標準型 IP 的讀出像素一般為 56pixels/mm4IP 分辨率：標準型 IP 的讀出像素一般為 56pixels/mm（1417），空間分辨率在 2.53.0LP/mm；高分辨率型 IP 的讀出像素一般為 910pixels/mm（1417），空間分辨率在4.55.0LP/mm。

1417），空間分辨率在 2.53.0LP/mm；高分辨率型 IP 的讀出像素一般為 910pixels/mm（1417），空間分辨率在4.55.0LP/mm第九節(jié) DR 成像設備第九節(jié) DR 成像設備一、DR 的構成及功能一、DR 的構成及功能DR 由探測器、影像處理器、圖像顯示器等構成DR 由探測器、影像處理器、圖像顯示器等構成1探測器 是將 X 線信息轉換為電信號的器件探測器把 X線模擬信號轉換為數字信號，送計算機處理1探測器 是將 X 線信息轉換為電信號的器件探測器把 X線模擬信號轉換為數字信號，送計算機處理2影像處理器 主要包括各種圖像處理功能，如灰階變換、黑白反轉、圖像濾波降噪、放大、各種測量、數字減影等2影像處理器 主要包括各種圖像處理功能，如灰階變換、黑白反轉、圖像濾波降噪、放大、各種測量、數字減影等3顯示器 用于攝影圖像的重現、軟閱讀3顯示器 用于攝影圖像的重現、軟閱讀二、探測器的結構二、探測器的結構探測器是 DR 的關鍵部件根據探測器的不同 DR 可分為：非晶硒平板探測器、碘化銫平板探測器、多絲正比室掃描型和 CCD攝像機型四種探測器是 DR 的關鍵部件根據探測器的不同 DR 可分為：非晶硒平板探測器、碘化銫平板探測器、多絲正比室掃描型和 CCD攝像機型四種。

一）非晶硒（a-Se）平板型探測器（一）非晶硒（a-Se）平板型探測器主要結構由基板、集電矩陣、硒層、電介層、頂層電極和保護層等構成集電矩陣由按矩陣排列的接收電極和薄膜晶體管（TFT）組成非晶態(tài)硒層涂覆在集電矩陣上，再上是電介層、頂層電極放大器和 A/D 轉換器都置于探測器封裝扁平外殼內，所以稱作平板探測器（FPD）；從外部看，探測器是接收 X 線照射而直接輸出數字圖像信息，所以稱作直接 X 線攝影主要結構由基板、集電矩陣、硒層、電介層、頂層電極和保護層等構成集電矩陣由按矩陣排列的接收電極和薄膜晶體管（TFT）組成非晶態(tài)硒層涂覆在集電矩陣上，再上是電介層、頂層電極放大器和 A/D 轉換器都置于探測器封裝扁平外殼內，所以稱作平板探測器（FPD）；從外部看，探測器是接收 X 線照射而直接輸出數字圖像信息，所以稱作直接 X 線攝影其工作原理是入射 X 線光子在硒層中產生電子-空穴對，在頂層電極和集電矩陣間外加高壓電場的作用下，電子和空穴向相反方向移動，形成信號電流，被相應單元的接收電極所收集，存儲在儲能電容中；電荷量與入射 X 線強度成正比，所以每個集電矩陣就成為一個采集圖像的最小單元，即像素。

每個像素區(qū)域內還形成一個場效應管，它起開關作用在讀取控制信號的作用下，開關依次導通，把像素存儲的電荷按順序傳送到外電路，經讀取放大器放大后被同步轉換成數字信號其工作原理是入射 X 線光子在硒層中產生電子-空穴對，在頂層電極和集電矩陣間外加高壓電場的作用下，電子和空穴向相反方向移動，形成信號電流，被相應單元的接收電極所收集，存儲在儲能電容中；電荷量與入射 X 線強度成正比，所以每個集電矩陣就成為一個采集圖像的最小單元，即像素每個像素區(qū)域內還形成一個場效應管，它起開關作用在讀取控制信號的作用下，開關依次導通，把像素存儲的電荷按順序傳送到外電路，經讀取放大器放大后被同步轉換成數字信號信號讀取后，掃描電路自動清除硒層中的潛影和電容的殘余電荷，以保證探測器能反復使用TFT 像素的尺寸直接決定圖像的空間分辨率，如每個像素為 139信號讀取后，掃描電路自動清除硒層中的潛影和電容的殘余電荷，以保證探測器能反復使用TFT 像素的尺寸直接決定圖像的空間分辨率，如每個像素為 139m139m139m，在 36cm43cm（1417）的范圍內有 25603072 個像素m，在 36cm43cm（1417）的范圍內有 25603072 個像素。

二）碘化銫平板型探測器（二）碘化銫平板型探測器閃爍晶體+非晶硅（TFT）型平板探測器，由基板層、非晶硅陣列、碘化銫層等各層組成閃爍晶體+非晶硅（TFT）型平板探測器，由基板層、非晶硅陣列、碘化銫層等各層組成其工作原理是探測器接受 X 線照射后，C其工作原理是探測器接受 X 線照射后，CS SI 晶體將 X 線信號轉化為可見光信號，可見光沿碘化銫針狀晶體傳遞到非晶硅光電二極管，由光電二極管變?yōu)殡娦盘栍嬎銠C控制讀出電路 TFT 晶體管陣列自動讀取矩陣像素的信息，經 A/D 轉換后，把像素數據傳送到圖像處理器數字圖像信號由圖像處理器進行處理和存儲，在監(jiān)視器上顯示曝光后 5 秒鐘能快速瀏覽圖像I 晶體將 X 線信號轉化為可見光信號，可見光沿碘化銫針狀晶體傳遞到非晶硅光電二極管，由光電二極管變?yōu)殡娦盘栍嬎銠C控制讀出電路 TFT 晶體管陣列自動讀取矩陣像素的信息，經 A/D 轉換后，把像素數據傳送到圖像處理器數字圖像信號由圖像處理器進行處理和存儲，在監(jiān)視器上顯示曝光后 5 秒鐘能快速瀏覽圖像由于有可見光的轉換過程，光的散射不可避免，影響圖像的由于有可見光的轉換過程，光的散射不可避免，影響圖像的空間分辨率。

但 C空間分辨率但 CS SI 閃爍晶體直徑為 6I 閃爍晶體直徑為 6m 左右，相對于成像單元143m 左右，相對于成像單元143m143m143m 的面積要小的多，因此對空間分辨率影響很小由于在成像板內 Cm 的面積要小的多，因此對空間分辨率影響很小由于在成像板內 CS SI 閃爍體的作用，使得圖像信號增強，這樣可以降低曝光劑量I 閃爍體的作用，使得圖像信號增強，這樣可以降低曝光劑量三）多絲正比室掃描 DR （三）多絲正比室掃描 DR 主要由高壓電源、水平狹縫，多絲正比室、機械掃描系統、數據采集、計算機控制及圖像處理系統組成主要由高壓電源、水平狹縫，多絲正比室、機械掃描系統、數據采集、計算機控制及圖像處理系統組成1多絲正比室 是一種氣體探測器，可看作成由許多獨立的正比計數管組合而成其基本結構是在兩塊平行的大面積金屬板之間平行并列許多條金屬絲這些金屬絲彼此絕緣，各施加一定的正電壓（1kV 左右），形成許多陽極，金屬板接地形成公共的陰極室內充以隋性氣體，如氬（Ar）氣，或有機氣體，如 CH1多絲正比室 是一種氣體探測器，可看作成由許多獨立的正比計數管組合而成其基本結構是在兩塊平行的大面積金屬板之間平行并列許多條金屬絲。

這些金屬絲彼此絕緣，各施加一定的正電壓（1kV 左右），形成許多陽極，金屬板接地形成公共的陰極室內充以隋性氣體，如氬（Ar）氣，或有機氣體，如 CH4 4，室壁裝有薄金屬（如鋁）窗當外部輻射線經金屬窗射入正比室后，使氣體介質電離電離電子在金屬絲與金屬板之間的電場作用下向金屬絲移動，并與氣體分子碰撞，兩次碰撞間隔時間內，電子從電場獲得的能量大于氣體電離能量時，會引起氣體進一步電離在每根金屬絲附近，電子越接近金屬絲，電場越強，因而導致電荷雪崩式增加，結果在金屬絲上收集到的電荷比原始電離電荷增加 10，室壁裝有薄金屬（如鋁）窗當外部輻射線經金屬窗射入正比室后，使氣體介質電離電離電子在金屬絲與金屬板之間的電場作用下向金屬絲移動，并與氣體分子碰撞，兩次碰撞間隔時間內，電子從電場獲得的能量大于氣體電離能量時，會引起氣體進一步電離在每根金屬絲附近，電子越接近金屬絲，電場越強，因而導致電荷雪崩式增加，結果在金屬絲上收集到的電荷比原始電離電荷增加 102 210104 4倍由于正比室對電離電荷有放大作用，故具有較高的探測靈敏度另外每根金屬絲上收集的電荷正比于其附近的初始電離電荷，亦即正比于該處的入射輻射線強度。

由于正比室對電離電荷有放大作用，故具有較高的探測靈敏度另外每根金屬絲上收集的電荷正比于其附近的初始電離電荷，亦即正比于該處的入射輻射線強度2工作原理 X 線管輻射的錐形 X 線束經水平狹縫準直后形成平面扇形 X 線束X 線通過病人射入水平放置的多絲正比室窗口，在被探測器接收后，機械掃描裝置使 X 線管、水平狹縫及探測器沿垂直方向作均勻的同步平移掃描，到達新位置后再作水平照射投影；如此重復進行，就完成一幅圖像的采集多絲正比室的每根金屬絲都與一路放大器相連，經 A/D 轉換器將電壓信號數字化后，輸入計算機進行圖像處理監(jiān)視器既可顯示存儲器內未經處理的圖像，又可顯示計算機處理后的圖像2工作原理 X 線管輻射的錐形 X 線束經水平狹縫準直后形成平面扇形 X 線束X 線通過病人射入水平放置的多絲正比室窗口，在被探測器接收后，機械掃描裝置使 X 線管、水平狹縫及探測器沿垂直方向作均勻的同步平移掃描，到達新位置后再作水平照射投影；如此重復進行，就完成一幅圖像的采集多絲正比室的每根金屬絲都與一路放大器相連，經 A/D 轉換器將電壓信號數字化后，輸入計算機進行圖像處理監(jiān)視器既可顯示存儲器內未經處理的圖像，又可顯示計算機處理后的圖像。

四）CCD 攝像機型 DR （四）CCD 攝像機型 DR 熒光板CCD 攝像機型 DR 主要由熒光板、反光板、CCD 攝像機、計算機控制及處理系統組成熒光板CCD 攝像機型 DR 主要由熒光板、反光板、CCD 攝像機、計算機控制及處理系統組成其工作原理是 X 線透過人體后經過濾線柵濾到達熒光板，激發(fā)熒光，熒光經過一組透鏡反射，進入 CCD 攝像機采集，采集后的視頻圖像信號經電纜傳送到采集機，經 A/D 模數轉換器轉換成數字信號，送后處理計算機進行圖像處理，得到數字影像其工作原理是 X 線透過人體后經過濾線柵濾到達熒光板，激發(fā)熒光，熒光經過一組透鏡反射，進入 CCD 攝像機采集，采集后的視頻圖像信號經電纜傳送到采集機，經 A/D 模數轉換器轉換成數字信號，送后處理計算機進行圖像處理，得到數字影像三、技術參數三、技術參數（一）平板型探測器的技術參數 （一）平板型探測器的技術參數 有效面積：36cm43cm（1417）；有效面積：36cm43cm（1417）；像素尺寸：139200um；像素尺寸：139200um；空間分辨率：2.53.6LP/mm；空間分辨率：2.53.6LP/mm；動態(tài)范圍：10動態(tài)范圍：104 410105 5；密度分辨率：14bit；密度分辨率：14bit；成像時間：5s10s 預覽，1020s 成像；成像時間：5s10s 預覽，1020s 成像；感光度相當于 400 度 X 線片；感光度相當于 400 度 X 線片；工作溫度：1030。

工作溫度：1030二）多絲正比室掃描投影 DR 系統的主要技術參數（二）多絲正比室掃描投影 DR 系統的主要技術參數多絲正比室尺寸：450mm200mm50 mm；采集效率高，背景噪聲幾乎為零；密度分辨率寬，數字化量化深度 1416bit；拍攝一張胸片曝光 劑 量 少，約需 35mR；采集一行信息約需10ms，拍攝一幅圖像在 6s 以內，雖不適合拍攝活動部位，但減少了因病人輕微晃動引起的偽影；由于狹縫的作用，患者接受的散射線減少 70%，可用于常規(guī)體檢多絲正比室尺寸：450mm200mm50 mm；采集效率高，背景噪聲幾乎為零；密度分辨率寬，數字化量化深度 1416bit；拍攝一張胸片曝光 劑 量 少，約需 35mR；采集一行信息約需10ms，拍攝一幅圖像在 6s 以內，雖不適合拍攝活動部位，但減少了因病人輕微晃動引起的偽影；由于狹縫的作用，患者接受的散射線減少 70%，可用于常規(guī)體檢三）CCD 攝像機型 DR 的技術參數 （三）CCD 攝像機型 DR 的技術參數 CCD 攝像機的像素數一般可達 400 萬像素以上CCD 攝像機的像素數一般可達 400 萬像素以上空間分辨率：2.8LP/mm；空間分辨率：2.8LP/mm；圖像密度分辨率：16 bit；圖像密度分辨率：16 bit；圖像重建時間：78 s。

圖像重建時間：78 s。