DR综述

DR技术发展综述摘要：目前DigitalRadiograph技术(数字X线成像技术)逐渐广泛地运用到临床，X线摄片也迅速成为最基本、最普及和最方便廉价的数字影像诊断技术。数字化X线成像技术的发展将对远程放射学系统的发展产生决定性的影响。DR数字x线成像的原理主要是把通过人体的X线影像信息转换为数字信号，此数字化的信号经过转换器转换后，在荧屏上就能显示出人眼能见的灰阶图像，从而供临床直接观察和分析研究。DR的主要技术优势是对比度分辨率比较高、辐射的剂量较小、成像质量较高。三维体层的摄影与合成，有着快速廉价和低辐射量的优势，该项技术能够实现多平面重建图像，或者是三维容积的图像重建，目前已经开始显现出对患者胸、骨与乳腺检查中的优越性，并在临床诊断中发挥重要的作用。关键词：x线成像数字化DigitalRadiograph技术Abstract:Currentlydigitalradiographtechnology(DR)technologyisincreasinglywidelyusedinclinical,X-rayisrapidlybecomingthemostbasic,themostpopularandmostconvenientinexpensivedigitaldiagnosticimagingtechnology.DevelopmentofdigitalX-rayimagingtechnologywillhaveadecisiveinfluenceonthedevelopmentofteleradiologysystems.PrincipleDRdigitalx-rayimagingthroughthebodyprimarilytoX-rayimageinformationisconvertedintoadigitalsignal,thisdigitalsignalconverterafterconversion,onthescreencanshowthehumaneyevisibilityofgrayscaleimages,whichisprovidedfordirectobservationandanalysisofclinicalresearch.ThemaintechnicaladvantagesofDRisrelativelyhighcontrastresolution,radiationdoseissmall,highimagequality.Photographyandsyntheticthree-dimensionallayer,hasaquickcheapandlowdosesoftheadvantagesofthistechnologycanachieveMPRimages,orthree-dimensionalvolumetricimagereconstruction,hasnowstartedtoshowthepatientchest,boneandbreastexaminationsuperiority,andplaysanimportantroleintheclinicaldiagnosis.Keywords:X-rayimagingDigitizingDigitalradiographtechnology随着信息技术的发展，X线成像技术也有了急速的发展和应用，并且数字X线成像技术也已经日趋变得成熟。目前数字X线成像技术(DR)技术逐渐广泛地运用到临床，X线摄片也迅速成为最基本、最普及和最方便廉价的数字影像诊断技术，并且在临床诊断中，发挥了很大的指导作用。在目前，常规的主要X线诊断的数字化成像技术包括以胶片扫描技术为基础的X线胶片数字化扫描仪系统、以计算机X线摄像技术为基础的CR系统和以线扫描为基础的数字化技术的DR系统等。本文主要以DR数字技术为例，针对数字化X线成像及其性能进行研究和分析。1DR数字化x线的成像原理主要是把通过人体的呈连续缓慢变化的X线密度影像信息转换为数字信号，此数字化的信号经过转换器转换后，在荧屏上就能显示出人眼能见的灰阶图像，从而供临床直接观察和分析研究。在比较合适的观察角度，可以把满意的图像直接打印记录到胶片上，同时，也可以把图像信息通过磁盘存储并且进行传输。DR自X线曝光至图像的显示都通过设备自动来完成，并且患者在经过X线曝光以后，不需要其它的人力投入与处理，可以直接并且快速地在显示器中观察到图像数据。2DR数字化x线的技术分类依据探测器的构成材料和工作原理，DR主要分为三大技术：CCD、一线扫描、非晶体平板(非晶硒、非晶硅+碘化铯/非晶硅+氧化钆)。2.1CCD：由于物理局限性，专家们普遍认为大面积平板采像CCD技术不胜任，而且CCD设备在图像质量上较非晶硅/硒平板设备有一定差距，但是相对有价格优势；世界上还有几个厂家用此技术如Swissray。2.2一线扫描：也称一维线扫描技术，由俄罗斯科学院核物理研究所发明，也就是国内中兴航天在生产的DR；有受照剂量低、设备造价相对平板技术更低廉的优点，但也存在成像时间长（数秒）、空间分辨率低（刚推出时是1mm/lp）以及X线使用效率低的致命缺陷；成像质量较差而且病人会接受大量不必要的辐射。2.3非晶平板：非晶硒/非晶硅；主要由非晶硒层(a-Se)/非晶硅层(a-Si)加薄膜半导体阵列(TFT)构成。2.3.1a-Si(非晶硅平板探测器)--两步数字转换技术，X-光子先变成可见光然后用光电管探测而转化为数字信号。主流厂商包括飞利浦、西门子、GE等。因为涂层技术不同又分为非晶硅+碘化铯平板和非晶硅+氧化钆平板。2.3.2a-Se(非晶硒平板探测器)--一种所谓直接探测技术，X-光子在硒涂料层变成电信号被探测而直接转化为数字信号。目前世界上只有美国Hologic公司拥有此技术的核心，柯达，国内友通等厂家的DR就使用这种探测器3DR数字化x线成像技术优势3.1对比度分辨率比较高对与低对比度的物体通常具有很好的检测能力，其动态范围可以达到1万至10万单位，且量化深度可以达到14bit至16bit，但是荧光屏胶片的成像动态范围大约为100,其量化深度仅约为6bit。3.2数字化程度较高目前平板DR系统和荧光平板-CCDDR系统的数字化程度较高，且中间环节也很少，成像的速度较快；但是X线胶片数字化扫描仪系统的数字化程度为最低，还需要洗片和扫片，其作业流程非常繁琐，所以不属于真正意义上的数字化技术。3.3辐射的剂量较小该类机器在拍摄胸片时，辐射一般只有需3mR至5mR，要比常规的方式减小30%至90%。这主要是由于数字成像系统对于X线的能量利用率非常高，它的量子检出效率高达60%以上。而被检查患者所接受的X线量非常少，所以相对比较可靠安全，特别适用于身体受伤的孕妇以及对于X线比较敏感的受伤患者。3.4成像质量较高可以使用计算机实施图像后处理，经过调节对比度，可以让不同密度的组织结构按照对X线的吸收率的差异而得到最好的显示效果，同时也能够对数字信号实施增强性的处理，从而提高影像的对比度，非常有助于显示不同情况的组织结构，并且同时具有骨窗和软组织窗的功能，特别在针对骨结构和关节软骨以及软组织等方面的显示要明显优于普通X线片图像质量。4数字化X线成像技术的发展趋势非晶硅与非晶硅硒平板探测器，其本身的技术进展空间主要在于改进晶体的排列结构，在当前的研究大都集中在针状或者柱状结构的非晶硅与非晶硒平板探测器上，力图降低光散射，并提高图像的清晰度与锐利度。许多新技术的快速引入(包括材料、结构和图像处理技术等)，让CCD平面数字成像技术也有了较大的发展，有效降低了光散射，从而提高了图像的清晰度，且提高了可靠性与灵敏度度，让得到的图像信噪比明显增加，大大提高了图像的分辨率。DR与CR对比，在技术方面存在明显的优势，其辐射剂量较小，且图像清晰，在目前还属于一个较新的技术，并且价格相比于CR来说比较贵。由于DR机器自身的技术含量较高，其曝光条件自动测算，所以技术人员对于DR的技术关注程度不高、对于成像的参数设置缺少兴趣，对于图像的处理过程缺少理解，所以需要在临床应用方面进行指导，并且加强技术的培训。未来，DR技术将在临床的应用过程中，得到较大扩展。包括计算机辅助诊断、三维体层摄影和合成、远程放射学、双能量减影、图像无缝衔接和低剂量透视摆位、时间减影等技术。特别是三维体层的摄影与合成，有着快速廉价和低辐射量的优势，该项技术能够实现多平面重建图像，或者是三维容积的图像重建，目前已经开始显现出对患者胸、骨与乳腺检查中的优越性，并在临床诊断中发挥重要的作用。5结语伴随着医院的正规化与标准化建设的不断深入推进，DR（数字化X线成像）技术的发展将对远程放射学系统的发展产生决定性的影响。该类设备也将成为大中型医院放射科室的主要检测设备，所以具有着非常广泛的发展应用前景。6参考文献[1]ZhaoYing-liang,WangLi-ming,HanYan.ResearchofpreprocessingofX-raydigitalradiograph[J].NuclearInst.andMethodsinPhysicsResearch,A,2009,6043:.[2]ShaliniTewary,JosephLuzzo,GaryHartwell.EndodonticRadiography:WhoIsReadingtheDigitalRadiograph?[J].JournalofEndodontics,2011,377:.[3]LuísLança,AugustoSilva.Digitalradiographydetectors–Atechnicaloverview:Part1[J].Radiography,2008,151:.[4]VaccaroCalogero,BusettoRoberto,BernardiniDaniele,AnselmiCarlo,ZottiAlessandro.Accuracyandprecisionofcomputer-assistedanalysisofbonedensityviaconventionalanddigitalradiographyinrelationtodual-energyx-rayabsorptiometry.[J].AmericanJournalofVeterinaryResearch,2012,733[5]DobbinsJT,GodfreyDJ.DigitalX-raytomosynthesis:currentstateoftheartandclinicalpotential[M].PhysicsinMedicineandBiology,2013.[6]郑郁.数字化X线成像技术优势与发展前景探析[J].科技创新导报,2013,25:55.[7]谌家喜.直接数字化X线摄影系统图像处理方法研究[D].中国科学技术大学,2008.[8]王巍,刘传亚,卢传友,等.数字合成X线体层成像原理与研究进展[J].医学影像学杂志,2009,10(7):193.[9]齐伟光，柯卫军，柯于昌.数字X线成像设备原理及应用[J].中国医学装备，2007,4(12):49.[10]耿西亮,刘建军,王时庆,等.数字X线摄影技术的发展与设备维护[J].医疗卫生装备,2010,15(4):79.[11]朱弋,阮兴云,徐志荣,等.医用X线机数字与胶片成像原理的对比[J].中国医学装备,2011,20(6):137.