第六章数字X线设备(二)

肇庆医学高等专科学校医学影像设备学第六章数字X线设备2021/3/32学习目标1.熟悉数字X线摄影装置的特点及其组成；2.掌握不同类型探测器的工作原理；3.熟悉DR与CR的相同及不同之处。2021/3/33主要内容一、DR的特点及其组成；二、探测器的分类及其工作原理；三、DR与CR的比较。2021/3/34一数字X线摄影装置DR是在X-TV的基础上，利用A/D转换器将模拟视屏信号数字化，进行计算机图像处理。采集X线信息→相应的数字信号2021/3/35二DR的组成1.X线发生单元2.X线采集单元3.检查床/台与传统X线机的基本构造大致相同主要结构为X线探测器，将X线模拟信号转换为数字信号专业化、多功能化4.信息处理单元强大的计算机信息处理能力5.图像显示单元医用显示器、医用相机印出胶片2021/3/36三探测器分类按探测器分类FPD型CCD型多丝正比室扫描型非晶硒FPD非晶硅FPD2021/3/37三非晶硒FPD非晶硒FPD结构2021/3/38非晶硒FPD工作原理电子-空穴对X线光子入射电子-空穴对加高压电场电容存储电荷电荷输出转换为数字信号三非晶硒FPD2021/3/39非晶硒FPD特点1.X线信息直接转换，减少原始信号的损失；2.以像素为基本单元，TFT尺寸决定图像空间分辨力；3.对温度敏感，使用时要保持温度恒定。三非晶硒FPD2021/3/310非晶硅FPD闪烁晶体层非晶硅阵列基板层X线入射闪烁晶体转换为可见光由光电二极管转换为电信号扫描电荷输出数字信号四非晶硅FPD2021/3/311五FPD型DRFPD型DR自动跟踪①空间分辨力满足绝大多数诊断需要②动态范围大2021/3/312六多丝正比室扫描型DR结构组成主要包括高压电源、水平狭缝、多丝正比室、机械扫描系统、数据采集、计算机控制及图像处理系统。2021/3/313六多丝正比室扫描型DR多丝正比室气体探测器，两块平行金属板之间并列绝缘金属丝，室内充满惰性气体。放射线→正比室→气体电离→与气体分子碰撞→进一步电离→收集电荷增加A倍ΔV=-A·N·e/CN：初始电力对数A：正比室放大系数C：金属丝对地电容e：电子电荷量2021/3/314六多丝正比室扫描型DR工作原理①锥形X线束穿过水平狭缝形成扇形束②X线透过患者射入多丝正比室③探测器接收，管头、狭缝与探测器同步移动扫描④A/D转换，输入计算机进行处理2021/3/315六多丝正比室扫描型DR技术指标系统分辨力与狭缝高度及金属丝间隔有关。狭缝高度像素大小0.5×0.5mm2，图像面积320×256mm2，像素矩阵640×512，数字化量化深度14-16bit，拍摄一张胸片曝光剂量为3-5mR，扫描一行约10ms，拍摄一幅图像在6s以内2021/3/316七CCD型DR结构组成主要包括荧光板、反射镜面/透镜、CCD摄像机、计算机控制及处理系统，集成度高、功耗小、结构简单、寿命长、性能稳定。2021/3/317工作原理七CCD型DR①X线透过人体到达荧光板②荧光板产生荧光，经反射镜/透镜缩小与传导③CCD光敏区产生光电子，形成电信号进入存储装置④转移、放大、A/D转换，转化为数字信号2021/3/318特点七CCD型DR①需要降温系统以保证信噪比；②CCD芯片位于荧光板侧边，避免X线直射；③像素矩阵均匀性高于大面积TFT阵列。2021/3/319实例七CCD型DR单块CCD型DR有效面积43×43cm2像素矩阵3072×3072空间分辨力3.4LP/mm量化深度14bit图像预览5s，成像10s2021/3/3实例七CCD型DR多块CCD型DR八DR与CR的比较2021/3/321成像环节主要区别：X线采集和图像转换方式不同图像质量CR：信息转换环节多，干扰因素多DR：集成式探测器，减少噪声源，提高信噪比分辨力：CRIP中心存在散射，引起模糊，锐度下降，分辨力下降，DR伪影少，空间分辨力高动态范围：均具有很高的曝光宽容度噪声源：DR噪声源相对于CR较少八DR与CR的比较2021/3/322曝光剂量DR的X线检测量子效率高，曝光量为CR的2/3兼容性CR：暗盒规格与传统屏/片系统相同，可与原有X线机兼容，应用灵活DR：全新的成像技术，很难与原有X线机兼容2021/3/323课程小结请认真分析与总结数字X线摄影装置的基本机构及其工作原理，并认真完成课后思考题4、5题。一、数字X线摄影装置的特点及其组成；二、探测器的分类及各自的工作原理；三、DR与CR的比较。