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田楠

本文作者田楠先生，美國泛太平洋企業公司放射設備部經理。

 

數字X射線不是新的概念， (Computed Radiography)已經使用了15年，改變了放射科的工作，使X射線與數字化聯合起來是令人興奮的。數字X射線可以提高工作量，省去了膠片的沖洗、存儲和運輸。當然它帶來的是挑戰。實現數字化X射線系統的第一個挑戰是了解以此為基礎的技術以及技術和系統之間的區別。

 

一  數字成像技術

 

利用激活熒光體，熒光體含有收集器，收集入射的X射線激活的電子。捕獲的電子構成潛影(Latent Image)，潛影作為一個藍光影像是由紅色激光照亮熒光體產生的。暗盒放入激光掃描儀通過光導倍增管讀出，實現圖像數字化。系統主要的問題是分辨率不高，發生此現象是因為光在阻止電子所必須的薄層內光的散射所致。除了之外，還有新的X射線數字系統。二種新的數字成像技術: 電荷耦合裝置(CCDs)和平板檢測器。

 

1.    電荷耦合裝置

 

在以為基礎的數字X射線系統內，序列(數字)量化攝像機來的信號，攝像機光學耦合一個X射線影像增強器提供一個恆定輸出。光學鏡頭掃描閃爍體屏幕，光傳輸到序列產生電信號。接收器是由光電二極管組成，構成一個傳感器序列(一個影像接收器柵格)的列和行。電荷儲存在每個光電二極管內，電荷與捕獲的光數量成正比。能量行行傳遞，到達的邊緣，然後信號被放大。

技術的主要優點是快速的圖像采集能力(30祯/)，這一點在心血管及其它透視應用當中是非常重要的。缺點是的空間分辨率有限，在影像增強器內有噪音以及體積大。

 

2.    平板檢測器

 

建立數字攝影的另一種原理是平板探測器。平板探測器有一層薄的活性元素層，在幾百萬個光電二極管上蝕刻一層非晶硅或非晶硒。硅基探測器利用薄片硅集成二層空間的光電二極管序列(每個光電二極管有幾百微米寬，與一個象素相匹配，像半個頭發絲一樣寬)。序列與一個場效應管連接。這些薄片晶體管()利用一系列的數據和門電路控制電荷的輸出。閃爍體(吸收光)物質覆蓋光電二極管吸收X射線，把能量轉換為可見光子。電信號與撞擊光電二極管閃爍體覆蓋層的X射線的能量成正比。接收器接收來自X射線的圖像，轉換成為一系列的數字視頻信號，在工作站上顯示。大面積的接收器可以提供物體和圖像尺寸之間1∶1的對應關系。

在透視中使用平板檢測器的優點是可以替代100磅重的影像增強器和與其連接帶一個15~20磅的接收器的攝像機。以此，平板檢測器允許設備生產商提供的系統比當前的產品小90%，輕85%。它替代影像增強器，使其變得更加小巧輕便。平板檢測器允許/設計得更加小巧，使設備擺脫放射醫生的習慣。沒有了體積大的影像增強器，原來不可能看到的病人解剖圖像現在很容易實現。2000年北美放射年會，VARIAN公司推出了PAXCAN 4030A和PAXCAN2050 FLOURO實時直接數字成像系統，每秒采集30祯。Steling Diagnostic Imaging在iiRAD 1000和 1000C數字X射線平板中，利用了硅和硒的化合物。在一般條件下，陣列與非晶硒半導體物質轉換層的結合構成覆蓋層，這個覆蓋層直接捕捉和轉換X射線為電信號，為了讀出被采集的信號，通過一個陣列控制器提供電源和陣列的控制，完成基本的圖像處理，Steling的平板有效尺寸為14英寸×17英寸，通過兩個檢測器拼接而成。由於使用了硒，在其平板中不需要使用閃爍體覆蓋層。這就是說，它可以直接把X射線光子轉換成為電信號，從原理上講，增加了空間分辨率，在轉換處理時，還可以避免光的散射問題。但非晶硒平板對使用環境要求比較苛刻。

因為是產品的初期，沒有供貨商對它的產品或其它的系統進行比較。參數如視野的尺寸、分辨率、圖像采集速度、X射線光子直接轉換為電信號和平板的拼接是否妨礙圖像的質量。通過檢測，圖像的質量尚未約束臨床的性能。

 

二  數字X射線系統的市場現狀

 

在檢查數字X射線系統時，許多術語和詞組出現，用於供貨商尋求與其它系統的區別。在談論中關鍵參數之一，對數字X射線來說是信噪比。一個成功的成像系統是取最大的信號和空間分辨率。一個優良的系統顯示非常小的物體圖像，是用每mm線對數(/mm)來測量的。由於人們總關心線對數而被曲解。例如，測量/mm也許不是最好定義系統性能的方法，因為極限空間分辨率點檢測，提高了對比度，在圖像方面該系統以犧牲細節為代價。一個真正好的系統，必須形成一個物體整體的連續統一的圖像，並且具有高的對比度把它們和其它物體區分開來。

兩年前，在放射學行業每個人頭腦中，都在考慮一個非常重要的問題，它將決定放射成像的前途。在放射科，和，究竟哪個將會獨領風騷？

當直接數字成像流行之際，許多市場觀察家都想知道這種新的技術，將會對已經存在的數字化技術—計算機成像有何影響。支持這兩種技術的廠家對工作流量、價格和圖像分辨率的優點進行了激烈的辯論。每一方都列舉了自己的技術優勢，但是最終，還是臨床一方回答了這個迫切的問題。和這兩種技術孰劣孰優？

 

1. 和並存

 

爭論大部分是在對比和比較和。雖然兩方都有廠家在繼續進行這場爭論，但是我們已經基本上知道，在大使用量的情況下，比使用膠片盒的更有效。後者有一個笨重的圖像板和受控的讀片工作站。我們也知道，價格比貴很多。我們還知道，這兩者都比膠片系統效率高，但是花錢也多。現在，我們開始認識到，這兩種技術也許是必須共存於數字放射成像科或成像中心。

從客戶反饋的信息是如此清楚明了，大部分主要生產廠家至此都非常清楚。許多OEMs通過把內部研發產品和轉銷商協議相結合，同時銷售和。

柯達的 5000和 9000系統由不同的OEM供應商提供部件，這些供應商包括Analogic Corp.，Hologic’ Direct Radiography Corp.，Fischer Imaging Corp.。

Jane Hasselkus是柯達公司的數字放射成像全球分類經理。他認為同時擁有這兩種技術會促使保健設施轉向數字化的進程更容易一些。如果醫院的現有設備還相當新，領導想利用原機器的價值同時進行數字化，也可以使用。

所以，到現在為止，富士醫療系統美國股份有限公司—這家技術最早的開發廠家還堅持不上生產線，而且堅定不移地留守在支持者的陣營裡，就不足為奇了。但是，富士公司賣的一種無膠片盒、高處理量的自動成像系統和相類似。

大部分的人從和角度去想，但是我們卻把它從無暗盒系統和有暗盒系統角度進行區分，依賴於磷光進行儲存的系統是有暗盒的系統，而多是無暗盒的系統。的概念太籠統。基於的系統和基於非晶硒的系統有很大區別。

在數字化的論戰中，經常有一個觀點被忽視。那就是膠片數字轉換儀。因為支持和的人越來越多，有些人認為這種轉換技術的前景暗淡無光。

現在膠片數字轉換儀的作用是用於乳腺X射線膠片和胸片轉換為數字圖像。但是我認為這只是昙花一現。因為數字化越來越普及，只是某些人用來得到數字X射線的過渡步驟。這種數字化圖像質量同直接數字成像系統相比又如何呢？

臨床上的安裝情況，對這兩種技術使用可以提供有價值的參考。結果就是，如果想擁有一個大處理量的、達到最大效率的、完全數字化的放射科，那麼必須把這兩種系統都裝上。

雖然的便攜性常常被認為是成像系統