放射醫(yī)學(xué)丨【相關(guān)專業(yè)知識(shí)】CR與DR設(shè)備：CR設(shè)備基本構(gòu)造及其特性

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       CR設(shè)備基本構(gòu)造及其特性

       (一)CR的分類

       按使用與結(jié)構(gòu)的不同分為普通型（暗盒式）與專用型（無(wú)暗盒式）兩大類。

       1.普通型CR分為柜式與臺(tái)式閱讀器兩大類。柜式閱讀器又可分為單槽（或單通道）和多槽（或多通道）。單槽閱讀器只有一個(gè)進(jìn)出口通道，即一個(gè)槽口，一次插入一個(gè)IP板，讀取圖像后從原槽口退出，才能插入下一個(gè)IP板進(jìn)行讀取。而多槽閱讀器可同時(shí)插入多塊IP板，系統(tǒng)自動(dòng)逐個(gè)讀取IP板。臺(tái)式閱讀器為桌面式簡(jiǎn)易閱讀器，只有一個(gè)槽口。

       2.專用型CR（一體化CR）：一般采用IP板與攝影床或攝影架進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，形成固定組合，所以分為臥式CR和立式CR。IP板固定在暗盒槽內(nèi)，隨設(shè)備一起移動(dòng)。IP板接受曝光后，自動(dòng)讀取圖像，傳向圖像工作站，省去暗盒取放暗盒槽、插入閱讀器動(dòng)作，效率提高，適合?？苹虼笮歪t(yī)院，可單一應(yīng)對(duì)大批量同類型檢查，如體檢胸部照片檢查。

      (二)CR設(shè)備構(gòu)造

       CR為X線機(jī)與計(jì)算機(jī)數(shù)字圖像處理系統(tǒng)的集合，組件主要包括4個(gè)相對(duì)獨(dú)立的單元，即X線發(fā)生單元（普通X線機(jī)）、X線采集單元（影像記錄板）、圖像讀出單元（影像閱讀器）、信息/圖像處理單元（圖像工作站）。

       1.影像記錄板（imaging plate，IP）是CR成像系統(tǒng)的關(guān)鍵元件，作為記錄人體影像信息、實(shí)現(xiàn)模擬信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息的載體，代替了傳統(tǒng)的屏-片系統(tǒng)。它適用于固定式X線機(jī)和移動(dòng)式床邊X線機(jī)，可用于普通的X線攝影和造影檢查，具有很大的靈活性和多用性。

       IP從外觀上看就像一塊單面增感屏，它由表面保護(hù)層、光激勵(lì)熒光物質(zhì)層、基板層和背面保護(hù)層組成。影像板根據(jù)可否彎曲分為剛性板和柔性板兩種類型。柔性板使用彈性熒光涂層，影像板也變得輕巧柔軟，可隨意彎曲。柔性影像板簡(jiǎn)化了影像板掃描儀的傳輸系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，掃描速度較快，設(shè)備體積較小。剛性板不能彎曲，閱讀儀的傳輸結(jié)構(gòu)和工作原理不同于前者，損壞概率小，壽命長(zhǎng)，影像板引起的偽影少。

       影像板成像層的氟鹵化鋇晶體中含有微量的二價(jià)銪離子，作為活化劑形成了發(fā)光中心。成像層接收X線照射后，X線光子的能量以潛影的形式儲(chǔ)存起來(lái)，然后經(jīng)過(guò)激光掃描激發(fā)所儲(chǔ)存的能量而產(chǎn)生熒光，繼而被讀出轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)饋入到計(jì)算機(jī)進(jìn)行影像處理和存儲(chǔ)。

       IP的規(guī)格尺寸與常規(guī)膠片一致，一般有35cm×43cm（14英寸×17英寸）、35cm×35cm（14英寸×14英寸）、25cm×30cm（10英寸×12英寸）和20cm×25cm（8英寸×10英寸）四種規(guī)格。

      根據(jù)不同種類的攝影技術(shù)，IP可分為標(biāo)準(zhǔn)型（ST）、高分辨型（HR）、減影型及多層體層攝影型。

       2.影像閱讀器  CR激光閱讀器使用逐點(diǎn)取讀技術(shù)，激光束按照一定的模式掃描整個(gè)熒光屏表面，測(cè)量屏上每一點(diǎn)的發(fā)射光并將其轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)，通過(guò)采樣和量化成數(shù)字圖像。CR閱讀器裝置分為探測(cè)器型（cassette type）和無(wú)探測(cè)器型（non-cassette type）兩種。探測(cè)器型閱讀裝置的CR需要探測(cè)器作為載體裝載IP，經(jīng)歷曝光和激光掃描的過(guò)程，系統(tǒng)所用的X線機(jī)與傳統(tǒng)的X線機(jī)兼容，不需要單獨(dú)配置。無(wú)探測(cè)型CR系統(tǒng)的IP曝光和閱讀裝置組合為一體，圖像向工作站傳輸?shù)恼麄€(gè)過(guò)程都是自動(dòng)完成，需要配置單獨(dú)的X線發(fā)生裝置。

       臨床使用的大多數(shù)CR系統(tǒng)是探測(cè)器型閱讀裝置，工作流程也與傳統(tǒng)屏-片系統(tǒng)基本相同，經(jīng)過(guò)X線曝光后的探測(cè)器插入CR系統(tǒng)的讀出裝置，IP被自動(dòng)取出，由激光束掃描，讀出潛影信息，然后經(jīng)過(guò)強(qiáng)光照射消除IP上的潛影，又自動(dòng)送回到探測(cè)器中，供攝影反復(fù)使用。

       3.信息/圖像處理單元   信息/影像處理工作站是一個(gè)數(shù)字處理終端，具有獲取病人信息、顯示圖像、處理圖像、發(fā)送圖像、存儲(chǔ)圖像、膠片打印、質(zhì)量控制等功能。

       獲取病人信息可現(xiàn)場(chǎng)登記，如果有WORKLIST功能也可以從聯(lián)網(wǎng)的PACS系統(tǒng)上，直接獲取病人的信息。

       圖像處理是影像處理工作站的核心功能，計(jì)算機(jī)配置有專業(yè)的數(shù)字重建板，負(fù)責(zé)處理從IP板傳遞過(guò)來(lái)的數(shù)字信息，經(jīng)重新計(jì)算和排列，形成X線攝影數(shù)字圖像，可行放大、裁切、空間頻率、減影等操作處理。

      (三)CR的優(yōu)勢(shì)與CR特性

       1.CR的優(yōu)勢(shì)

      （1）X線的曝光量比常規(guī)X線攝影有一定程度的降低。

      （2）IP替代膠片可重復(fù)使用，且IP潛影存儲(chǔ)時(shí)間比較長(zhǎng)（高達(dá)8小時(shí)），對(duì)野外與床旁X線攝影更為有利。

      （3）可與原有的X線攝影設(shè)備匹配使用，實(shí)現(xiàn)普通X線攝影數(shù)字化，其成本低，便于普及和推廣應(yīng)用。

      （4）取消暗室，實(shí)現(xiàn)全明室化操作，徹底改善了工作人員的工作環(huán)境。

      （5）具有多種后處理技術(shù)，如諧調(diào)處理，空間頻率處理、時(shí)間減影、體層偽影抑制、動(dòng)態(tài)范圍控制等。

      （6）具有多種后處理功能，如測(cè)量（大小，面積、密度）、局部放大、對(duì)比度轉(zhuǎn)換、對(duì)比度反轉(zhuǎn)、影像邊緣增強(qiáng)及減影等。

      （7）顯示的信息易被診斷醫(yī)生閱讀、理解，圖像質(zhì)量更加滿足診斷要求。

      （8）數(shù)字化存儲(chǔ)，可進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，節(jié)省部分甚至全部膠片，也可節(jié)約保存圖像膠片庫(kù)占有的空間及經(jīng)費(fèi)。

      （9）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)管理，有利于查詢、統(tǒng)計(jì)和比較，實(shí)現(xiàn)圖像資料共享。

       2.CR的特點(diǎn)

      （1）靈敏度較高：即使是采集較弱的信號(hào)，也不會(huì)被噪聲所掩蓋，能獲得較好的圖像。

      （2）具有很高的線性度：在CR系統(tǒng)中，在1：104的范圍內(nèi)具有良好的線性，其線性度＜1%。

      （3）動(dòng)態(tài)范圍大：系統(tǒng)能夠同時(shí)檢測(cè)到極強(qiáng)和極弱的信號(hào)。它的另一特點(diǎn)是能把一定強(qiáng)度的圖像信號(hào)分得更細(xì)，使圖像顯示出更豐富的層次。

      （4）識(shí)別性能優(yōu)越：CR系統(tǒng)裝有曝光數(shù)據(jù)識(shí)別技術(shù)和直方圖分析，能更加準(zhǔn)確地掃描出圖像信息，顯示出高質(zhì)量圖像。

      （5）CR系統(tǒng)曝光寬容度較大：CR系統(tǒng)可在成像板獲取的信息基礎(chǔ)上自動(dòng)調(diào)節(jié)光激勵(lì)發(fā)光的量及放大增益。在一定的范圍內(nèi)，可對(duì)攝影的物體以任何X線曝光劑量獲取穩(wěn)定的、最適宜的圖像密度及高質(zhì)量的圖像。這樣可以最大限度地減少患者重拍率。

      （6）CR系統(tǒng)的缺陷主要有兩點(diǎn)，其一是操作程序繁瑣，比傳統(tǒng)屏/片系統(tǒng)步驟還要多。技術(shù)人員工作量大；其二是時(shí)間分辨率低，不能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)X線攝影。

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