CR系统的技术原理.doc

CR系统的技术原理 自从伦琴（Wilhelm Conrad Rontgen,1845-1923）在1895年发现了由阴极射线管产生的X线以来，具有100多年历史的X线摄影经历了从最旱的干板摄影到后来的屏／胶系统，现在的CR.CT.DR.DSA.SPECT.PET等。这些技术不仅丰富和提高了形态学诊断信息的领域和层次，同时实现了诊断信息的数字化。 在医学影像领域中，尽管Ｘ线摄影是临床放射学检查中应用最早和最普遍的成像方式，但却是医学影像中最后实现信息数字化的检查手段。这不仅妨碍了Ｘ线摄影信息直接进入图像存贮与传输系统(picture archiving and communicating system,PACS)以及远程医学（telemedicine）系统，而且传统的屏／胶系统固有的敏感性和分辨力的限制也促使Ｘ线摄影方式必须改良。CR（computed radiology）就是实现Ｘ线平片数字化的方式之一。 CR是用存储屏纪录Ｘ线影像，通过激光扫描使存储信号转变成光信号，再用光电倍增管转换成电信号，然后经A/D转换后，输入计算机处理，成为高质量的数字图像。 一．CR系统的基本组成和工作原理 １，CR系统由IP板．激光阅读器(ADC COMPACT)．图像处理工作站(VIPS)．图像存储系统(QC3000)和打印机(LR5200)组成。 根椐CR系统工作流程主要有四部分组成：信息采集，信息转换，信息处理，信息记录和存储。 ２，CR工作原理 1)信息的采集（acquirement of information）常规Ｘ线摄影中使用增感屏／胶片组合系统的成像方式已众所周知，在Ｘ线照上最终形成的影像无法直接数字化。CR系统解决的关键问题之一即是开发了一种即可接受模拟信息，又可实现模拟信息数字化的载体，即成像板(IP)。这样，采集的信息则可应用数字图像信息处理技术进一步，实现数字化处理，贮存与传输。 成像板为外观很像普通Ｘ线增感屏的一种薄板，由保护层，成像层，支持层和背衬层构成。 提高了敏感度、锐利度和机械强度，和旧式的兼容。电子束处理的表层可以防止IP板的机械性划伤及化学清洁剂的容解。我们估计在一般情况下IP板的寿命能达到10000圈。 (Third Generation plates) 成像板是装入特定的暗盒内，可以和常规Ｘ线摄影相同的方式投照的，因些是和常规Ｘ线摄影设备兼容的。这样，CR系统的信息采集部分主要是由X线管和成像板(IP)板组成。 ２）信息转换（transformation of information）CR系统中，IP 板经Ｘ线照射后被激发（第一次激发）。经第一次激发的IP上贮存有空间上连续的模拟信息，为使该信息数字化，IP板要由激光束扫描（第二次激发）读出。CR系统的读出装置中的激光发生器发射激光束（氦－氖＜He-Ne>激光束波长为633nm＝，在与IP板垂直的方向上依次扫描整个IP表面。IP上的荧光体被二次激发后发生激发发光或称光致发光（ photostimulated luminescence,PSL）现象，产生荧光。荧光的强弱与第一次激发时的能量精确成比例，即呈线性正相关。该荧光由沿着激光扫描线设置的高效光导器采集和导向，导入光电倍增管，被转换为相应强弱的电信号。继而，电信号被馈入模拟／数字（A/D）转换器转换为数字信号。至此，CR系统完成了模拟信号到数字信号的转换。 事实上，CR系统的读出装置是依据IP上成像层内晶体的PSL特征设计的。FCR系统中的信息转换部分主要是由激光扫描器，光电倍增管和A/D转换器组成的。读出装置一般也叫影像板扫描仪。 一般衡量影像板扫描仪的参数有四个：描述影像清晰度的指标空间分辨率，描述影像层次的指标灰阶度级；描述处理能力的扫描速度和缓冲平台容量。 当前CR系统的空间辨率普遍能达到10像素／毫米（10Pixels/mm）的水平，无论影像板的大小。较早的CR系统，由于当时计算机的处理能力不够，往往仅对小尺寸的影像板以９－10Pixels/mm采集数据，而对大尺寸影像板(14”×14”以上)，只能达到５－６Pixels/mm,因此给人以CR大片粗糙的感觉。新型的CR系统，对大片采取6,10Pixels/mm两档可调的设置，由用户自己设置。以适应不同场合对扫描速度和扫描质量的不同需要。 CR系统的灰阶级指标一般都要求达到4096(212)级灰阶。也就是使用12Bits处理器。一些高指标的影像板扫描仪，已使用14Bits处理器。力求更佳的影像效果。 另外两个指标扫描速度和缓冲平台容量描述的是影像板扫描仪的处理能力。新型的大型影像扫描仪的扫描能力已可以达到每小时100板，同时装备有大容量影像板缓冲平台。等待扫描的IP板先放在缓冲平台上，由机器自动顺序输入扫描；扫描完毕的IP板也自动输送到