DR技术比较与平板探测器知识.doc

平板探测器知识（一）在数字化摄片中，X线能量转换成电信号是通过平板探测器来实现的，所以平板探测器的特性会对DR图像质量产生比较大的影响。选择DR必然要考虑到平板探测器的选择。平板探测器的性能指标会对图像产生很大的影响，医院也应当根据实际需要选择适合自己的平板探测器。DR平板探测器可以分为两种：非晶硒平板探测器和非晶硅平板探测器，从能量转换的方式来看，前者属于直接转换平板探测器，后者属于间接转换平板探测器。非晶硒平板探测器主要由非晶硒层TFT构成。入射的X射线使硒层产生电子空穴对，在外加偏压电场作用下，电子和空穴对向相反的方向移动形成电流，电流在薄膜晶体管中形成储存电荷。每一个晶体管的储存电荷量对应于入射X射线的剂量，通过读出电路可以知道每一点的电荷量，进而知道每点的X线剂量。由于非晶硒不产生可见光，没有散射线的影响，因此可以获得比较高的空间分辨率。非晶硅平板探测器由碘化铯等闪烁晶体涂层与薄膜晶体管或电荷耦合器件或互补型金属氧化物半导体构成它的工作过程一般分为两步，首先闪烁晶体涂层将X线的能量转换成可见光；其次TFT或者CCD，或CMOS将可见光转换成电信号。由于在这过程中可见光会发生散射，对空间分辨率产生一定的影响。虽然新工艺中将闪烁体加工成柱状以提高对X线的利用及降低散射，但散射光对空间分辨率的影响不能完全消除。 不同平板探测器的比较评价平板探测器成像质量的性能指标主要有两个：量子探测效率和空间分辨率。DQE决定了平板探测器对不同组织密度差异的分辨能力；而空间分辨率决定了对组织细微结构的分辨能力。考察DQE和空间分辨率可以评估平板探测器的成像能力。（1）影响平板探测器DQE的因素在非晶硅平板探测器中，影响DQE的因素主要有两个方面：闪烁体的涂层和将可见光转换成电信号的晶体管。首先闪烁体涂层的材料和工艺影响了X线转换成可见光的能力，因此对DQE会产生影响。目前常见的闪烁体涂层材料有两种：碘化铯和硫氧化钆。碘化铯将X线转换成可见光的能力比硫氧化钆强但成本比较高；将碘化铯加工成柱状结构，可以进一步提高捕获X线的能力，并减少散射光。使用硫氧化钆做涂层的探测器成像速度快，性能稳定，成本较低，但是转换效率不如碘化铯涂层高。其次将闪烁体产生的可见光转换成电信号的方式也会对DQE产生影响。在碘化铯(或者硫氧化钆)+薄膜晶体管(TFT)这种结构的平板探测器中，由于TFT的阵列可以做成与闪烁体涂层的面积一样大，因此可见光不需要经过透镜折射就可以投射到TFT上，中间没有可以光子损失，因此DQE也比较高；在碘化铯+CCD(或者CMOS)这种结构的平板探测器中，由于CCD(或者CMOS)的面积不能做到与闪烁体涂层一样大，所以需要经过光学系统折射、反射后才能将全部影像投照到CCD(或者CMOS)上，这过程使光子产生了损耗，因此DQE比较低。在非晶硒平板探测器中，X线转换成电信号完全依赖于非晶硒层产生的电子空穴对，DQE的高低取决于非晶硒层产生电荷能力。总的说来，CsI+TFT这种结构的间接转换平板探测器的极限DQE高于a-Se直接转换平板探测器的极限DQE。（2）影响平板探测器空间分辨率的因素在非晶硅平板探测器中，由于可见光的产生，存在散射现象，空间分辨率不仅仅取决于单位面积内薄膜晶体管矩阵大小，而且还取决于对散射光的控制技术。总的说来，间接转换平板探测器的空间分辨率不如直接转换平板探测器的空间分辨率高。在非晶硒平板探测器中，由于没有可见光的产生，不发生散射，空间分辨率取决于单位面积内薄膜晶体管矩阵大小。矩阵越大薄膜晶体管的个数越多，空间分辨率越高，随着工艺的提高可以做到很高的空间分辨率。 量子探测效率与空间分辨率的关系对于同一种平板探测器，在不同的空间分辨率时，其DQE是变化的；极限的DQE高，不等于在任何空间分辨率时DQE都高。DQE的计算公式如下：DQE=S2MFT2/NSPXCS：信号平均强度；MTF：调制传递函数；X：X线曝光强度；NPS：系统噪声功率谱；C：X线量子系数从计算公式中我们可以看到，在不同的MTF值中对应不同的DQE，也就是说在不同的空间分辨率时有不同的DQE。非晶硅平板探测器的极限DQE比较高，但是随着空间分辨率的提高，其DQE下降得较多；而非晶硒平板探测器的极限DQE不如间接转换平板探测器的极限DQE高，但是随着空间分辨率的提高，其DQE下降比较平缓，在高空间分辨率时，DQE反而超过了非晶硅平板探测器。这种特性说明非晶硅平板探测器在区分组织密度差异的能力较强；而非晶硒平板探测器在区分细微结构差异的能力较高。 不同类型的平板探测器在临床上的应用由于DQE影响了图像的对比度，空间分辨率影响图像对细节的分辨能力。在摄片中应根据不同的检查部位来选择不同类型平板探测器的DR。对于象胸部这样的检查，重点在于观察和区分不同组织的密度，因此对密度分辨率的要求比较高。在这种情况下，宜使用非晶硅平板探测器的DR，这样DQE比较高，容易获得较高对比度的图像，更有利于诊断；对于象四肢关节、乳腺这些部位的检查，需要对细节要有较高的显像，对空间分辨率的要求很高，因此宜采用非晶硒平板探测器的DR，以获得高空间分辨率的图像。目前绝大多数厂家的数字乳腺机都采用了非晶硒平板探测器，正是由于乳腺摄片对空间分辨率要求很高，而只有非晶硒平板探测器才可能达到相应的要求。由此可见，不同类型的平板探测器由于材料、结构、工艺的不同而造成DQE和空间分辨率的差异。DQE影响了对组织密度差异的分辨能力；而空间分辨率影响了对细微结构的分辨能力。目前还没有一款DQE和空间分辨率都做得很高的平板探测器，因此需要在两者间做一个平衡。所以在购买和使用DR时，应该根据购买DR的主要用途和具体的检查部位去选择和使用不同类型平板探测器的DR，只有这样才能拍摄出最有利于诊断的图像。量子探测效率在影像学上是探测器（增感屏，胶片，IP,FPD)探测到的光量子与球管发射到探测器上的量子数目比（二）密度分辨率和空间分辨率是决定平板探测器的图像质量的两大重要参数。空间分辨率是指图像每个像素点的大小，这个相信各位都很清楚，平板探测器技术介绍中的像素200m，160m，143m，100m，还有线对数2.5lp/mm，3.1lp/mm，3.6lp/mm，5lp/mm等，分辨率2K*2K，2.6K*2.6K，3K*3K，4K*4K也是空间分辨率的指标，这三个数量间是可以互相换算的，多数厂家在广告宣传的时候一般只注重突出空间分辨率的大小，而忽略了密度分辨率。密度分辨率是指图像上每两个相临像素点的黑白对比关系，此项指标在诊断中有着非常大的意义，尤其是密度变化不大的病变的图像，以正位胸片为例，普通平片上和CR片上都无法看到肺野外带的肺纹理，而高量子探测率的DR片上外带的纹理清晰可见。这也是DR逐步淘汰CR的一个重要原因，同样也是非晶硅平板逐步淘汰CCD、非晶硒以及其他平板的一个重要原因。另外很多人都有一个误区，DR的像素点大小越小，DR的性能就越好，这个误区就是因为不了解密度分辨率造成的，如果单纯的靠像素点大小决定DR的性能，而CR以及CCD DR的像素都超过1000万。从显示角度考虑，人的肉眼是有极限的，达到了一定的分辨率，即使像素点再小，超过一定数量后，对人的观察没有任何影响，另外现在的5M竖屏价格已经非常昂贵了，也可能是我孤陋寡闻，至今尚未听说那个医院应用的是5M以上的竖屏，5M其实就是2K*2.5K的分辨率。因此在选择DR的时候应该综合考虑空间分辨率和密度分辨率。最后再做个广告性质的介绍，前面有帖子中有人说佳能的DR图像较差，分辨率较低，我有点不明白，从空间分辨率角度考虑，为什么不说像素点200m的Revolution平板，而说160m的佳能平板，从密度分辨率角度考虑，佳能平板因为独家应用了X吸收率最高的硫氧化钆做为闪烁体，量子探测率在所有DR中最高，高达66.5%。另外，佳能平板中有款CXDI-31的，像素点大小100m，也是所有DR中空间分辨率最高的，佳能的通用DR平板选择160m的像素大小，并非生产工艺无法做得更小，而是综合考虑生产工艺、空间分辨率、密度分辨率、实际应用等等诸多因素选择的。（三）20世纪70年代兴起的介入放射学（interventional radiology）是在影像监视下对某些疾病进行治疗的新技术，使一些用内科药物治疗或外科手术治疗难以进行或难以奏效的疾病得到有效的医治。纵观30年来介入放射学的应用与发展，可以看出介入放射学在临床工作中的地位明显提高，已成为医院中作用特殊、任务重大、不可或缺的重要临床科室，已成为同内科和外科并列的三大治疗体系之一1。介入医学的发展与影像设备和临床医学密切相关，而影像设备是介入医生的“眼睛”。介入医生所使用的最重要的影像设备是数字减影血管造影（digital subtraction angiogrphy,DSA）系统。本文就目前国内外DSA设备的新技术发展及其应用的新进展，结合大量文献进行综述，重点介绍介入医生密切关注的平板探测器（flat panel detectors,FPD）在DSA设备的应用原理及技术特点，及其在临床医学应用中的技术优势。 1 平板探测器（FPD）在DSA设备的应用原理随着心脑血管疾病和肿瘤发病率的不断提高，介入治疗医生的工作负担逐步加重，而医生在进行介入治疗时必须长时间的接触放射线；治疗技术的发展，如血管支架向小型化的发展，使其在X线下越来越不容易被发现。但随着数字X线成像技术的日臻完善以及计算机技术的发展，FPD应用到最新DSA设备中，有效解决了上述问题。由FPD取代传统的影像增强器（I.ITV）影像链，省去了中间环节（I.I、光学系统、摄像头、模/数转换器）的多次转换，整个过程均在FPD内进行，直接获取数字化图像，避免了传统影像链多个环节传输所造成的失真、噪声及分辨率下降，减少了复杂的外围控制部分，使控制更为直接简单，显示出传统DSA无法比拟的技术优势2。新一代的FPD与影像增强器相比，扩展了数字化采集的能力，在呈现优质临床图像的同时，达到降低X线剂量的效果，提高了对医生和患者的保护。DSA设备中的FPD技术有直接方式与间接方式2种类型：直接方式的检测元件采用光电导材料非晶体硒（aSe）层（非荧光层）加薄膜晶体管（thinfilm transistor,TFT）阵列构成，它可以将X射线直接转换成电信号、产生数字信号。优点在于检测晶体的厚度较薄，转换速度会较快；缺点在于量子检测效率（DQE）略逊于间接型FPD，并且在应用时外加数千伏的电压，对薄膜晶体开关形成极大的威胁，引起较大的噪声。间接方式则采用碘化铯（CsI荧光体层）与具有光电二极管作用的非晶体硅层加TFT阵列构成。它先将X线转换成可见光，再转换成电信号，从而产生数字信号。优点在于稳定性较好、转化率高；缺点是CsI的制作工艺比非结晶硒均匀层的制作工艺复杂，且需要光敏二极管3。前者的平板探测器空间分辨率优于后者，并且在有临床意义的空间分辨范围下具有更好的量子检出效能特性4。在低曝光剂量条件下，成像质量非晶硅FPD系统优于非晶硒系统；在获得相同的影像质量的前提下，使用前者进行X射线摄影可以降低被检者受照剂量5。两种类型FPD的时间分辨率均可以满足血管造影的需要，达到7.530帧/s的采集。 2 平板探测器的尺寸及生产厂家目前市场上能够提供平板探测器全数字化血管造影系统的厂家有：美国的通用电器（GE）公司，德国西门子（Siemens）公司，荷兰的飞利浦（Philips）公司和日本岛津（Shimadzu）公司。前三者采用了间接型FPD，在中国的装机量约100余台。Shimadzu公司采用自主开发的非晶体硒FPD，具有更高的空间分辨率（像素尺寸150 um,3.3 LP/mm），其开发的RSMDSA可以在患者运动状态下实现清晰的减影采集，克服了重症患者无法配合检查的难题。最早的平板血管造影系统是GE公司2000年3月推出的Innova 2000，边长为20.5 cm20.5 cm，对角线为29 cm，与传统12英寸的影像增强器的DSA直径相同，由于探测器较小，GE将该机定位为以心脏介入为主的兼容机。2002年推出了边长为41 cm41 cm的Innova 4100，解决了外周血管的介入治疗问题；2004年推出了边长31 cm31 cm的Innova 3100,认为这款机器为“黄金”兼容机。GE公司Innova系列平板探测器均为正方形，像素大小均为200 Vm，空间分辨率为2.75 LP/mm。德国西门子的Axiom Artis dFC和荷兰飞利浦Allura Xper FD 10平板血管造影系统在2001年北美放射年会RSNA01首次推出，FPD采用17.6 cm17.6 cm的小尺寸，对角线为25 cm，像素184 vm，空间分辨率为2.75 LP/mm，作为心脏介入专用机。RSNA03西门子和飞利浦同时分别推出悬吊式的大平板血管造影机Axiom Artis dTA和 Allura Xper FD 20；RSNA04西门子又展出了落地式的Axiom Artis dFA；三者作为兼容性的血管造影系统，平板为30 cm40 cm，像素154 Vm，空间分辨率3.25 LP/mm。两公司宣称，30 cm40 cm长方形的FPD最符合人体解剖结构，平板径向放置可快速进行全下肢血管造影，横向放置可以覆盖全身任意解剖部位，而且大平板可进行90的旋转，西门子称其为“通用血管造影系统”。2003年西门子公司首次向全球推出Axiom Artis dBC，17.6 cm17.6 cm的双平板血管造影系统。2005年荷兰飞利浦公司在美国心脏病学年会（ACC）宣布将推出Allura Xper FD 10/10双平板血管造影系统。RSNA06岛津公司展出了直接转换式FPD的血管造影机Bransist Safire，该系统采用全新图像处理核心，在图像处理以及管理流程上比HeartSpeed Safire取得进一步飞跃，可以实现最快速的三维血管检查（60/s的3DDSA），并且可以同时获得软组织断面图像，使介入医生不必再为了解软组织的情况而频繁地在导管室和CT室之间传递患者。 3 FPD数字血管造影系统的优缺点与传统DSA系统相比，FPD数字化血管造影系统的主要优点：（1）照射剂量减少，与传统DSA影像链相比，按照透视时使用的脉冲率不同和肢体的厚度不同，射线剂量大幅降低6。当使用15帧/s30帧/s的图像采集率进行透视时，照射剂量会降低15%75%；有的公司介绍比传统DSA系统可降低剂量60%；王志康等7的研究表明，在相同的阈值检测指数值下，FPD DSA的透视剂量不到传统DSA的50%；（2）影像的空间分辨率和密度分辨率较高，使用传统的分辨率测试卡，可见数字平板分辨率明显优于传统影像链，而且影像的层次丰富，细节清晰；（3）受照剂量因受照体厚度不同而减少；（4）量子检测效率（DQE）和调制传递函数（MTF）较高；（5）成像的动态范围大（10倍于传统DSA），更方便进行图像后处理，并可作快速采集（25帧/s）；（6）降低了图像的失真率，响应时间、分辨率和大范围的对比度的一致性性能良好，尤其对低密度的导管、导丝和支架等显示清晰。FPD数字化血管造影系统也存在着图像显示欠柔和，图像背景不透亮等不足：（1）像素坏点造成的影响：在FPD生产过程中，因制作工艺复杂，难免会有个别像素无法正常工作，当损坏的像素在某一局部达到一定数量时，会对使用者造成不良影响，表现为显示屏上的某一区域为恒定的高亮度或低亮度点，从而影响诊疗；（2）像素增益差别造成的影响：FPD在制作过程中虽然每个像素的工艺、处理方法都采取严格一致的标准，仍难保证像素成像性能的一致性，造成像素和像素之间成像的差异，如亮度、对比度的差异，最终对诊断造成不利影响。为了避免此种情况的出现，可在外电路中增加增益校准电路，用以平衡此差异。各个厂家采用的生产工艺不同，在感光度、灵敏度和分辨率上都有所差异，放射线剂量也有高有低，噪声水平也不相同，各有所长，也有不断改进和完善的空间2。 4 平板血管造影系统在介入诊疗中的特殊应用技术 4.1 下肢血管步进跟踪DSA造影技术的应用 步进采集技术始于20世纪90年代中期，是保证床体的运动速度与造影剂流动的速度相一致，注射一次造影剂，即可以获得一幅连续的无缝连接实时的DSA图像。目前的平板血管造影机避免了传统DSA中造影剂流动速度和步进采集时间不匹配的弊端，使得步进技术日趋成熟。GE公司的Innova 3100、西门子公司的Axiom Artis dTA和飞利浦公司的Allura Xper FD 20都具有这种即节省造影剂又减少X线曝光次数的采集技术。 4.2 旋转DSA采集技术的应用 20世纪90年代后期研制的旋转采集DSA技术是指：旋转一次机架，注射一次造影剂，可得到一幅旋转的图像，保证医生从多个角度观察血管的形态。此项技术已应用于心脑血管、颈部血管、肺动脉、腹腔动脉、肾动脉、髂动脉、下肢血管、胆道等多部位的检查。早期具有旋转采集技术的传统DSA，机架旋转速度约4045/s，旋转角度约在0240。基于数字平板技术的DSA，如西门子的dTA和岛津的Safire VF，其旋转速度可达到60/s，旋转角度310，可以保证在采集过程中，特别是神经介入过程中，能做到快速采集，这不仅有助于更快地制订治疗方案，而且可以有效减少对患者和医生的辐射剂量，减少造影剂的需求8。4.3 三维重建DSA技术的应用 所谓三维重建技术是利用血管造影机做旋转DSA造影，将多角度的旋转DSA的二维原始图像所有信息分解为每一个体素，通过专业工作站的重建获得的三维图像。三维DSA在颅内动脉瘤诊疗方面优于二维DSA和旋转DSA9。平板探测器技术的出现推动了三维技术的发展，旋转速度从最初的15/s，发展到现在60/s，快速的旋转使得在造影过程中造影剂的用量减少，使患者更安全，图像质量更高。西门子公司率先在平板探测器的血管机上应用该项技术，其后岛津公司在Bransist Safire上亦采用了三维重建技术。目前该项技术已日趋成熟，主要的重建方式多为表面遮盖法重建技术（SSD）、最大密度投影（MIP）、容积重建技术（VR）或多层面重建术（MPR）等技术，比较成熟的软件有仿真内镜技术，三维血管狭窄度测量软件等技术。展望未来,随着微电子学与电子计算机的发展以及分子医学的发展,医学影像技术进入了全新的数字医学影像时代。DSA设备将不断改进，应用领域也日益扩大，特别是在介入医学领域，展示着广阔的前景。平板探测器的工作原理及优缺点（一）碘化铯/非晶硅型： 概括原理：X线先经荧光介质材料转换成可见光，再由光敏元件将可见光信号转换成电信号，最后将模拟电信号经A/D转换成数字信号。 具体原理： 1、曝光前，先使硅表面存储阳离子而产生均一电荷，导致在硅表面产生电子场； 2、曝光期间，在硅内产生电子-空穴对，且自由电子游离到表面，导致在硅表面产生潜在的电荷影像，在每一点上电荷密度与局部X线强度相当。 3、曝光后，X线图像被储存在每一个像素中； 4、半导体转换器读出每一个素，完成模数转换。 优点： 1、转换效率高； 2、动态范围广； 3、空间分辨率高； 4、在低分辨率区X线吸收率高（原因是其原子序数高于非晶硒）； 5、环境适应性强。 缺点： 1、高剂量时DQE不如非晶硒型； 2、因有荧光转换层故存在轻微散射效应； 3、锐利度相对略低于非晶硒型。 （二）非晶硒型 概括原理：光导半导体直接将接收的X线光子转换成电荷，再由薄膜晶体管阵列将电信号读出并数字化。 具体原理： 1、X 线入射光子在非晶硒层激发出电子-空穴对； 2、电子和空穴在外加电场的作用下做反向运动，产生电流，电流的大小与入射的X线光子数量成正比； 3、这些电流信号被存储在TFT的极间电容上，每一个TFT和电容就形成一个像素单元。 优点： 1、转换效率高； 2、动态范围广； 3、空间分辨率高； 4、锐利度好； 缺点： 1、对X线吸收率低，在低剂量条件下图像质量不能很好的保证，而加大X线剂量，不但加大病源射线吸收，且对X光系统要求过高。 2、硒层对温度敏感，使用条件受限，环境适应性差。 （三）CCD型 概括原理：由增感屏作为X线的交互介质，加CCD来数字化X 线图像。 具体原理：以MOS电容器型为例：是在P型Si的表面生成一层SiO2，再在上面蒸镀一层多晶硅作为电极，给电极P型Si 衬底加一电压，在电极下面就形成了一个低势能区，即势阱。势阱的深浅与电压有关。电压越高势阱越深。而光生成电子就储于势阱之中。光生电子多少与光强成正比。所以所存储的电荷量也就反应了该点的亮度。上百万的光敏单元所存储的电荷就形成与图像对应的电荷图像。 优点： 1、空间分辨率高； 2、几何失真小； 3、均匀一致性好。 缺点： 1、转换效率低（原因是CCD系统采用增感屏为其X线交互介质，它的MTF调制传递函数和DQE量子检测效能都不会超过增感屏。另外，由于增感屏被X线激发的荧光通常只有小于1%能够通过镜头进入CCD）。 2、生产工艺难：CCD面积难以做大，需多片才能获得足够的尺寸，这便带来了拼接的问题，导致系统复杂度升高可靠性降低，且接缝两面有影像偏差。 3、像素大小由CCD的最小体积决定，而CCD体积制造工艺受限。钼靶乳腺机：乳腺机不同靶面 滤过组合辐射剂量的对比研究摘要：目的: 研究 数 字乳 腺 摄 影机 钼 钼、 铑、 铑 三种 不 同靶 面 滤 过组 合 的 辐射 剂 量。方 法: 采 用 西门 子钼钨M ammo mat No vation DR 型数字乳腺机, 应用上述三种不同靶面 滤 过组合 分别对 15、 和 45 mm 三种不同 厚度模 体各30进行 5 次投照, 测量其辐射剂量并计算平均值。结果: 模体为 15 mm 时, 三种不同靶面 滤过组合辐射剂量差 别不大, 而在模体为 30 mm 和 45 mm 时, 三种不同靶面 滤过组合的辐射剂 量差别 显著加 大, 且 钼 钼组合 辐射剂 量最大, 钼 铑组 合次之, 钨 铑组合最小。结论: 在实际工作中应根据不同的乳 腺厚度选择合 适的靶面 滤过 组合进行 摄影, 以尽量 减少患 者的辐射剂量。 关键词：乳腺; 辐射剂量; 放射摄影术Comparative study of radiation dose between different target surface f iltration combinations of the breast mammographicequipmentWA N G Z ho ng zho u, L I A i y in. Department of Radiolog y, Q ianfo shan H ospital of Shandong Pr ov ince, JinanObjective: T o ex plor e the radiatio n do ses betw een different ta rg et surface filt ratio n combinatio ns of mo ly b250014, P . R. ChinaAbstract!denum molybdenum, mo ly bdenum rho dium and tungsten rhodium targ ets of the dig ital breast X ray machine. Methods:T hr ee differ ent thick phanto ms o f 15mm, 30mm, 45mm w ere indiv idually exposed 5 times using thr ee different tar get surface f ilt ratio n co mbinations w ith Siemens M ammo mat N ov ation DR dig ita l br east X r ay machine, and mean r adiat ion dosew as calculated. Results: T her e w ere no sig nificant differences in radiatio n dose betw een thr ee different tar get surface filtratio n combinatio ns in 15mm phantom. But there w ere significant differences in 30mm and 45mm phanto ms. R adiat ion dosew as t he hig hest in t he mo ly bdenum molybdenum co mbinat ion, low est in the tungsten rhodium, and medial in the molybdenum r ho dium. Conclusion: A ppropr iate ta rget surface filt ratio n combinatio n sho uld be selected on the basis of differentthickness of mammar y g land in our practical wo rk so as to decrease the dose for pat ient s as far as possible.key words!Br east; Radiatio n dose; R adiog raphy随着数字化技术的发展, 乳腺摄影机的靶面已不再局限于传统的钼靶, 而是逐渐向铑和钨靶发展, 或者是钼、 钨三个靶面同时拥有, 众所周知, 不同的靶面铑、其输出的 X 线不同, 其辐射剂量也不相同, 日 常工作中面对不同病人选择怎样的靶面 滤过组合既能保证图像质量又能尽可能地减少辐射剂量。本文对钼 钼、钼 铑、 铑三种不同靶面 滤过组合进行辐射剂量对钨比研究, 以便在实际工作中选择最正当和最优化的靶面 滤过组合。材料与方法1. 仪器摄影系统: 西门子 M ammo mat Nov at ion DR 型数字乳腺机。模体: 15、 和 45 mm 三种不同厚度乳腺30模体。剂量检测: 西门子 Mam momat N ovat io n DR 型数字乳腺机自动剂量检测显示系统。2. 方法在实验之前首先对乳腺机的钼 钼、 铑、 铑三钼钨种不同靶面 滤过组合分别进行校准, 以保证数据的准确性, 然后依次应用钼 钼、 铑、 铑三种不同靶面钼钨滤过组合对 15、 和 45 mm 三种厚度乳腺模体各进30行 5 次摄影, 记录其辐射剂量并计算平均值, 同时为保证数据的准确性, 摄影体位均选择 CC 位, 压迫力( F )为 5 kg, 压 迫达到最佳压 迫( OC 灯为绿灯) , 摄影 条件: 仟伏值全部为 27 kV, 毫安秒为自动曝光( AEC) 模式。模体照射实验完成后, 我们应用临床病例根据压迫厚度选择相应靶面 滤过组合进行照射, 所摄取的照片经 2 位副主任职称以上医师进行阅读对比。结果三种不同厚度乳腺模体的技术参数及辐射剂量分别见表 1 3, 统计数据表明, 钼 钼、 铑、 铑三种钼钨不同靶面 滤过组合在模体是 15 m m 时辐射剂量都为0. 1 mGy, 但钼 铑组合的摄影条件最低, 其次为钼 钼组合, 钨 铑组合最高, 但差别 不大, 在模体是 30 mm时钼 钼、 铑 组 合 辐 射 剂 量 显 著 升 高, 分 别 达 到钼0. 5 mGy和 0. 4 m Gy , 而钨 铑组合只有 0. 2 mGy, 摄影条件依然是钼 铑组合 最低, 相 比模体为 15 cm 时钼 钼组合摄影条件最大, 而钨 铑组合次之, 在模体为45 m m时, 三种模体 滤过组合 的辐射剂量继续加大,其 中 钼 钼 组 合 达 到 2. 2 mGy, 钼 铑 组 合 达 到1. 5 mGy, 而钨 铑组合最小, 只有 1. 0 mGy, 摄影条件相对应地也是钼 钼组合最大, 钼 铑次之, 钨 铑最小。同时所照射的临床病例照片经 2 位副主任职称以上医师阅读, 全部达到诊断要求, 与以往照片相比无明显差别, 且在压迫厚度较大时, 应用钨 铑组合照射的照片比应用其他组合照射的更加清晰( 图 1 3) 。表1略自 1978 年以来, 我国乳腺癌逐渐上升为女性恶性肿瘤之首, 且每年以 30% 的速度上升, 就目前来讲, X线摄影是乳腺癌早期发现的最有效的检查方法, 但同时因为乳腺是辐射高感受组织, 其一次辐射致癌的危险度的权重系数达到了 0. 15 , 因此在工作中怎样用最低的辐射剂量达到图像的诊断质量是我们必须考虑的。同时对于乳腺来讲, 因为其组织间的 X 线吸收差较小, 高能量 X 线会使其对比度减小, 影响乳腺 摄影的质量, 钼靶因其产生的是低能 X 线, 可以提高 乳腺摄影的对比度, 所以传统乳腺摄影机应用的都是钼靶摄影, 但同时在日常工作中又面临着这样一个问题, 随着乳腺厚度的增加, 钼靶产生的 X 线不能取得良好的密度, 在此情况下, 为了取得适中的乳腺密度, 必须使用高能 X 线( 钨靶产生的 X 线) 来增加乳腺的密度, 随着科学技术的发展, 现在的数字化乳腺摄影机都是使用钼和钨或钼和铑双重轨道来作为靶面, 以此在日常的工作中根据乳腺的密度和厚度进行适当的靶面 滤过组合的选择, 因乳腺机的靶面 滤过不同, 其对乳腺造成的辐射剂量也不尽相同。从本次实验的结果可以看到, 当乳腺模体在 15 mm 时, 三种靶面 滤过组合辐射剂量基本相同, 因钼靶产生的 X 线可使乳腺具有良好的对比度, 因此日常工作中对乳腺 15 mm 以下的压迫, 我们 应选择钼 钼 组合进行 投照。当 乳腺模体 在30 m m时, 钼 钼和钼 铑组合的放射剂量虽然也增加明显, 但乳腺在此厚度时依然强对比度优先, 因此当乳腺压迫达到此厚度时, 我们应选择钼 铑组合, 这样相对与钼 钼组合,即降低了乳腺的辐射剂量, 又使乳腺的对比度和清晰度显示良好, 这是因为铑滤波板能去掉低能 X 射线的干扰, 保证图像质量, 提高信噪比, 也能降低患者的受照剂量。当乳腺模体在 45 mm 时, 乳腺接受的辐射剂量大幅增加, 此时钼靶产生的 X 线不能使乳腺组织具有很好的密度, 为使乳腺尽量减少辐射剂量并增加其密度, 表现腺体的层次, 增加信息量,此时我们应选择钨 铑组合进行投照。而在乳腺普查工作中, 为尽量减少辐射剂量, 我们应尽量应用钨 铑组合进行普查。在本次实验中, 当乳腺模体达到 45 mm 时, 一次图1乳腺压迫厚度为 36 mm, 应用钼乳腺压迫厚度 为图3乳腺靶 钼 滤 过 组 合 摄 影, 辐 射 剂 量 达 到1. 4 mGy。 图 231 mm, 应用钼靶 铑滤过组合 摄影, 辐射剂量 达到 0. 9 mG y。压迫厚 度为 45 mm, 应用 钨靶 铑滤 过组合摄影, 辐 射剂量只有 0. 6 mG y。乳腺摄影患者的平均吸收剂量值最高为 2. 2 mGy, 符合联合国原子辐射效应科学委员会 1993 年给出的23 mGy 的范围 , 低于加拿大、美国等国家报出的增感屏胶片 法 乳腺 组 织吸 收 剂量均 值 3, 4 , 也符 合 我 国1996 年颁布的育龄妇女和孕妇 X 射线检查放射卫生防护标准的要求 , 为广泛地开展妇女乳腺疾病的普查工作解除了辐射剂量的后顾之忧, 钼、钨双靶在实际应用中各有利弊, 钼 钼和钼 铑的图像对比度较好, 但其穿透能力较低, 剂量较高, 钨 铑具有足够的穿透力,使较厚乳腺信息量显示更丰富, 更适合当今大多数妇女的乳腺形态, 因此在设备允许的情况下, 应根据患者的年龄, 乳腺的发育情况, 压迫后的乳腺厚度, 推测乳腺致密程度, 选择合适的靶面 滤过板, 既保证最佳图像显示质量, 又要使患者的受照剂量达到最低。综上所述, 通过乳腺压迫厚度对不同靶面 滤过组合进行选择, 对减少乳腺摄影的辐射剂量及提高图像质量具有重要的价值, 可为摄影技师掌握不同靶面 滤过组合的选择提供客观依据。DR技术比较西门子、GE、飞利浦、柯达、岛津、日立DR综合性能以及各个DR部件的比较默认分类 2010-12-08 09:14:22 阅读32 评论0 字号：大中小订阅 本帖最后由 resound 于 2009-7-1 16:53 编辑 西门子、GE、飞利浦、柯达、岛津、日立DR综合性能比较1、品牌与零部件来源：整机性能稳定性如何取决于品牌和整机零部件来源的一致性。品牌价值是产品质量最简约的保证，品牌知名度和美誉度越高，品牌价值越高。而零部件来源的一致性和品牌的同一性，决定了影像链性能的稳定性和零部件间的相互适配性高低。2、品牌：在DR领域，目前主流品牌依然是西门子、飞利浦、GE，其余均为二类品牌。3、零部件来源：西门子、飞利浦的DR零部件基本来源与自己的工厂设计制造，零部件相互适配性较高，故障率较低，但价格相对较高。GE和柯达DR零部件来自全球采购，GE和柯达仅仅是品牌拥有者，尤其是柯达，实际只能生产胶片和相机，从来就不是X线影像产品制造者，所以零部件相互适配性较差，故障率较高，但价格相对低廉。岛津、日立的DR平板探测器来自佳能，X线系统基本由自己制造。4、设计制造方式：由于各企业经营理念的差异，目前主要有三种生产方式，一种是从DR的设计到生产走的是一条系统整体设计的一体化道路，这种模式是：为获取优质图像，X线球管、X线高压发生器、滤线器、平板探测器等各零部件之间是预先经过统一规划和设计考虑的，对DR图像信号获取的整个成像链各环节都有质量要求，对摄影系列图像的获取有时间轴上的X线稳定性要求，对数字图像处理系统有快速、实时、高分辨率、图像灰阶多的要求，从X线机到X线平板探测器系统到数字图像系统都由同一品牌公司提供，且所有这些决定了数字化X线摄影系统的性能先进性和系统稳定性，并进而影响图像质量。另一种生产方式是采用零部件全球采购模式生产，即X线球管、X线高压发生器、滤线器、平板探测器等基本来自外购，从X线机到X线平板探测器系统到数字图像系统由多家不同的公司提供，设备供应商仅仅是品牌拥有者或影像链中某个零部件的生产商，其整机生产过程实质上就是组装集成过程，类似于在电脑市场采购零部件组装电脑，故业内常将此类设备戏称为“兼容机”，还一种为贴牌模式生产，即由某个生产商将自己的产品贴上其他品牌拥有者的品牌标识，由该品牌拥有者负责市场营销。西门子、飞利浦DR即采用这种系统整体设计的一体化道路模式生产。GE、柯达DR等采用的是零部件全球采购模式生产。5、技术水平：DR的影像链由X线高压发生器、X线球管、滤线器、平板探测器、图像后处理系统等组成。（1）X线高压发生器：主要有工频高压发生器和高频逆变高压发生器，后者又可分为连续式高频逆变高压发生器和计算机控制的脉冲式高频逆变高压发生器，DR均采用高频逆变高压发生器。GE、日立、岛津、柯达DR采用的是连续式高频逆变高压发生器，该型高压发生器结构相对简单，技术难度相对较低，造价也相对低廉，稳定性较高，故障率较低，但由于是在峰值状态下曝光，易导致X线系统零部件损坏和电子元器件被峰值电压或峰值电流击穿。西门子、飞利浦DR采用的是计算机控制的脉冲式连续跌落负载技术高频逆变高压发生器，该型高压发生器制造工艺复杂，技术难度较高，造价也相对昂贵，但能自动根据成像区衰减状态调整kV、mA等参数，使X线管保持最佳负荷状态，在安全辐射剂量范围内获取最佳图像质量，实现了X线常态下曝光，解决了传统发生器X线峰值状态下曝光易导致X线系统零部件损坏和电子元器件被峰值电压或峰值电流击穿问题。（2）X线球管：目前在高档DR，为满足连续曝光，采集高品质影像的要求，多使用小焦点、高热容量、高转速、散热效率高的x线管。球管焦点大小决定图像的锐利度和对比度高低。西门子DR采用的是第三代高速旋转阳极、滚针静音轴承、大热容量、小焦点西门子球管；飞利浦DR采用的是第二代旋转阳极滚珠轴承小热容量、大焦点当立球管；GE DR采用的是第二代旋转阳极滚珠轴承小热容量、大焦点瓦里安或印度球管。柯达DR采用的是第三代高速旋转阳极、滚针静音轴承、大热容量、大焦点西门子球管或瓦里安或当立或东芝球管。（4）滤线器：目前主要有固定式滤线器和振动式滤线器，前者使用过程中滤线栅固定不动，所以X线通过滤线栅时被矫垂直而不会由于栅线摆动切断X线造成X线穿过滤线器时产生时间差。后者使用过程中由于栅线摆动切断X线造成X线穿过滤线器时产生时间差。西门子、GE DR采用的是固定式高密度、高栅比滤线器；飞利浦、柯达DR采用的是振动式低密度、低栅比滤线器。（5）平板探测器：作为整个系统最关键的部分，对于系统的分辨率有重要意义。各大公司基本均采用性能稳定的碘化铯非晶硅平板探测器。西门子和飞利浦DR采用的是共同合资研发的Trixell平板探测器。GE DR采用的是英国PE平板探测器。柯达DR采用的是Trixell平板探测器。岛津、日立DR采用的是日本佳能平板探测器。（6）计算机系统:早期多采用SUN或SGI通用型服务器，机体庞大，主频（时钟频率）较低，运算速度较慢，现在的DR基本上均采用医学影像专用多芯片组并行处理服务器，并且将计算机与DR系统完全集成在一起，不仅使机体纤小，主频高，运算速度快，完全能满足图像大数据量实时处理的要求，而且使DR的操作变得更为简单。6、使用的方便性：现各厂家高端DR均基于全球统一的多系统控制概念而建立起来了集成化操作系统。这种操作系统在一个工作面上涵盖了X线摄影的所有工作，包括病人数据登记，曝光前准备，曝光程序选择，图像测量以及后处理，图像打印和归档，报告的制作等等。中低端DR部分厂家还采用X线系统参数设定、曝光程序选择与病人数据登记，图像测量以及图像后处理，图像打印和归档，报告的制作等相互独立的分离式操作系统。西门