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CR和DR成像技术

射线照相胶片与CR系统基本操作过程比较

 

胶片方法

CR系统

拍摄操作

胶片置入暗盒、遮光袋中,用射线机进行X射线照射

与胶片方法基本相同,但采用可反复使用的IP板代替胶片

显影(可视化)

在暗室环境中通过显定影等对胶片进行化学处理(湿式)

在明亮的环境下通过专用的读出装置进行光学处理(干式)

检查操作

使用高亮度观片灯对经过显定影加工的胶片(底片)进行检查

通过高分辨率的CRT进行检查,可实现更易看清的图像处理

保管和数据利用

把底片作为证据物保管,如要使用于电脑等,必须经过扫描方式变换为数字信息图像

数字化的图像被记录于大容量的DVD-RAM,可被更有效与充分利用,储存方便,可靠和时间长

.数字化X射线照相检测Digital Radiography,简称DR)
本文所述的DR成像技术是狭义上的直接数字化照相,即DDR(DirectDigit Radiography)或者DR(directradiography),通常指采用电子成像板技术-平板检测器技术(FPD Technique)。
电子成像板由大量微小的带有薄膜晶体管(TFT)的探测器成阵列排列而成。由于电子转换模式不同又分为间接转换型DR和直接转换型DR:
1)间接转换型DR系统(IndirectDR,简称IDR)的关键部件是获取图像的平板探测器(FPD),由X线转换层与非晶硅光电二极管、薄膜晶体管、信号储存基本像素单元及信号放大与信号读取等组成。FPD目前已经可以达到127x127μm像素和17x17英寸的面积,可用做普通X线数字照相。
间接FPD的结构为多层结构,主要是由闪烁体(目前主要有碘化铯CsI)或荧光体(硫氧化钆GdSO)层加具有光电二极管作用的非晶硅层(amorphousSilicom,a-Si)再加TFT阵列构成平板检测器。此类FPD的闪烁体或荧光体层经X射线曝光后,可以将X射线光子转换为可见光,而后由具有光电二极管作用的低噪声非晶硅层(TFT阵列)吸收可见光并转换为电信号,其后的过程则与直接FPD相似,读出电路将每个像素的数字化信号传送到计算机的图像处理系统集成为X射线影像,最后获得数字图像显示。间接FPD由于有可见光的转换过程,因此会有光的散射问题,而影响图像的分辨率。
2)直接转换型DR系统(DirectDR,简称DDR)应用的DirectRay技术可以直接获取和转换X射线能量成为数字信号,不需要通过媒介或其他方法获取和转换入射的X射线能量。目前有两种,一种为线扫描,一种为FPD。
直接FPD的结构主要是由非晶硒层(amorphous Selemium,a-Se)加薄膜半导体阵列(Thin FilmTransistorarray,TFT)构成平板检测器。非晶硒是一种光电导材料,经X射线曝光后由于电导率的改变就形成图像电信号,通过TFT检测阵列俘获与转换X射线能量直接成为数字信号,再经A/D转换、处理而获得数字化图像并在显示器上显示。
线扫描成像探测器为线状结构,采用动态线扫描技术直接接收X射线光子,有两种形式,一种为多丝正比室,一种是电离室。从X射线管发出的圆锥扇形X射线束,经水平狭缝形成平面扇形X射线束,通过被透照物体射入水平放置的探测器窗口。机械扫描系统使X射线管、水平狭缝及探测器沿垂直方向作均匀的同步运动,每到一个新位置作一次水平探测记录,如此重复进行,从头到尾扫描一次就完成一幅X射线图像的拍摄。
图像的采集与处理系统由前置放大器、A/D转换器、缓存器、CPU等组成。整个曝光过程完成后,在计算机内存中形成一幅640x640或1024x1024矩阵的数字图像。


美国瓦里安公司的
线阵列DR探测器

线扫描的动态范围与系统的探测灵敏度和密度分辨率有关,线扫描具有独特的大动态范围,当显示器质量很高时可以观察到120倍以上的动态对比图像,比传统X射线机对胶片拍照更好,可以清晰地在一次拍片中同时再现密度悬殊的组织。线扫描成像技术中,X射线被严格限制在很窄的缝隙中,克服了散射线造成的干扰,本底噪声几乎为“0”,探测灵敏度高,使原本被本底噪声淹没的微弱的X线也能被检测出来,能够分辨出面成像不能看到的更加细微的密度差别,密度分辨率更高。线扫描成像的缺点是需要一定的扫描时间,一张14x17英寸大小的区域最快需2秒钟,所以不能实现实时扫描,不适应动态摄影。
线扫描成像的扫描时间短,所需X射线剂量低,动态范围宽和较低的价格,使其具有良好的发展前景,而且可以通过类似相控阵自动超声波(AUT)的导轨、现场扫描,线性阵列沿管道焊缝外部均匀运动一周即可将结果读入并进入计算机。
直接转换型DR的平板检测器为多层平板状结构,但没有荧光转换层,它直接将X射线转换成电信号,能提供一个完整的扫描场,可在14x17英寸/35x43cm的图像面积上使用2560x3072的探测单元矩阵(例如由二维排列的139x139μm薄膜晶体管TFT层上涂敷500μm厚的非晶硒,其上是介质层和表面电极层及保护层等构成)。在探测器结构上施加一个偏压,当入射的X线光子在非晶硒层激发出电子穴偶对时,电子和空穴在偏置电压下反向运动,产生电流,与每个探测单元相连的单独的存储电容收集这些电荷在阵列中以定制的电子学规则读出,亦即在TFT中形成电信号,经放大电路和控制电路采集各TFT像素单元电荷,并经A/D转换变成数字信号,送到计算机处理以数字图像显示便于即时观察。
因此,DR检测系统的组成可以简单地表述为:射线源-检测对象-射线成像探测器-图像数字化系统-数字图像处理系统。
DR的装置包括射线成像探测器及影像后处理和记录部分(计算机、打印机和其他存储介质)。


Agfa公司的DR板


美国瓦里安公司的DR平板探测器

非晶硒平板检测器的改进和提高主要表现在进一步缩小像素单元以提高图像的分辨率;提高检测器对X线的转换率以降低X射线剂量;以及配套研发高质量的图像处理软件以进一步提高图像质量。
从理论上说,直接DR板的量子转换效率要比间接DR板更高。但在目前,间接DR板的稳定性较好。据估计,随着DR系统的不断改进和提高,产品日渐成熟,价格降低,它们将能逐步取代CR,但在目前,DR和CR将会共存一段较长时间。
.CR与DR的共同点与差异
1)共同点
DR与CR都是将X射线影像信息转化为数字影像信息,不以X射线胶片为记录和显示信息的载体。
传统的X射线照相需要的曝光剂量相对较大,且X射线照相一旦完成,影像的质量就不能再改善,当质量达不到要求时往往需要重拍,带来复拍工作量、胶片消耗、工作效率与进度等负担。CR与DR的动态范围广,有很宽的曝光宽容度,并且线性好(如CR的核心部件-荧光存储板SPP能使照射的X线能和发光量有1:1000以上的直线相关),可提供的数据量大、分辨率高、数据获取速度快,相对普通的增感屏-胶片系统体现出独特的优势,即使在一些曝光条件难以掌握的部位,或者X射线曝光参数有不足,也能获得很好的图像,可免除曝光不足或过度、洗片条件误差等造成黑度错误或划伤等导致的影像不清晰,再加上采用了图象增强等技术,使得照相检测的一次透照成功率提高,减少重拍,降低了废片率,减少复拍补照的工作量和胶片消耗,节约了资源。
CR与DR虽然在成像原理方面有区别,但是一旦获得了数字化信号图像并经图像处理系统处理时,就可以在一定范围内任意改变图像的特性,可以根据需要进行各种的图像后处理来实现图像的优化以达到最佳的视觉效果,从而大大提高了图像质量。这是CR与DR优于X线照片之处,因为传统X线照片上的影像特性是不能改变的。
目前数字化图像的灰阶已能由胶片的256级提升至2048级,图像的层次变得更加丰富,图像的细节表现力更加细腻,图像变得更加清晰,亦即进一步提高了图像分辨率。此外,通过专用软件实现图像滤波降噪、边缘增强锐化、窗宽窗位调节、灰阶对比度调整、影像放大漫游、黑白翻转、图像平滑、图像拼接以及距离、面积、密度测量、数字减影、伪彩色处理等各种功能,改善影像的细节,将未经处理的影像中所看不到的特征信息在荧屏上显示,从而使图像更为清晰。获得分辩率高、清晰、细腻的图像,可从中提取出丰富可靠的判断信息,为影像判断中的细节观察、前后对比和定量分析提供支持。
图像处理系统的重要功能有:
灰阶处理:使数字信号转换为黑白影像对比,在人眼能辨别的范围内进行选择,以达到最佳的视觉效果,有利于观察不同的组织结构。
窗位处理:以某一数字信号为0,即中心,使一定灰阶范围内的组织结构,以其对X线吸收率的差别,得到最佳的显示,同时可对这些数字信号进行增强处理,提高影像对比度,有利于显示组织结构。
数字减影处理:在数字X射线照片的情况下,能从当前的X线照片减去先前的X线照片产生即时减影图像以增强间隔性改变的区域,能显著改善提高判断的精确度,据资料介绍,用即时减影改善后其灵敏度可从84%提高到97%;且在判读时间上平均减少19.3%。
此外还有X线吸收率减影处理、配置高性能的系统设备以提高系统固有分辨率等等。
从理论上说,数字化图像是由像素来组成图像,它的空间分辨率不如传统胶片模拟图像的高,但是由于人眼对空间分辨率的感知有一定的限度,超过这个限度即不可分辨。以X射线CT为例,它的高密度分辨率是胶片无法比拟的,从图像的对比度、宽容度和所具备的灰阶指数都优于胶片,因此,图像质量和所得到的信息远远超过胶片的模拟图像。
当然,在透照工艺上仍然要注意选择适合的射线能量;选用小焦点或微焦点的X射线源;选择最佳图像放大倍数;屏蔽无用射线和散射线;选用密度数高的材料过滤软射线,减少低能射线的散射作用;用铅质窗口限制主射线束的面积,减少散射线的作用;对工件被检测区域以外的表面实行有效的屏蔽,尽量减少散射线的影响和干扰信号的影响等等。
CR与DR的X射线转换效率高(屏感光度高),因此比传统胶片法照相检测所需X射线的剂量要低得多,再通过数字化图像处理技术就能得到高清晰的图像,明显缩短了曝光时间,同时也使操作者减少了受X射线辐射的危害,而且X线发生器也只需要在较小功率下工作就能满足要求。
图像的质量取决于它的信噪比,而这又与X射线的有效利用率有直接关系。量子检测效率有机结合了图像的对比度,噪声,空间分辨率和X射线的剂量等因素。由于数字化成像板感光介质的感光曲线与普通X光胶片不同,在对比度和宽容度上有较大的动态范围,再加上特别是DR检测器的高灵敏度,使得数字化成像的量子检测效率可以从传统胶片的20-30%提高到60-70%。从而使X射线剂量可以大大降低,CR摄影条件为传统X线摄影的1/2-2/3;DR与CR相比更为明显,可以降低2/3以上的剂量。由于照相需要的曝光时间仅仅为一般胶片的1/2-2/3,可使操作人员接受的照剂量下降一个数量级,且降低了X线机的负荷,相对地延长了机器的使用寿命,故障率降低,维修费用也相应降低,更环保更经济。
与传统胶片法照相检测相比,CR与DR技术的应用不需要洗片过程,没有了显影、定影液等化学药品的消耗,不但能节约大量胶片、药水、洗片机、暗室处理的辅助设备器材以及胶片存储等的费用,节省了环保投资,还能比较好地进行质量的控制。
数字化图像可存储在光盘,磁带和磁盘等存储器中,为电子存档与通讯系统的应用创造了条件,并可借助网络发送到其他地方进行远程评定(例如检测公司可以集中技术水平最高的底片评定人员进行评定,减少了评片人员,使评定结果更公正,更合理,或者建立由专家组成的远程评定中心,遇到疑难问题还能够用会诊的办法解决。同时也可以传送给例如待培训人员、专家顾问、监理、质量监督检查、业主等部门,他们都可以及时看到焊缝的图像,做到资料共享,极大地提高了影像信息的利用率)。在一块硬盘或一片光盘上可以存储大量的图像,每一幅图像的存储成本就很低,随着数字存储技术的不断发展,存储成本还可以进一步降低。在需要硬拷贝的地方,还可以使用激光打印机打印输出。通常以光盘储存最好,因为光盘占用储存空间极小,而且储存的信息20年以上也不会发生影象质量变化。
数字化照相的应用提高了无损检测的管理水平和效率,可方便、迅速、可靠地归档,长时间存储其信噪比也不会变坏,且任意调用不会丢失信息,从而将从根本上改变传统的对胶片的手工管理方式,防止丢片和片损情况的发生。数字化存储不但节约了大量胶片,还节约了大量用于底片的存储空间和管理人员,也可以使资料的存储时间得以延长,从而降低底片的存档成本。
2)差异

CR与DR的比较

 

CR

DR

成像原理

X射线间接转换,利用IP板作为X射线检测器,成像环节相对于DR较多

X射线直接转换,直接创建有数字格式的图像,利用硒作为X射线检测器,成像环节少

工作效率

DR相比操作较复杂,工作效率较低

曝光时间可比CR更短,工作效率更高

图像分辨率

由于自身的结构,存在光学散射,使图像模糊,降低了图像分辨率,时间分辨率较差,图像质量略逊于DR

无光学散射而引起的图像模糊,其清晰度主要由像素尺寸大小决定,比CR系统有更好的空间分辨率和对比度,图像层次丰富、影像边缘锐利清晰,细微结构表现出色,成像质量更高

X射线剂量

由于提高了X线光子转化效率(DQE),使射线的剂量更低

价格费用

DR低,无需改变现有设备

昂贵,需改装已有的X线机设备

发展方向

DR有相当长的共存时期并行发展

最终将取代CR

.存在问题
1.通用图象存储格式是很容易被一些通用的图象处理软件如PHOTOSHOP修改的,为了保证图象的真实性,防止恶意修改,杜绝人为因素的影响,防止舞弊行为的发生,最好的办法是设计特殊格式的图象,但涉及问题很多,技术也十分复杂,压缩效果还不容易达到现在的通用图象水平。比较容易实现的办法还是使用通用图象格式,关键的问题是人员素质和职业操守,但是在制度上也必须进行改进与完善,通过完善的管理机制来从客观上、制度上杜绝此事的发生,譬如采用集中多人评片,更能反映真实情况,同时进行不可更改的数据备份,把每天的图象数据传送给监理备案等机制都是可以探讨的。
2.标准认可的问题-由于不可能将现有的胶片照相方式全部改成数字化照相检测方式,而一些现行标准中的有关部分条款也不适用于数字化检测,要采用数字化照相检测达到现行的胶片法检测标准,需要修改现行标准中不适合的部分,必然涉及相关的标准、甚至监理程序都将发生变化。因此,可以考虑在现行标准基础上制订针对数字化照相检测的补充条款,如黑度、清晰度、灵敏度、对比度、灰雾度等要求可以根据数字化照相检测的特点来确定适当的合格水平。
3.人员培训-数字化照相检测系统能否成功应用,最关键的是人员培训。由传统的射线照相检测转入运用计算机操作与控制,改变多年来形成的工作习惯,对检测人员的培训显然是极为重要的。
.数字化射线检测技术的其他方法
1.胶片扫描数字成像系统(FDR)


Agfa公司的X光胶片数字化扫描仪

利用X光胶片数字化扫描仪对已有的传统X线胶片扫描使之转换成数字化图像。这是利用光电转换的原理,使用氦氖激光,通过多面体旋转式反光镜对已有的X射线胶片进行扫描(一般都是采用透射式扫描,与普通家用扫描器的反射式扫描不同),由快速多路自动跟踪接收器将接收到的光信号转变为电信号,经过模拟/数字转换器转换成数字信号资料,从而可以在计算机中存储并再利用。这种方法由于是先有照相胶片然后再进行二次扫描转换,相对速度较慢,费用高且扫描仪结构复杂,这种技术没有实质上的进步,只是增加了一个复杂的手续,实现了胶片图像转换为数字化图像,而且也必然存在转换损失导致的失真(尽管对于高性能的X光胶片数字化扫描仪来说,这种失真度可能很小),因此不适宜做大工作量的数字化转换。
2.在数字化X射线透视(DF)方面,亦即目前俗称工业X射线实时成像检测,已经越来越多地采用CCD摄像机或CMOS器件以及线扫描技术等取代沿用多年的摄像管(PickupTube)技术。
X射线先通过由闪烁体或荧光体构成的可见光转换屏,将X射线光子变为可见光图像,而后通过光学系统由CCD或CMOS采集转换为图像电信号。它所用的可见光转换屏同样有用CsI和GdSO两类材料之分。此外用FPD取代影像增强器(I.I.)也是必然的发展趋势。

 

日本富士公司的CR读取装置和CR-IP板


Agfa公司的CR读出器


CR是一种新的成像技术,在不少方面优于传统的X射线成像,但是IP板以及必须配备的读出器的价格目前还是相当昂贵的,从效益-价格比来说,尚难于替换传统的X射线成像。
CR除了具备所有数字化影像的共同优点外,其最大优势在于仅以IP板代替X射线胶片,现有的传统X射线透照设备(周向、定向射线机)以及爬行器都可以继续使用。CR与普通X射线照片的不同在于其信号经光电转换最终得到数字化图像,可以在荧光屏上观看或进行不同的后处理,作业过程基本与常规的胶片照相相同,不需要对操作者进行特殊的培训,使用方便,适用于各种检查,特别是适合于传统射线机和野外恶劣环境施工。
CR的图像对比度和噪声的表现已经很不错,但是由于CR技术是将信息首先记录在IP板上.再通过扫描装置实现数字化转换,其间存在光学散射和X射线散射,另外曝光条件仍受所使用的X射线设备所限制(焦距、焦点尺寸大小、曝光量以及管电压等),因而图像虽然已经接近X射线照片的图像质量,但与DR相比则仍略逊。
需要的曝光量负荷(射线剂量)也大大减少(可少至传统胶片法的1/5~1/20)。
IP板的制作材料要求具有高的吸收效率和极好的均质性以及短的响应时间,从而保证高的锐度,采用先进的表面涂层技术提供平滑板面以及减少粒度噪声,从而保证良好的成像质量。
目前IP板的空间分辨率已能达到4.0~5.0LP/mm,扫描像素10Pixel/mm,已接近X线胶片的清晰度。IP板的类型也由初始的刚性板发展到柔性板。IP板的X射线转换率也在不断提高以进一步降低获取图像所需的X射线辐射剂量。
3)基板(支持体),相当于X射线胶片的片基,它既是辉尽性荧光物质的载体,又是保护层。多采用聚脂树脂作成纤维板,厚度在200~350μm。基板通常为黑色,背面常加一层吸光层(图中所示的下涂层)。
4)背面保护层,其材料和作用与表面保护层相同。
IP板可在普通室内明间进行操作,无需暗室处理,处理速度快。IP板可装入标准的X射线胶片盒中与铅或其他适当的增感屏一起使用,曝光后,可手工将其从胶片盒取出,插入阅读器进行成像处理,在重新用于曝光之前需要使用专门的擦除器(消光器)处理。
据资料介绍,一张IP板正常使用寿命可达到2万次以上。对于无暗盒的IP则需要专用设备。
2.读出
X射线曝光后保留有潜在图像信息的IP板置入CR读出设备内,用激光束以2510x2510的像素矩阵(像素约0.1mm大小)对匀速移动的IP板整体进行精确而均匀的扫描,激发出的蓝色可见光被自动跟踪的集光器(光电接收器)收集,再经光电转换器转换成电信号,放大后经模拟/数字转换器(A/D)转换成数字化影像信息,送入计算机进行处理,最终形成射线照相的数字图像并通过监视器荧光屏显示出人眼可见的灰阶图像供观察分析。
读出器分为多槽自动排列读出处理式和单槽读出处理式,前者可在相同时间内处理更多IP板。读出器输出的图像格式符合国际通用影像传输标准DICOM3.0,因此可以经过网络传输、归档及打印。
CR阅读器的分辨率可达100、150、200、250微米,扫描速率可达每秒50行,能提供快速的线性输出。IP的读出通量(throughout)随不同的CR设备有不同,一般为100-150幅/小时。
为了能扫描高分辨力的IP板,必须采用相应的高分辨阅读器,为了提高效率,还要提高扫描IP板的速度,因此必须采用高速、高分辨率的激光扫描和放大系统以及高速且性能良好的机械传送系统,还必须有高速且性能稳定的图像处理和存储系统,采用专用软件以改善图像质量。
CR系统与照相胶片类似,成像质量接近于胶片,传统X射线能摄照的部位也都可以用CR成像,对CR图像的观察与分析也与传统X射线照片相同。所不同的只是CR图像是由一定数目的象素所组成。
与直接式DR成像系统比较,CR系统的优点是便携、读出设备与成像板分离,代替胶片的成像板可重复使用,动态特性线性度比胶片好,需要的曝光时间短,适用于野外环境。但是由于其基础是非晶硅装置,使用闪烁物或感光聚合物,转换X射线能量成可见光并随后转换光学图像为数字信号,这里面存在一个中间过程,导致电子转换前的光散射,从而降低显现图像的最终锐度(图像分辨率不如DR)。

成像板的构造一般分为四个部分:
1)表面保护层,多采用聚脂树脂类纤维制成高密度聚合物硬涂层,可防止荧光物质层受损伤,保障IP板能够耐受机械磨损和免于多种化学清洗液的腐蚀,从而具有高的耐用性和长的使用寿命。在使用阅读器处理成像板时应注意不要强力弯曲成像板以保障其寿命。
2)辉尽性荧光物质层(通常厚约300μm),它在受到X射线照射时会
产生辉尽性荧光(形成潜影)。这些辉尽性荧光物质(例如含有微量素铕Eu++的钡氟溴化合物结晶BaFX:Eu++,X=CI.Br.I)与多聚体溶液混匀,均匀涂布在基板上,表面复以保护层。
这种感光聚合物具有非常宽的动态范围,对于不同的曝光条件有很高的宽容度,在选择曝光量时将有更多的自由度,从而可以使一次拍照成功率大大提高(重拍次数大大减少),在一般情况下只需要一次曝光就可以得到全部可视的判断信息,而且相对于传统的胶片法来说,它的X射线转换率高,

CR和DR成像技术

前言
在射线无损检测中,数字化X射线照相检测(Digital Radiography,简称DR)已经越来越多地获得应用。数字化X射线照相检测技术基本上有三种分类方式:
1.按读出方式分类
读出方式是指从X射线曝光到图像的显示过程,可以分为直接读出(Direct Readout)方式和非直接读出(NondirectReadout)方式。
直接读出方式是指从X射线曝光到图像显示的全过程自动完成,经过X射线曝光后,即可在显示器上观察到图像。这一技术称为DDR,其中D的含义即为直接读出(Direct Readout)。
非直接读出方式需要首先使用成像板(ImagingPlate,简称IP板)进行X射线曝光,然后将IP板插入读出器(Reader)扫描,再在显示器上显示,这一技术称为CR(ComputedRadiography)。
2.按转换方式分类
可以分为直接转换方式(Direct Convert)和间接转换方式(Indirect Covert)。
直接转换方式采用的器件在经过X射线曝光后,X射线光子直接转换为电信号。
间接转换方式的器件则先要将X射线光子转变为可见光,然后再由可见光转换为电信号。
这两种转换方式的技术所采用的器件有平板检测器(Flat PannelDetector,简称FPD),也有采用其他器件和结构的。当然两种方式所采用的FPD结构是不同的。
3.按工作方式分类
数字化射线检测技术分为数字化透视(DigitalFluorography,简称DF或DSI,DSF,工业上又称实时成像 Real-time Image)和数字化照相(DigitalRadiography,简称DR)两类。
数字化透视有用影像增强器(I.I.)加摄像机采集信号和用平板检测器(FPD)采集信号两类。数字化照相则分为直接转换方式(DDR,Direct Digital Radiography)和间接转换方式(IDR,Indirect Digital Radiography)。
直接转换方式采用的器件主要是直接转换方式的FPD;间接转换方式采用的器件有间接转换方式的FPD和其他器件如CR的IP板、电荷耦合器件(ChargeCoupling Device,CCD)、互补型金属氧化物半导体(Complementary Metal OxideSemiconductor,CMOS)等。
因此,DR是一个泛指的广义名词,包括了各类的数字化X射线照相检测(DigitalRadiography)技术。
本文仅就数字化X射线照相检测技术中最新应用的CR与DR的基本工作原理、优缺点等进行介绍。
.计算机射线照相检测ComputedRadiography,简称CR)
传统的X线成像是经X射线透照被检查物件,将影像信息记录在胶片上,在显定影处理后,影像才能在照片上显示。CR则不同,它是一种模拟数字照相成像系统,将透过物体的X射线影像信息记录在由辉尽性荧光物质制成的存储荧光板(storagephosphor plate,简称SPP)上,这种存储荧光板又称影像板或成像板(imageplate,简称IP),即用IP板取代传统的X射线胶片来接受X射线照射,IP板感光后在荧光物质中形成潜影,将带有潜影的IP板置入读出器中用激光束进行精细扫描读取,再由计算机处理得到数字化图像,经数字/模拟转换器转换,在监视器荧光屏上显示出灰阶图像。因此,CR的成像要经过影像信息的记录、读取、处理和显示等步骤。
CR的装置包括影像采集部分(IP板)、影像扫描部分(读出器)及影像后处理和记录部分(计算机、打印机和其他存储介质)。
CR的工作原理分为两部分:
1.成像板技术(IP Technique)
IP板又称为无胶片暗盒、拉德成像板(RADVIEW IMAGINGPLATES)等,可以与普通胶片一样分成各种不同大小规格以满足实际应用需要。
IP板是基于某些荧光发射物质(可受光刺激的感光聚合物涂层)具有保留潜在图像信息的能力,当对它进行X射线曝光时,这些荧光物质内部晶体中的电子被投射到成像板上的射线所激励并被俘获到一个较高能带(半稳定的高能状态),形成潜在影像(光激发射荧光中心),再将该IP板置入CR读出设备(读出器,CR阅读器)内用激光束扫描该板,在激光激发下(激光能量释放被俘获的电子),光激发射荧光中心的电子将返回它们的初始能级,并产生可见光发射,这种光发射的强度与原来接收的射线剂量成比例(IP板发射荧光的量依赖于一次激发的X射线量,可在1:104的范围内具有良好的线性),光电接收器接收可见光并转换为数字信号送入计算机进行处理,从而可以得到

数字化的射线照相图像。CR技术利用的IP板可重复使用(IP板经过强光照射即可抹消潜影,因此可以重复使用)。

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