CR、DR的工作原理及选择应用
一、前言
在现代医学科学开展过程中，医学影像学一直起着很重要的作用。1895年德国科学家伦琴发现了X线后，很快X线技术广泛应用于临床医学的检查，X 线检查的数字化开展还是在近二、三十年，随着计算机技术和检测技术的飞跃开展，传统的X线摄影设备逐步被取代，医学影像技术将全面数字化。 针式吸盘
化纤抽丝二、CR、DR工作原理
2．1 CR的工作原理
CR〔Computed Radiography〕也称为间接数字化X线成像技术，主要原理是利用存储荧光体成像，日本富士公司在1981年推出首台用于临床应用的CR，随后美国柯达、德国AGFA公司相继推出自己的CR产品，它采用磷光体结晶构成的成像板〔Plated〕即IP板吸收X线信息，IP板感光形成潜影，再经过扫描转化成数字化信号进入计算机系统进展图像处理。IP板外观像1个普通的增感屏，由基板和磷光体材料组成，外层加一层保护，再用暗盒装载保护，可以像普通X 线暗盒一样拿去拍片。IP板在X线曝光后将X线的图像信息存储在晶体中，再把ＩＰ板送到读出装显，读出Ｘ线图像信息，送入计算机系统。图像信息经过读出装显读出后，存储在IP板上的信息消失，成像板又可以再重复使用。优点：〔１〕CR的曝光剂 量与常规Ｘ线摄影相比，曝光剂要比常规片要小；〔２〕摄影条件要求比胶片低，几乎没有“废片〞；〔３〕采用CR时，Ｘ线设备不用经过大的改变，其拍片过程与原有的Ｘ线胶片摄影没有什么变化；〔４〕图像后处理功能，可进步影像诊断的准确性及病诊断范围。
２．２ DR的工作原理
与CR的渐进型数字化不同，DR〔Digital radiography〕也叫数字摄影，早期的DR是采用增感屏加光学镜头耦合的CCD〔数字化耦合器〕来获取数字化X
线图像，有一点类似影像增强器加CCD的工作方法，这种技术被认为是第一代的DR技术。
如今普遍应用的DR主要是采用平板探测口〔FPD〕对X线产生的图像信号进展扫描和直接读出，成像原理是先将X线信号转变为可见光通过光电2极管组成的藻膜层〔TFT〕进展聚集，由专门的读出电路直接读出送计算机系统进展处理，工作原理。目前平板探测口分为以非晶硅〔a:Si+CsI〕为代表的间接转换数字摄影〔IDDR〕和以非晶硒〔a:Se〕为代表的直接转换数字摄影〔DDR〕两种类型。非晶硅〔a:Si+CsI〕间接转换数字摄影平板的工作原理。
DR的组成一般包括高压发生器、X线球管及支架、平板探测器、系统控制器等构成.与常规X线相比信号相比，优点除了具有CR的优点外，DR系统是用平板探测的X线接收装置，替代了传统的增感屏及
胶片、实现了X线信号的数字化，信号的动态范围，空间的分辨率及密度分辨率高，曝光剂进一步减少，不当之处是价格比较昂贵。
空间分辨率指单位宽度内的分辨图像细节的才能。通常是以在单位宽度范围内可以分辨清楚线条的才能来表示，单位是“线对/毫米〞〔LP/mm〕。一个线对由一根线条和一个间距组成，且间距的宽度等于线条的宽度。在单位宽度范围内可以分辨清楚线对数越多，表示空间分辨率越高。空间分辨率可用分辨率测试卡直接测出。
空间分辨率与像素尺寸有亲密关系。像素尺寸实际上应是像素间距，是指相邻两个像素中心的间距。从理论上来说，像素尺寸越小，空间分辨率大。其数值可用1除以2倍的像素尺寸来计算，如像素尺寸为143um×l43um时，空间分辨率为：1÷〔2×143×10-3〕= 3.5LP／mm，139um×l39um时为3.6LP／mm，200um×200um 时为2.5LP／mm。 这里还需要解释一下像素矩阵的概念。所有像素的阵列称为像素矩阵。像素矩阵的大小与平板尺寸和像素尺寸的大小有关，其大小为平板的有效尺寸除以像
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素尺寸。例如，平板尺寸为35.56cm×43.18cm〔即14英寸×17英寸〕，像素尺寸为139um×139um时，像素矩阵为2.5k×3k〔≈7.5M〕，此即国内称为“七百五十万像素〞的来由，当然这种称法是不够准确全面的。
但也正因为如此，某些厂家鼓吹1600万像素的探测器产生的图像就一定比低像素矩阵探测器明晰。这事实上是完全违犯X射线成像根本原理的。
悬浮机器人诚然，从理论上说，像素尺寸越小，单位面积内像素数量越多，空间分辨率就越大，分辨细节的才能就越强，图像越明晰。
但是空间分辨率的进步不是无限的，其与探测器对X线光子的检测灵敏度、信噪比、动态范围等都有亲密关系。
大家知道，在探测器面积一定的条件下为了增加空间分辨率，只好减小像素颗粒尺寸〔即降低单位像素面积〕、增加像素密度〔即增加单位面积内的像素数量，也就是增加像素矩阵大小〕。但我们知道单位像素的面积越小，就会使每一像素检测到的X线光子数大大减少，也就是说像素的有效因子减少，每个像素的感光性能越低，每一像素点的信噪比降低，动态范围变窄。对于那些本身比照度很低的小物体，比方说和周边组织密度相差不大的病灶，就很难检测出来。
因此这种减小像素尺寸的方法来增大图像分辨率的方法必须运用得当，也就是说通过减小像素尺寸的方法不可能无限制地增大分辨率。
还一个更重要的原因是，像素过小或单位面积内像素过多会引起图像噪声急剧增大，导致图像质量的
急剧恶化，最终即使增加了的空间分辨率又会被因此带来的噪声吞没，而要弥补此问题的唯一方法只能是增大X线曝光剂量。这恰恰是与X线影像技术的开展相违犯的。事实上，即使大幅增加X线曝光剂量也不能非常有效地解决信噪比下降所带来的图像质量问题。
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因此单有高像素矩阵的探测器并不意味着有更高的发现病变的才能。
科学家早已经发现，调节好似素大小和噪声之间的平衡是探测器成功的关键。科学家们数十年的研究和理论说明，理想的像素尺寸大致在140-200μm之间。在此范围内方有可能得到最正确图像质量。像素尺寸过大，那么空间分辨率太低，不适宜医学诊断。像素尺寸过小，那么信噪比降低，图像噪声加大。非晶硒平板探测器的像素尺寸为139μm，这已经是目前业界探测器消费商在保证图像质量的同时可以做到的极限了。
三、CR与DR的性能比较
针对这两种不同的系统，我们从系统功能、图像质量、控制使用及软件功能几个方面进展分析(1)系统功能比较：CR是在传统Ｘ线胶片摄影装置改进而来，它是利用IP板替代了原有的胶片暗盒，与现有的X线拍片系统没有什么大的改变，IP板在X线曝光后，将图像信息存储在IP板上，将IP板(类似暗盒)送读出装置读出处理，可对现有设备进展改造，DR那么是完全数字化的产品，完全改变了传统X线胶片摄影过程，平板探测器(FPD)经X线曝光后即时将X线信号转换成数字信号送计算机进展处理，设备是
一套全新的数字X线机.(2)图像质量比较：图像的空间分辨率CR>3.5LP/mm，DR>3.6LP/mm；密度分辨率CR>212灰阶，DR.214灰阶，DR的FPD显示信息>CR的IP板，DR调制传递函数MTF高于CR。(3) 操作使用，目前医院使用CR、DR已比较普及，具不完全统计，使用X 线传统屏片摄影每个病人平均需要7.5min/人，采用CR摄影的需6 min/人，而采用DR摄影的需要2.5 min/人，CR可方便与原有的比较适宜X线平片摄影的X 线机系统配合使用，特别是可用在ICU 、急诊室等特殊科室的复杂体位的摄影，而DR系统那么较适宜透视与点片，摄影及各种造影检查。(4)软件功能方面，CR、DR的软件功能不同厂家不同型号的设备软件功能大同小并，都是采用质量控制摸块和后处理技术保证图像的质量和稳定性，DR采用自动曝光控制技术〔Automatic Exposure Control，AEC〕，主要原理是通过设定不同的探测器〔电
离室〕，在曝光时测量透过病人的X线剂量，当到达图像采集所需要的剂量后，自动关闭X线系统，保证了整幅图像的一致性，在快速得到一幅数字图像后，可以立即对图像进展数字优化处理。而不必象以往胶片冲出来之后才知道图像的好坏，病人因为图像的问题而被重拍的概率大大降低，病人也防止了承受不必要的X线照射，减少了所承受的射线剂量。通过AEC技术，配合其工作站上的多种处理摸式，使成像质量稳定，且操作简单化，不用人为的调整和处理。CR的爆出指数〔Exposure Index，EI〕参考值是影响质量的重要参数，不同的部位采用不同EI和EVP值以到达高质量图象的目的。由于拍片过程与后期的图象处理没有直接的关联，要获得较好的质量的图象，还需要一定的投照技术和经历，设备可操作性和图象质量的稳定性比DR要差一些。
四、CR与DR的选配和应用
微波电视天线CR与DR的选配应根据医院的实际使用需要和医院的经济状况而定。对于一个医疗单位而言，医学影像技术数字化势在必行，在选配CR和DR时，首先要理解临床被诊断对象的实际需求情况，对诊断参数的要求要有明确的需求，充分理解所需设备的各种参数的物理意义，影信技术以及技术人员的操作培训等多方面的因素，还要考虑现有的技术性能及医院的开展壮况。CR与DR各自有自身的特点，也有自身的缺陷，不能盲目不加分析就论定谁好谁坏，要根据各医院的自身的状况，如设备现状，工作量大小，经济状况，医院特点及开展规模来考虑。
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