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成像原理第三章数字X线成像-第3节

加热片成像原理第三章数字X线成像-第3节2017-04-21 医学影像技师服务中⼼

学习⽬标

1.掌握直接和间接探测器的结构；

⾮晶硒和⾮晶硅DR的⼯作流程。

2.熟悉⾮晶硒和⾮晶硅DR的成像理论；

影响DR图像质量的因素。

3.了解 CCD探测器和多丝正⽐电离室摄影设备

的⼯作理论。

⼀、概述

数字X线摄影（Digital Radiography, DR）

具有图像处理能⼒的计算机控制下，由探测器接收X线

信息转换为数字信息，并加以显⽰。

⼜称直接数字摄影DDR。

DR的影像接收器为平板探测器（FPD）。

1990年开始认识并研发

1995年硒材料的直接转换静态影像X线平板探测器。

1997年出现了静态的间接转换平板探测器。

DR特点：时间分辨⼒⾼，动态范围宽，量⼦检出率⾼

MTF性能⾼，辐射剂量更低。

1.数字摄影(DR)是哪两个英⽂单词的缩写( )

A．data reader

B．dynamic range

C．data recognizer

D．digital radiography

E．degree of radiation

答案：D

⼆、DR成像系统组成

2.关于DR分类，错误的是( )

A．直接转换型平板探测器（⾮晶硒）

B．间接转换型平板探测器（碘化铯+⾮晶硅）

C．CCD X线成像

D．IP X线成像

E．多丝正⽐电离室(MWPC)X线成像

答案：D

DR常⽤的数字探测器

3.关于DR的叙述，正确的是( )

A．没有光电转换

B．不能达到动态成像

C．可分为直接转换和间接转换

D．不使⽤荧光物质

E．以上都对

答案：C

4．属于DR成像间接转换⽅式部件的是( )

A．增感屏

B．⾮晶硒平板探测器

波特率发生器

C．多丝正⽐电离室

D．碘化铯+⾮晶硅探测器

E．半导体狭缝线阵探测器

答案： D

热气球燃烧器（⼀）、直接转换型探测器

1.⾮晶硒平板探测器

2.多丝正⽐电离室

图为：⾮晶硒平板探测器

1.⾮晶硒平板探测器组成

（1）X线转换单元

光电材料：⾮晶硒（a-Se）

作⽤：将X线转换成电⼦信号

过程：X线照射→⾮晶硒→光电导特性→产⽣正负电荷→6kV的偏置电压→电荷移动→探测器阵列单元收集。

电介层：保护电容不⾄饱和⽽烧毁。

、

（2）探测器阵列单元

结构：玻璃基层上组装⼏百万个探测单元阵列。也称为像素矩阵。每个探测单元包括⼀个电容和⼀个TFT，对应⼀个像素。

TFT：开关，由⾼速处理单元的地址信号激活。

电容：储存聚集的电荷。

⾮晶硒做成的矩阵类似于LED显⽰屏，远看是完整画⾯，近看是右很多灯泡组成的阵列。

（3）⾼速信号处理单元

作⽤：产⽣地址信号并激活探测元阵列中的TFT相当于秩序员。

（4）信号传输单元

作⽤：将每个像素对应的电信号转换为数字信号。对数字信号的固有特性进⾏补偿，并将数字信号传送到主计算机。

⽬前动态影像的采集达到每秒⼏⼗帧影像。

旋流沉砂器5.应⽤⾮晶硒和薄膜晶体管阵列技术制成的探测器是( )

A．间接转换平板探测器

B．直接转换平板探测器

C．硒⿎检测器

D．IP成像转换器

E．多丝正⽐室检测器

答案： B

2.多丝正⽐电离室（LDRD ）

1999年中俄合作共同研制成功

扫描剂量低、动态范围宽、探测⾯积⼤为特点，多⽤于体检。

多丝正⽐室是⼀个铝质密封腔体，腔内充有Xe和CO2混合⽓体，⼀侧为⼊射窗，腔内装有漂移电极、阴极和阳极。阳极丝是由钢丝线构成，共有320个通道。数据采集系统由⼀块控制电路板和具有640个独⽴采集计数通道的 20块计数电路板组成。

（⼆）间接转换型探测器

1. ⾮晶硅平板探测器

2. CCD探测器

1.⾮晶硅平板探测器

（1）荧光材料层

材料：

闪烁体——CsI，可将X线转换为可见光CsI晶体呈细针状或柱状排列，提⾼的分辨率CsI晶体掺⼊铊，发出550nm的光，正是⾮晶硅接收光的峰值。

（2）探测元阵列层

像素矩阵，每个探测元包括⼀个⾮晶硅光电⼆极管和TFT

过程：

投照时，TFT关闭，给光电⼆极管⼀个外部反向偏置电压

X线→CsI产⽣可见光→⾮晶硅⼆极管产⽣电荷并聚集到⼆极管

读取时，给TFT⼀个电压→打开→电流流出→测量→电信号

每⼀个像素的电荷量与⼊射的X 线强度成正⽐

（3）信号读取单元

作⽤：信号读取时，打开TFT开关，

电荷由光电⼆极管数据流出。

（4）数字影像传输单元

作⽤：数据线流出的电荷以电信号的形式读出传输到信号处理单元进⾏处理。

6.间接转换型平板探测器中，⾮晶硅光电⼆极管的作⽤是( )

A．产⽣荧光

B．将可见光转换成电荷

C．将X线光⼦转换成光电⼦

D．将电⼦转换成光⼦混凝土防冻剂配方

E．将电信号转换为数字信号

答案： B

2.CCD探测器

电荷耦合器件（CCD）是⼀种半导体器件。

CCD探测器的结构是由数量众多的光敏像元排列组成，光敏元件排列成⼀⾏的称为线阵CCD，光敏元件排列⼀个由若⼲⾏和若⼲列组成的矩阵称为⾯阵CCD。光敏像元的数量和⼤⼩决定了CCD的空间分辨率。

7.关于CCD X线成像⽅式的叙述，错误的是( )

A．碘化铯将不可见的信息X线转换为可见光

B．可见光经光导纤维或镜⾯、光学镜头传导到CCD C．CCD将可见光图像转换成数字信号

D．闪烁晶体接受X线照射时发出不可见光

E．数字信号进⼊计算机系统进⾏图像处理

答案：D

⼆、DR成像原理与⼯作流程

三、DR影像质量标准与影响因素

（⼀）、DR影像质量标准

（1）DR的影像必须满⾜诊断需要

（2）DR照⽚信息全⾯

（3）合理选择照射野⼤⼩

（4）影像放⼤⽐例⼀致

（5）影像整体布局合理，影像⽆失真变形。轮胎标签

（6）在进⾏DR摄影时，对敏感的组织和器官需屏蔽。（⼆）、影响DR影像质量的因素

1.空间分辨⼒：由探测器单元的⼤⼩和间距决定。

2.密度分辨⼒：直接、间接平板探测器的灰度级达214。

3.噪声：

平板探测器的噪声主要来源：

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