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1、医学影像设备学,第六章 数字X线设备,2023/1/16,2,学习目标,熟悉数字X线摄影装置的特点及其组成；掌握不同类型探测器的工作原理；熟悉DR与CR的相同及不同之处。,2023/1/16,3,主要内容,一、DR的特点及其组成；二、探测器的分类及其工作原理；三、DR与CR的比较。,2023/1/16,4,一 数字X线摄影装置,DR是在X-TV的基础上，利用A/D转换器将模拟视屏信号数字化，进行计算机图像处理。,采集X线信息相应的数字信号,DR成像环节：X线被检体探测器图像处理工作站。,2023/1/16,6,二 DR的组成,1.X线发生单元,2.X线采集单元,3.检查床/台,与传统X线机的基
2、本构造大致相同,主要结构为X线探测器，将X线模拟信号转换为数字信号,专业化、多功能化,4.信息处理单元,强大的计算机信息处理能力,5.图像显示单元,医用显示器、医用相机印出胶片,2023/1/16,8,三 探测器分类,按探测器分类,FPD型,CCD型,多丝正比室扫描型,非晶硒FPD,非晶硅FPD,2023/1/16,9,三 非晶硒FPD,非晶硒FPD结构,2023/1/16,10,非晶硒FPD工作原理,电子-空穴对,X线光子入射,电子-空穴对,加高压电场,电容存储电荷,电荷输出转换为数字信号,三 非晶硒FPD,2023/1/16,11,非晶硒FPD特点,1.X线信息直接转换，减少原始信号的损失
3、；,2.以像素为基本单元，TFT尺寸决定图像空间分辨力；,3.对温度敏感，使用时要保持温度恒定。,三 非晶硒FPD,2023/1/16,12,非晶硅FPD,闪烁晶体层,非晶硅阵列,基板层,X线入射闪烁晶体,转换为可见光,由光电二极管转换为电信号,扫描电荷输出数字信号,四 非晶硅FPD,2023/1/16,13,五 FPD型DR,FPD型DR,自动跟踪,空间分辨力满足绝大多数诊断需要,动态范围大,2023/1/16,14,六 多丝正比室扫描型DR,结构组成,主要包括高压电源、水平狭缝、多丝正比室、机械扫描系统、数据采集、计算机控制及图像处理系统。,2023/1/16,15,六 多丝正比室扫描型D
4、R,多丝正比室,气体探测器，两块平行金属板之间并列绝缘金属丝，室内充满惰性气体。,放射线正比室气体电离与气体分子碰撞进一步电离收集电荷增加A倍,V=-ANe/C,N：初始电力对数 A：正比室放大系数C：金属丝对地电容 e：电子电荷量,2023/1/16,16,六 多丝正比室扫描型DR,工作原理,锥形X线束穿过水平狭缝形成扇形束,X线透过患者射入多丝正比室,A/D转换，输入计算机进行处理,探测器接收，管头、狭缝与探测器同步移动扫描,2023/1/16,18,六 多丝正比室扫描型DR,技术指标,系统分辨力与狭缝高度及金属丝间隔有关。,狭缝高度,2023/1/16,19,七 CCD型DR,结构组成,
5、主要包括荧光板、反射镜面/透镜、CCD摄像机、计算机控制及处理系统，集成度高、功耗小、结构简单、寿命长、性能稳定。,20,工作原理,七 CCD型DR,X线透过人体到达荧光板,荧光板产生荧光，经反射镜/透镜缩小与传导,CCD光敏区产生光电子，形成电信号进入存储装置,转移、放大、A/D转换，转化为数字信号,2023/1/16,21,特点,七 CCD型DR,需要降温系统以保证信噪比；,CCD芯片位于荧光板侧边，避免X线直射；,像素矩阵均匀性高于大面积TFT阵列。,2023/1/16,22,实例,七 CCD型DR,单块CCD型DR,有效面积4343cm2像素矩阵30723072空间分辨力3.4LP/m
6、m量化深度14bit图像预览5s，成像10s,2023/1/16,实例,七 CCD型DR,多块CCD型DR,八 DR与CR的比较,2023/1/16,24,成像环节,主要区别：X线采集和图像转换方式不同,CR：信息转换环节多，干扰因素多DR：集成式探测器，减少噪声源，提高信噪比,图像质量,分辨力：CR IP中心存在散射，引起模糊，锐度下降，分辨力下降，DR伪影少，空间分辨力高,动态范围：均具有很高的曝光宽容度,噪声源：DR噪声源相对于CR较少,八 DR与CR的比较,2023/1/16,26,曝光剂量,DR的X线检测量子效率高，曝光量为CR的2/3,兼容性,CR：暗盒规格与传统屏/片系统相同，可与原有X线机兼容，应用灵活,DR：全新的成像技术，很难与原有X线机兼容,2023/1/16,27,课程小结,请认真分析与总结数字X线摄影装置的基本机构及其工作原理，并认真完成课后思考题4、5题。,一、数字X线摄影装置的特点及其组成；二、探测器的分类及各自的工作原理；三、DR与CR的比较。,
