平板探測器知識

1、（一）在數(shù)字化攝片中，X線能量轉(zhuǎn)換成電信號是通過平板探測器來實(shí)現(xiàn)的，所以平板探測器的特性會對DR圖像質(zhì)量產(chǎn)生比較大的影響。選擇DR必然要考慮到平板探測器的選擇。平板探測器的性能指標(biāo)會對圖像產(chǎn)生很大的影響，醫(yī)院也應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際需要選擇適合自己的平板探測器。DR平板探測器可以分為兩種：非晶硒平板探測器和非晶硅平板探測器，從能量轉(zhuǎn)換的方式來看，前者屬于直接轉(zhuǎn)換平板探測器，后者屬于間接轉(zhuǎn)換平板探測器。非晶硒平板探測器主要由非晶硒層TFT構(gòu)成。入射的X射線使硒層產(chǎn)生電子空穴對，在外加偏壓電場作用下，電子和空穴對向相反的方向移動形成電流，電流在薄膜晶體管中形成儲存電荷。每一個晶體管的儲存電荷量對應(yīng)于入射X射

2、線的劑量，通過讀出電路可以知道每一點(diǎn)的電荷量，進(jìn)而知道每點(diǎn)的X線劑量。由于非晶硒不產(chǎn)生可見光，沒有散射線的影響，因此可以獲得比較高的空間分辨率。非晶硅平板探測器由碘化銫等閃爍晶體涂層與薄膜晶體管或電荷耦合器件或互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體構(gòu)成它的工作過程一般分為兩步，首先閃爍晶體涂層將X線的能量轉(zhuǎn)換成可見光；其次TFT或者CCD，或CMOS將可見光轉(zhuǎn)換成電信號。由于在這過程中可見光會發(fā)生散射，對空間分辨率產(chǎn)生一定的影響。雖然新工藝中將閃爍體加工成柱狀以提高對X線的利用及降低散射，但散射光對空間分辨率的影響不能完全消除。Ø 不同平板探測器的比較評價平板探測器成像質(zhì)量的性能指標(biāo)主要有兩個：量子

3、探測效率和空間分辨率。DQE決定了平板探測器對不同組織密度差異的分辨能力；而空間分辨率決定了對組織細(xì)微結(jié)構(gòu)的分辨能力?？疾霥QE和空間分辨率可以評估平板探測器的成像能力。（1）影響平板探測器DQE的因素在非晶硅平板探測器中，影響DQE的因素主要有兩個方面：閃爍體的涂層和將可見光轉(zhuǎn)換成電信號的晶體管。首先閃爍體涂層的材料和工藝影響了X線轉(zhuǎn)換成可見光的能力，因此對DQE會產(chǎn)生影響。目前常見的閃爍體涂層材料有兩種：碘化銫和硫氧化釓。碘化銫將X線轉(zhuǎn)換成可見光的能力比硫氧化釓強(qiáng)但成本比較高；將碘化銫加工成柱狀結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)一步提高捕獲X線的能力，并減少散射光。使用硫氧化釓做涂層的探測器成像速度快，性能穩(wěn)定

4、，成本較低，但是轉(zhuǎn)換效率不如碘化銫涂層高。其次將閃爍體產(chǎn)生的可見光轉(zhuǎn)換成電信號的方式也會對DQE產(chǎn)生影響。在碘化銫(或者硫氧化釓)+薄膜晶體管(TFT)這種結(jié)構(gòu)的平板探測器中，由于TFT的陣列可以做成與閃爍體涂層的面積一樣大，因此可見光不需要經(jīng)過透鏡折射就可以投射到TFT上，中間沒有可以光子損失，因此DQE也比較高；在碘化銫+CCD(或者CMOS)這種結(jié)構(gòu)的平板探測器中，由于CCD(或者CMOS)的面積不能做到與閃爍體涂層一樣大，所以需要經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)折射、反射后才能將全部影像投照到CCD(或者CMOS)上，這過程使光子產(chǎn)生了損耗，因此DQE比較低。在非晶硒平板探測器中，X線轉(zhuǎn)換成電信號完全依賴

5、于非晶硒層產(chǎn)生的電子空穴對，DQE的高低取決于非晶硒層產(chǎn)生電荷能力?？偟恼f來，CsI+TFT這種結(jié)構(gòu)的間接轉(zhuǎn)換平板探測器的極限D(zhuǎn)QE高于a-Se直接轉(zhuǎn)換平板探測器的極限D(zhuǎn)QE。（2）影響平板探測器空間分辨率的因素在非晶硅平板探測器中，由于可見光的產(chǎn)生，存在散射現(xiàn)象，空間分辨率不僅僅取決于單位面積內(nèi)薄膜晶體管矩陣大小，而且還取決于對散射光的控制技術(shù)?？偟恼f來，間接轉(zhuǎn)換平板探測器的空間分辨率不如直接轉(zhuǎn)換平板探測器的空間分辨率高。在非晶硒平板探測器中，由于沒有可見光的產(chǎn)生，不發(fā)生散射，空間分辨率取決于單位面積內(nèi)薄膜晶體管矩陣大小。矩陣越大薄膜晶體管的個數(shù)越多，空間分辨率越高，隨著工藝的提高可以做到很

6、高的空間分辨率。Ø 量子探測效率與空間分辨率的關(guān)系對于同一種平板探測器，在不同的空間分辨率時，其DQE是變化的；極限的DQE高，不等于在任何空間分辨率時DQE都高。DQE的計算公式如下：DQE=S2×MFT2/NSP×X×CS：信號平均強(qiáng)度；MTF：調(diào)制傳遞函數(shù)；X：X線曝光強(qiáng)度；NPS：系統(tǒng)噪聲功率譜；C：X線量子系數(shù)從計算公式中我們可以看到，在不同的MTF值中對應(yīng)不同的DQE，也就是說在不同的空間分辨率時有不同的DQE。非晶硅平板探測器的極限D(zhuǎn)QE比較高，但是隨著空間分辨率的提高，其DQE下降得較多；而非晶硒平板探測器的極限D(zhuǎn)QE不如間接轉(zhuǎn)換平板探測

7、器的極限D(zhuǎn)QE高，但是隨著空間分辨率的提高，其DQE下降比較平緩，在高空間分辨率時，DQE反而超過了非晶硅平板探測器。這種特性說明非晶硅平板探測器在區(qū)分組織密度差異的能力較強(qiáng)；而非晶硒平板探測器在區(qū)分細(xì)微結(jié)構(gòu)差異的能力較高。Ø 不同類型的平板探測器在臨床上的應(yīng)用由于DQE影響了圖像的對比度，空間分辨率影響圖像對細(xì)節(jié)的分辨能力。在攝片中應(yīng)根據(jù)不同的檢查部位來選擇不同類型平板探測器的DR。對于象胸部這樣的檢查，重點(diǎn)在于觀察和區(qū)分不同組織的密度，因此對密度分辨率的要求比較高。在這種情況下，宜使用非晶硅平板探測器的DR，這樣DQE比較高，容易獲得較高對比度的圖像，更有利于診斷；對于象四肢關(guān)節(jié)

8、、乳腺這些部位的檢查，需要對細(xì)節(jié)要有較高的顯像，對空間分辨率的要求很高，因此宜采用非晶硒平板探測器的DR，以獲得高空間分辨率的圖像。目前絕大多數(shù)廠家的數(shù)字乳腺機(jī)都采用了非晶硒平板探測器，正是由于乳腺攝片對空間分辨率要求很高，而只有非晶硒平板探測器才可能達(dá)到相應(yīng)的要求。由此可見，不同類型的平板探測器由于材料、結(jié)構(gòu)、工藝的不同而造成DQE和空間分辨率的差異。DQE影響了對組織密度差異的分辨能力；而空間分辨率影響了對細(xì)微結(jié)構(gòu)的分辨能力。目前還沒有一款DQE和空間分辨率都做得很高的平板探測器，因此需要在兩者間做一個平衡。所以在購買和使用DR時，應(yīng)該根據(jù)購買DR的主要用途和具體的檢查部位去選擇和使用不同

9、類型平板探測器的DR，只有這樣才能拍攝出最有利于診斷的圖像。量子探測效率在影像學(xué)上是探測器（增感屏，膠片，IP,FPD)探測到的光量子與球管發(fā)射到探測器上的量子數(shù)目比（二）密度分辨率和空間分辨率是決定平板探測器的圖像質(zhì)量的兩大重要參數(shù)。空間分辨率是指圖像每個像素點(diǎn)的大小，這個相信各位都很清楚，平板探測器技術(shù)介紹中的像素200m，160m，143m，100m，還有線對數(shù)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也是空間分辨率的指標(biāo)，這三個數(shù)量間是可以互相換算的，多數(shù)廠家在廣告宣傳的時候一般只注重突出空間分辨率

10、的大小，而忽略了密度分辨率。密度分辨率是指圖像上每兩個相臨像素點(diǎn)的黑白對比關(guān)系，此項(xiàng)指標(biāo)在診斷中有著非常大的意義，尤其是密度變化不大的病變的圖像，以正位胸片為例，普通平片上和CR片上都無法看到肺野外帶的肺紋理，而高量子探測率的DR片上外帶的紋理清晰可見。這也是DR逐步淘汰CR的一個重要原因，同樣也是非晶硅平板逐步淘汰CCD、非晶硒以及其他平板的一個重要原因。另外很多人都有一個誤區(qū)，DR的像素點(diǎn)大小越小，DR的性能就越好，這個誤區(qū)就是因?yàn)椴涣私饷芏确直媛试斐傻?，如果單純的靠像素點(diǎn)大小決定DR的性能，而CR以及CCD DR的像素都超過1000萬。從顯示角度考慮，人的肉眼是有極限的，達(dá)到了一定的分辨

11、率，即使像素點(diǎn)再小，超過一定數(shù)量后，對人的觀察沒有任何影響，另外現(xiàn)在的5M豎屏價格已經(jīng)非常昂貴了，也可能是我孤陋寡聞，至今尚未聽說那個醫(yī)院應(yīng)用的是5M以上的豎屏，5M其實(shí)就是2K*2.5K的分辨率。因此在選擇DR的時候應(yīng)該綜合考慮空間分辨率和密度分辨率。最后再做個廣告性質(zhì)的介紹，前面有帖子中有人說佳能的DR圖像較差，分辨率較低，我有點(diǎn)不明白，從空間分辨率角度考慮，為什么不說像素點(diǎn)200m的Revolution平板，而說160m的佳能平板，從密度分辨率角度考慮，佳能平板因?yàn)楠?dú)家應(yīng)用了X吸收率最高的硫氧化釓做為閃爍體，量子探測率在所有DR中最高，高達(dá)66.5%。另外，佳能平板中有款CXDI-31的

12、，像素點(diǎn)大小100m，也是所有DR中空間分辨率最高的，佳能的通用DR平板選擇160m的像素大小，并非生產(chǎn)工藝無法做得更小，而是綜合考慮生產(chǎn)工藝、空間分辨率、密度分辨率、實(shí)際應(yīng)用等等諸多因素選擇的。（三）20世紀(jì)70年代興起的介入放射學(xué)（interventional radiology）是在影像監(jiān)視下對某些疾病進(jìn)行治療的新技術(shù)，使一些用內(nèi)科藥物治療或外科手術(shù)治療難以進(jìn)行或難以奏效的疾病得到有效的醫(yī)治。縱觀30年來介入放射學(xué)的應(yīng)用與發(fā)展，可以看出介入放射學(xué)在臨床工作中的地位明顯提高，已成為醫(yī)院中作用特殊、任務(wù)重大、不可或缺的重要臨床科室，已成為同內(nèi)科和外科并列的三大治療體系之一1。介入醫(yī)學(xué)的發(fā)展與

13、影像設(shè)備和臨床醫(yī)學(xué)密切相關(guān)，而影像設(shè)備是介入醫(yī)生的“眼睛”。介入醫(yī)生所使用的最重要的影像設(shè)備是數(shù)字減影血管造影（digital subtraction angiogrphy,DSA）系統(tǒng)。本文就目前國內(nèi)外DSA設(shè)備的新技術(shù)發(fā)展及其應(yīng)用的新進(jìn)展，結(jié)合大量文獻(xiàn)進(jìn)行綜述，重點(diǎn)介紹介入醫(yī)生密切關(guān)注的平板探測器（flat panel detectors,FPD）在DSA設(shè)備的應(yīng)用原理及技術(shù)特點(diǎn)，及其在臨床醫(yī)學(xué)應(yīng)用中的技術(shù)優(yōu)勢。    1  平板探測器（FPD）在DSA設(shè)備的應(yīng)用原理隨著心腦血管疾病和腫瘤發(fā)病率的不斷提高，介入治療醫(yī)生的工作負(fù)擔(dān)逐步加重，而醫(yī)生在進(jìn)行

14、介入治療時必須長時間的接觸放射線；治療技術(shù)的發(fā)展，如血管支架向小型化的發(fā)展，使其在X線下越來越不容易被發(fā)現(xiàn)。但隨著數(shù)字X線成像技術(shù)的日臻完善以及計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，F(xiàn)PD應(yīng)用到最新DSA設(shè)備中，有效解決了上述問題。由FPD取代傳統(tǒng)的影像增強(qiáng)器（I.ITV）影像鏈，省去了中間環(huán)節(jié)（I.I、光學(xué)系統(tǒng)、攝像頭、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器）的多次轉(zhuǎn)換，整個過程均在FPD內(nèi)進(jìn)行，直接獲取數(shù)字化圖像，避免了傳統(tǒng)影像鏈多個環(huán)節(jié)傳輸所造成的失真、噪聲及分辨率下降，減少了復(fù)雜的外圍控制部分，使控制更為直接簡單，顯示出傳統(tǒng)DSA無法比擬的技術(shù)優(yōu)勢2。新一代的FPD與影像增強(qiáng)器相比，擴(kuò)展了數(shù)字化采集的能力，在呈現(xiàn)優(yōu)質(zhì)臨床圖像的同時

15、，達(dá)到降低X線劑量的效果，提高了對醫(yī)生和患者的保護(hù)。DSA設(shè)備中的FPD技術(shù)有直接方式與間接方式2種類型：直接方式的檢測元件采用光電導(dǎo)材料非晶體硒（aSe）層（非熒光層）加薄膜晶體管（thinfilm transistor,TFT）陣列構(gòu)成，它可以將X射線直接轉(zhuǎn)換成電信號、產(chǎn)生數(shù)字信號。優(yōu)點(diǎn)在于檢測晶體的厚度較薄，轉(zhuǎn)換速度會較快；缺點(diǎn)在于量子檢測效率（DQE）略遜于間接型FPD，并且在應(yīng)用時外加數(shù)千伏的電壓，對薄膜晶體開關(guān)形成極大的威脅，引起較大的噪聲。間接方式則采用碘化銫（CsI熒光體層）與具有光電二極管作用的非晶體硅層加TFT陣列構(gòu)成。它先將X線轉(zhuǎn)換成可見光，再轉(zhuǎn)換成電信號，從而產(chǎn)生數(shù)字信

16、號。優(yōu)點(diǎn)在于穩(wěn)定性較好、轉(zhuǎn)化率高；缺點(diǎn)是CsI的制作工藝比非結(jié)晶硒均勻?qū)拥闹谱鞴に噺?fù)雜，且需要光敏二極管3。前者的平板探測器空間分辨率優(yōu)于后者，并且在有臨床意義的空間分辨范圍下具有更好的量子檢出效能特性4。在低曝光劑量條件下，成像質(zhì)量非晶硅FPD系統(tǒng)優(yōu)于非晶硒系統(tǒng)；在獲得相同的影像質(zhì)量的前提下，使用前者進(jìn)行X射線攝影可以降低被檢者受照劑量5。兩種類型FPD的時間分辨率均可以滿足血管造影的需要，達(dá)到7.530幀/s的采集。    2  平板探測器的尺寸及生產(chǎn)廠家目前市場上能夠提供平板探測器全數(shù)字化血管造影系統(tǒng)的廠家有：美國的通用電器（GE）公司，德國西門子

17、（Siemens）公司，荷蘭的飛利浦（Philips）公司和日本島津（Shimadzu）公司。前三者采用了間接型FPD，在中國的裝機(jī)量約100余臺。Shimadzu公司采用自主開發(fā)的非晶體硒FPD，具有更高的空間分辨率（像素尺寸150 um,3.3 LP/mm），其開發(fā)的RSMDSA可以在患者運(yùn)動狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)清晰的減影采集，克服了重癥患者無法配合檢查的難題。最早的平板血管造影系統(tǒng)是GE公司2000年3月推出的Innova 2000，邊長為20.5 cm×20.5 cm，對角線為29 cm，與傳統(tǒng)12英寸的影像增強(qiáng)器的DSA直徑相同，由于探測器較小，GE將該機(jī)定位為以心臟介入為主的兼容機(jī)

18、。2002年推出了邊長為41 cm×41 cm的Innova 4100，解決了外周血管的介入治療問題；2004年推出了邊長31 cm×31 cm的Innova 3100,認(rèn)為這款機(jī)器為“黃金”兼容機(jī)。GE公司Innova系列平板探測器均為正方形，像素大小均為200 Vm，空間分辨率為2.75 LP/mm。德國西門子的Axiom Artis dFC和荷蘭飛利浦Allura Xper FD 10平板血管造影系統(tǒng)在2001年北美放射年會RSNA01首次推出，F(xiàn)PD采用17.6 cm×17.6 cm的小尺寸，對角線為25 cm，像素184 vm，空間分辨率為2.75 LP

19、/mm，作為心臟介入專用機(jī)。RSNA03西門子和飛利浦同時分別推出懸吊式的大平板血管造影機(jī)Axiom Artis dTA和 Allura Xper FD 20；RSNA04西門子又展出了落地式的Axiom Artis dFA；三者作為兼容性的血管造影系統(tǒng)，平板為30 cm×40 cm，像素154 Vm，空間分辨率3.25 LP/mm。兩公司宣稱，30 cm×40 cm長方形的FPD最符合人體解剖結(jié)構(gòu)，平板徑向放置可快速進(jìn)行全下肢血管造影，橫向放置可以覆蓋全身任意解剖部位，而且大平板可進(jìn)行±90°的旋轉(zhuǎn)，西門子稱其為“通用血管造影系統(tǒng)”。2003年西門子公

20、司首次向全球推出Axiom Artis dBC，17.6 cm×17.6 cm的雙平板血管造影系統(tǒng)。2005年荷蘭飛利浦公司在美國心臟病學(xué)年會（ACC）宣布將推出Allura Xper FD 10/10雙平板血管造影系統(tǒng)。RSNA06島津公司展出了直接轉(zhuǎn)換式FPD的血管造影機(jī)Bransist Safire，該系統(tǒng)采用全新圖像處理核心，在圖像處理以及管理流程上比HeartSpeed Safire取得進(jìn)一步飛躍，可以實(shí)現(xiàn)最快速的三維血管檢查（60°/s的3DDSA），并且可以同時獲得軟組織斷面圖像，使介入醫(yī)生不必再為了解軟組織的情況而頻繁地在導(dǎo)管室和CT室之間傳遞患者。

21、0;   3  FPD數(shù)字血管造影系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)與傳統(tǒng)DSA系統(tǒng)相比，F(xiàn)PD數(shù)字化血管造影系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)：（1）照射劑量減少，與傳統(tǒng)DSA影像鏈相比，按照透視時使用的脈沖率不同和肢體的厚度不同，射線劑量大幅降低6。當(dāng)使用15幀/s30幀/s的圖像采集率進(jìn)行透視時，照射劑量會降低15%75%；有的公司介紹比傳統(tǒng)DSA系統(tǒng)可降低劑量60%；王志康等7的研究表明，在相同的閾值檢測指數(shù)值下，F(xiàn)PD DSA的透視劑量不到傳統(tǒng)DSA的50%；（2）影像的空間分辨率和密度分辨率較高，使用傳統(tǒng)的分辨率測試卡，可見數(shù)字平板分辨率明顯優(yōu)于傳統(tǒng)影像鏈，而且影像的層次豐富，細(xì)節(jié)清晰；（3）

22、受照劑量因受照體厚度不同而減少；（4）量子檢測效率（DQE）和調(diào)制傳遞函數(shù)（MTF）較高；（5）成像的動態(tài)范圍大（10倍于傳統(tǒng)DSA），更方便進(jìn)行圖像后處理，并可作快速采集（25幀/s）；（6）降低了圖像的失真率，響應(yīng)時間、分辨率和大范圍的對比度的一致性性能良好，尤其對低密度的導(dǎo)管、導(dǎo)絲和支架等顯示清晰。FPD數(shù)字化血管造影系統(tǒng)也存在著圖像顯示欠柔和，圖像背景不透亮等不足：（1）像素壞點(diǎn)造成的影響：在FPD生產(chǎn)過程中，因制作工藝復(fù)雜，難免會有個別像素?zé)o法正常工作，當(dāng)損壞的像素在某一局部達(dá)到一定數(shù)量時，會對使用者造成不良影響，表現(xiàn)為顯示屏上的某一區(qū)域?yàn)楹愣ǖ母吡炼然虻土炼赛c(diǎn)，從而影響診療；（2）

23、像素增益差別造成的影響：FPD在制作過程中雖然每個像素的工藝、處理方法都采取嚴(yán)格一致的標(biāo)準(zhǔn)，仍難保證像素成像性能的一致性，造成像素和像素之間成像的差異，如亮度、對比度的差異，最終對診斷造成不利影響。為了避免此種情況的出現(xiàn)，可在外電路中增加增益校準(zhǔn)電路，用以平衡此差異。各個廠家采用的生產(chǎn)工藝不同，在感光度、靈敏度和分辨率上都有所差異，放射線劑量也有高有低，噪聲水平也不相同，各有所長，也有不斷改進(jìn)和完善的空間2。    4  平板血管造影系統(tǒng)在介入診療中的特殊應(yīng)用技術(shù)    4.1  下肢血管步進(jìn)跟蹤DSA造影技術(shù)的應(yīng)

24、用  步進(jìn)采集技術(shù)始于20世紀(jì)90年代中期，是保證床體的運(yùn)動速度與造影劑流動的速度相一致，注射一次造影劑，即可以獲得一幅連續(xù)的無縫連接實(shí)時的DSA圖像。目前的平板血管造影機(jī)避免了傳統(tǒng)DSA中造影劑流動速度和步進(jìn)采集時間不匹配的弊端，使得步進(jìn)技術(shù)日趨成熟。GE公司的Innova 3100、西門子公司的Axiom Artis dTA和飛利浦公司的Allura Xper FD 20都具有這種即節(jié)省造影劑又減少X線曝光次數(shù)的采集技術(shù)。    4.2  旋轉(zhuǎn)DSA采集技術(shù)的應(yīng)用  20世紀(jì)90年代后期研制的旋轉(zhuǎn)采集DSA技術(shù)是指：旋轉(zhuǎn)一次機(jī)架，

25、注射一次造影劑，可得到一幅旋轉(zhuǎn)的圖像，保證醫(yī)生從多個角度觀察血管的形態(tài)。此項(xiàng)技術(shù)已應(yīng)用于心腦血管、頸部血管、肺動脈、腹腔動脈、腎動脈、髂動脈、下肢血管、膽道等多部位的檢查。早期具有旋轉(zhuǎn)采集技術(shù)的傳統(tǒng)DSA，機(jī)架旋轉(zhuǎn)速度約4045°/s，旋轉(zhuǎn)角度約在0240°?；跀?shù)字平板技術(shù)的DSA，如西門子的dTA和島津的Safire VF，其旋轉(zhuǎn)速度可達(dá)到60°/s，旋轉(zhuǎn)角度310°，可以保證在采集過程中，特別是神經(jīng)介入過程中，能做到快速采集，這不僅有助于更快地制訂治療方案，而且可以有效減少對患者和醫(yī)生的輻射劑量，減少造影劑的需求8。4.3  三維重建DS

26、A技術(shù)的應(yīng)用  所謂三維重建技術(shù)是利用血管造影機(jī)做旋轉(zhuǎn)DSA造影，將多角度的旋轉(zhuǎn)DSA的二維原始圖像所有信息分解為每一個體素，通過專業(yè)工作站的重建獲得的三維圖像。三維DSA在顱內(nèi)動脈瘤診療方面優(yōu)于二維DSA和旋轉(zhuǎn)DSA9。平板探測器技術(shù)的出現(xiàn)推動了三維技術(shù)的發(fā)展，旋轉(zhuǎn)速度從最初的15°/s，發(fā)展到現(xiàn)在60°/s，快速的旋轉(zhuǎn)使得在造影過程中造影劑的用量減少，使患者更安全，圖像質(zhì)量更高。西門子公司率先在平板探測器的血管機(jī)上應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)，其后島津公司在Bransist Safire上亦采用了三維重建技術(shù)。目前該項(xiàng)技術(shù)已日趨成熟，主要的重建方式多為表面遮蓋法重建技術(shù)（SS

27、D）、最大密度投影（MIP）、容積重建技術(shù)（VR）或多層面重建術(shù)（MPR）等技術(shù)，比較成熟的軟件有仿真內(nèi)鏡技術(shù)，三維血管狹窄度測量軟件等技術(shù)。展望未來,隨著微電子學(xué)與電子計算機(jī)的發(fā)展以及分子醫(yī)學(xué)的發(fā)展,醫(yī)學(xué)影像技術(shù)進(jìn)入了全新的數(shù)字醫(yī)學(xué)影像時代。DSA設(shè)備將不斷改進(jìn)，應(yīng)用領(lǐng)域也日益擴(kuò)大，特別是在介入醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，展示著廣闊的前景。平板探測器的工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)（一）碘化銫/非晶硅型： 概括原理：X線先經(jīng)熒光介質(zhì)材料轉(zhuǎn)換成可見光，再由光敏元件將可見光信號轉(zhuǎn)換成電信號，最后將模擬電信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。 具體原理： 1、曝光前，先使硅表面存儲陽離子而產(chǎn)生均一電荷，導(dǎo)致在硅表面產(chǎn)生電子場； 2、曝光期

28、間，在硅內(nèi)產(chǎn)生電子-空穴對，且自由電子游離到表面，導(dǎo)致在硅表面產(chǎn)生潛在的電荷影像，在每一點(diǎn)上電荷密度與局部X線強(qiáng)度相當(dāng)。 3、曝光后，X線圖像被儲存在每一個像素中； 4、半導(dǎo)體轉(zhuǎn)換器讀出每一個素，完成模數(shù)轉(zhuǎn)換。 優(yōu)點(diǎn)： 1、轉(zhuǎn)換效率高； 2、動態(tài)范圍廣； 3、空間分辨率高； 4、在低分辨率區(qū)X線吸收率高（原因是其原子序數(shù)高于非晶硒）； 5、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。 缺點(diǎn)： 1、高劑量時DQE不如非晶硒型； 2、因有熒光轉(zhuǎn)換層故存在輕微散射效應(yīng)； 3、銳利度相對略低于非晶硒型。 （二）非晶硒型 概括原理：光導(dǎo)半導(dǎo)體直接將接收的X線光子轉(zhuǎn)換成電荷，再由薄膜晶體管陣列將電信號讀出并數(shù)字化。 具體原理： 1、X

29、 線入射光子在非晶硒層激發(fā)出電子-空穴對； 2、電子和空穴在外加電場的作用下做反向運(yùn)動，產(chǎn)生電流，電流的大小與入射的X線光子數(shù)量成正比； 3、這些電流信號被存儲在TFT的極間電容上，每一個TFT和電容就形成一個像素單元。 優(yōu)點(diǎn)： 1、轉(zhuǎn)換效率高； 2、動態(tài)范圍廣； 3、空間分辨率高； 4、銳利度好； 缺點(diǎn)： 1、對X線吸收率低，在低劑量條件下圖像質(zhì)量不能很好的保證，而加大X線劑量，不但加大病源射線吸收，且對X光系統(tǒng)要求過高。 2、硒層對溫度敏感，使用條件受限，環(huán)境適應(yīng)性差。 （三）CCD型 概括原理：由增感屏作為X線的交互介質(zhì)，加CCD來數(shù)字化X 線圖像。 具體原理：以MOS電容器型為例：是在

30、P型Si的表面生成一層SiO2，再在上面蒸鍍一層多晶硅作為電極，給電極P型Si 襯底加一電壓，在電極下面就形成了一個低勢能區(qū)，即勢阱。勢阱的深淺與電壓有關(guān)。電壓越高勢阱越深。而光生成電子就儲于勢阱之中。光生電子多少與光強(qiáng)成正比。所以所存儲的電荷量也就反應(yīng)了該點(diǎn)的亮度。上百萬的光敏單元所存儲的電荷就形成與圖像對應(yīng)的電荷圖像。 優(yōu)點(diǎn)： 1、空間分辨率高； 2、幾何失真??； 3、均勻一致性好。 缺點(diǎn)： 1、轉(zhuǎn)換效率低（原因是CCD系統(tǒng)采用增感屏為其X線交互介質(zhì)，它的MTF調(diào)制傳遞函數(shù)和DQE量子檢測效能都不會超過增感屏。另外，由于增感屏被X線激發(fā)的熒光通常只有小于1%能夠通過鏡頭進(jìn)入CCD）。 2、

31、生產(chǎn)工藝難：CCD面積難以做大，需多片才能獲得足夠的尺寸，這便帶來了拼接的問題，導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)雜度升高可靠性降低，且接縫兩面有影像偏差。 3、像素大小由CCD的最小體積決定，而CCD體積制造工藝受限。鉬靶乳腺機(jī)：乳腺機(jī)不同靶面 濾過組合輻射劑量的對比研究摘要：目的: 研究 數(shù) 字乳 腺 攝 影機(jī) 鉬 鉬、 銠、 銠 三種 不 同靶 面 濾 過組 合 的 輻射 劑 量。方 法: 采 用 西門 子鉬鎢M ammo mat No vation DR 型數(shù)字乳腺機(jī), 應(yīng)用上述三種不同靶面 濾 過組合 分別對 15、 和 45 mm 三種不同 厚度模 體各30進(jìn)行 5 次投照, 測量其輻射劑量并計算平均值。

32、結(jié)果: 模體為 15 mm 時, 三種不同靶面 濾過組合輻射劑量差 別不大, 而在模體為 30 mm 和 45 mm 時, 三種不同靶面 濾過組合的輻射劑 量差別 顯著加 大, 且 鉬 鉬組合 輻射劑 量最大, 鉬 銠組 合次之, 鎢 銠組合最小。結(jié)論: 在實(shí)際工作中應(yīng)根據(jù)不同的乳 腺厚度選擇合 適的靶面 濾過 組合進(jìn)行 攝影, 以盡量 減少患 者的輻射劑量。    關(guān)鍵詞：乳腺; 輻射劑量; 放射攝影術(shù)Comparative study of radiation dose between different target surface f iltration

33、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. Chi

34、naAbstract!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

35、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 3

36、0mm 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 differentthicknes

37、s 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隨著數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展, 乳腺攝影機(jī)的靶面已不再局限于傳統(tǒng)的鉬靶, 而是逐漸向銠和鎢靶發(fā)展, 或者是鉬、 鎢三個靶面同時擁有, 眾所周知, 不同的靶面銠、其輸出的 X 線不同, 其輻射劑量也不相同, 日 常工作中面對不同病人選擇怎樣的靶面 濾過組合既能保證圖像質(zhì)量又能盡可能地減少輻射劑量。本文

38、對鉬 鉬、鉬 銠、 銠三種不同靶面 濾過組合進(jìn)行輻射劑量對鎢比研究, 以便在實(shí)際工作中選擇最正當(dāng)和最優(yōu)化的靶面 濾過組合。材料與方法1. 儀器攝影系統(tǒng): 西門子 M ammo mat Nov at ion DR 型數(shù)字乳腺機(jī)。模體: 15、 和 45 mm 三種不同厚度乳腺30模體。劑量檢測: 西門子 Mam momat N ovat io n DR 型數(shù)字乳腺機(jī)自動劑量檢測顯示系統(tǒng)。2. 方法在實(shí)驗(yàn)之前首先對乳腺機(jī)的鉬 鉬、 銠、 銠三鉬鎢種不同靶面 濾過組合分別進(jìn)行校準(zhǔn), 以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性, 然后依次應(yīng)用鉬 鉬、 銠、 銠三種不同靶面鉬鎢濾過組合對 15、 和 45 mm 三種厚度乳腺模

39、體各進(jìn)30行 5 次攝影, 記錄其輻射劑量并計算平均值, 同時為保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性, 攝影體位均選擇 CC 位, 壓迫力( F )為 5 kg, 壓 迫達(dá)到最佳壓 迫( OC 燈為綠燈) , 攝影 條件: 仟伏值全部為 27 kV, 毫安秒為自動曝光( AEC) 模式。模體照射實(shí)驗(yàn)完成后, 我們應(yīng)用臨床病例根據(jù)壓迫厚度選擇相應(yīng)靶面 濾過組合進(jìn)行照射, 所攝取的照片經(jīng) 2 位副主任職稱以上醫(yī)師進(jìn)行閱讀對比。結(jié)果三種不同厚度乳腺模體的技術(shù)參數(shù)及輻射劑量分別見表 1 3, 統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明, 鉬 鉬、 銠、 銠三種鉬鎢不同靶面 濾過組合在模體是 15 m m 時輻射劑量都為0. 1 mGy, 但鉬 銠組合

40、的攝影條件最低, 其次為鉬 鉬組合, 鎢 銠組合最高, 但差別 不大, 在模體是 30 mm時鉬 鉬、 銠 組 合 輻 射 劑 量 顯 著 升 高, 分 別 達(dá) 到鉬0. 5 mGy和 0. 4 m Gy , 而鎢 銠組合只有 0. 2 mGy, 攝影條件依然是鉬 銠組合 最低, 相 比模體為 15 cm 時鉬 鉬組合攝影條件最大, 而鎢 銠組合次之, 在模體為45 m m時, 三種模體 濾過組合 的輻射劑量繼續(xù)加大,其 中 鉬 鉬 組 合 達(dá) 到 2. 2 mGy, 鉬 銠 組 合 達(dá) 到1. 5 mGy, 而鎢 銠組合最小, 只有 1. 0 mGy, 攝影條件相對應(yīng)地也是鉬 鉬組合最大,

41、鉬 銠次之, 鎢 銠最小。同時所照射的臨床病例照片經(jīng) 2 位副主任職稱以上醫(yī)師閱讀, 全部達(dá)到診斷要求, 與以往照片相比無明顯差別, 且在壓迫厚度較大時, 應(yīng)用鎢 銠組合照射的照片比應(yīng)用其他組合照射的更加清晰( 圖 1 3) 。表1略自 1978 年以來, 我國乳腺癌逐漸上升為女性惡性腫瘤之首, 且每年以 30% 的速度上升, 就目前來講, X線攝影是乳腺癌早期發(fā)現(xiàn)的最有效的檢查方法, 但同時因?yàn)槿橄偈禽椛涓吒惺芙M織, 其一次輻射致癌的危險度的權(quán)重系數(shù)達(dá)到了 0. 15 , 因此在工作中怎樣用最低的輻射劑量達(dá)到圖像的診斷質(zhì)量是我們必須考慮的。同時對于乳腺來講, 因?yàn)槠浣M織間的 X 線吸收差較小, 高能量 X 線會使其對比度減小,