平板探測(cè)器知識(shí)

1、（一）在數(shù)字化攝片中，X線能量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)是通過平板探測(cè)器來實(shí)現(xiàn)的，所以平板探測(cè)器的特性會(huì)對(duì)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(cè)器的選擇。平板探測(cè)器的性能指標(biāo)會(huì)對(duì)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(cè)器。DR平板探測(cè)器可以分為兩種：非晶硒平板探測(cè)器和非晶硅平板探測(cè)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(cè)器，后者屬于間接轉(zhuǎn)換平板探測(cè)器。非晶硒平板探測(cè)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(duì)，在外加偏壓電場(chǎng)作用下，電子和空穴對(duì)向相反的方向移動(dòng)形成電流，電流在薄膜晶體管中形成儲(chǔ)存電荷。每一個(gè)晶體管的儲(chǔ)存電荷量對(duì)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(cè)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(hào)。由于在這過程中可見光會(huì)發(fā)生散射，對(duì)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(duì)X線的利用及降低散射，但散射光對(duì)空間分辨率的影響不能完全消除。Ø 不同平板探測(cè)器的比較評(píng)價(jià)平板探測(cè)器成像質(zhì)量的性能指標(biāo)主要有兩個(gè)：量子

3、探測(cè)效率和空間分辨率。DQE決定了平板探測(cè)器對(duì)不同組織密度差異的分辨能力；而空間分辨率決定了對(duì)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(píng)估平板探測(cè)器的成像能力。（1）影響平板探測(cè)器DQE的因素在非晶硅平板探測(cè)器中，影響DQE的因素主要有兩個(gè)方面：閃爍體的涂層和將可見光轉(zhuǎn)換成電信號(hào)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(duì)DQE會(huì)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(cè)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(hào)的方式也會(huì)對(duì)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(cè)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(cè)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(cè)器中，X線轉(zhuǎn)換成電信號(hào)完全依賴

5、于非晶硒層產(chǎn)生的電子空穴對(duì)，DQE的高低取決于非晶硒層產(chǎn)生電荷能力。總的說來，CsI+TFT這種結(jié)構(gòu)的間接轉(zhuǎn)換平板探測(cè)器的極限D(zhuǎn)QE高于a-Se直接轉(zhuǎn)換平板探測(cè)器的極限D(zhuǎn)QE。（2）影響平板探測(cè)器空間分辨率的因素在非晶硅平板探測(cè)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(duì)散射光的控制技術(shù)?？偟恼f來，間接轉(zhuǎn)換平板探測(cè)器的空間分辨率不如直接轉(zhuǎn)換平板探測(cè)器的空間分辨率高。在非晶硒平板探測(cè)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(gè)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(cè)效率與空間分辨率的關(guān)系對(duì)于同一種平板探測(cè)器，在不同的空間分辨率時(shí)，其DQE是變化的；極限的DQE高，不等于在任何空間分辨率時(shí)DQE都高。DQE的計(jì)算公式如下：DQE=S2×MFT2/NSP×X×CS：信號(hào)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(jì)算公式中我們可以看到，在不同的MTF值中對(duì)應(yīng)不同的DQE，也就是說在不同的空間分辨率時(shí)有不同的DQE。非晶硅平板探測(cè)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(cè)器的極限D(zhuǎn)QE不如間接轉(zhuǎn)換平板探測(cè)

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(shí)，DQE反而超過了非晶硅平板探測(cè)器。這種特性說明非晶硅平板探測(cè)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(cè)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(cè)器在臨床上的應(yīng)用由于DQE影響了圖像的對(duì)比度，空間分辨率影響圖像對(duì)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(cè)器的DR。對(duì)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(duì)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(cè)器的DR，這樣DQE比較高，容易獲得較高對(duì)比度的圖像，更有利于診斷；對(duì)于象四肢關(guān)節(jié)

8、、乳腺這些部位的檢查，需要對(duì)細(xì)節(jié)要有較高的顯像，對(duì)空間分辨率的要求很高，因此宜采用非晶硒平板探測(cè)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(cè)器，正是由于乳腺攝片對(duì)空間分辨率要求很高，而只有非晶硒平板探測(cè)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(cè)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(duì)組織密度差異的分辨能力；而空間分辨率影響了對(duì)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(cè)器，因此需要在兩者間做一個(gè)平衡。所以在購買和使用DR時(shí)，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(cè)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(cè)效率在影像學(xué)上是探測(cè)器（增感屏，膠片，IP,FPD)探測(cè)到的光量子與球管發(fā)射到探測(cè)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(cè)器的圖像質(zhì)量的兩大重要參數(shù)?？臻g分辨率是指圖像每個(gè)像素點(diǎn)的大小，這個(gè)相信各位都很清楚，平板探測(cè)器技術(shù)介紹中的像素200m，160m，143m，100m，還有線對(duì)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(gè)數(shù)量間是可以互相換算的，多數(shù)廠家在廣告宣傳的時(shí)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?jī)蓚€(gè)相臨像素點(diǎn)的黑白對(duì)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(cè)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(gè)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(gè)重要原因。另外很多人都有一個(gè)誤區(qū)，DR的像素點(diǎn)大小越小，DR的性能就越好，這個(gè)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(duì)人的觀察沒有任何影響，另外現(xiàn)在的5M豎屏價(jià)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(gè)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(shí)候應(yīng)該綜合考慮空間分辨率和密度分辨率。最后再做個(gè)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(cè)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(duì)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(cè)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(shì)。    1  平板探測(cè)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(shí)必須長(zhǎng)時(shí)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(jì)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(gè)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(gè)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(jiǎn)單，顯示出傳統(tǒng)DSA無法比擬的技術(shù)優(yōu)勢(shì)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(shí)

15、，達(dá)到降低X線劑量的效果，提高了對(duì)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(cè)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(hào)、產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)。優(yōu)點(diǎn)在于檢測(cè)晶體的厚度較薄，轉(zhuǎn)換速度會(huì)較快；缺點(diǎn)在于量子檢測(cè)效率（DQE）略遜于間接型FPD，并且在應(yīng)用時(shí)外加數(shù)千伏的電壓，對(duì)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(hào)，從而產(chǎn)生數(shù)字信

16、號(hào)。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(cè)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(shí)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(cè)器的尺寸及生產(chǎn)廠家目前市場(chǎng)上能夠提供平板探測(cè)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(tái)。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(dòng)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(zhǎng)為20.5 cm×20.5 cm，對(duì)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(cè)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(zhǎng)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(zhǎng)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(cè)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(huì)RSNA01首次推出，F(xiàn)PD采用17.6 cm×17.6 cm的小尺寸，對(duì)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(shí)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(zhǎng)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(huì)（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(shí)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(shí)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(shí)，照射劑量會(huì)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(cè)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(cè)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(cè)效率（DQE）和調(diào)制傳遞函數(shù)（MTF）較高；（5）成像的動(dòng)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(shí)間、分辨率和大范圍的對(duì)比度的一致性性能良好，尤其對(duì)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(huì)有個(gè)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(shí)，會(huì)對(duì)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(gè)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(duì)比度的差異，最終對(duì)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(gè)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(zhǎng)，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(dòng)速度與造影劑流動(dòng)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(shí)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(dòng)速度和步進(jìn)采集時(shí)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(gè)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(dòng)脈、腹腔動(dòng)脈、腎動(dòng)脈、髂動(dòng)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(duì)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(gè)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(dòng)脈瘤診療方面優(yōu)于二維DSA和旋轉(zhuǎn)DSA9。平板探測(cè)器技術(shù)的出現(xiàn)推動(dòng)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(cè)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(cè)量軟件等技術(shù)。展望未來,隨著微電子學(xué)與電子計(jì)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(shí)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(cè)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(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，最后將模擬電信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。 具體原理： 1、曝光前，先使硅表面存儲(chǔ)陽離子而產(chǎn)生均一電荷，導(dǎo)致在硅表面產(chǎn)生電子場(chǎng)； 2、曝光期

28、間，在硅內(nèi)產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，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(chǔ)存在每一個(gè)像素中； 4、半導(dǎo)體轉(zhuǎn)換器讀出每一個(gè)素，完成模數(shù)轉(zhuǎn)換。 優(yōu)點(diǎn)： 1、轉(zhuǎn)換效率高； 2、動(dòng)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(shí)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(duì)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(hào)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(duì)； 2、電子和空穴在外加電場(chǎng)的作用下做反向運(yùn)動(dòng)，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(hào)被存儲(chǔ)在TFT的極間電容上，每一個(gè)TFT和電容就形成一個(gè)像素單元。 優(yōu)點(diǎn)： 1、轉(zhuǎn)換效率高； 2、動(dòng)態(tài)范圍廣； 3、空間分辨率高； 4、銳利度好； 缺點(diǎn)： 1、對(duì)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(duì)X光系統(tǒng)要求過高。 2、硒層對(duì)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(gè)低勢(shì)能區(qū)，即勢(shì)阱。勢(shì)阱的深淺與電壓有關(guān)。電壓越高勢(shì)阱越深。而光生成電子就儲(chǔ)于勢(shì)阱之中。光生電子多少與光強(qiáng)成正比。所以所存儲(chǔ)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(chǔ)的電荷就形成與圖像對(duì)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(cè)效能都不會(huì)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(duì)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(duì) 15、 和 45 mm 三種不同 厚度模 體各30進(jìn)行 5 次投照, 測(cè)量其輻射劑量并計(jì)算平均值。

32、結(jié)果: 模體為 15 mm 時(shí), 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(shí), 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(gè)靶面同時(shí)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(duì)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(duì)鉬 鉬、鉬 銠、 銠三種不同靶面 濾過組合進(jìn)行輻射劑量對(duì)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(cè): 西門子 Mam momat N ovat io n DR 型數(shù)字乳腺機(jī)自動(dòng)劑量檢測(cè)顯示系統(tǒng)。2. 方法在實(shí)驗(yàn)之前首先對(duì)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(duì) 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(jì)算平均值, 同時(shí)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(dòng)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(duì)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(jì)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí), 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(duì)應(yīng)地也是鉬 鉬組合最大,

41、鉬 銠次之, 鎢 銠最小。同時(shí)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(shí), 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(shí)因?yàn)槿橄偈禽椛涓吒惺芙M織, 其一次輻射致癌的危險(xiǎn)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(shí)對(duì)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(huì)使其對(duì)比度減小,