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1、肇庆医学高等专科学校肇庆医学高等专科学校医学影像设备学医学影像设备学第六章第六章 数字数字X X线设备线设备2023/1/62学习目标学习目标1.熟悉数字熟悉数字X线摄影装置的特点及其组成；线摄影装置的特点及其组成；2.掌握不同类型探测器的工作原理；掌握不同类型探测器的工作原理；3.熟悉熟悉DR与与CR的相同及不同之处。的相同及不同之处。2023/1/63主要内容主要内容一、一、DRDR的特点及其组成；的特点及其组成；二、探测器的分类及其工作原理；二、探测器的分类及其工作原理；三、三、DRDR与与CRCR的比较。的比较。2023/1/64一一 数字数字X X线摄影装置线摄影装置 DR DR是在
2、是在X-TVX-TV的基础上，利用的基础上，利用A/DA/D转换器将转换器将模拟视模拟视屏信号数字化屏信号数字化，进行计算机图像处理。，进行计算机图像处理。采集采集X X线信息线信息相应的数字信号相应的数字信号2023/1/65二二 DRDR的组成的组成1.1.X X线发生单元线发生单元2.2.X X线采集单元线采集单元3.3.检查床检查床/台台 与传统与传统X X线机的基本构造大致相同线机的基本构造大致相同 主要结构为主要结构为X X线探测器，将线探测器，将X X线模拟信号转换为数字信号线模拟信号转换为数字信号 专业化、多功能化专业化、多功能化4.4.信息处理单元信息处理单元 强大的计算机信
3、息处理能力强大的计算机信息处理能力5.5.图像显示单元图像显示单元 医用显示器、医用相机印出胶片医用显示器、医用相机印出胶片2023/1/66三三 探测器分类探测器分类按探测器分类按探测器分类FPDFPD型型CCDCCD型型多丝正比多丝正比室扫描型室扫描型非晶硒非晶硒FPDFPD非晶硅非晶硅FPDFPD2023/1/67三三 非晶硒非晶硒FPDFPD非晶硒非晶硒FPDFPD结构结构2023/1/68非晶硒非晶硒FPDFPD工作原理工作原理电子电子-空穴对空穴对X X线光子入射线光子入射电子电子-空穴对空穴对加高压电场加高压电场电容存储电荷电容存储电荷电荷输出转换电荷输出转换为数字信号为数字信号
4、三三 非晶硒非晶硒FPDFPD2023/1/69非晶硒非晶硒FPDFPD特点特点1.X1.X线信息直接转换，减少原始信号的损失；线信息直接转换，减少原始信号的损失；2.2.以像素为基本单元，以像素为基本单元，TFTTFT尺寸决定图像空尺寸决定图像空 间分辨力；间分辨力；3.3.对温度敏感，使用时要保持温度恒定。对温度敏感，使用时要保持温度恒定。三三 非晶硒非晶硒FPDFPD2023/1/610非晶硅非晶硅FPDFPD闪烁晶体层闪烁晶体层非晶硅阵列非晶硅阵列基板层基板层X X线入射线入射闪烁晶体闪烁晶体转换为转换为可见光可见光由光电二极管由光电二极管转换为电信号转换为电信号扫描电荷输扫描电荷输出
5、数字信号出数字信号四四 非晶硅非晶硅FPDFPD2023/1/611五五 FPDFPD型型DRDRFPDFPD型型DRDR自动跟踪自动跟踪空间分辨力满足绝大多数诊断需要空间分辨力满足绝大多数诊断需要动态范围大动态范围大2023/1/612六六 多丝正比室扫描型多丝正比室扫描型DRDR结构组成结构组成 主要包括主要包括高压电源高压电源、水平狭缝水平狭缝、多丝正比室多丝正比室、机机械扫描系统械扫描系统、数据采集数据采集、计算机控制计算机控制及及图像处理系统图像处理系统。2023/1/613六六 多丝正比室扫描型多丝正比室扫描型DRDR多丝正比室多丝正比室 气体探测器气体探测器，两块，两块平行金属板
6、平行金属板之间并列之间并列绝缘金绝缘金属丝属丝，室内充满，室内充满惰性气体惰性气体。放射线放射线正比室正比室气体电离气体电离与气体分子碰撞与气体分子碰撞进一步电离进一步电离收集电荷增加收集电荷增加A A倍倍 V=-ANe/CN N：初始电力对数：初始电力对数 A A：正比室放大系数：正比室放大系数C C：金属丝对地电容：金属丝对地电容 e e：电子电荷量：电子电荷量2023/1/614六六 多丝正比室扫描型多丝正比室扫描型DRDR工作原理工作原理锥形锥形X X线束线束穿过穿过水平狭缝水平狭缝形成形成扇形束扇形束X X线透过患者线透过患者射入多丝正射入多丝正比室比室探测器接收，探测器接收，管头管
7、头、狭狭缝缝与与探测器同步移动扫描探测器同步移动扫描A/DA/D转换转换，输入计算机进，输入计算机进行处理行处理2023/1/615六六 多丝正比室扫描型多丝正比室扫描型DRDR技术指标技术指标 系统分辨力与系统分辨力与狭缝高度狭缝高度及及金属丝间隔金属丝间隔有关。有关。狭缝高度狭缝高度 像素大小像素大小0.50.50.5mm0.5mm2 2，图像面积，图像面积320320256mm256mm2 2，像素矩阵像素矩阵640640512512，数字化量化深度数字化量化深度14-16bit14-16bit，拍摄一张胸片，拍摄一张胸片曝光剂曝光剂量量为为3-5mR3-5mR，扫描一行扫描一行约约10
8、ms10ms，拍摄一幅图像拍摄一幅图像在在6s6s以内以内2023/1/616七七 CCDCCD型型DRDR结构组成结构组成 主要包括主要包括荧光板荧光板、反射镜面反射镜面/透镜透镜、CCDCCD摄像机摄像机、计算计算机控制机控制及及处理系统处理系统，集成度高集成度高、功耗小功耗小、结构简单结构简单、寿命寿命长长、性能稳定性能稳定。2023/1/617工作原理工作原理七七 CCDCCD型型DRDRX X线线透过人体透过人体到达到达荧光板荧光板荧光板荧光板产生荧光产生荧光，经，经反反射镜射镜/透镜透镜缩小与传导缩小与传导CCDCCD光敏区产生光敏区产生光电子光电子，形成形成电信号电信号进入存储装
9、置进入存储装置转移转移、放大放大、A/DA/D转换转换，转化为数字信号转化为数字信号2023/1/618特点特点七七 CCDCCD型型DRDR需要降温系统以保证信噪比；需要降温系统以保证信噪比；CCDCCD芯片位于荧光板侧边，避免芯片位于荧光板侧边，避免X X线直射；线直射；像素矩阵均匀性高于大面积像素矩阵均匀性高于大面积TFTTFT阵列。阵列。2023/1/619实例实例七七 CCDCCD型型DRDR单块单块CCDCCD型型DRDR有效面积有效面积434343cm43cm2 2像素矩阵像素矩阵3072307230723072空间分辨力空间分辨力3.4LP/mm3.4LP/mm量化深度量化深度
10、14bit14bit图像预览图像预览5s5s，成像成像10s10s2023/1/6实例实例七七 CCDCCD型型DRDR多块多块CCDCCD型型DRDR八八 DRDR与与CRCR的比较的比较2023/1/621成像环节成像环节主要区别主要区别：X X线采集和图像转换方式不同线采集和图像转换方式不同图像质量图像质量CRCR：信息转换环节多，干扰因素多信息转换环节多，干扰因素多DRDR：集成式探测器，减少噪声源，提高信噪比集成式探测器，减少噪声源，提高信噪比分辨力分辨力：CR IPCR IP中心存在散射，引起模糊，锐度下降，分辨中心存在散射，引起模糊，锐度下降，分辨力下降，力下降，DRDR伪影少，
11、空间分辨力高伪影少，空间分辨力高动态范围动态范围：均具有很高的曝光宽容度均具有很高的曝光宽容度噪声源噪声源：DRDR噪声源相对于噪声源相对于CRCR较少较少八八 DRDR与与CRCR的比较的比较2023/1/622曝光剂量曝光剂量DRDR的的X X线检测量子线检测量子效率高，曝光量为效率高，曝光量为CRCR的的2/32/3兼容性兼容性CRCR：暗盒规格与传统屏暗盒规格与传统屏/片系统相同，可与原有片系统相同，可与原有X X线机兼容，线机兼容，应用灵活应用灵活DRDR：全新的成像技术，很难与原有全新的成像技术，很难与原有X X线机兼容线机兼容2023/1/623课程小结课程小结 请认真分析与总结数字请认真分析与总结数字X X线摄影装置的基线摄影装置的基本机构及其工作原理，并认真完成课后思本机构及其工作原理，并认真完成课后思考题考题4 4、5 5题。题。一、数字一、数字X X线摄影装置的特点及其组成；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；二、探测器的分类及各自的工作原理；三、三、DRDR与与CRCR的比较。的比较。