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第十三章数字x线设备*一、DR的基本结构和工作原理(一)DRDR的基本结构由X线探测器、图像处理器、图像显示器等组成。1.X线探测器它是将X线信息转换为电信号的器件。探测器把X线模拟信号转换为数字信号,送计算机处理。2.数据采集器3.图像处理器其功能主要包括各种图像处理,如灰阶变换、黑白反转、图像滤波降噪、放大、各种测量、数字减影等。第十三章数字x线设备*4.存储器用于记忆若干幅数字影像。5.影像监视器数字影像经数/模转换后形成不同亮度的像素,按一定的显示矩阵在监视器上重现。6.系统控制器由计算机主机和其他控制电路组成,完成整个系统的指挥和协调。第十三章数字x线设备*(二)DR的工作原理数字摄影系统以影像增强系统为信息载体的X线转换为可见光,再由CCD摄像机或摄像管式摄像机转换成视频信号,经模/数转换器转换后形成数字信号,这是最先得到的实际使用的数字X线摄影设备。第十三章数字x线设备*第十三章数字x线设备*目前广泛采用的平板探测器为信息载体的数字X线摄影设备,可以直接将X线影像转换成数字影像,因此采用这种探测器的数字摄影设备以称为直接数字X线摄影。第十三章数字x线设备*第十三章数字x线设备*
二、直接数字X线摄影
直接数字X线摄影(DDR)是指采用二维X线探测器直接把X线影像转换为数字影像的方法。20世纪70年代末到80年代中期的DDR采用X线扫描投影,再经放大合成二维影像的成像方法,90年代中期出现二维的平板探测器,能直接将X线影像转换成数字影像。第十三章数字x线设备*(一)DDR系统的组成及基本原理组成:高频X线机、平板探测器、影像处理器、系统控制台和网络。第十三章数字x线设备*第十三章数字x线设备*X线透过人体后照射到探测器矩阵上,由计算机控制扫描电路自动读取矩阵信息,经过模/数转换器转换成数字信息,然后把数据输送到影像处理器,由影像处理器进行存储和常规处理,然后进行数/模转换器转换,显示在监视器上。系统控制台可输入病人资料,提供计算机主机系统的操作,如影像处理、打印及网络管理等。第十三章数字x线设备*(二)平板探测器的种类及工作原理X线探测器(平板探测器)1.非晶态硒型平板探测器:硒型FPD构成:集电矩阵,硒层,顶层电极,保护层。其中,集电矩阵由阵元方式排列的薄膜晶体管(TFT)组成,非晶硒涂覆其上,对X线好敏感,并很强的解像能力。第十三章数字x线设备*非晶硒和薄膜晶体管构成阵列板;各象素单元包含一个存储电容和非晶硅的场效应管;摄影前先加1~5kV电压使光电导体层带上电荷(外加电场);X射线照射后光电导体层电阻改变使电容充电得到图象信号电流。第十三章数字x线设备*第十三章数字x线设备*工作原理:入射X线光子在硒层中产生电子-空穴对,在顶层电极和集电矩阵间外加高压电场的作用下,电子和空穴向相反方向移动,形成信号电流,被相应单元(像素)的接收电极所收集,形成信号电荷,存储在电容中。因电容存储的电荷量与入射X线强度成正比,故X线图像被转换为信号电荷多少图像或电容电压高低图像。每个像素都有一个场效应管,起开关作用。第十三章数字x线设备*在读取控制信号的作用下,场效应管依次导通,把各像素电容存储的电荷或电压依次传送到外电路,经读取放大器放大后被同步转换成数字图像信号。信号读取后,扫描电路自动清除各像素电容中的残余电荷,以保证非晶硒FPD能反复使用。第十三章数字x线设备*第十三章数字x线设备*2.非晶态硅型平板探测器其外形也类似胶片夹的电子暗盒,是一种半导体探测器。它由基板层、非晶硅阵列、碘化铯层等构成。由CsI构成转换屏幕,称闪烁体;第十三章数字x线设备*X射线穿过反射层到达闪烁层激发可见光子;可见光传递到下面由非晶硅光电二极管构成的探测器矩阵,其后触发场效应管产生图象信号。在光电二极管自身的电容上形成存储电荷,每个像素的存储电荷量与入射x线强度成正比。第十三章数字x线设备*第十三章数字x线设备*第十三章数字x线设备*尽管X线在探测器中先转换成可见光,又转换成电信号后进行数字化,但从探测器外表看,也是输入X线后直接输出数字化图像信号。第十三章数字x线设备*需要指出的是:非晶硒平板探测器成像方式与非晶硅平板探测器相比,非晶硅光电二极管是将荧光材料转换的可见光,再转换成电子信号的。X线一旦被转换成可见光,就会产生一定的散射和反射,使得有价值的信息丢失或散落,从而在一定程度上降低了X线感度和空间分辩力。第十三章数字x线设备*(三)临床运用及评价1.评价图像质量高:目前使用的非晶硒平板探
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