CR成像原理,这回终于懂了!

发布日期:2018-09-20信息来源:医用辐射防护与质量控制公众号字号:【

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数字X射线成像是指X射线穿透被照体之后形成的X射线信息影像以数字图像的形式呈现,在后处理、存储和传输方面较传统X射线成像有着独特的优势。目前医院中数字X射线成像主要是使用CR和DR设备。

有许多读者给公众号留言想了解CR的成像原理以及质量控制方面的知识,今天小编就先对CR的成像原理做一介绍。

计算机X射线摄影(computed radiography, CR)

计算机X射线摄影技术也被称为光激励存储磷光体(Photo-Stimulable Storage Phosphor, PSP)成像,是一种比较成熟的数字化X线摄影技术。

在临床上利用光激发发光存储磷光体(PSP)作为X射线成像设备的名称有多种叫法,如计算机X射线摄影(Computed Radiography, CR),存储磷光成像(Storage Phosphor Imaging),数字存储磷光成像(Digital Storage Physphor Imaging)和数字发光X射线摄影(Digital Luminescence Radiography)。最通用的一种叫法为计算机X射线摄影,而简称CR。

光激发发光存储磷光体(Photostimulable Storage Phosphor, PSP)

PSP为一种晶体结构,在其晶体结构缺陷中可以储存被吸收的X射线能量,而得名为存储磷光体,这种存储的能量形成潜影,在适当波长的可见光的激发下,可以把俘获的能量释放出来而发出可见光成为产生数字化影像的信号,这种在光激发下能发光的过程称为光激发光(Photos-timulated Luminescence,PSL)。

CR影像的采集和显示过程

成像板(IP)

CR的摄影方式与传统暗盒的屏-片系统相似,只是用一种特殊的介质取代了传统的胶片,把这种特殊的介质封闭于一个避光的暗盒内,这样的盒子称之为成像板(Imaging Plate, IP),IP是CR设备形成影像的核心部件。

 

IP的组成包括:

表面保护层、PSL物质层、基板、背面保护层

(1)表面保护层:由一层薄的聚酯类纤维组成,作用是保护荧光层不受外界温度、湿度的影响,防止荧光层损伤;

(2)PSL物质层(即光激励发光物质层):其内的荧光物质可将第一次被X射线激发的信息记录下来,再次受激光照射时释放出与初次激发所接受信息相对应的荧光,这种现象称为光激发发光(Photo-Stimulated luminescence, PSL),这种物质称光激发光物质。IP的荧光层采用含有微量二价铕离子的氟卤化钡晶体作为发光物质。

(3)基板:由聚酯纤维制成,作用是保护荧光层不受外力损伤;

(4)背面保护层:材料与表面保护层相同,作用是避免IP在使用中的摩擦损伤。

 

IP结构示意图

IP根据是否弯曲可分为柔性板和刚性板,前者使用弹性荧光层涂料,可随意弯曲,结构简单,扫描速度快,设备体积小;后者不能弯曲,损坏概率小,引起的伪影少。

IP的尺寸与常规胶片一致,一般有8 × 10 in. (20 × 25 cm),10 × 12 in. (25 ×30 cm),14 × 14 in. (35 ×35 cm)14 x 17 in. (35 × 43 cm)几种规格。

IP是可重复使用的,但是也有损耗和寿命,随着曝光次数增加,IP自然损耗,影像质量会慢慢下降。

 

那么X射线是如何通过IP转换为可见荧光,最终又如何转变为数字信号的呢?

经人体后的X射线,直接投入IP,IP的光激励存储荧光体(PSP)晶体结构“陷井”中储存了吸收的X射线能量,形成一幅电子空穴对分布的潜像(第1次激励或激发);

再将IP放入影像读取器或影像阅读器中,通过激光扫描使存储在IP荧光体中的能量以高能量低强度的蓝色光激励发光(PSL)信号释出(第2次激励);

最后用光电倍增管或CCD将光信号转换成电信号,再经模/数转换后输入计算机处理,获取高质量的数字X射线图像。

IP被扫描后,再利用强白光对残存的潜影进行彻底擦除,以备下次循环使用。

 

CR系统影像读取原理示意图

 

CR的原理就讲这么多,这回大家终于懂了吧!