樊躍強(qiáng) 李敬哲

（河南省鶴壁職業(yè)技術(shù)學(xué)院醫(yī)學(xué)院 河南鶴壁 458030）

CR成像過(guò)程與圖像質(zhì)量分析①

樊躍強(qiáng) 李敬哲

（河南省鶴壁職業(yè)技術(shù)學(xué)院醫(yī)學(xué)院 河南鶴壁 458030）

通過(guò)對(duì)CR成像過(guò)程的分析，探討影響圖像質(zhì)量的各種因素，從中找出提高圖像質(zhì)量切實(shí)可行的方法。

CR 成像過(guò)程 圖像質(zhì)量 影響因素

傳統(tǒng)X線成像用膠片記錄影像信息，經(jīng)暗室處理后才能得到一幅圖像；其過(guò)程繁多、復(fù)雜并有化學(xué)污染，且圖像為模擬圖像，不能進(jìn)行圖像后處理，在圖像的復(fù)制、存儲(chǔ)、傳輸?shù)确矫娲嬖谥T多不便。計(jì)算機(jī)X線攝影（computed radiography，縮寫(xiě)為CR）是微電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)緊密結(jié)合并應(yīng)用與醫(yī)學(xué)的一種成像技術(shù)，其較高的量子檢出率、寬廣的動(dòng)態(tài)范圍、強(qiáng)大的圖像后處理功能，使傳統(tǒng)X線檢查方式融入了數(shù)字化時(shí)代，煥發(fā)出新的生機(jī)與活力。

1 CR成像過(guò)程

第一環(huán)節(jié)：影像信息的采集。影像板（imaging plate，縮寫(xiě)為IP）內(nèi)含有特殊的熒光物質(zhì)（即PSL物質(zhì)），穿過(guò)人體X線，由IP板接收，PSL物質(zhì)可將X線信息以潛影的形式存儲(chǔ)下來(lái)。第二環(huán)節(jié)：影像信息的讀取。存儲(chǔ)于IP板內(nèi)的潛影系模擬信號(hào)，借助讀取裝置可將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。具體過(guò)程是：IP板在高精度電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下勻速運(yùn)動(dòng)，與此同時(shí)，激光束對(duì)IP板進(jìn)行精確掃描，IP板內(nèi)的PSL物質(zhì)接受激光的照射，可將其貯存的影像信息以熒光的形式成比例釋放，釋放出的熒光經(jīng)光電倍增管轉(zhuǎn)化為強(qiáng)弱不同的電信號(hào)，將電信號(hào)進(jìn)一步放大后，由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。第三環(huán)節(jié)：影像信息處理。讀取后的數(shù)字信號(hào)可通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像后處理，獲得符合臨床診斷需要的圖像。第四環(huán)節(jié)：影像信息再現(xiàn)與記錄。經(jīng)計(jì)算機(jī)處理的圖像仍以數(shù)字形式表達(dá)，尚需轉(zhuǎn)換為人眼可以識(shí)別的影像，可通過(guò)顯示器顯示或?qū)D像拍攝于膠片，由膠片記錄；亦可用硬盤(pán)，光盤(pán)等載體存儲(chǔ)。

2 影響圖像質(zhì)量的分析

穿過(guò)人體的X線經(jīng)過(guò)采集、讀取形成了數(shù)字圖像，是影響圖像質(zhì)量的主要環(huán)節(jié)。必須說(shuō)明的是，圖像每經(jīng)過(guò)一個(gè)環(huán)節(jié)，信息量就會(huì)或多或少的丟失，圖像質(zhì)量也將變差。

2.1 第一環(huán)節(jié)中影響圖像質(zhì)量的主要因素有

（1）入射的X線量。入射的X線量越大，X線量子噪聲越小，信噪比越大，圖像質(zhì)量越好；X線量過(guò)低時(shí)，IP板接受X線量少，激發(fā)后檢測(cè)的X線圖像出現(xiàn)密度不均的噪聲斑點(diǎn)[1]。（2）PSL物質(zhì)的特性。PSL物質(zhì)吸收X線效率越高，形成潛影的幾率越大，讀取時(shí)形成圖像的可能性越大，圖像質(zhì)量越好。

2.2 第二環(huán)節(jié)中影響圖像質(zhì)量的主要因素有

（1）讀取時(shí)的激光束直徑。激光束直徑越小，激發(fā)IP板時(shí)，PSL物質(zhì)釋放熒光的散射程度越小，圖像質(zhì)量越好。（2）電動(dòng)機(jī)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)IP板運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性越好，激光束掃描IP板的精確度越高，獲取的信息越完整，越有利于形成高質(zhì)量的圖像。（3）PSL物質(zhì)的二次發(fā)光量和光電倍增管的轉(zhuǎn)換效率。二次發(fā)光量的強(qiáng)弱和光電倍增管的轉(zhuǎn)換效率的大小從根本上說(shuō)取決于入射的X線量。入射的X線量越大，當(dāng)PSL物質(zhì)接受激光照射，其貯存的潛影以熒光的形式將成比例釋放，圖像的信噪比越大，圖像質(zhì)量越好；光電倍增管的轉(zhuǎn)換效率亦然。（4）A/D轉(zhuǎn)換器的影響。模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)必須經(jīng)過(guò)采樣和量化。采樣足夠多，采樣頻率足夠高，才不致于影響圖像質(zhì)量。這并不意味著采樣越多越好。采樣越多，得到的數(shù)據(jù)越多，處理數(shù)據(jù)的時(shí)間越長(zhǎng)。采樣要保證不能影響人眼的分辨能力。

3 提高圖像質(zhì)量的措施

對(duì)一臺(tái)CR設(shè)備來(lái)說(shuō)，影響圖像質(zhì)量的因素可大致歸結(jié)為可變因素和不變因素兩大類。

3.1 可變因素

在CR成像的各環(huán)節(jié)中，影響圖像質(zhì)量經(jīng)常變動(dòng)的因素有（1）X線量子噪聲：X線量子噪聲與入射的X線量成反比，適當(dāng)?shù)脑黾悠毓鈩┝?，有助于減少量子噪聲，提高信噪比，改善圖像質(zhì)量。（2）PSL物質(zhì)老化：IP板使用壽命與日常的使用及維護(hù)情況緊密相關(guān)[2]。定期維護(hù)、保養(yǎng)IP板，在延長(zhǎng)IP板壽命的同時(shí)也提高了圖像質(zhì)量。（3）記憶性潛影：及時(shí)調(diào)整曝光劑量或更換真空管，以提高圖像質(zhì)量[3]。（4）IP板使用及維護(hù)：定期檢查、清潔IP板，可減少偽影出現(xiàn)的幾率[2]。

3.2 不變因素

CR成像環(huán)節(jié)中，讀取裝置的光電轉(zhuǎn)換特性（包括激光束直徑、電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)、PSL物質(zhì)的二次發(fā)光量、光電倍增管的轉(zhuǎn)換效率、A/D轉(zhuǎn)換器的取樣量化）、顯示器、激光相機(jī)及膠片的性能等，屬于不常變動(dòng)的因素。不常變動(dòng)，不是說(shuō)一成不變。儀器設(shè)備都有一定的使用壽命，超期使用必然導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降。在不變因素中，要想提高圖像質(zhì)量，需提高CR成像各環(huán)節(jié)硬件設(shè)備的性能。

4 討論

可以看出，忽略不變因素的影響，對(duì)圖像質(zhì)量影響較大的是曝光條件和IP板。使用合適的曝光量，按操作規(guī)程正確使用CR系統(tǒng)，并妥善保養(yǎng)、維護(hù)IP板，可在一定程度上提高圖像質(zhì)量。

[1]尤淑總,林海濤.CR影響噪聲的來(lái)源及分析[J].醫(yī)用放射技術(shù)雜志, 2006,7:43.

[2]劉玉霞,李麥福,IP板影響CR成像質(zhì)量的若干因素及控制[J].河南外科學(xué)雜志,2008,14(3):18.

[3]劉瑞宏,賈紹田.影響計(jì)算機(jī)X線攝影質(zhì)量的常見(jiàn)問(wèn)題[J].中華放射學(xué)雜志,2007,41(2):123.

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A

1674-0742(2010)06(b)-0175-01

2010-03-16

樊躍強(qiáng)（1977～），男（漢族），河南安陽(yáng)內(nèi)黃人，河南鶴壁職業(yè)技術(shù)學(xué)院醫(yī)學(xué)院，助理實(shí)驗(yàn)師。