陳學(xué)釗

柯達(dá)CR影像成像原理及偽影故障的分析與排除

陳學(xué)釗①

計(jì)算機(jī)X射線攝影(computed radiograph，CR)廣泛應(yīng)用于各醫(yī)院的放射科，是處理X射線攝影信息的數(shù)字化醫(yī)療診斷設(shè)備。本文通過(guò)對(duì)CR成像原理進(jìn)行分析和列舉其在實(shí)際使用過(guò)程中常見(jiàn)的圖像偽影，達(dá)到啟發(fā)使用者處理X射線圖像偽影問(wèn)題的目的。

1 CR影像成像原理

X射線穿過(guò)被攝物體后在圖像板(Image Plate，IP)上形成潛影，潛影通過(guò)激光掃描產(chǎn)生與X射線能量成正比的紫外光，紫外光通過(guò)光電倍增管放大轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，電信號(hào)再由A/D轉(zhuǎn)化模塊轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)經(jīng)軟件處理成圖像。

2 IP板及激光掃描IP板形成熒光模擬影像過(guò)程

X射線照射IP板時(shí) 定期清洗并需IP板上熒光晶體中的二價(jià)銪離子被激發(fā)為三價(jià)銪離子，并放出電子至周圍的導(dǎo)帶中，導(dǎo)帶中的電子被晶體中的鹵離子空穴捕獲，生成半穩(wěn)定狀態(tài)的“F中心”潛影。波長(zhǎng)為600 nm左右的激光掃描IP板時(shí)激光被F中心吸收，使F中心的俘獲電子重新釋放到導(dǎo)帶上，再被三價(jià)銪離子捕獲而變?yōu)槎r(jià)銪離子，這個(gè)過(guò)程伴隨釋放大量能量而發(fā)出波長(zhǎng)為390～400 nm的熒光模擬圖像，該熒光的波長(zhǎng)與激光無(wú)關(guān)，而其強(qiáng)度與F中心的曝光大小成正比，熒光信息再經(jīng)光電轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，輸入計(jì)算機(jī)處理成為數(shù)字影像。

3 偽影案例一

(1)偽影現(xiàn)象。在使用過(guò)程中圖像突然出現(xiàn)貫穿整幅圖像的條紋狀暗影，暗影非常細(xì)密(如圖1所示)。 (2)偽影分析與排除。采用排除法測(cè)試故障點(diǎn)，選擇需進(jìn)行膝關(guān)節(jié)照相的患者曝光，圖像偽影依舊且無(wú)變化，證明偽影與投照部位無(wú)關(guān)。而IP板在另外一間照相室曝光則偽影消失，因此排除偽影在IP掃描時(shí)產(chǎn)生。由于分析球管不太可能產(chǎn)生條紋狀偽影，因此考慮偽影由濾線柵產(chǎn)生。此時(shí)在床面上曝光IP板后掃描偽影未出現(xiàn)，證實(shí)判斷正確。檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)濾線柵振動(dòng)行程中有異物，導(dǎo)致在曝光時(shí)濾線柵靜止故形成偽影。排除異物后再次曝光偽影消失。

4 偽影案例二

(1)偽影現(xiàn)象。CR掃描胸部正位片影像顯示，左半部與右半部的效果不一致，呈現(xiàn)一邊黑另一邊白的狀態(tài)，而其他部位效果正常(如圖2所示)。

圖1 條紋狀偽影

圖2 密度不一狀偽影

(2)偽影分析與排除。圖像效果顯示，胸片不正常而其他部位正常，重新開(kāi)機(jī)更換IP板重試后故障依舊，排除IP影響。考慮為CR光路的問(wèn)題，檢查光路后除有灰塵外未發(fā)現(xiàn)其他問(wèn)題，清潔激光、透鏡、反射鏡及光電倍增管后問(wèn)題依舊。由于擔(dān)心軟件處理參數(shù)丟失而引起，立即恢復(fù)機(jī)器裝機(jī)時(shí)備份的CR校準(zhǔn)參數(shù)，但故障依舊。測(cè)試發(fā)現(xiàn)，在不使用濾線柵時(shí)的圖像正常，而用濾線柵時(shí)空曝光的影像則出現(xiàn)明顯的左右影像密度不一致。觀察發(fā)現(xiàn)，X光機(jī)的胸片架立柱固定不牢，用卷尺測(cè)量胸片架左右兩端到球管距離發(fā)現(xiàn)有5 cm誤差，證明胸片架位置有移動(dòng)。重新擺好胸片架位置后拍胸部正位片，CR掃描后效果完全正常，偽影排除。X光機(jī)的胸片架立柱固定松動(dòng)、位移、胸片架上的濾線柵與球管的出線方向不匹配及部分X射線被濾線柵所遮擋均會(huì)出現(xiàn)偽影。

5 偽影案例三

(1)偽影現(xiàn)象。在14X17IP板成像中有兩條貫穿17方向的亮線(如圖3所示)。

(2)偽影分析與排除。經(jīng)多次曝光比對(duì)，亮線的位置固定在同一位置。更換不同IP板后偽影現(xiàn)象一致，因此判斷偽影是在CR掃描過(guò)程中形成。通過(guò)激光掃描原理分析，偽影是在激光由點(diǎn)振蕩成線有異物遮擋而造成。檢查激光偏振電機(jī)后的透鏡，并清潔灰塵，偽影依舊。順光路清潔折射鏡，偽影仍未排除。清潔光電倍增管前的收集腔，偽影仍存在。打開(kāi)機(jī)器用手電照射光路并仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)，在收集腔下沿光通路上有兩根細(xì)毛，位置正好對(duì)應(yīng)偽影的位置，用鑷子把細(xì)毛清除，再次曝光掃描后圖像正常。

6 小結(jié)

CR偽影有時(shí)是由前級(jí)產(chǎn)生，CR的前級(jí)一般為X射線設(shè)備。IP板是造成偽影的重要因素，處理偽影故障時(shí)要先予以排除。IP板上的熒光晶體涂層有一定壽命，超過(guò)曝光次數(shù)會(huì)產(chǎn)生老化、潛影生成能力減弱并產(chǎn)生偽影。IP板上的灰塵會(huì)造成偽影，應(yīng)使用專用清洗液定期清洗。光路灰塵需要定期清理，否則會(huì)影像圖像質(zhì)量并造成偽影。

圖3 高密度貫穿狀偽影

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1672-8270(2014)01-0103-02

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10.3969/J.ISSN.1672-8270.2014.01.039

2013-09-27

①解放軍第211醫(yī)院醫(yī)學(xué)工程科 黑龍江 哈爾濱 150080

陳學(xué)釗,男,(1963- ),本科學(xué)歷，副主任技師。解放軍第211醫(yī)院醫(yī)學(xué)工程科主任，從事醫(yī)療設(shè)備管理和維修工作。