影響數字化X線攝影圖像質量的因素探討

焦永春 王燕平

1 數字化X線攝影(digital radiography,DR)系統結構及原理

1.1 DR系統組成

DR系統主要有兩大部分：硬件系統和軟件系統。

硬件系統主要包括：電源組件、控制系統組件、X射線球管及高壓系統、平板系統及接口電路和數字化系統工作站及網絡系統，其結構如圖1所示。

軟件系統主要包括：系統軟件、應用軟件、PACS及RIS、HIS等系統，DR系統軟件基本分為兩大部分：系統管理軟件和圖像處理功能軟件。系統管理軟件主要是完成DR的控制和圖像的采集，DR和膠屏模式相比的一大優勢是其數字化，實現工作流程管理同時需要支持DICOM、MPPS等相關軟件。

圖1 DR結構示意圖

圖像處理部分主要是圖像前期處理功能，雖因生產廠商的不同而有差異，其基本原理是相同的，而DR的成像重要部件是平板探測器，它會對圖像的質量具有重要的影響和作用，下面詳細介紹平板探測器的基本的工作原理和成像方式。

1.2 平板探測器

探測器主要有兩種，一類是直接數字化X線成像平板探測器，該探測器的X線轉換單元是以非晶硒(a-Se)光電材料制成的。非晶曬平板探測器的結構主要包括：X線轉換介質、探測器單元陣列、高速信號處理和數字影像傳輸4部分。另外一類是間接數字化X線成像平板探測器，是一種以非晶硅光電二極管陣列為核心的X線影像探測器。它利用碘化銫(CsI)的特性，將入射后的X線光子轉換成可見光，再由具有光電二極管作用的非晶硅陣列變為電信號，通過外圍電路檢出及A/D轉換，從而獲得數字化圖像，平板探測器結構如圖2所示。

圖2 平板探測器實物結構圖

2 圖像數據的處理流程

2.1 數字化圖像數據的的處理流程

圖像數據數據處理過程是當在X射線透過被測對象，平板探測器獲得最原始的圖像數據，該數字化數據通過預處理如補償修正、增益修正、對數轉換等DR圖像管理軟件生成圖像原始數據；其處理過程如圖3所示。

圖3 數據處理程序示意圖

2.2 數字化圖像數據的調整流程

數字化圖像的調整流程如圖4所示，當圖像開始調整時。首先斷定主體區的濃度是否正常，如果不能滿足診斷要求則進行RIO/REX調整，如果密度沒有達到極限，則關聯密度設定即選擇密度曲線，要檢查的區域如果能見到則增強效果調整，然后結束；如果主體區域濃度正常則進行常規QA處理，進行動態范圍調整即MLT(M)的調整，主體關心組織或器官濃度是否最合適？如果合適則判斷要檢查的區域能見到則進行增強效果調整，如果主體關心的組織或器官濃度不合適則判斷濃度是否達到極限，如果沒有達到極限則關聯密度設定要檢查的區域，如果能見到則增強效果調整，然后結束。

圖4 數字化圖像的調整流程示意圖

表1 各部位適合的曝光條件

3 影響DR圖像質量的因素

3.1 合適的曝光條件

檢查患者胸、腹部檢查時一定要屏氣，或其它部位時注意擺位且選擇適當的曝光條件，參考的曝光條件見表1。

3.2 高性能的平板探測器

平板探測器采用性能良好，且平板校正良好，減少本底噪聲點；使用濾線柵可以提高信噪比，減少散亂射線。要求探測器具有圖像質量高、高的時間分辨力高、曝光寬容度大、后處理功能強大、環境要求低。

3.3 適合的圖像處理

理想使用狀態是使用默認QA參數，顯示預覽圖像后適當調整亮度、對比度、算法、MLT(M)即可，此狀態適于大量體檢；日常檢查狀態，由于患者個體體征、病變差異較大，甚至配帶金屬飾品，圖像數據與默認QA參數值偏差可能較大，調整難度加大；高KV對比度不強，密度分辨率清晰。

3.4 Dicom數據的正確傳送

將圖像數據向工作站發送時，采用DR方式，可以最大限度保證圖像數據的完整性，采用DR方式可以最大限度地保持數據的完整性

4 功能強大的工作站處理軟件與性能良好的附件

工作站處理軟件的處理功能包括對比度、亮度、邊緣處理、增強、黑白反轉、放大、縮小、測量等通過這些功能的調節使圖像的質量得到改善。全數字化圖像便于在計算機中存儲、傳輸和調閱，節省存儲空間及膠片和沖片液的支出，數字化方式能直接與PACS 網絡系統相連接，實現遠程會診。

性能良好的附件有激光打印機，保證得到所見圖像，同時配有高質量的觀片燈等。

5 結論

影響DR圖像的因素主要是平板探測器和圖像處理軟件，以及影響圖像質量的幾個基本條件：合適的曝光條件、高性能的平板探測器、高性能的圖像處理軟件、功能強大的工作站處理軟件、性能良好的附件等因素，從而使DR醫學圖像能更好的滿足醫學診斷需要。

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