放射医学丨【相关专业知识】CR与DR设备：CR设备基本构造及其特性

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       CR设备基本构造及其特性

       (一)CR的分类

       按使用与结构的不同分为普通型（暗盒式）与专用型（无暗盒式）两大类。

       1.普通型CR分为柜式与台式阅读器两大类。柜式阅读器又可分为单槽（或单通道）和多槽（或多通道）。单槽阅读器只有一个进出口通道，即一个槽口，一次插入一个IP板，读取图像后从原槽口退出，才能插入下一个IP板进行读取。而多槽阅读器可同时插入多块IP板，系统自动逐个读取IP板。台式阅读器为桌面式简易阅读器，只有一个槽口。

       2.专用型CR（一体化CR）：一般采用IP板与摄影床或摄影架进行一体化设计，形成固定组合，所以分为卧式CR和立式CR。IP板固定在暗盒槽内，随设备一起移动。IP板接受曝光后，自动读取图像，传向图像工作站，省去暗盒取放暗盒槽、插入阅读器动作，效率提高，适合专科或大型医院，可单一应对大批量同类型检查，如体检胸部照片检查。

      (二)CR设备构造

       CR为X线机与计算机数字图像处理系统的集合，组件主要包括4个相对独立的单元，即X线发生单元（普通X线机）、X线采集单元（影像记录板）、图像读出单元（影像阅读器）、信息/图像处理单元（图像工作站）。

       1.影像记录板（imaging plate，IP）是CR成像系统的关键元件，作为记录人体影像信息、实现模拟信息转化为数字信息的载体，代替了传统的屏-片系统。它适用于固定式X线机和移动式床边X线机，可用于普通的X线摄影和造影检查，具有很大的灵活性和多用性。

       IP从外观上看就像一块单面增感屏，它由表面保护层、光激励荧光物质层、基板层和背面保护层组成。影像板根据可否弯曲分为刚性板和柔性板两种类型。柔性板使用弹性荧光涂层，影像板也变得轻巧柔软，可随意弯曲。柔性影像板简化了影像板扫描仪的传输系统，结构简单，扫描速度较快，设备体积较小。刚性板不能弯曲，阅读仪的传输结构和工作原理不同于前者，损坏概率小，寿命长，影像板引起的伪影少。

       影像板成像层的氟卤化钡晶体中含有微量的二价铕离子，作为活化剂形成了发光中心。成像层接收X线照射后，X线光子的能量以潜影的形式储存起来，然后经过激光扫描激发所储存的能量而产生荧光，继而被读出转换为数字信号馈入到计算机进行影像处理和存储。

       IP的规格尺寸与常规胶片一致，一般有35cm×43cm（14英寸×17英寸）、35cm×35cm（14英寸×14英寸）、25cm×30cm（10英寸×12英寸）和20cm×25cm（8英寸×10英寸）四种规格。

      根据不同种类的摄影技术，IP可分为标准型（ST）、高分辨型（HR）、减影型及多层体层摄影型。

       2.影像阅读器  CR激光阅读器使用逐点取读技术，激光束按照一定的模式扫描整个荧光屏表面，测量屏上每一点的发射光并将其转换为电子信号，通过采样和量化成数字图像。CR阅读器装置分为探测器型（cassette type）和无探测器型（non-cassette type）两种。探测器型阅读装置的CR需要探测器作为载体装载IP，经历曝光和激光扫描的过程，系统所用的X线机与传统的X线机兼容，不需要单独配置。无探测型CR系统的IP曝光和阅读装置组合为一体，图像向工作站传输的整个过程都是自动完成，需要配置单独的X线发生装置。

       临床使用的大多数CR系统是探测器型阅读装置，工作流程也与传统屏-片系统基本相同，经过X线曝光后的探测器插入CR系统的读出装置，IP被自动取出，由激光束扫描，读出潜影信息，然后经过强光照射消除IP上的潜影，又自动送回到探测器中，供摄影反复使用。

       3.信息/图像处理单元   信息/影像处理工作站是一个数字处理终端，具有获取病人信息、显示图像、处理图像、发送图像、存储图像、胶片打印、质量控制等功能。

       获取病人信息可现场登记，如果有WORKLIST功能也可以从联网的PACS系统上，直接获取病人的信息。

       图像处理是影像处理工作站的核心功能，计算机配置有专业的数字重建板，负责处理从IP板传递过来的数字信息，经重新计算和排列，形成X线摄影数字图像，可行放大、裁切、空间频率、减影等操作处理。

      (三)CR的优势与CR特性

       1.CR的优势

      （1）X线的曝光量比常规X线摄影有一定程度的降低。

      （2）IP替代胶片可重复使用，且IP潜影存储时间比较长（高达8小时），对野外与床旁X线摄影更为有利。

      （3）可与原有的X线摄影设备匹配使用，实现普通X线摄影数字化，其成本低，便于普及和推广应用。

      （4）取消暗室，实现全明室化操作，彻底改善了工作人员的工作环境。

      （5）具有多种后处理技术，如谐调处理，空间频率处理、时间减影、体层伪影抑制、动态范围控制等。

      （6）具有多种后处理功能，如测量（大小，面积、密度）、局部放大、对比度转换、对比度反转、影像边缘增强及减影等。

      （7）显示的信息易被诊断医生阅读、理解，图像质量更加满足诊断要求。

      （8）数字化存储，可进入网络系统，节省部分甚至全部胶片，也可节约保存图像胶片库占有的空间及经费。

      （9）实现数据库管理，有利于查询、统计和比较，实现图像资料共享。

       2.CR的特点

      （1）灵敏度较高：即使是采集较弱的信号，也不会被噪声所掩盖，能获得较好的图像。

      （2）具有很高的线性度：在CR系统中，在1：104的范围内具有良好的线性，其线性度＜1%。

      （3）动态范围大：系统能够同时检测到极强和极弱的信号。它的另一特点是能把一定强度的图像信号分得更细，使图像显示出更丰富的层次。

      （4）识别性能优越：CR系统装有曝光数据识别技术和直方图分析，能更加准确地扫描出图像信息，显示出高质量图像。

      （5）CR系统曝光宽容度较大：CR系统可在成像板获取的信息基础上自动调节光激励发光的量及放大增益。在一定的范围内，可对摄影的物体以任何X线曝光剂量获取稳定的、最适宜的图像密度及高质量的图像。这样可以最大限度地减少患者重拍率。

      （6）CR系统的缺陷主要有两点，其一是操作程序繁琐，比传统屏/片系统步骤还要多。技术人员工作量大；其二是时间分辨率低，不能实现动态X线摄影。

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