数字X射线图像处理系统

14.05.2019 评论 (3) 科学与教育  1

目前，放射学应用多种类型的数字系统, 它:

– CR系统 (计算机放射成像);

– CCD传感器 (苏格拉底. 从英语. CCD, “电荷耦合器件”) 或PSA模块 (光电二极管传感器阵列的/多CCD检测器的方法);

– DR探测器 (苏格拉底. 从英语. DR, «数字放射成像»);

这些系统和技术都有自己的优点和缺点. 让我们来详细介绍它们.

一世.

工作CR系统 (计算机放射成像) 基于固定的空间的X射线图像 – 回忆荧光粉. 接收器是灵活的图像板, 涂覆有磷光体激励发光, 能够存储入射的X射线辐射的吸收能量在准稳定状态的, 并用可见光或红外线照射时发射该能量作为光子. 荧光体应具有高X射线吸收系数, 以及每单位能量大的光输出吸收.

对于快速图像的荧光体的拾取时间常数必须小于10mks. 很好的满足这些要求，氟化钡, 与铕激活, 这是用于工业生产的接收机的基础强制发光.

显示 (板), 存储磷光体涂覆, 它看起来像一个普通的增感屏. 屏幕上的潜像，它能够被保存, 取决于荧光体的类型, 从几分钟到几天, 之前其质量下降到低于一个可以接受的水平. 该潜象可以从屏幕上扫描系统来读取和再现CRT.

读取由红外激光器产生的潜像, 刺激荧光体, 它给储存的能量以可见光的形式. 这种现象被称为光激发. 她, 辉光常规增感屏, 成比例的X射线光子的数量, 吸收的存储磷光体.

在阅读的过程中是不是整个屏幕被释放存储的能量. 要清除潜像的荧光屏, 它经受与可见光短期处理器密集型照射, 那么你可以再次使用该屏幕.

图像读取的过程中与扫描激光进行, 光通量扫描屏幕的表面在光栅顺序, 像电子束电视显像管. 该激光束具有一光点大小大约 0,1 毫米, 所以图像的分辨率达到 5-10 细胞/毫米. 从屏幕上的每一个点由激光激发的荧光体，通过使用一种特殊的光学系统和光电倍增聚焦并转换成电信号. 光电倍增管的前面是一个过滤器, 削弱了刺激光, 因为它的强度是几个数量级更高, 比光, 通过常规的增感屏所发出.

光电倍增管, 具有宽动态范围, 从屏幕上的光束的强度转换在变化的电信号, 这增加了, 测量并通过模拟数字转换器, 形成二元 (数字) 矩阵, 反映每个像素的索引的亮度. 12-位系统呈现范围内这些指标 0 至 4095 (2№I= 4096). 信号, 翻译成数字形式, 它被传输到处理器 (缓冲) 图片. 查找表处理器提供图像变换存储器内容以期望的亮度和对比度范围.

主要链接, 通常与X光机CR相关联的复杂, 他们是标准型的X射线盒, 含有特殊的可重复使用的板磷. 工作流是如下: 在磁带上的患者图像后以传统的方式制成, 后者被放置在数字化仪, 其中盒被自动退出或读板, 的图像被转印到数字形式并被发送到工作站计算机处理, 然后数字化器检测到的图像被从板擦除, 和录像带，准备下一个镜头.

II.

CCD乔布斯 (AAS) (苏格拉底. 从英语. CCD, “电荷耦合器件”) 或PSA模块 (光电二极管传感器阵列的/多CCD检测器的方法).

所有设备的充电与通信原理 (AAS) 基于光电效应 - 电磁辐射的影响下物质发射电子 (可见光, 红外线, 紫外线, X射线和其它类型的电磁波的). 电子, 从物质在外部光电效应发射, 所谓的光电子, 和电流, 通过将它们在有序运动中形成的电场, 它被称为光电流.

CCD (CCD) -专门模拟集成电路, 由光敏光电二极管的, 由硅, 使用机械技术与电荷耦合 (AAS). 在该光接收器块入射X射线增强屏被转换成可见光, 其也存储在视频传感器.

每个传感器的处理的视图相对小的字段来增强屏, 它提供了高分辨率的图像. 传感器视频的数量越多, 在光学单元中设置, 由接收器所提供的更高的空间分辨率的诊断图像. 图像质量可与缩放算法的帮助下改善, 感兴趣的区域的选择, 调整亮度和对比度, 颜色反转等. 接收到的图像传感器被直接发送到计算机, 处理，并在监视器上显示几秒钟.

III.

DR探测器的工作原理 (苏格拉底. 从英语. DR, «数字放射成像»).

目前，生产平板DR检测器的正在开发两种技术: (薄膜晶体管) TFTи (互补金属氧化物半导体) (CMOS).

TFT是基于各种场效应晶体管的, 其中两个金属接触, 和半导体的传导通道在薄膜的形式制成 (从 1/10 至 1/100 微米).

光敏场效应晶体管的CMOS制造技术阵列，绝缘栅和不同传导通道.

这些技术的研究显示对比分析, 他们每个人都有优点和缺点. 例如, TFT-光电探测器更多的辐射和技术更容易产生大尺寸面板. 在CMOS -fotopriemnikov较少的加性噪声, 它们允许高速, 这是在介入放射学尤其重要. CMOS的一个重要优点是太阳能电池的可能性时，控制电路, 放大器和模拟 - 数字转换器在同一芯片上. 然而，作为TFT, 和CMOS面板透视模式 (在低剂量每帧) 具有低的信/噪加性噪声引起比. 这大大降低了图像质量. 这个缺点也有直接转换面板. 因此，要消除对电子放大对加性噪声的图像质量的影响，深入研究 (乘法) 在半导体图像信号.