X射线影像工作人员（共5篇）
X射线影像工作人员 篇1
1 概述
在机器视觉检测中大视场短焦距摄像机镜头一般都存在一定程度的光学畸变, 在高精度测量中必须对摄像机镜头畸变进行校正。本文通过对大量工业X射线检测中的畸变图像的测量和计算, 认为图像几何畸变的结果使得原始图像中各个像素的位置发生偏移。而偏移的方向都是沿着以相机中心正对的像素为中心的径向。像素偏移量随着原始像素距中心像素的欧式距离的增大而增大。如果像素的偏移方向远离中心则为枕形失真, 偏向中心则为桶形失真。
2 模型分析及表示
分析图1中的标准桶形失真图像, 参考图中的中心点和虚线, 本应成一条水平线的像素点 (图1中虚线和点线的交点) 。畸变后这些点都在虚线下的那条曲线上。即图中点线和虚线的与曲线的交点分别为像素点原始位置和畸部位置。通过分析可以发现如下两条规律: (1) 所有点像素点畸变后都偏向图像中心。 (2) 像素点的偏移量与点到中心的距离有关。当原始点到中心的距离越大, 偏离值也越大。
以上是桶形失真的分析结果。利用同样的方法可以分析枕形畸变具有相似的规律。只是所有的点畸变后都偏离图像中心。
通过对失真曲线的数据分析, 可以建立桶形和枕形失真的数学模型。在此模形的指导下可以对畸变图像进行像素校正。设为由图像中心指向原始图像某像素位置的位置适量, 为畸变后由图像中心指向该像素的位置适量。根据泰勒公式知道之间的关系可以用多项式进行拟合。即有如下关系:
将 (1) 式沿x方向和y方向进行分解可得 (设坐标原点在图像中心, 点对应的坐标为 (x, y) , 点对应的坐标为 (x0, y0) ) :
如果知道了式 (2) 和 (3) 中的系数, 则可以精确的还原畸变图像到目标图像。但是要求得 (2) 、 (3) 式中的系数就必须知道图像中若干点在畸变前后的精确位置。在工程实际中可以采用对标准方格治具在X射线下影像中的若干关键角点进行提取后代入上式进行系数确定。此法虽然可行但是操作起来具有相当的复杂程度和难度。而在x射线成像软件中可以通过调整上式的系数来观测若干畸变图像的调整效果。当达到目测满意程度时将调整参数记录为软件参数从而对后续图像进行处理。而在工程实际处理中只取上式的前两项或三项进行参数调整测试。
3 本文方法对畸变图像的复原效果
图2为BGB的X射线影像, 从中可以明显看到影像有较为严重的枕型畸变, 表现为边缘BGA球呈明显的椭圆现状。图3为通过本文方法进行校正后的影像。校正后边缘BGA球的影像与中心部分的大小和现状基本一致。
参考文献
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X射线影像工作人员 篇2
1 仪器和方法
1.1 检测仪器
以该地区60家医疗机构于2015年1~12月间使用的90台常规医用X射线诊断设备为研究对象, 其中医用X射线拍片机65台, 医用透视机30台。60家医疗机构中公立医疗机构48所, 民营医疗机构12所。医疗机构的分布有一定的代表性。
1.2 检测方法
该次检测的项目包括医用X射线拍片机和医用透视机影响质量控制状态。X射线拍片机的检测指标为:曝光时间、峰值电压、过滤、输出量线性、输出量重复性、有用线束半值层;有用线束垂直度、光野与照射野一致性;受检者体表空气比释动能率。透视机的检测指标包括透视荧光空间分辨率、透视荧光屏的灵敏度、受检者体表空气比释动能率、低对比度测试卡分辨力、影响增强器屏前空气比释动能率及影像增强器系统亮度自动控制。
1.3 检测和评价标准
该次检测均依照《医用X射线诊断卫生防护标准》《医用X射线诊断影像质量保证的一般要求》《医用X射线诊断卫生防护监测规范》《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》《医用X射线诊断设备影像质量控制检测规范》《计算机X射线摄影 (CR) 质量控制检测规范》进行。[2]
1.4 质量控制措施
(1) 样本抽取的代表性。该次研究采取分层随机抽样的方法选取样本, 考虑到了经济发展水平、医疗机构的类型及放射诊断业务范畴等因素的影响, 确保选取的医疗机构与X射线诊断设备具有代表性, 并客观反映了该地区放射诊断设备的质量控制水平。
(2) 设备。该次研究中所使用的医用X射线诊断设备均为医疗机构中正常使用的设备, 经过了国家法定计量部分的检定和校准, 其运行状态正常, 且处于有效使用期限内, 功能完好, 未出现过严重的设备故障问题。
(3) 检测人员。参与该次研究的检验人员均接受了专业的技术培训, 并于检测前达到了专业的操作水平, 检测过程中, 均严格按照技术规范和标准进行操作, 检测现场的条件符合专业要求, 无其他影响因素。
(4) 数据处理。该次研究中相关的技术资料均使用均数加减标准差 (±s) 的形式进行表示, 所得计量资料采用t检验, 计数资料采用2检验, 当P<0.05时, 所得数据的差异有统计学意义。
2 结果
2.1 不同类别医疗机构的检测结果
该次研究中, 公立医疗机构共48所, 检测设备70台, 其中, 1级公立医院检测台数为18台, 合格率为61.11% (11/18) , 2级公立医院检测17台, 合格率为55.56% (10/18) , 3级公立医院检测24台, 合格率为58.33% (14/24) , 门诊部检测11台, 合格率为45.46% (5/11) 。民营医疗机构共12所, 检测设备20台, 其中民营医院检测15台, 合格率为26.67% (4/15) , 门诊部检测5台, 合格率为20% (1/5) 。结果显示, 公立医疗机构的医用X射线诊断设备检测合格率在45.46%~61.11%之间, 民营医疗机构的检测合格率在20%~26.67%之间, 两组差异有统计学意义 (P<0.05) 。
2.2 不同来源机型检测结果
该次检测的设备中, 国产机有51台, 包括深圳安健、蓝韵、上海医疗、万东、中科美伦等品牌。进口机39台, 包括飞利浦、德国西门子、加拿大IDC、德国影美科恩、意大利JMD、东芝、岛津、日立等品牌。经检测, 国产机的合格率为49.28%, 进口机的合格率52.37%, 两组数据差异无统计学意义 (P>0.05) 。
2.3 各个项目检测结果
该次研究对65台医用X射线拍片机和30台医用X射线透视机的影像质量控制进行了检测, 从所得表1、表2可以看出, 拍片机的检测单项合格率在76.92%~93.85%之间, 透视机的检测单项合格率在42.86%~86.67%之间, 拍片机的合格率要高于透视机, 两组差异有统计学意义 (P<0.05) 。
3 讨论
按照规定, 放射诊疗设备在安装、应用、维修、零件更换时, 需经过省级以上卫生行政部门资质认证的检测机构的检测, 确认合格后才能继续使用。医疗机构应于每年或者每季的固定时间对医用X射线诊断设备进行状态检查、保养和维修, 确保设备功能的稳定性, 避免其对临床诊断结果产生不利影响。影像设备的质量是医生确定患者病情状况的重要工具, 它决定了治疗方案的科学水平, 对患者的治疗过程有着直接的影响, 因此, 加强对影像设备的检查是至关重要的。
该次调查结果显示, 该地区医疗结构放射诊断设备质量控制检测合格率在20%~61.11%之间, 检测单项合格率在42.86%~93.85%之间, 与山东省、广西省的检查结果相一致, 但低于北京市、广东省和浙江省等省份[3]。从所得结果来看, X射线拍片机的峰值电压单项检测合格率较高, 达到了93.85%, 光野与照射野一致性的单项检测合格率较低, 仅为76.92%, 这种情况主要是与放射工作人员未能按照要求控制光野有关, 部分工作人员为了达到较好的扫描效果, 通常会增加照射量, 使受检者受到了不必要的照射, 这种情况容易引发安全事故, 不利于患者的身体健康, 因此应当在今后的应用过程中多加注意。透视机中, 低对比度测试卡分辨力的单项检测合格率最高, 达到了86.67%, 影像增强器屏前空气比释动能率最低, 为42.86%, 这种现象可能与放射人员操作不规范有关。从医院类型来看, 公立医院的检测合格率要明显高于民营医院, 造成这种现象的原因在于民营医疗结构规模小, 实力弱, 对放射诊断设备的重视程度不足, 投入的资金数量较少, 没有按照规定进行及时的保养和维修, 导致医用X射线诊断设备性能相对不稳定, 使用寿命受到影响。另外, 从机型类型来看, 国产机和进口机在检测合格率上差异并不大, 造成这种现象的原因主要有两方面, 一方面, 部分进口机以次充好, 所用零件的质量不高, 另一方面, 设备安装人员对进口机不熟悉, 安装和调试上出现了问题, 导致使用效果不佳。该次研究所得的结果基本与其他研究资料的结果相一致[4,5]。
综上所述, 该地区的医用X射线诊断设备影像质量控制情况良好, 但与发达省份之间还存在着一定的差距, 尤其是在光野与照射野一致性、影像增强器屏前空气比释动能率等薄弱环节上差距较大, 还需要进一步规范和注意。总的来说, 为了保证医用X射线诊断设备的影像质量, 医疗机构需要派专门的技术人员, 对设备进行全方位的检测与维护, 保证设备的使用状态及稳定性符合临床应用要求, 尤其是民营机构, 应该提高对X射线诊断设备的重视程度, 及时更换陈旧的设备和零部件, 加强资金投入, 保证诊断结果的准确性。设备操作人员应提高自身的业务水平, 加强学习, 严格按照规定进行操作, 掌握先进的技术和理念, 及时发现设备可能存在的问题, 避免影响临床诊断结果, 为疾病的治疗提供科学依据。
摘要：目的 探讨和分析医用X射线诊断设备影像质量控制检测的结果, 为临床诊断工作提供科学依据。方法 对该地区于2015年112月间使用的医用X射线拍片机、透视机的主要性能指标开展状态检测和评价。结果 对95台X射线设备影像质量控制进行检测, 其中医用X射线拍片机65台, 医用透视机30台, 公立医疗机构的医用X射线诊断设备检测合格率在45.46%61.11%之间, 民营医疗机构的检测合格率在20%26.67%之间, 二者之间的差异有统计学意义 (P<0.05) 。拍片机的检测单项合格率在76.92%93.85%之间, 透视机检测单项合格率在42.86%86.67%之间, 拍片机影像质量检测合格率较透视机高, 两组差异有统计学意义 (P<0.05) 。结论 从该次检测结果来看, X射线诊断设备影像质量控制情况良好, 但还存在着一定的不足之处, 需要做进一步的改进。
关键词：医用X射线诊断设备,影像质量控制,检测,应用价值
参考文献
[1]周建.关于常规医用X射线诊断设备影像质量控制检测结果的分析[J].医疗装备, 2015, 9 (6) :16-17.
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X射线影像工作人员 篇3
1 X射线如何被发现还有它的原理
物理学家伦琴1985年在实验室里从事阴极射线的实验工作时发现在黑暗的房间里, 被黑纸包着的放电管在小桌上的亚铂氰化钡做成的荧光屏发出闪光。于是着力研究此现象, 发现拿各种东西去遮挡, 产生不同效果, 有些能挡住, 有些不能挡住, 6个星期后他确认这是新的射线, 第一张人手X射线照片就是他为她夫人拍下的, 年底他以通信方式将这个发现公之于众, 在《一种新射线 (初步通信) 》里, 他称它为X射线, 他当时也无法确定这个射线的本质。后来人们知道X射线是一种比可见光波长更短的电磁波, 医学中使用0.001~0.1nm波长的X射线。产生X射线的装备由X射线管、变压器还有操作台组成, X射线管的极阴极是钨丝做的, 在有电流通过时会发射热电子, 阳极是由熔点很高的金属做的。通电后, 阴极像阳极发射电子, 当高速电子撞击阳极金属原子, 就产生了X射线。
2 X射线如何成像的
为什么X射线可以再荧光屏活胶片上成像呢?X射线具有穿透性、荧光性还有感光作用, 而且人的内脏器官的密度和厚度并不是完全一样的。在X射线通过人体后, 内脏器官厚度大的, X射线在穿过后, 就衰减的多, 所以在荧光屏上产生的荧光就少, 就会暗, 而胶片上的感光少, 颜色就淡;如果厚度小, 那么就是相反的状况。这就是X射线的成像原理。
3 X射线用于影响诊断领域的使用情况
上面介绍的成像原理, 用这个原理使得X射线透过人体时, 在荧光屏活胶片上呈现出不同密度的影像, 基于影像颜色的明暗, 结合平时的病症特征, 化验结果, 就能断定各种病的状况, 肿瘤的情况等等。
3.1 X射线用于影像诊断的使用
X射线穿过人体, 然后经过衰减与处理后, 在胶片上成像。这样的好处是:可以清楚的看见具体影像, 具有良好的感官效果, 可以永远存在, 而且不要很多的X射线。可是也有不足的地方, 使用X射线不能马上就知道结果, 只能拍下当时情况, 无法得知器官的变换情况, 而且每次只能成像一个部位。在做透视检查的时候, 病患处于X射线管和荧光屏中间, 成像后, 医生可以马上观察、分析。透视有它的好处, 可以检查多个部位, 病患也能在检查时移动, 便于医生检查病患器官的活动情况。不足的地方就是, 和拍片相比, 他不能留下影像情况, 不便于对患者的复检与比较;而且它的成像不清楚, 太过细小的病征和结构不方便查看;如果X射线放射太多, 对人体也会有不利。
3.2 将计算机技术应用于X射线影像诊断
在计算机出现以后, X射线在成像诊断的应用也飞速发展, 出现了X射线摄影、数字减影血管造影等一系列新的基于X射线的成像技术。
(1) 计算机X射线摄影 (CR) , 与普通成像不同, 他不是使用胶片, 而是采用影像版, 将X射线的成像数字化;打破普通成像技术的的约束性, 使得图像更清楚, 而且可以运用计算机对影像进行处理, 可以多层次的观察, 从而减少X射线的放射量, 使患者的损害降低。这项技术现在已经被大量使用。 (2) 数字化X射线摄影 (DR) , 此技术与计算机X射线摄影有别, 它通过信号采集技术, 将模拟信号转换成数字信号然后存储在计算机里, 可以分析、保存。数字图像更清晰, 观察范围更加广泛, 对于对比度非常低, 非常小的物体, 也能很好观察, 而且X射线的剂量只有普通的10%。速度也是计算机X射线摄影的3倍。 (3) 将血管造影的图像经过数字化以后, 可以把用不到的图像去掉, 只看血管图像。它的特点也是图像清晰, 检查血管的病症、变化, 对血管宽度的度量、评估以及诊治提供了真实图像。 (4) 电子计算机X射线断层扫描 (CT) , 此技术的关键就是构造出立体的断层图片, X射线以旋转的方式, 全面照射人体, 通过特殊装置将光转变成电信号, 在电脑呈现出立体图形, 影像可以层层的叠加, 最后成像一个立体图像。早起探测器职业一个, 如今又将近5000个, 也不再是以前的单纯平移、旋转、固定到现在的以螺旋方式照射。
4 我国近些年开始逐渐意识到电离辐射对于人体的损害, 因为X
射线在医学上的运用越发广泛, 在医学上的X射线照射已近比高于职业照射和日常的辐射, 这已近是社会大众所受辐射的最大的来源。国家意识到辐射对人体的危害, 在2002年制定了反射性肿瘤判断标准, 对高危职业和非职业原因二发生的几种肿瘤病因做出判断, 以保护这类人群。
5 X射线在国内应用中存在的问题以及未来发展
(1) 由于各个地方的经济状况不同, 以至于用于诊断的x射线装置在各地的拥有人群密度不同, 有些富有的地区已经于发达国家并驾齐驱, 而一些贫困地区却是低于世界平均水平。 (2) 供需比例不协调, 一些专有的X射线数量非常少, 所以有些地方用普通x射线机进行专科检查, 这样会使得人体接受太多辐射, 对人体造成损害。 (3) 目前X射线用于医疗的设备发展的非常迅速, 可是专业操作的人员确非常少, 导致初级人员较多, 专业职员稀少, 这样会使得X射线医用设备使用情况不理想。就这些问题, 就需要更好的了解我们过现有X射线医用设备的拥有情况、使用情况, 从中发现问题, 对于薄弱的地方, 需要有针对的去强化其保护工作, 培养更多的专业人员, 正确的使用X射线医用设备。
摘要：就X射线发现的过程及其原理, 再结合我国X射线设备的使用状况来讲解它是如何成像的, 介绍它在医学诊断领域的用途和目前国内在防止电离辐射方面的措施, 总结它在国内应用中存在的问题以及未来发展。
X射线影像工作人员 篇4
1 X射线及其原理
1895年, 伦琴意外发现一种可穿透物体而人眼无法看见的射线, 由于对其产生不能进行科学解释, 伦琴采用数学中的X称其为X射线。直至20世纪初才发现X射线是一种电磁波, 波长范围在0.001~100 nm, 比可见光波长更短, 医学上只应用波长在0.001~0.1 nm的X射线。医学上由变压器、X射线管及操作台构成X射线产生装置, X射线管为采用钨丝制成的真空管, 具有阴阳极, 通电后可产生热电子, 阳极由高熔点金属制成[1]。
2 X射线成像原理
X射线经人体形成影像, 主要是由于X射线具有穿透性、感光性与荧光作用, 以及人体组织器官在厚度与密度方面存在一定差异。按照对X射线吸收的差异, 通常可将人体组织分为骨骼、脂肪、软组织、气体4大类, 其与X射线吸收系数、比重与影像密度具有一定关系。
3 X射线在临床医学影像诊断中的应用
X射线强度均匀透过人体不同部位时衰减程度存在差别, 进而显示的阴影也具有不同密度[2]。结合对比阴影浓淡情况与临床表现、化验及病理结果, 即能够确定体内肺结核病灶、骨折程度、肿瘤位置及大小等, 可为医生确诊提供重要参考依据。
3.1 拍片与透视
在拍片检查时X射线容易被检体吸收及散射, X射线从被检体穿过处理后投向胶片, 显影处理后即可成为可见影像。拍片的对比度与清晰度均较高, 可将拍摄影像永久留存。X射线辐射剂量较小, 拍片不能及时得到检查结果, 特别是无法观察器官活动状态, 只能结合投照依次显示不同部位。患者透视检查过程中, 被置于X射线管与荧光屏之间, 在荧光屏或监视器上呈现透过X射线的影像, 经医生观察分析可进行准确诊断。透视具有检查范围比较广、可对患者移动并在多个不同角度观察等优点[3]。
3.2 医学影像诊断中X射线与计算机技术的应用
近年来, 结合计算机技术与X射线成像, 在医学影像临床诊断中, 逐渐形成的数字化X射线摄影、计算机X射线摄影、电子计算机X射线断层扫描、数字减影血管造影等成像的新技术, 已被广泛应用于各类疾病的诊断中, 并获得比较准确的诊断结果。
4 防护电离辐射的措施
X射线诊断技术应用较广, 医用X射线辐射剂量较职业及公众辐射剂量高, 成为人工所受最大电离辐射剂量、辐射的来源。国内已意识到人体受到电离辐射的损伤。颁布的“放射性肿瘤判断标准”为不同原因照射后而发生白血病、肺癌等辐射病提出比较准确的诊断标准。
5 结束语
随着医学影像诊断技术的不断发展, X射线的作用将愈加重要, 但临床中应用X射线诊断还存在下列问题, 一是地区间经济不均衡发展导致医疗机构的X射线诊断设备分布不均, 一些发达省份已与发达国家水平相接近, 而欠发达地区则具有较大差距;二是需求与有限投入不存在任何比例的关系, X射线专用医疗设备相对较少, 普通X射线设备主要应用于牙科及乳腺等疾病的诊断, 或采用胃肠造影机检查其他类型, 易引起体表剂量比有关规定明显增高的情况;三是相对于放射诊断影像技术的迅速发展, 对培养医学影像专业人才提出了更高的要求, 操作X射线诊断设备人员中具有丰富经验的高中级职称人员比重不高, 使其使用水平也普遍不高。
参考文献
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X射线影像工作人员 篇5
1. 探测器质量评价的测试条件
所使用的恒压高压发生器,其纹波百分率应不大于4。X射线管的标称焦点值应不大于1.3。在考虑探测器的性能指标和图像质量时,需要获取图像。通常这些图像是原始数据图像,它们允许对未处理数据进行线性化或者与图像数据无关的校正[2]。如:
·未处理数据中坏的或失效的像素可以像常规临床使用中那样用适当数据代替;
·平面视野校正还包括:辐射野的不均匀性校正、个别像素的数据偏移校正、个别像素的增益校正。这些可以按照常规临床使用中的方法进行。
·几何失真效应可按常规临床使用中的方法进行。
有一些探测器由于物理结构原因需要进行线性化校正,当这些处理是线性的并不影响图像质量时,可以允许进行。
2. 探测器质量评价的主要指标及评价方法
2.1 调制传递函数
MTF是用空间频率来表示输出调制与输入调制之比的函数,可对成像系统的分辨力参数进行定量描述,并可以客观精确地描述成像系统和其组成部分的信息再现率。在数学关系上,MTF在数值上是光学传递函数的绝对值,是值域为{0,1}以空间频率为变量的函数。如果MTF值为1,说明探测器对信息的再现率为100%。MTF的计算方法是:首先读取MTF图像数据,边缘提取,确定边缘倾斜角度,然后计算出边缘扩散函数(Edge spread function,ESF),差分运算后得到线扩散函数(Line spread function,LSF),再作傅立叶变换得到MTF,归一化处理得到最终MTF曲线。MTF的计算步骤如图1。
2.2 量子探测效率
DQE是描述X射线探测器成像性能的主要参数,表示探测器在把射线影像转换成数字影像时图像信噪比所保留的比率[3]。在X线影像领域射线影像的噪声是与曝光剂量密切相关的,所以DQE的值同样也表达了数字影像设备对入射剂量的利用效率。DQE是照射量和空间频率的函数。DQE的计算公式如下:
NPSin(u,v)表示探测器的输入噪声功率谱,MTF(u,v)表示探测器的调制传递函数,NPSout(u,v)表示探测器的输出噪声功率谱。输入噪声功率谱(NPSin(u,v))等效于输入的光子流量数量涨落影响:
式中Q是光子流量,既单位面积(1/mm²)上的辐照光子数量。Q依赖于X辐射的能谱和空气比释动能的水平,计算公式:
式中Ka为空气比释动能,单位:μGy;E为X射线能量,单位:ke V;Φ(E)/Ka为单位空气比释动能的X射线能谱,单位:1/(mm2·ke V·μGy);SNR2in是每单位空气比释动能信噪比的平方,单位:1/(mm2·μGy)。对应辐射质量的SNR2in具体数值可通过查相应标准中的表获得。为了计算X射线的图像反映的系统噪声的量,计算出噪声功率谱NPSout,首先需要获得统一的曝光图像,采用测量装置(移去MTF测试模板),并调整实验参数,以得到三种剂量条件下的图像,然后从图像上测量输出噪声功率谱,公式4。
式中M表示ROI的数量,Δx,Δy表示一个像素的物理尺寸(在水平及垂直方向上像素的间距),I(xi,yj)为图像像素的线性化数据,S(xi,yj)为最佳二维拟合多项式。
2.3 暗电流
暗电流表示在没有X射线曝光情况下,探测器的电子涨落。暗电流与探测器指定的电子增益有关。探测器暗电流的测量通过采集一组(如16幅)暗图像序列,对每个像素求取16幅暗图像的标准方差形成探测器的暗电流图像,暗电流图像的中值对应的电子数(e-)即为探测器暗电流。暗图像的采集应使用探测器指定的电子增益,并设定探测器支持的最大的曝光时间[4]。计算暗电流时应知道电子数与图像的灰度值大小的对应关系。
2.4 灵敏度
灵敏度是表示探测器将X射线辐射光子转换为电子信号的效率。单位为电子每光子(e-/photo)。该参数比较适用于同类型探测器的对比。探测器的灵敏度是在剂量线性范围内,通过单位像素对应的电子数和辐射光子数关系曲线得到。
测试步骤如下:
(1)选择标准辐射质量。建立标准辐射条件的调整程序,见YY/T 0481-2004中图7。通过调节管电压和附加滤过,得到标准辐射质量对应的半价层。测试布局见YY/T0481-2004中图2;
(2)在探测器的剂量线性范围内均匀取5个剂量点,曝光得到5幅对应图像;
(3)测得每幅图像的像素平均值,由Pix=k·Ne,可得:
式中:Ne表示单位像素电子数,k表示像素值与电子数的转换系数,Pix表示像素值;
(4)分别由5个剂量点计算出单位像素上照射的光子数:
式中:P表示单位像素上的光子数,单位为个;ka表示测量到的空气比释动能,单位为微戈(u Gy);SNR2in表示单位空气比释动能信噪比的平方,单位为毫米平方微戈分之一(1/(mm2·u Gy));S表示单位像素面积,单位为mm2。
(5)通过公式5)和公式6)可得到单位像素上电子数和单位像素上辐射光子数相对应的5组数据,由最小二乘法做线性拟合,建立一个模拟函数。该线性函数的斜率即为灵敏度。辐射光子数通过读取图像灰度值,然后根据转换函数计算得到。
2.5 动态范围
动态范围是指探测器能够线性地探测出X射线入射剂量的变化,其值等于最高剂量与最低剂量之比。用分贝(d B)表示。
动态范围的值由剂量线性范围中的最大剂量值除以最小剂量值得到。由以下公式计算用分贝(d B)表示:
式中:d表示动态范围分贝值,Smax表示探测器最大输入剂量值,Smin表示探测器最小输入剂量值。
假如,探测器能线性地探测出剂量变化最低值是1μGy,剂量低于1μGy时输出都是0,能探测的最高值是10m Gy,剂量再高输出也是相同,那么两输入剂量高低之比是10m Gy:1μGy=10000:1(即10的4次方),为该探测器的动态范围,其值也可表示为80d B。在无法接近影像接受面时可以采用折算的方法。
2.6 残影
残影是指前次影像信号读取后由于信号清除不彻底而导致在随后一次影像中产生的前次影像的部分或全部[5]。试验方法如下:设置X射线管电压为80k V、100m As,SID为1.8m。置厚度为20mm的纯铝衰减体模于X射线野中心,使之覆盖整个X射线野;置直径10mm、厚度2mm的铅盘于X射线野中心,按设置的SID和加载因素实施第一次曝光,在1min时间内去掉铅盘后用70k V、1m As的曝光条件进行第二次曝光。检查第二次曝光所生成的图像,取原本有铅的区域与无铅的区域的读数之差,与第一次曝光所生成图像的有铅与无铅区域读数之差做比较,前者应小于后者的0.5%。
2.7 伪影
伪影是指影像上明显可见的结构,它既不体现物体的内部结构,也不能用噪声或系统调制传递函数来解释。试验步骤如下:设置X射线管电压为80k V、100m As,SID为1.8m。置厚度为20mm的纯铝衰减体模于X射线野中心,使之覆盖整个X射线野;按设置的SID和加载因素曝光;适当调整窗宽窗位,通过目视检查所生成图像中是否存在伪影。
2.8 影像均匀性
影像均匀性是指影像接收面上不同区域对入射空气比释动能响应的差异。影像均匀性的值的计算由影像规定采样点的灰度值标准差R与规定采样点的灰度均值Vm之比得到。
试验方法:设置加载因素为X射线管电压70k V、100m As,SID为设备允许的最大值,当设备允许的最大SID值超过1.8m时设为1.8m。置厚度为20mm的纯铝衰减体模于X射线束中心,使之覆盖整个照射野。按设置的SID和加载因素实施曝光采图。在影像中心及影像四周从中心至四个顶点约2/3的位置上选取5个采样点,在每个采样点中分别读取(64×64)个像素的像素值,并计算出每个采样点内像素灰度值的平均值Vr,然后按公式8)、公式9)计算:
其中:Vm为五个采样点的像素值均值,R为五个采样点的像素值标准差。
3. 总结
综上所述,调制传递函数和量子探测效率是评价X线探测器图像性能和X射线吸收效率最客观的参数。一个理想的X线探测器应当具有足够的灵敏度,当很微弱的X线照射到探测器表面后,都应当被相应的像素测量到。此外,探测器还需要有足够的动态范围,即在大于灵敏度剂量几千倍的情况下,依然保持可测量性。如果大于灵敏度很多倍的情况下,所有的输出数据不再根据X线剂量的增加而增加,这个剂量被称为饱和剂量。一个好的探测器需要有足够大的无饱和入射剂量,才可能在X线剂量差别十分悬殊的情况下,保证大剂量区域和低剂量区域都能得到精确的测量。若照射时探测器表面的最大入射剂量超过了校正时探测器表面的最大入射剂量,则会导致图像失真(剂量失校正现象)。
文章中虽然没有对探测器的坏点和坏线进行评价,但是坏点和坏线的数量是探测器成像质量最基本的考核指标。有时候小部分像素会出现严重偏离大多数像素的特性,这时像素将被当作坏点来处理,坏点是通过暗场图、亮场图分别取得的。需要识别坏点的类型和位置,进行坏点校正,优化图像质量。从临床角度,中心区域(1024×1024)最为关键,是胸椎等临床观察的有效图像区域,该区域的坏线将直接影响图像质量,故需要进行控制。对于数字化X射线影像探测器的质量评价必须综合运用各种评价系统来进行整体性的评价。
关键词：数字化X射线影像探测器,调制传递函数,量子探测效率,暗电流,灵敏度,动态范围残影,伪影,影像均匀性
参考文献
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