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The Basic Element of Digital Radiology Department--Computed Radiography and Digital Radiography<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />
张力方 张红帆
上海交通大学附属第一人民医院设备科，上海 200080
一、引言
在过去的十多年中，数字技术的进展成为驱动放射科学发展的重要力量之一。数字技术变革放射学，使放射学在医学诊断与治疗方面始终不停地超越着其在这些领域内已有地位。数字化医院的建设已成为中国大地上许许多多医院的梦想，其中首当其冲的放射学科正加紧地向数字化迈进，不少单位已经打出了数字化放射科的旗号，而组成数字化放射科的基本元素就是CR和DR两大产品体系。
二、计算机放射照相系统——CR
CR（Computed Radiography）是用类似增减屏的IP板经X射线曝光后，再经读出器用激光扫描并光电转换后获得电信号，再经A/D转换、处理，形成数字图像。CR机早在70年代由日本富士公司推出产品应用临床。当时昂贵的费用使医院望而却步，阻碍了CR技术的应用发展。如今，随着半导体芯片和计算机技术的推陈出新，存贮器的集成度不断提高，价格越来越低，CR技术正逐步走向各级医院。
1. CR的模式
(1)传统的集中式CR（C-CR）
在过去，数字化拍片系统的高成本只能使各单位拥有少量的CR系统，为了满足临床多台X光机的需求，消除工作人员拿着影像扫描板排队的现象，除了不断加快CR机的扫描处理速度，从50-60张/小时加快到100-120张/小时之外，还从影像板单个预备位（俗称单槽）发展成多个预备位（俗称多槽），最多的机器在输入处和输出处各可以存放8-12块影像板，以方便多台机器的影像板使用，至今为止,传统的集中式CR（C-CR）还是医院采用的主要方向。
(2)分布式CR（D-CR）
集中式CR虽然节省了成本，却带来了不少问题。首先放射科技术员需要从机房至CR扫描室不停地来回奔走；其次要购置更多的影像扫描板; 第三若遇拍摄的图像存在问题需第二次拍摄时，所花费的时间太长，无法提高病人流通量。于是分布式CR（D-CR）出现开拓了一个全新理念——将CR配备到每一个X线室，CR与CR、CR扫描机与图像工作站系统之间通过网络相互连接，相互备份。D-CR的优势简化了拍片流程，降低了工作人员的劳动强度，使CR的应用领域扩大到医院的各个角落，包括ICU和隔离病区，与移动X光机配套使用甚至可扩展到偏远卫生所、战地医院、以及其它一些特殊领域。
2. IP板的主要参数
(1)IP板类型
根据CR激光扫描机的工作原理，IP板分为软性IP板和硬性IP板，软性IP板在进入扫描机时可以进行弯曲行进，扫描板进出更为方便，节省扫描机空间，使机器更紧凑，缺点是长期多次的弯曲，影响IP板的寿命。而硬性IP板进出扫描器时直进直出，克服了弯曲过程，延长了寿命，反之使CR系统的工作链更复杂，机器更庞大。
(2)IP板分辨率
IP板像素尺寸大小是取决于CR空间分辨率的关键，早期的IP板像素尺寸（点矩）在200微米左右，即5点/mm，理论线堆数2.5LP/mm。近期各厂家分别开发了新型的影像板，称为HR型高分辨率IP板，像矩缩至100微米之下，即10-11点/mm，使理论线数堆数达到5LP/mm以上，同时又提高了灵敏度，使图像质量得到进一步提高。
3. 图像处理工作站
CR图像处理工作站的系统功能是对整个工作流程进行全面的控制，从填入病人基本信息姓名、X-线号、住院号等，到从扫描器上采集病人图像，然后可以自动或人工的方式进行各种图像处理，直至打印、存储。
图像处理工作站的功能配置，可以差异甚大,简单的只含有普通处理软件: 如窗宽/窗位调整、边缘增加、密度调整等基本功能；强大的集多名专家经验形成有多种的自动处理功能，如自动梯度处理、频率处理、合成处理以及图像均衡处理,对改善所摄片的图像质量起到非常有效的作用。
在X线摄影数字成像与实现网络诊断中,通常依照显示器所显示的图像以目测方式进行分析与诊断，因此，选择高质量的医用图像显示器，不仅要注重空间分辨率，最好能达到2048×2560点,同时要注意密度分辨率即图像显示器的灰阶数,最好能够达到1024阶以上。
三、数字化照相DR系统（Digital Radiography）
当人们迎来21世纪的时候，放射影像界也迎来了一场放射数字化图像的划时代革命，由于直接数字化平板的出现，改变了传统影像链的组成方法，带来了数字化照相——DR的诞生。数字化平板分为2种，一种是直接转换方式，采用非晶硒材料，将X光信号直接转换成电信号，加薄膜半导体阵列构成平板检测器；另一种为间接主板技术，一块薄薄的平板中，碘化铯闪烁体将X-光转化为可见光，不定型硅矩阵将光信号转换为电信号，晶体管将电信号转换为数字信号传达到图像处理器。平板技术提供了极高的图像质量和极低的剂量。不但革掉了传统影像链中的影像增强器、光学系统、视频系统和模数转换器等繁琐结构，同时它也去除了传统影像链所造成的伪影和失真。平板探测器的动态范围比性能最好的影像增强器扩大了近10倍，大大提高了难以观察到的解剖结构的分辨率。
挑选DR系统首先要清楚自己的临床需求和DR系统的技术性能，两者最相符才是我们的最佳选择。判断一套DR系统的优劣，核心是图像质量和成像速度，它至少包含了三个基本方面，DR图像的空间分辨率、DR图像的密度分辨率和DR图像的预览时间。
1.空间分辨率
DR的空间分辨率从根本上来分析取决于像素尺寸大小。通常情况下，DR的像素点矩为200微米，以线对数来表示基本达到2.5LP/mm，目前有厂家的像素点矩已做到134微米，线对数达到3.6LP/mm，作为X线数字设备已经是相当不错的，当然这也仅仅是相对平板探测器而言的理论线对数，真正的分辨率则取决于DR系统的整条数据链，包括图像存贮、处理以及显示、打印等。
2.密度分辨率
动态范围是衡量探测器性能的一个关键指标，就平板探测器而言，它较普通X片、IP板有更大的动态范围，目前大多数DR平板探测器都能达到14bit，即从最暗到最亮的灰阶等级达到16384级，可以反映最小密度的层次变化，它优于传统放射影像系统，能看到以前看不清或看不到的信息，尤其是直接采集到数字图像，方便进行各类数字化图像处理，真正得到更多的细节，是DR系统受临床亲睐的重要特点。
3.成像时间
DR系统的另一个特点就是省时省力，由于革除了普通摄片必需冲洗片的过程，缩短了成像时间，一般仅需10秒钟左右，即能观察到拍片图像，一台设备一天能摄片200-300份，起到三台普通X线摄片机的能力，加快了病人流通量。当然预览时间应越短越好，它不仅反映了平板的特性，同时也反映了整个DR系统的处理能力，预览时间一般不超过10秒，较快者可以在5秒钟内完成。
作为DR系统，目前各家公司针对临床需求，推出各种各样机型。从平板探测器个数上来分有单板型和双板型两种；从功能上分，又有专用胸片机、专用拍片床机以及多功能拍片机型；从球管方式上又有悬吊式和立柱型之分。更有胸片架可翻转配悬吊球管，加上一个简易床即能作为多功能拍片机等等，设备类型相当之多，总有一款适合你的需求。但要切记的是，DR不仅仅是一块平板探测器，要想得到优良图像，还取决于发生器、球管的焦点以及滤线栅、电离室等部件的质量保证。
四、结语
有人会提出CR与DR都是组成数字化放射科的基本元素，到底选择哪一种最为适合？DR的普及是否意味着CR会退出历史舞台？笔者认为在当前尽管高新技术在不断发展，但我们的经济能力是有限的，CR比较DR，虽有费时、不省力之缺陷，但它的经济性以及能与普通拍片机相匹配的优点，在床边摄片以及各种费时的造影摄片过程中，同样焕发出其独存的魅力，CR与DR两类设备在相当长的时期内，将伴随着数字化放射科的开展而不断推陈出新。 | 
