医疗数字X射线成像及其发展趋势——与医用胶片相关的问题

　　自1895年伦琴发现X射线， 而后拍得X射线照片以来，利用X射线照射人体并用胶片记录和贮存所获得的影像以诊断病情的技术逐步发展， 早已得到广泛应用，如今已是一项不可缺少的医疗诊断手段。随着社会的进步，为更好满足X射线成像诊断的需要，X射线成像用胶片和配套的增感屏技术以及满足 X-CT诊断所需的胶片都有了长足的进步， 品种已有数十种之多并配套齐全，质量已充分满足医疗成像的要求。可以说，服务于X射线成像的影像材料体系已高度发达，接近完美。

　　上世纪九十年代以来， 数字成像技术逐渐成熟，在新闻、金融、日常照相等各领域的应用逐步扩大,已在多数领域占据统治地位。数字成像已是发展的大势所趋，自然，也在医疗X射线成像领域继X-CT之后进一步得到应用，并正在快速发展。

　　1 医疗数字X射线成像系统

　　上世纪七十年代初FUJI公司首先开发成功并上市 FCR(Fuji Computed Radiography System)系统，用荧光影像板(IP—Image Plate)代替胶片记录X射线影像，通过激光读出、光电倍增管和模数转换而获得数字影像，开创了传统医疗X射线成像的数字化新纪元。与传统屏片成像相 比， 数字X射线成像系统有许多优点，包括：所需的X射线剂量更小(至少可减1/3)、图像信息量更大、可通过软件处理而提高诊断质量、曝光准确而减少重拍、影 像可通过网络传输、影像存储方便、无胶片湿加工带来的污染等等; 或者从质量和效益的角度将之归纳为：更小的照射剂量，高质量的影像和更好的诊断效果和效率，更有利于环保，更方便的拍摄操作和更高的射线诊断部门工作效 率。由于医疗数字X射线成像有这些显著的优点而受到医疗单位和病人的欢迎而得到越来越广泛的应用。因此，KODAK、FUJI和AGFA 等世界各大影像材料公司都在积极发展自己的数字X 射线成像系统，特别是结合其所长，大力发展CR和DR 系统; 各大医疗设备公司都陆续有医疗数字X射线成像设备上市，包括美国的KODAK、GE，日本的FUJI、岛津、东芝、KONICA-MINOLTA， 德国的AGFA、 SIEMENS，荷兰的PHILIPS等等。

　　数字X射线成像， 目前有计算机射线成像系统(CR，FUJI公司又称作用暗合的系统—Cassette-Based System) 和直接射线成像系统(Direct Radiography System ─ DR) 或称数字射线成像系统Digital Radiography System─DR)。CR系统，是传统屏片X射线成像机的数字化升级， 是在原X射线成像机的基础上，用影像板代替屏、片，并增加数字射线成像机和影像处理软件组成;DR系统则是一套X射线成像系统的全新配置， 其数字化的核心是将X射线能量直接转化成电信号的直接X射线成像技术。FUJI公司的FCR (Fuji Computed Radiography)系统采用影像板为影像传感器。拍照时，穿透人体的X射线激发影像板影像记录层中的二价铕离子而释放出电子， 该电子为记录层储存荧光体—氟化钡晶体中的卤离子正穴捕获而生成潜影。然后用激光扫描，此时，以半稳态F中心形式存在的潜影受激而释放出电子，同时发出荧 光(该电子与三价铕离子反应生成二价铕离子);该荧光(影像)为光电倍增管接收并转换为电信号，经过模数转换，由计算机处理成为数字影像〔1〕。其他公司 的CR系统也多采用荧光技术，但与FUJI公司有所不同，例如美国KODAK公司是用碘化铯将X射线能量转化为光， 而后再由非晶硅薄膜晶体管(TFT―Thin film transistor)阵列转化成电信号〔2〕。作为DR系统的影像生成和捕获，许多公司采用平板检测器， 将X射线能量直接转换为电信号而得到数字影像。例如，美国KODAK公司的平板检测器是用非晶硒捕获和转化X射线能量， 用非晶硅薄膜晶体管(TFT―Thin film transistor)阵列实现影像电信号的采集〔2〕。作为DR系统的检测器，除非晶硒结合非晶硅之外，还有CCD、CMOS;而FUJI公司仍然采用 荧光技术，配合Fuji HD Line 扫描技术—Fuji HD Line Scan Technology〔3〕。以后，出现了用LCD作为传感器的医疗数字X射线成像系统(2005年4月，由SHARP、岛津和新电元工业联合开发的、采 用液晶技术为传感器的新医疗诊断数字射线成像系统对外发布， 已开始在日本北九州的一家医院试用〔4〕)。