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传统X光胶片成像和X射线数字成像的区别
- 2021-10-13-

一、 成像原理

1. DR 是一种X射线直接转换技术,它使用平板探测器接收X光,平板探测器有CCD,非晶硅,非晶硒等种类,有探测器上覆盖的晶体电路把X线光子直接转换成数字化电流。


2. CR是一种X射线的间接转换技术,它利用图像板作为X光检测器,图像板受到X线照射后立即发出荧光,在这个过程中X线的能量损失近一半,并以潜像的形式储存空间图像中残留的X线强度变化。潜像信号随着时间衰减。扫描仪扫描图像板时,潜像信号经激光转化为可见光,通过光电系统送到计算机成像。


3. X射线胶片成像技术是X光照射到胶片的乳剂层,乳剂层内的卤化银晶体发生化学反应,并与邻近也受到X光照射的卤化银晶体相互聚结起来,沉积在胶片上,留下影像。乳剂层接受到的光量愈多,就有更多的晶体聚结在一起,光量愈少,晶体的变化和聚结也愈少。没有光落到的乳剂上也就没有晶体的变化和聚结。由此得到不同的影像。


二、 图像质量 


1 .图像分辨率 

CR系统由于自身的结构,在受到X线照射时,图像扳中的磷粒子使X线存在着散射,引起潜像模糊,更严重的是在读出影像的过程中,扫描仪的激发光,在穿透图像扳的深部时产生散射,沿着路径形成受激荧光,使图像模糊,降低了图像的分辨率。

DR系统不存在光学模糊,其清晰度主要由像素尺寸决定。空间分辨率高,动态可调范围宽,有丰富的图像后处理功能,从而可以获得满意的诊断效果。

胶片成像 高质量的胶片中碘化银颗粒大小可以达到十几微米甚至更小,因此胶片可以达到非常高的分辨率。

2 .曝光宽容度


相对于X射线胶片成像技术,CR和DR由于采用了数字技术,动态范围广,都有很宽的宽容度,但DR系统允许照相中的技术误差,即使在一些条件难以掌握的场合也能获得很好的图像。

3 .噪声 


在CR系统中存在许多噪声源,包括图像扳的结构噪声,在转换和检测X线光子中引入的波动,激光功率漂移,激光束位置的漂移,激光束激光图像扳发出的几率波动以及电子链中的噪声等。

DR系统中的噪声主要是结构噪声,但由于DR在直接截获图像前,能自动对探测器阵列进行恢复,因此,大大的减低了结构噪声,相比之下,DR的信噪比比CR高得多。


三、 曝光剂量

DR系统能直接获取数字图像数据,而CR系统是利用残留的潜像来生成图像,并且随着时间的推移,信号存在衰减,因此,相对于DR和X射线胶片成像技术,CR的X线量子转换率(DQE)比较低,曝光剂量要求高。



四、 工作流程对比

1) CR系统产生一幅图像需要先把IP板曝光,再拿到扫描仪读出,整个过程需要多个步骤,时间较长。


2) DR系统中,在曝光结束即可得到图像,而且探测器可以固定在设备内,技术人员无需移动探测器,减轻了劳动强度,节省了时间,提高了工作效率。


3) 胶片成像的影像形成有三个阶段:显影→定影→可见影像形成,可以通过人工手洗完成,也可以通过胶片洗片机完成。


五、 网络集成 

CR和DR系统,获取的都是数字图像,都能联网,但DR是直接转换技术,集成的DICOM3.0标准协议使DR的网络集成特性更强。DR技术对常规投照式X线影像产生了革命性的改变,许多方面都优于CR和X射线胶片成像技术。

六、 图像存储

传统胶片保存、管理、查询需要花费大量的人力、物力及时间,另外胶片会随保存时间的增加而逐渐变质,使影像质量下降。CR和DR数字图像,可利用计算机的海量存储,以数字化的电子方式进行管理,将不再需要庞大而难于保管的底片库。

七、 缺陷判断

胶片成像技术的评片依赖于评片人员,这种方法简单,但是劳动强度大、主观性强、一致性差。目前绝大数焊缝缺陷检查,包括胶片成像和数字成像皆采用人工判断,使用与一般性缺陷检测的自动识别技术还不够成熟。但在PCB板、铝轮毂、锂电池等行业,缺陷自动判断系统提高了产品的一致性和质量保障。


八、 设备成本

对于大型企业来说,在购进数字成像系统时费用相对较高,但在两年甚至一年时间内节省胶片的费用和数字成像系统相当,从长远看来,采用数字成像成本远远低于胶片成本。



九、 环保

CR和DR都消除了胶片冲洗中工业重金属的污染与有害废水的产生,有利于环境保护。

十、 结束语

从使用环境、成本来讲,数字成像大大优于胶片成像。从成像速度来讲,胶片成像技术已远远不能满足现代化生产过程的需求。随着高新技术的不断发展发展,数字成像技术在许多领域逐步取代胶片成像技术。