Цифровая рентгенография
Форма рентгенографии

Цифровая рентгенография — это форма рентгенографии , которая использует рентгеночувствительные пластины для непосредственного захвата данных во время обследования пациента, немедленно передавая их в компьютерную систему без использования промежуточной кассеты. [1] Преимущества включают в себя экономию времени за счет обхода химической обработки и возможность цифровой передачи и улучшения изображений. Кроме того, для получения изображения с контрастностью, аналогичной обычной рентгенографии, можно использовать меньшее количество радиации .

Вместо рентгеновской пленки цифровая радиография использует цифровое устройство захвата изображения. Это дает преимущества немедленного предварительного просмотра изображения и доступности; устранения дорогостоящих этапов обработки пленки; более широкого динамического диапазона, что делает ее более снисходительной к пере- и недоэкспонированию; а также возможности применять специальные методы обработки изображения, которые повышают общее качество отображения изображения.

Детекторы

Плоскопанельные детекторы

Плоский детектор, используемый в цифровой рентгенографии

Плоскопанельные детекторы (ППД) являются наиболее распространенным типом прямых цифровых детекторов. [2] Они подразделяются на две основные категории:

1. Непрямые FPD Аморфный кремний (a-Si) является наиболее распространенным материалом коммерческих FPD. Объединение a-Si детекторов со сцинтиллятором во внешнем слое детектора, который сделан из иодида цезия (CsI) или оксисульфида гадолиния (Gd 2 O 2 S), преобразует рентгеновские лучи в свет. Из-за этого преобразования a-Si детектор считается непрямым устройством формирования изображений. Свет направляется через слой фотодиода a-Si, где он преобразуется в цифровой выходной сигнал. Затем цифровой сигнал считывается тонкопленочными транзисторами (TFT) или ПЗС с волоконной связью. [3]

2. Прямые FPD . Аморфные селеновые (a-Se) FPD известны как «прямые» детекторы, поскольку рентгеновские фотоны преобразуются непосредственно в заряд. Внешний слой плоской панели в этой конструкции обычно представляет собой высоковольтный электрод смещения. Рентгеновские фотоны создают пары электрон-дырка в a-Se, и транзит этих электронов и дырок зависит от потенциала заряда напряжения смещения. Поскольку дырки заменяются электронами, результирующая структура заряда в слое селена считывается матрицей TFT, активной матричной матрицей, электрометрическими зондами или микроплазменной линейной адресацией. [3] [4]

Другие прямые цифровые детекторы

Также были разработаны детекторы на основе КМОП и приборов с зарядовой связью (ПЗС), но, несмотря на более низкую стоимость по сравнению с ПФД некоторых систем, громоздкая конструкция и худшее качество изображения не позволили им получить широкое распространение. [5]

Твердотельный детектор с высокой плотностью линейного сканирования состоит из фотостимулируемого фторбромида бария, легированного европием (BaFBr:Eu) или бромидом цезия (CsBr). Детектор фосфора регистрирует энергию рентгеновского излучения во время экспозиции и сканируется лазерным диодом для возбуждения накопленной энергии, которая высвобождается и считывается массивом цифрового захвата изображения ПЗС.

Рентгенография с использованием фосфорной пластины

Фосфорная пластинчатая рентгенография [6] напоминает старую аналоговую систему светочувствительной пленки, зажатой между двумя рентгеночувствительными экранами, разница заключается в том, что аналоговая пленка была заменена пластиной визуализации с фотостимулируемым фосфором (PSP), которая записывает изображение для считывания устройством считывания изображений, которое обычно передает изображение в систему архивации и передачи изображений (PACS). [6] Ее также называют рентгенографией на основе фотостимулируемого фосфора (PSP) или компьютерной рентгенографией [7] (не путать с компьютерной томографией , которая использует компьютерную обработку для преобразования нескольких проекционных рентгенограмм в трехмерное изображение ).

После рентгеновского облучения пластина (лист) помещается в специальный сканер, где скрытое изображение извлекается точка за точкой и оцифровывается с помощью сканирования лазерным светом. Оцифрованные изображения сохраняются и отображаются на экране компьютера. [7] Было описано, что рентгенография с использованием фосфорной пластины имеет преимущество в том, что ее можно встроить в любое уже существующее оборудование без модификации, поскольку она заменяет существующую пленку; однако она включает дополнительные расходы на сканер и замену поцарапанных пластин.

Первоначально система выбора была основана на рентгенографии с использованием фосфорных пластин; ранние системы DR [ требуется разъяснение ] были непомерно дорогими (каждая кассета стоила 40–50 тыс. фунтов стерлингов), а поскольку «технология доставлялась пациенту», она была подвержена повреждениям. [8] Поскольку физическая распечатка отсутствует, а после процесса считывания получается цифровое изображение, CR [ требуется разъяснение ] была известна [ кем? ] как непрямая цифровая технология, ликвидирующая разрыв между рентгеновской пленкой и полностью цифровыми детекторами. [9] [10]

Промышленное использование

Безопасность

Обучение обезвреживанию боеприпасов (EOD) и тестирование материалов. 105-мм снаряд просвечивается с помощью портативного рентгеновского генератора с питанием от батареи и плоскопанельного детектора.

Цифровая радиография (DR) существует в различных формах (например, ПЗС и аморфные кремниевые формирователи изображений) в области рентгеновского контроля безопасности уже более 20 лет и уверенно заменяет использование пленки для рентгеновского контроля в областях безопасности и неразрушающего контроля (NDT). [11] DR открыла окно возможностей для индустрии НК безопасности благодаря нескольким ключевым преимуществам, включая превосходное качество изображения, высокую вероятность обнаружения (POD), портативность, экологичность и немедленное получение изображений. [12]

Материалы

Неразрушающий контроль материалов имеет жизненно важное значение в таких областях, как аэрокосмическая промышленность и электроника , где целостность материалов имеет решающее значение по соображениям безопасности и стоимости. [13] Преимущества цифровых технологий включают возможность предоставления результатов в режиме реального времени. [14]

История

Система прямой рентгеновской визуализации (DXIS) - отображение в реальном времени

Ключевые события

1983Системы рентгенографии с люминофорной стимуляцией впервые были введены в клиническую практику компанией Fujifilm Medical Systems . [15] [16] [17]
1987Цифровая рентгенография в стоматологии впервые была представлена ​​как «RadioVisioGraphy». [18]
1995Французская компания Signet представила первую стоматологическую цифровую панорамную систему. [19]
Представлены первые детекторы из аморфного кремния и аморфного селена. [20] [21]
2001Появился первый коммерческий непрямой CsI FPD для маммографии и общей рентгенографии. [22]
2003Беспроводные КМОП-детекторы для стоматологических работ впервые представлены компанией Schick Technologies. [23]

Смотрите также

Ссылки

Библиотечные ресурсы по
цифровой рентгенографии
  • Ресурсы в вашей библиотеке
  1. ^ Марчиори, Деннис М. Клиническая визуализация: с дифференциацией скелетных, грудных и брюшных паттернов. Elsevier Mosby, 2014.
  2. ^ Neitzel, U. (17 мая 2005 г.). «Состояние и перспективы технологии цифровых детекторов для CR и DR». Radiation Protection Dosimetry . 114 ( 1– 3): 32– 38. doi :10.1093/rpd/nch532. PMID  15933078.
  3. ^ ab Lança, Luís; Silva, Augusto (2013). «Цифровые рентгенографические детекторы: технический обзор». Цифровые системы визуализации для простой рентгенографии . Нью-Йорк: Springer. стр.  14–17 . doi :10.1007/978-1-4614-5067-2_2. hdl :10400.21/1932. ISBN 978-1-4614-5066-5.
  4. ^ Ристич, Горан С (2013). "Цифровые плоскопанельные рентгеновские детекторы" (PDF) . Третья конференция по медицинской физике и биомедицинской инженерии, 18-19 октября 2013 г. 45 ( 10). Скопье (Македония, бывшая Югославская Республика): 65–71 .
  5. ^ Verma, BS; Indrajit, IK (2008). «Влияние компьютеров в рентгенографии: появление цифровой рентгенографии, часть 2». Indian Journal of Radiology and Imaging . 18 (3): 204– 9. doi : 10.4103/0971-3026.41828 . PMC 2747436. PMID  19774158 . 
  6. ^ ab Benjamin S (2010). «Рентгенография с фосфорной пластиной: неотъемлемый компонент беспленочной практики». Dent Today . 29 (11): 89. PMID  21133024.
  7. ^ ab Rowlands, JA (7 декабря 2002 г.). "Физика компьютерной радиографии". Physics in Medicine and Biology . 47 (23): R123-66. doi :10.1088/0031-9155/47/23/201. PMID  12502037. S2CID  250801018.
  8. ^ Фрайхерр, Грег (6 ноября 2014 г.). «Эклектическая история медицинской визуализации». Новости технологий визуализации .
  9. ^ Эллис-Робертс, Пенелопа; Уильямс, Джерри Р. (2007-11-14). Физика Фарра для медицинской визуализации. Elsevier Health Sciences. стр. 86. ISBN 978-0702028441.
  10. ^ Холмс, Кен; Элкингтон, Маркус; Харрис, Фил (2013-10-10). Основные принципы физики Кларка в визуализации для рентгенологов. CRC Press. стр. 83. ISBN 9781444165036.
  11. ^ Мери, Доминго (2015-07-24). Компьютерное зрение для рентгеновского контроля: визуализация, системы, базы данных изображений и алгоритмы. Springer. стр. 2. ISBN 9783319207476.
  12. ^ "Обзор цифровой радиографии на службе аэрокосмической отрасли". Vidisco . Получено 2021-02-02 .
  13. ^ Ханке, Рандольф; Фукс, Теобальд; Ульманн, Норман (июнь 2008 г.). «Методы неразрушающего контроля и характеристики материалов на основе рентгеновского излучения». Ядерные приборы и методы в физических исследованиях. Раздел A: Ускорители, спектрометры, детекторы и сопутствующее оборудование . 591 (1): 14– 18. doi :10.1016/j.nima.2008.03.016.
  14. ^ Ravindran, VR (2006). Цифровая радиография с использованием плоскопанельного детектора для неразрушающей оценки компонентов космических аппаратов (PDF) . Национальный семинар по неразрушающей оценке. Хайдарабад: Индийское общество неразрушающего контроля.
  15. ^ Сонода, М.; Такано, М.; Мияхара, Дж.; Като, Х. (сентябрь 1983 г.). «Компьютерная радиография с использованием сканирующей лазерной стимулированной люминесценции». Радиология . 148 (3): 833– 838. doi :10.1148/radiology.148.3.6878707. PMID  6878707.
  16. ^ Бансал, Г. Дж. (1 июля 2006 г.). «Цифровая рентгенография. Сравнение с современной традиционной визуализацией». Postgraduate Medical Journal . 82 (969): 425– 428. doi : 10.1136/pgmj.2005.038448. PMC 2563775. PMID  16822918 . 
  17. ^ Мэттун, Джон С.; Смит, Карин (2004). «Прорывы в радиографии. Компьютерная радиография». Компендиум . 26 (1). Представленная в 1980-х годах компанией Fujifilm Medical Systems, компьютерная радиография (CR)...
  18. ^ Фроммер, Герберт Х.; Стабулас-Сэвидж, Жанин Дж. (2014-04-14). Радиология для стоматологов - Электронная книга. Elsevier Health Sciences. стр. 288. ISBN 9780323291156.
  19. ^ Ниссан, Эфраим (2012-06-15). Компьютерные приложения для обработки юридических доказательств, полицейского расследования и ведения судебных прений. Springer Science & Business Media. стр. 1009. ISBN 9789048189908.
  20. ^ Чжао, Вэй; Роулендс, JA (октябрь 1995 г.). «Рентгеновская визуализация с использованием аморфного селена: возможность использования плоскопанельного самосканирующегося детектора для цифровой радиологии». Medical Physics . 22 (10): 1595– 1604. doi :10.1118/1.597628. PMID  8551983.
  21. ^ Антонук, LE; Йоркстон, J; Хуан, W; Сивердсен, JH; Будри, JM; эль-Мохри, Y; Маркс, MV (июль 1995 г.). "Цифровой рентгеновский томограф в реальном времени с плоской панелью на аморфном кремнии". RadioGraphics . 15 (4): 993– 1000. doi : 10.1148/radiographics.15.4.7569143 . PMID  7569143.
  22. ^ Ким, HK; Каннингем, IA; Инь, Z; Чо, G (2008). «О разработке цифровых рентгенографических детекторов: обзор» (PDF) . Международный журнал точного машиностроения и производства . 9 (4): 86–100 . Архивировано из оригинала (PDF) 2017-08-09 . Получено 2017-05-21 .
  23. ^ Берман, Луис Х.; Харгривз, Кеннет М.; Коэн, Стивен Р. (2010-05-10). Пути эксперта по пульпе Коэна. Elsevier Health Sciences. стр. 108. ISBN 978-0323079075.
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Digital_radiography&oldid=1273985104"