随着现代科技的突飞猛进,医学科学也在不断提升,在诊断临床疾病和治疗中影像学检查的作用越来越大。DR数字影像技术在20世纪90年代末问世,具备优质的图像、快速成像、超低辐射剂量等优势。利用DR系统,能够把X光信号变化为数字信息,不仅缩短了拍摄时间,而且降低了系统成本,医生可以第一次获得病人病情的清晰图像数据,对重症病人的治疗具有重要意义。移动无线数字成像系统(Mobile DR)可以直接生成数字格式的图像,极大地提高了图像处理能力。为了获得更高的效率,无线DR被集成到PACS系统中。通过云计算技术、移动互联网技术、远程信息传输技术和医疗设备技术的集成与利用,实现了移动DR与医院网络的无线接入,DR设备与PACS之间的实时数据交换具有重要的临床价值。医疗组远程无线移动DR分支网络的无线接入简化了工作流程,工作效率显著提升,医生资源实现了共享。
1.移动DR概述
DR系统的图像传输可以利用先进的平板探测器(fpd)直接进行,成功地实现了x 射线图像一体化,具体整合的功能包括数字收集、处置、传送、显示和存储。移动dr包括无线移动DR和有线移动DR两个部分,dr平板探测器是无线移动DR的重要部件;分析数字化下的X线摄影技术,可以利用平板探测器将x 射线x 射线转换成电信号。Dr图像质量会受到平板探测器的影响。
2.无线移动DR平板探测器
目前,有两种DR平板探测器,即非晶硒平板探测器和非晶硅平板探测器,分析转换能量的方式,前者类型为间接转换的平板探测仪,后者类属于直接平板探测器。
2.1非晶硅平板探测器
非晶硅平板探测器的结构的表面形成CSI或SOx闪烁体,非晶硅的光电二极管电路构成下一层,底层由电荷读出电路构成。人体后衰减的X射线将CSI或SOx闪烁体变成视觉光,闪烁体下方的非晶硅光电二极管阵列将该视觉光变成电信号,在光电二极管本身的电容上形成储存电荷可。不同像素的存储电荷与入射 x 射线的强度成正比,同时所有像素的存储电荷被扫描并读出。经过 a/d 转换后,图像处理在计算机收到数字信号后进行,构成x 射线数字图像。
2.2非晶硒平板探测器
TFT阵列和a-Se半导体涂层共同组成a-Se板的内部结构。光电材料和TET组成TFT阵列层。在运行中,会有几千伏以上的电压存在于光电导层两侧。基于外电场的作用,辐照的X射线光量子被光电导层吸收后会激发电子对和空穴对,而且会借助外电场的功能转移到对应电极上,电荷实现像素电极后对存储电容器充电,相应的电荷会发生改变。TFT会将信号电荷输出,进行扩大、处置和交换构成对应的像素的数字图像信息。
3.无线可视化移动DR系统的应用
3.1DR临床应用的特点
(1)高效率。DR可以迅速成像,采集时间小于10ms,拍摄时间一般为5s,增加了患者的流量;对于一些危重病人,尤其是进行性呼吸衰竭和心血管衰竭的病人,延迟患者的死亡率显著增加。移动DR正是满足了这一需求,它能够实时准确地进行诊断,使患者得到及时的治疗。
(2)低辐射。DR辐射剂量非常低,与常规X线摄影相比可减少曝光量32%,因此能获得清晰的图像,把X射线照射患者的危害降到最低。
(3)成像的高质量。能量减影可以形成高质量的对比图像,然后图像的放大变小、窗宽窗位的调整可以利用计算机技术进行,对感兴趣的细节进行细致地观察。例如:膈下肋相重叠、心影后、后基底段的病变实施显示;可以查看到关节及骨质精细的构造,皮下脂肪、关节囊以及皮肤软组织的变化等;针对结实、肠梗阻、膈下气体游离等腹腔的变化,利用处置加强了细微病变的显现效果。
(4)后处理系统。它涵盖增强、灰度变换、翻转、滤波转换灰度、增强、滤波、翻转、分割影像、标识、排版、打印等,不同的诊断需求可以采用不同的处理手段。它拥有大范围的灰度动态、超高的密度分辨、良好的线性、丰富的层数、空间分辨率高等特点。床旁胸部X线摄片采用前后位和仰卧位。照片前后位与距离和角度都不同。一般情况下,难以让患者控制呼吸,存在暴露时间长、监测设备干扰、分散等问题。对上述问题可以利用先进的移动DR后处理软件解决。
(5)可以利用大容量光盘存贮数字图像,为了消除在胶片上记录 x 射线图像的不便,DR机能够直接打印胶片、观察图像,也可以通过DR影像工作站后处理图像,进行胶片打印。还可以将通讯系统与医院放射学信息系统直接连接,在PACS系统中存储,让医生的相关工作更便捷,比如随时调阅终端显示器,将诊断报告随时发出,更有助于不同科室的临床诊断与调用。
(6)驱动电力体系。大容量蓄电池安装在机器上,让操作人员的驾驶的电动化,有助于女性和老年操作者的使用;机器安装的蓄电池更能够利用无电源连接照相,操作更便捷。图1为DR临床影像见图1。
图1DR影像
(7)移动式 dr 的优点是传统的屏幕-胶片组合和cr 系统难以实现的,但它也有以下缺点:①价格太高。价格高昂的DR床边机当下市场上的价格通常都在百万元以上,导致中小医院没有能力购进,严重限制了推广和使用。②有些探测器厚度超标。在进行操作时,不方便探测器的摆放和造成病人的不舒服,呈现单一的FPD规格,计算式为:14"×17" ,该缺陷会导致小关节检查时摆放困难,灵活性不及CR的IP,必须合理地改进。
3.2具体临床应用
(1)骨骼系统的应用
在对严重外伤性骨折进行床边摄影、手术中定位、手术后牵引的时候,骨骼和皮肤的全部信息都可以在后获得,尤其是医生可以有效地显现骨皮质、软组织、松质骨,术后牵引或术中定位时,暴露后可获得从皮肤到骨骼的所有信息,特别是医生能很好地显示骨皮质、松质骨和软组织,随机网格无线移动摄影机在柱状和骨盆等较厚部位的摄影中具有更多的优点。按照X线不同的吸收率,放大、反转及增强感兴趣区域的图像,能够对骨骼的结构进行精细地观察。移动DR后处理的优越性完全可以通过均衡技术的应用得以显示。相同的图像,会显示平衡的四肢薄厚区域,让整个区域的比例明显提升,将不同身体厚度区域的解剖构造清晰地表现。针对软组织显示,DR技术特殊的空间频率处理以及边缘增强功能应用价值极高。该系统还能对腹主动脉钙化情况通过腰椎侧位片能清楚显现,而普通的X线片难以做到;针对关节软组织肿胀的边缘拍摄,远比常规X线更清晰。
根据X线头颈部的吸收率和不同的骨关节成像情况,针对不同窗宽和窗位的图像解剖结构DR系统可以清晰地观察到,不但能看到骨骼的细微结构,更能够细致地看到鼻咽部、头颈部以及气管的软组织。治疗后除骨质改变外,肌腱、关节软骨、皮肤软组织、韧带、关节囊、韧带、皮下脂肪也会发生变化。通过局部放大处理,可以对结构的细节进行观察。
(2)呼吸系统的应用
基于密度变化大的胸部组织,DR系统检查的优势最明显。后处理的不同方式有助于检出病变,尤其是纵膈心影在肋骨重叠下的病变状况。针对常规胸部X线难以覆盖的范围,DR系统都可以涉足。特别是检查胸部更加快捷、清晰和精准。
床边胸部摄影占大多数床边摄影。DR可以让优化床边胸部x线摄影的环境、让影像更清晰。对于新生儿、年老病人、外伤患者尤其是危重病人,床边胸部x线摄影在治疗和抢救中作用显著。基于新生儿身体娇嫩的特点,很薄的胸部,很厚的脂肪软组织、很小的肺含量,因此所用的kV和mAs均低于成人。
(3)能量减影(dualenergy)
在医院的胸部检查中,DR系统的高级应用就是能量减影。它采集高能信号和低能信号可以在200ms的时间间隔内连续进行,曝光后三种胸部影像形成;胸标准片、肋骨肺组织切除;胸腔肋骨图像。具备5方面的特点:①可以清晰显示肺组织小结节;② 可以提升气管和支气管变异的观察效果;③ 让肺血管诊断更精确;④让诊断气胸的水平显著提升;⑤ 更方便观察肋骨病变。
(4)腹部检查
后处理措施可以增加腹部游离气体、尿路结石钙化、肠梗阻等病变软组织的分辨率,让小病变的显示能力提升。该系统的腹部器官的检查对比更可以提高显微分辨率。
4.注意事项.
4.1优化使用环境
平板探测器有特殊的环境温度要求。按照设备的需求,医院确保了室内清洁的通风,24度温度,湿度相对率为35%~65%。确保系统稳定性的电压和供电。一般情况下,计算机温控系统可以保障平板探测器采处于优良的运行状态,所以,保障DR系统不间断供电是十分必要的,尤其是平板探测器系统。如果电源线被切断,必须在停电前按程序停机,停电后按程序启动,防止系统意外停电,确保该系统使用的安全性。
4.2定期校准
常规状态下,平板探测器使用久了就要定期实施校准,该工序务必谨慎严格,密码由特殊人管理。
4.3曝光条件设置
可以按照本地实际状况添加或者更改原有设备,包含设定照射野、探测器的应用、千伏毫安秒等。为了确保高质量的图像,,暴露条件应设定为尽可能减少 x 射线暴露剂量。这就需要工作人员在运行中必须按照患者的年龄和体态、体重等灵活掌握应用注意增减摄影条件。
5.小结
总而言之,无线移动DR系统,以其独特而先进的技术性能和无以比拟的便利性,明显提升了病床影像的清晰度和诊断效率,为医院的临床诊断提供了清晰可靠的图像和数据支撑,为重病患者的抢救和治疗争取了珍贵的时间,所以,DR技术具备广阔的应用前景。
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