Цифровая рентгенография
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( апрель 2014 г. ) |
Цифровая рентгенография — это форма рентгенографии , в которой используются рентгеночувствительные пластины для непосредственного сбора данных во время обследования пациента и немедленной передачи их в компьютерную систему без использования промежуточной кассеты. [ 1 ] Преимущества включают экономию времени за счет обхода химической обработки и возможность цифровой передачи и улучшения изображений. Кроме того, как при обычной рентгенографии, можно использовать меньшее количество излучения для получения изображения, такого же контраста, .
Вместо рентгеновской пленки в цифровой рентгенографии используется устройство захвата цифрового изображения. Это дает преимущества немедленного предварительного просмотра и доступности изображения; исключение дорогостоящих этапов обработки пленки; более широкий динамический диапазон, что делает его более снисходительным к пере- и недодержке; а также возможность применять специальные методы обработки изображений, улучшающие общее качество отображения изображения.
Детекторы
[ редактировать ]Плоские детекторы
[ редактировать ]
Плоские детекторы (FPD) являются наиболее распространенным типом цифровых детекторов прямого действия. [ 2 ] Они подразделяются на две основные категории:
1. Косвенные ПФД. Аморфный кремний (a-Si) является наиболее распространенным материалом для коммерческих ПФД. Сочетание a-Si детекторов со сцинтиллятором во внешнем слое детектора, который изготовлен из йодида цезия (CsI) или оксисульфида гадолиния (Gd 2 O 2 S), преобразует рентгеновские лучи в свет. Из-за этого преобразования детектор a-Si считается устройством непрямого изображения. Свет проходит через слой фотодиода a-Si, где он преобразуется в цифровой выходной сигнал. Затем цифровой сигнал считывается тонкопленочными транзисторами (TFT) или ПЗС-матрицами с оптоволоконной связью. [ 3 ]
2. Прямые ФПД . ПФД из аморфного селена (a-Se) известны как «прямые» детекторы, поскольку рентгеновские фотоны преобразуются непосредственно в заряд. Внешний слой плоской панели в этой конструкции обычно представляет собой электрод смещения высокого напряжения . Рентгеновские фотоны создают электронно-дырочные пары в a-Se, и транзит этих электронов и дырок зависит от потенциала заряда напряжения смещения. Поскольку дырки заменяются электронами, результирующая картина заряда в слое селена считывается матрицей TFT, матрицей активной матрицы, электрометрическими зондами или микроплазменной адресацией линий. [ 3 ] [ 4 ]
Другие цифровые детекторы прямого действия
[ редактировать ]Также были разработаны детекторы на основе КМОП и устройств с зарядовой связью (ПЗС), но, несмотря на меньшую стоимость по сравнению с ПФД некоторых систем, громоздкая конструкция и худшее качество изображения препятствовали широкому распространению. [ 5 ]
Твердотельный детектор линейного сканирования высокой плотности состоит из фотостимулируемого фторбромида бария, легированного люминофором европия (BaFBr:Eu) или бромида цезия (CsBr). Люминофорный детектор регистрирует энергию рентгеновских лучей во время экспонирования и сканируется лазерным диодом для возбуждения накопленной энергии, которая высвобождается и считывается цифровой матрицей захвата изображений ПЗС-матрицы.
Рентгенография фосфорных пластин
[ редактировать ]Рентгенография фосфорных пластин [ 6 ] напоминает старую аналоговую систему, состоящую из светочувствительной пленки, зажатой между двумя рентгеночувствительными экранами, с той разницей, что аналоговая пленка была заменена пластиной формирования изображения с фотостимулируемым люминофором (PSP), которая записывает изображение, подлежащее считыванию, путем считывания изображения. устройство, которое передает изображение обычно в систему архивирования и передачи изображений (PACS). [ 6 ] Ее также называют рентгенографией на основе фотостимулируемого люминофора (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 считывается по точкам и оцифровывается с помощью лазерного сканирования. Оцифрованные изображения сохраняются и отображаются на экране компьютера. [ 7 ] Было описано, что рентгенография с фосфорными пластинами имеет преимущество, позволяющее вписаться в любое ранее существовавшее оборудование без модификаций, поскольку она заменяет существующую пленку; однако сюда входят дополнительные расходы на сканер и замену поцарапанных пластин.
Первоначально рентгенография с люминофорными пластинами была системой выбора; ранний ДР [ нужны разъяснения ] Системы были непомерно дорогими (каждая кассета стоила 40–50 тысяч фунтов стерлингов) и, поскольку «технологию передавали пациенту», были подвержены повреждениям. [ 8 ] Поскольку физической распечатки нет, а после процесса считывания получается цифровое изображение, CR [ нужны разъяснения ] было известно [ кем? ] как непрямая цифровая технология, устраняющая разрыв между рентгеновской пленкой и полностью цифровыми детекторами. [ 9 ] [ 10 ]
Промышленное использование
[ редактировать ]Безопасность
[ редактировать ]
Цифровая рентгенография (DR) существует в различных формах (например, ПЗС-матрица и формирователи изображений на аморфном кремнии) в области охранного рентгеновского контроля уже более 20 лет и постепенно заменяет использование пленки для рентгеновского контроля в службах безопасности и неразрушающего контроля . поля тестирования (NDT). [ 11 ] DR открыл окно возможностей для индустрии неразрушающего контроля безопасности благодаря нескольким ключевым преимуществам, включая превосходное качество изображения, высокую POD (вероятность обнаружения), портативность, экологичность и немедленную визуализацию. [ 12 ]
Материалы
[ редактировать ]Неразрушающий контроль материалов имеет жизненно важное значение в таких областях, как аэрокосмическая промышленность и электроника , где целостность материалов имеет жизненно важное значение по соображениям безопасности и стоимости. [ 13 ] К преимуществам цифровых технологий можно отнести возможность предоставления результатов в режиме реального времени. [ 14 ]
История
[ редактировать ]
Ключевые события
[ редактировать ]| 1983 | Системы фосфорно-стимулированной радиографии впервые были внедрены в клиническую практику компанией Fujifilm Medical Systems . [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] |
| 1987 | Цифровая рентгенография в стоматологии впервые появилась как «Радиовизиография». [ 18 ] |
| 1995 | Французская компания Signet представляет первую стоматологическую цифровую панорамную систему. [ 19 ] |
| Представлены первые детекторы из аморфного кремния и аморфного селена. [ 20 ] [ 21 ] | |
| 2001 | первый коммерческий непрямой CsI FPD для маммографии и общей рентгенографии. Выпущен [ 22 ] |
| 2003 | Беспроводные CMOS-детекторы для стоматологической работы впервые стали доступны компании Schick Technologies. [ 23 ] |
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Маркиори, Деннис М. Клиническая визуализация: различия в скелете, грудной клетке и брюшной полости. Эльзевир Мосби, 2014.
- ^ Нейцель, У. (17 мая 2005 г.). «Состояние и перспективы технологии цифровых детекторов CR и DR». Радиационная защита Дозиметрия . 114 (1–3): 32–38. дои : 10.1093/rpd/nch532 . ПМИД 15933078 .
- ^ Jump up to: а б Ланса, Луис; Сильва, Аугусто (2013). «Детекторы цифровой радиографии: технический обзор». Системы цифровой визуализации для простой рентгенографии . Нью-Йорк: Спрингер. стр. 14–17. дои : 10.1007/978-1-4614-5067-2_2 . HDL : 10400.21/1932 . ISBN 978-1-4614-5066-5 .
- ^ Ристич, Горан С (2013). «Цифровые плоские детекторы рентгеновского излучения» (PDF) . Третья конференция по медицинской физике и биомедицинской инженерии, 18-19 октября 2013 г. 45 (10). Скопье (Македония, Бывшая Югославская Республика): 65–71.
- ^ Верма, Б.С.; Индраджит, И.К. (2008). «Влияние компьютеров на рентгенографию: появление цифровой рентгенографии, часть 2» . Индийский журнал радиологии и визуализации . 18 (3): 204–9. дои : 10.4103/0971-3026.41828 . ПМЦ 2747436 . ПМИД 19774158 .
- ^ Jump up to: а б Бенджамин С. (2010). «Рентгенография фосфорных пластин: неотъемлемый компонент безпленочной практики». Дент сегодня . 29 (11): 89. ПМИД 21133024 .
- ^ Jump up to: а б Роулендс, Дж. А. (7 декабря 2002 г.). «Физика компьютерной радиографии». Физика в медицине и биологии . 47 (23): Р123-66. дои : 10.1088/0031-9155/47/23/201 . ПМИД 12502037 . S2CID 250801018 .
- ^ Фрайхерр, Грег (6 ноября 2014 г.). «Эклектичная история медицинской визуализации» . Новости технологий обработки изображений .
- ^ Эллиси-Робертс, Пенелопа; Уильямс, Джерри Р. (14 ноября 2007 г.). Физика Фарра для медицинской визуализации . Elsevier Науки о здоровье. п. 86. ИСБН 978-0702028441 .
- ^ Холмс, Кен; Элкингтон, Маркус; Харрис, Фил (10 октября 2013 г.). «Основная физика Кларка в визуализации для рентгенологов» . ЦРК Пресс. п. 83. ИСБН 9781444165036 .
- ^ Мери, Доминго (24 июля 2015 г.). Компьютерное зрение для рентгеновского контроля: изображения, системы, базы данных изображений и алгоритмы . Спрингер. п. 2. ISBN 9783319207476 .
- ^ «Обзор цифровой радиографии на службе аэрокосмической отрасли» . Видиско . Проверено 02 февраля 2021 г.
- ^ Ханке, Рэндольф; Фукс, Теобальд; Ульманн, Норман (июнь 2008 г.). «Рентгеновские методы неразрушающего контроля и определения характеристик материалов». Ядерные приборы и методы в физических исследованиях. Раздел А: Ускорители, спектрометры, детекторы и сопутствующее оборудование . 591 (1): 14–18. дои : 10.1016/j.nima.2008.03.016 .
- ^ Равиндран, В.Р. (2006). Цифровая рентгенография с использованием плоскопанельного детектора для неразрушающего анализа компонентов космического корабля (PDF) . Национальный семинар по неразрушающему контролю. Хайдарабад: Индийское общество неразрушающего контроля.
- ^ Сонода, М; Такано, М; Мияхара, Дж; Като, Х. (сентябрь 1983 г.). «Компьютерная рентгенография с использованием сканирующей лазерно-стимулированной люминесценции». Радиология . 148 (3): 833–838. дои : 10.1148/radiology.148.3.6878707 . ПМИД 6878707 .
- ^ Бансал, GJ (1 июля 2006 г.). «Цифровая рентгенография. Сравнение с современной традиционной визуализацией» . Последипломный медицинский журнал . 82 (969): 425–428. дои : 10.1136/pgmj.2005.038448 . ПМЦ 2563775 . ПМИД 16822918 .
- ^ Маттун, Джон С.; Смит, Карин (2004). «Прорывы в компьютерной рентгенографии» . Компендиум . 26 (1).
Компьютерная рентгенография (CR), представленная в 1980-х годах компанией Fujifilm Medical Systems...
- ^ Фроммер, Герберт Х.; Стабулас-Сэвидж, Жанин Дж. (14 апреля 2014 г.). Радиология для стоматологов — электронная книга . Elsevier Науки о здоровье. п. 288. ИСБН 9780323291156 .
- ^ Ниссан, Ефрем (15 июня 2012 г.). Компьютерные приложения для обработки юридических доказательств, полицейских расследований и аргументации дел . Springer Science & Business Media. п. 1009. ИСБН 9789048189908 .
- ^ Чжао, Вэй; Роулендс, Дж. А. (октябрь 1995 г.). «Рентгеновское изображение с использованием аморфного селена: возможность создания плоскопанельного самосканирующегося детектора для цифровой радиологии». Медицинская физика . 22 (10): 1595–1604. дои : 10.1118/1.597628 . ПМИД 8551983 .
- ^ Антонюк, Л.Е.; Йоркстон, Дж; Хуанг, В; Зивердсен, Дж. Х.; Будри, Дж. М.; эль-Мохри, Ю; Маркс, М.В. (июль 1995 г.). «Плоский цифровой рентгеновский аппарат из аморфного кремния, работающий в режиме реального времени» . Радиографика . 15 (4): 993–1000. doi : 10.1148/radiographics.15.4.7569143 . ПМИД 7569143 .
- ^ Ким, Гонконг; Каннингем, Айова; Инь, З; Чо, Г (2008). «О разработке детекторов цифровой рентгенографии: обзор» (PDF) . Международный журнал точного машиностроения и производства . 9 (4): 86–100. Архивировано из оригинала (PDF) 9 августа 2017 г. Проверено 21 мая 2017 г.
- ^ Берман, Луи Х.; Харгривз, Кеннет М.; Коэн, Стивен Р. (10 мая 2010 г.). Консультация эксперта по целлюлозе Коэна . Elsevier Науки о здоровье. п. 108. ИСБН 978-0323079075 .