提高X光计量检测灵敏度的对策
摘 要:随着科学技术的进步,X光检测技术越来越广泛的应用在医院病情诊断,机场、车站的安全检查等领域,作用也愈来愈明显。本文首先介绍了X光计量检测系统的内涵与发展,分析了影响系统监测灵敏度的有关因素,并深入阐述了有关应对策略,以供参考。
关键词:X光计量检测;灵敏度;计量检测;焦点;焦距;图像采集
X光计量检测技术自产生至今已经有多年历史了,在这些年的应用和研究中,该技术已日臻成熟,已经被广泛应用在医疗、机械、航天等领域,这一技术是一个以计算机技术、数控技术、图像处理技术为一体的现代成像技术,在具体应用中有着图像清晰、速度快、成本低廉的优势,因而被广泛的应用在医学领域。这里,我们就X光计量检测灵敏度的有关对策做了简单阐述。
1 X光计量检测系统概述
自德国物理学家发现X射线至今已经有上百年历史了,就其在医学领域的应用也已经接近百年。特别是进入新世纪之后,这一技术发展非常迅速,不管是设备还是检查方法,都呈现出飞速发展之势。目前,以大功率、高频率模块为主的X光计量检测技术已经十分常见,目前我们常见的该类设备有IG-BT、IPM以及CMOS模块等,这些技术的存在使得高压发生器工作频率发生了重大变化,其频率高达20KHz~100kHz,由此也可说X光计量检测技术已经进入了无声时代。在图像采集方面,以1249高扫描电视系统为主的检测装置也给工作指明了新方向,目前以半导体光敏探测器为核心的探测技术早已成熟,它在DSA处理方面有着重大指导意义。
经实践证明,X光检测技术是一种无损检测技术,它在不伤害物体表面结构、内在组织的前提下准确无误的判断出内部缺陷,因此有着广泛的用途。但是在具体的应用中,仍然存在一定的限制,在一些特殊条件下很难检测出物体内部现象,因此需要特殊的设备的支持与配合方可,同时这个时候还需要经过后期的冲洗、处理才能形成有用的信息显示图像,此时X光计量检测就的检测复杂性、处理繁琐的特征彰显无遗,由此带来严重的困扰和问题,这也是X光计量检测系统发展的最大制约因素,因此我们这里有必要对这些问题进行探究。
2 影响X光计量检测系统检测灵敏度的因素
2.1 焦点的影响
当前常见的X光计量检测系统普遍以X光管为基础,以微小焦点为核心的。这种系统在设备确定之后,系统本身的参数以及光管焦点不成熟现象非常的突出,就这种现象的原因进行分析,其主要表现出系统内部不清晰、固有清晰度不够以及焦点尺寸不规范的现象,由此影响了成像清晰度。这个时候可以对焦点的尺寸进行调整,这是因为X光焦点尺寸与固有不清晰之间有着正比关系,根据这种原理便能有效提升系统的清晰度。另外,减少焦点尺寸还能检测出更小、更细微的缺陷,有利于提高X光计量检测系统的准确性和真实性。但是需要注意,X光管的焦点并非是一个无限制减小的过程,超过既定接线还不断减小焦距,必然会导致X射线强度降低,导致图像的亮度和比例失调,最终导致一些特殊问题的发生。
2.2 焦距选择的影响
通常情况下,X光计量检测系统的焦距是由X光管与被监测工件之间的距离,工件本身的厚度以及工件到图像之间的距离构成。整个焦距对集合图形的成像清晰度有着密切的关系,随着焦距的增加,射线的面积也会随之发生变化,最终让图像的清晰度、林敏度产生影响。
2.3 图像接受系统与图像处理的影响
X射线并非一个全部沿着中心轴线穿透的内容,它在光线传输的过程中也有着一定散射损失,这一问题可谓是当今业界众所周知的现象,其损失情况通常是因为三射线不被隔离而产生的检测信号放大因素,最终导致检测结果的清晰度、灵敏度出现误差。面对这种情况,X光计量检测系统的成像系统往往都需要好几次转换才行,使有效图像信号衰减,噪音信号增大,因此导致对比度、清晰度和分辨率降低。同时在X射线实时成像检测中,图像显示的载体是显示器,与胶片的颗粒度相比,显示器的像素较大,因而图像质量受到较大影响。
3 高灵敏度系统的研制与应用
3.1 应用变频技术
X光机的球管是X光机的主要部件之一,是X射线的产生部件。工作原理是由阴极灯丝发射的电子,经过高压(40kV~150kV)加速,轰击阳极靶面产生光和热。其中光成分里面包含了有用的X光大约只占0.2%。其余无用的光及热量占99.8%。这些光和热使阳极靶面的温度急剧上升,为使阳极靶面能够承受如此强大的电子冲击和温度上升,所以将阳极靶面做成圆的并让其旋转。
3.2 计算机X射线摄影术(CR)
CR与传统X射线摄影不同,它是将透过物体的X射线影像信息记录在由荧光物质和厚约300μm含微量元素溴化物结晶制成的存储荧光板(SPP)上,存储荧光板取代传统X射线胶片,接受X射线照射,存储荧光板感光后在荧光物质中形成潜影,将带有潜影的存储荧光板置入读出器中用激光束进行精细扫描,通过激光束以2510×2510的像素矩阵对SPP进行扫描读取,存储荧光板经过强光照射消除潜影后可以再用5000次。CR的装置包括影像采集部分即存储荧光板,影像扫描部分即读出器、影像后处理和记录部分。存储荧光板与普通胶片一样分成各种不同大小规格。读出器分为多槽自动排列读出处理式和单槽读出处理式,前者可在相同时间内处理更多存储荧光板。凡是符合国际通用影像传输标准DICOM3.0格式的图像均可以经过网络传输、归档及打印。
3.3 数字信号技术
数字信号是当今世界信息传递的通用方式,在不断提高图像质量、诊疗水平、医疗服务的今天,医院和放射科的数字化及地域性的网络化已成为今后医疗保健一体化的发展趋势和重要组成部分。近年来,影像学的数字化发展相当迅速,包括高场强MRI、多层螺旋CT、数字彩色多普勒及计算机辅助诊断等。数字化X线机具有成像速度快,图像质量清晰,计算机存储等优势,它不仅可以与各式打印机及网络联接,自动打印图文报告,还可以实现计算机网络会诊,放射医学无胶片化管理和计算机检索及网络化操作,可节省大量制片费,减少环境污染,降低劳动强度。具体来讲,数字信号技术中的视野变换技术能使影像增强器的尺寸由原来的6英寸加大到9英寸~12英寸,并使获得的视野更大、更清晰。
结束语
总之,随着X光技术的不断进步,它们的应用将X射线检测的技术水平提高了一个新的层次,不但能节约大量胶片、药水、洗片机、存储等的费用,还能比较好地进行质量的控制与极大地增强检测的灵敏度。
参考文献
[1]李承中.数字化X光机的特点[J].中国医学影像学杂志,2001(5).
[2]郁贤章.医院中的医学图像工程[G].第七届全国图像图形学学术会议论文集,2002.
[3]王树楷.CR-计算机化的X射线放射影像系统简介[J].中国医学影像学杂志,2002(9).