DirectRay

上鉅實業股份有限公司

DirectRay

[產品影像]

數位化X光照像檢查器可分為兩個等級，利用直接方法轉換X光到電荷。注意：不要將直接轉換與直接資料讀出相混淆,直接資料讀出只是電子檢查器其中的一項功能而已。

直接轉換平面控制台數位檢查器，如Direct Radiography Corp’s DirectRay®檢查器，使用X光半導體材質－非定性硒－直接轉換X光光子到電荷，不需增感紙軟片中間的一些程序或額外處理記錄及轉換X光能量。

其他平面控制台數位X光照相系統使用常見的與增感紙軟片相似的非直接轉換處理科技。一般的增感紙軟片系統因為螢光屏材質間接的增強增感紙吸收入射的X光能量在曝光時轉換成光。這放射的光有一些會因分散而減弱影像的明亮度，然後再曝光到軟片的感光乳劑。當顯影劑及定色劑發生化學變化這些影像在軟片上便可看見。非直接轉換檢查器使用兩個步驟程序作X光檢查。他們使用一個發光物質，如碘化銫，擷取X光能量及轉換成光。薄膜二極真空管（TFD）的一個陣列轉換成光能量到電子訊號，薄膜電晶體（TFT）擷取後再將資料讀出。

所以，X光的影像品質端視於所擷取信號的描繪，非直接轉換系統依靠光(使用這些光前,在曝光時已經有些光已散射)，光再一次經過處理，再轉成信號散播出去。

所以這種系統只好取處理後的光，但它的影像也較模糊,因為先前光曝光時已有光散射,所以無法偈取到最清晰的影像,如果是直接轉換數位式X光系統,就沒有上述的繁雜的處理程序了。

在直接與非直接轉換檢查器，電荷模式在X光曝光時是暫時儲存的﹔

直接轉換檢查器是直接將資料讀出，非直接轉換檢查器是類比式再經過數位化的轉換才能形成數位的影像。

--TOP--

大區域薄膜電晶體陣列

近來在照相平版印刷的發展與電子製造科技，導引根據TFT的陣列開發大區域X光檢查器結合資料讀出的方法發展。不同的CCD檢查器需要光耦合及影像減少放大，TFT，平面控制台系統裝配檢查器元件負責蒐集與電子的資料讀出為立即的前後連接X光互動的位置。

這系統性能遠超過促進照相顯像的螢光體儲存系統，更有效率20%-35%，增感紙軟片系統在胸腔X光部份有25%效率。如同這新系統的要點，TFT陣列使用現行電子的元素在直接轉換與非直接轉換數位X光系統，陣列經常是放置在多重層玻璃基質之上。

開始在最低層級將資料讀出，接著再收集較高的層級，之後，端視於檢查器的裝配型式而定，X光元件，光的靈敏度元件，或者是放置在”electronic sandwich”的最上層級，所有的零組件是裝配在一個保護物內並用絕緣電纜連結到電腦。

直接X光照相的直接轉換 DirectRay檢查器，是增加一個X光半導體層集鄰近電子的TFT。非定型的硒使用半導體的材質，因為那是非常好的X光檢查器特質，及非常高品質的空間解晰度。在曝光之前，一個電子的區域應用跨越非定型硒層，在硒的最上面表面通過一個基準電壓電極。當X光集中在檢查器，電荷徐徐移動直接到收集電荷的電極。檢查器的元件經由硒層區域形成的方法有效的作區分，所有的硒表面是X光能量轉換可利用的物質。因此，正確的依照設計負責收集電極，有效可達成的因素接近百分百。

非定型的硒是發展良好的科技。它曾經使用在由十個構成一組的影印機上，在照相術上的光電管和曝光計量器使用，和太陽能一樣。它也使用在照片的調色劑和玻璃的添加劑及不鏽鋼工業。

使用非定型型式，大區域的硒金屬板可由乾燥的方法製成，相當的簡單及便宜。

--TOP--

太陽能蓄電式直接轉換系統

非直接轉換系統基本上在TFT陣列裝配是經由增加未定形矽光電二極管電氣迴路和發光，與最上層的TFT sandwich 一樣。

這些層集替換了X光的半導體層並使用在一個直接轉換的設備。當X光打擊並發光時，可看見成比例的光放射發出，伴隨著X光的能源，可看見的亮光光子由光電二極管陣列進入電荷，使用優先資料讀出，電荷蒐集每一個光電二極管轉換的成數位的數值。

閃爍計數器光體使用在非直接轉換檢查器可裝配或不裝配，在一個未裝配閃爍計數器光體如同一個轉換的螢光體螢光幕，可看見的光放出在這個物質可展開相近的像素減少空間的解晰度。要減少這些問題的話，一些製造商使用一個裝配閃爍計數器光體包含了碘化銫晶體，增強檢查器。

這結晶狀的結構，包含了不分離平行的”針”大約5-10微米寬，運轉如同大量的光管和通道，大部份的信號直接到光電二極管層，因為配有閃爍計數器光體大大地減少了光的散射，這物質較厚的層集也可使用在檢查器。

這增加了很多光子的互動和可利用的光。

雖然它們是交換且實際的限制，配置增強影像品質使用較厚的層集，特別在更高階的影像頻率。

雖然此方式會有某些條件的犧牲以及實用上的極限，但使用較厚的結構化閃爍器層的確能增進影像品質，尤其在較高的影像頻率時。

--TOP--

電荷耦合數位放射系統

基本的電荷耦合數位(CCD)數位化放射系統包含一系列緊密組裝於半導體表面上的金屬氧化物半導體電容器。在各式各樣的間接轉換Ｘ光造影設備中可發現CCD基礎的放射系統，包含大多數的放射影像系統如，Swissary、Oy Imix、Odelfelt及Wuestec裡，以及用於透視X光曝露術的影像增強電視系統中。

在數位放射系統中CCD最顯著的特性為它們的面積小，為2至3平方公分，遠較典型X光投射區域為小。因此，節省成本的CCD基礎放射系統必須包含某些光學耦合的方式，以減低投射可見光影像的大小以及將影像傳送至一個或更多的CCD的表面。

某些CCD基礎的系統內含影像增強器以將大的X光區域減低為一個CCD的大小。其他的系統則是以CCD照相機陣列為基礎，每一個CCD均經由透鏡或光導纖維與閃爍器耦合。透鏡系統實質上會減少到達CCD的X光光子的數目；這會增加影像雜訊的顯現以及減低影像品質。因此，透鏡光耦合會造成幾何失真、光學散射及減低空間解析度。

使用光導纖維來取代光透鏡系統，可將光損失以及光散射問題減輕到抹某種程度，然而光纖維束中的缺陷會造成影像構造上的假影。CCD自身的熱雜訊也會減低影像品質，不過由於現代的低溫CCD使此情況很少見了。

大多數專家相信TFT基礎的數位放射系統最終將能提供較CCD偵檢器為優的影像品質，尤其當需要用到大區域偵檢器時。這是由於CCD系統需求為影像未放大及較昂貴的多瓦狀CCD設計。

--TOP--

系統考慮

數位放射系統的評估及選擇應該要包含完整影像系統的通盤分析，包括了X光偵檢器本身以及系統所處的環境。下列提供的考量會使電子數位放射系統的評估更為容易。

偵檢器大小。X光偵檢器的面積對放射檢查的表現有很明顯地影響。偵檢器必須要夠大以擷取所要的解剖圖，在應用上必須要夠精簡。長期放射檢查的電子偵檢器理想上有一個有效偵檢器至少為14X17英吋(35X43公分)的尺寸，並且允許水平及垂直的影像定位。若有好的機械設計，矩形(14X17英吋)偵檢器便能輕易地旋轉，以形成有如更大的正方形(17X17英吋)的表現。矩形格式的另一個好處是，工作站、螢幕及X光印表機提供了相同大小及比例的矩形輸出。擷取方形區域的影像設備必須將影像縮小或分割以符合輸出設備的需求。

空間解析度。影像解析度－經常以調變轉換函式(MTF)表現－能實質地去更改，端賴偵檢器的物理特性。使用非定性硒的直接轉換系統，其空間解析度遠優於閃爍器。數位影像能夠做高空間頻率內容的強化處理，然而，格外的處理程序會造成可見雜訊的增加。

影像品質。雖然觀察研究是比較影像系統最確實的方法，但它們難以表現出臨床偵測工作時的情況。為了能顯現出整個系統的表現，我們期待能有更多合適的物理測量。

MTF及DQE提供了影像表現的物理測量方法。MTF是以空間頻率因數來測量系統對比度。DQE是以空間頻率函式來測量系統訊號雜訊比。系統特性可以藉著檢視相對應的MTF及DQE曲線來獲得，然而，它無法經由單一空間頻率的某一數值來做適切的描述。這些測量是用來定義一個系統在某空間頻率範圍下擷取資訊表現的優劣。

直接擷取系統，如DirectRay technology，有著高的MTF，可以讓更清晰的細節呈現出來，這便是指有更佳的成像。在肺組織、小樑及小骨的細微處，DirectRay系統的MTF是優於增感紙軟片、CR(電腦式攝影)及所有已知的間接數位系統。理論上，理想系統的DQE值為100﹪。意謂理想的偵測器可記錄下所有入射的X光粒子，且系統於入射X光資料中不會加入任何雜訊。典型的增感紙軟片系統的DQE值為一週期每公厘19﹪，為正常診斷範圍下的最低容許值。DirectRay偵測器的DQE值為一週期每公厘44﹪，為正常診斷範圍的最高值。碘化銫數位放射系統的DQE值也遠優於軟片系統。

偵測器元件及陣列大小。影像的最大空間解析度取決於偵測器元件的大小及間距。偵測器大小為200微米的系統無法完整將大於2.5週期/公厘的空間頻率記錄下來。DirectRay偵測器的Nyquist頻率為3.6週期/公厘(139微米)，大於一般放射成像之空間頻率。不像直接系統，碘化銫及磷組成的影像擷取系統必須克服光散射問題，而DirectRay偵測器則不會有解析度損失的問題。

有較多偵測器元件的系統並不一定會有較高的空間解析度，因為可能會發生偵測器內光散射所導致的影像模糊。組織構造越細微，則需要有較高的解析度才足以將影像忠實呈現。在胸腔放射學中，0.2公厘的偵測器元件間距(2.5週期/公厘，約2000像素/每列)，在大多數的診斷工作是合用的，小骨頭的診斷範圍為1～2.5週期/公厘，腸的診斷範圍為0.3 ～0.6週期/公厘。一般而言，一般放射影像的診斷範圍為0.5～3.0週期/公厘。

獨立嵌板V.S.瓦狀陣列。原尺寸TFT偵測器嵌板的製造是技術上的一大挑戰，且產率相對地極低。為了減少成本，許多製造商已瓦狀排列方式將兩個或更多的嵌板來建造偵測器。要消除偵測器中瓦縫的出現，便要以數位影像處理將各影像段落接合起來。

光電二極體(A-矽)薄膜電晶體陣列。在間接轉換偵測器中，X光閃爍器可以是結構化或非結構化的。結構化閃爍器如晶質碘化銫，減少了可增進空間解析度及容許使用較厚閃爍器材料以增進量子偵測度的可見光的傳播。

--TOP--

完全數位化部門的益處

健康看護的明日需求將會是－診斷影像提供者能快速地產生高品質影像，廣泛地傳送，以各種方式顯示，然後有效地儲存及回報。為了實現此目標，新的數位放射影像擷取系統將成為這一系列中的關鍵連結。在檢查室內，數位放射系統的立即結果提供了有助於病人檢查流程的機會，更少的重複檢查，以及增加房間利用率。當新系統在曝露後數秒內擷取並將X光影像轉換成數位的形式，技術員便可以快速地預覽每個數位化影像，以在完成病人檢查前做影像品質確認。

數位放射系統經由所有診斷影像的分配網路全面地強化工作流程。數位化影像能傳送到工作站的螢幕上瀏覽，列印於軟片或電子儲存裝置。

大多數數位影像的廣泛動態範圍，容許放射師在工作站中調整影像以得到最佳的解剖圖，及補償某種程度上過度或不足的曝露。數位印表機的影像硬拷也能最佳化，以符合觀看者的喜好。

對健康看護的提供者而言，新的數位放射系統的益處是來自於快速且有效率的產生診斷品質的影像。大致上益處包括了，改善病患看護，增進工作人員及設備的產能以及吸引大量轉診病人及醫師的潛能。

一個全數位式的X光照相網路提供病患作檢查時使用最便利的位置，並確信檢查程序可正確地快速完成。病患的影像可在診療時所需的任何時間及地點傳送，可在最短的時間內傳送給主治醫師。數位式影像擷取系統，影像資料可傳送到工作站，印表機和檔案，並且和原來的影像一樣。

全數位式的放射科部們可幫助醫院增加檢查的能力，造影中心，個人的練習及臨床上的了解，對於 (影像資料及傳送系統) PACS系統也有完全的益處。

--TOP--

結論

基本上，X光影像品質端視於所擷取的信號描繪。非直接轉換數位X光系統依靠光－當光利用前已經分散，並產生一個中間的傳播信號描繪。由 X光擷取系統使用光與產生降低影像鮮明度並變模糊，產生了可看見的影像，但不是最清晰的影像。

經由減少光散射，Hologic直接數位放射系統及DirectRay偵測器得到影像品質上的躍進。由DirectRay產生的精準的訊號輪廓是由於直接將X光能量擷取及轉換成電訊號而沒有使用光、光增強器或閃爍器。沒有中間的步驟來降低影像品質。

使用MTF及DQE的測量來比較醫療影像系統，你必須觀察在正常診斷範圍下相對應曲線的外型及位置，和系統的Nyquist頻率一樣。就如同沒有任何的物理測量能完全地對應診斷品質的察覺程度，數位系統的實質影像評估有許多獨特的困難處。評斷系統影像品質的最佳方法是持續地觀察產生的影像，不論是在工作站上或是在軟片上。

這新的數位放射系統，有著它們強化的多產特性、使用方便、電子影像格式及廣泛動態範圍，代表了X光系統擷取的新標準。

--TOP--

[ 首頁 ] [ 向上 ]