Digitální rentgen - Digital radiography

Digitální rentgen je forma radiografie který používá rentgenově citlivé desky k přímému snímání dat během vyšetření pacienta a jejich okamžitý přenos do počítačového systému bez použití mezilehlé kazety. [1]Mezi výhody patří časová efektivita díky obejití chemického zpracování a schopnost digitálně přenášet a vylepšovat obrázky. Také méně záření lze použít k vytvoření podobného obrazu kontrast na konvenční radiografii.

Namísto rentgenového filmu používá digitální radiografie zařízení pro digitalizaci digitálního obrazu. To poskytuje výhody okamžitého náhledu obrazu a dostupnosti; eliminace nákladných kroků zpracování filmu; širší dynamický rozsah, díky kterému je odpouštění nadměrné a nedostatečné expozice; stejně jako schopnost aplikovat speciální techniky zpracování obrazu, které zvyšují celkovou kvalitu zobrazení obrazu.

Detektory

Ploché detektory

Hlavní článek: Plochý detektor
Plochý detektor používaný v digitální radiografii

Ploché detektory (FPD) jsou nejběžnějším druhem přímých digitálních detektorů.[2] Jsou zařazeny do dvou hlavních kategorií:

1. Nepřímé FPD Amorfní křemík (a-Si) je nejběžnějším materiálem komerčních FPD. Kombinace detektorů a-Si s a scintilátor ve vnější vrstvě detektoru, ze které je vyroben jodid cesný (CsI) nebo gadolinium oxysulfid (Gd2Ó2S), převádí rentgenové záření na světlo. Z důvodu této konverze je detektor a-Si považován za nepřímé zobrazovací zařízení. Světlo je směrováno skrz vrstvu fotodiody a-Si, kde je převedeno na digitální výstupní signál. Digitální signál je poté přečten pomocí tenkovrstvé tranzistory (TFT) nebo CCD s vláknovou vazbou.[3]

2. Přímé FPD. Amorfní selen FPD (a-Se) jsou známé jako „přímé“ detektory, protože jsou rentgenové fotony jsou převedeny přímo na poplatek. Vnější vrstva plochého panelu v tomto provedení je obvykle vysoké napětí zkreslená elektroda. Vytvářejí se rentgenové fotony páry elektron-díra v a-Se a přechod těchto elektronů a děr závisí na potenciálu předpětí předpětí. Když jsou otvory nahrazeny elektrony, výsledný vzor náboje ve vrstvě selenu se čte TFT polem, aktivním maticovým polem, elektrometrickými sondami nebo adresováním mikroplasmového vedení.[3][4]

Další přímé digitální detektory

Detektory založené na CMOS a nabíjené zařízení Byly také vyvinuty (CCD), ale navzdory nižším nákladům ve srovnání s FPD některých systémů, objemné konstrukce a horší kvalita obrazu zabránily širokému přijetí.[5]

Detektor pevné fáze s vysokou hustotou řádkového skenování se skládá z fotostimulovatelného fluoridu bromnatého barnatého dopovaného fosforečnanem evropským (BaFBr: Eu) nebo bromidem cesným (CsBr). Fosforový detektor zaznamenává rentgenovou energii během expozice a je snímán laserovou diodou, aby excitoval uloženou energii, která se uvolňuje a čte pomocí pole digitálního snímání obrazu CCD.

Radiografie fosforové desky

Radiografie fosforové desky[6] připomíná starý analogový systém filmu citlivého na světlo vloženého mezi dvě obrazovky citlivé na rentgenové záření, přičemž rozdíl je v tom, že analogový film byl nahrazen zobrazovací deskou s fotostimulačním fosforem (PSP), který zaznamenává obraz ke čtení snímáním obrazu zařízení, které přenáší obraz obvykle do a Systém archivace a komunikace obrázků (PACS).[6] Také se nazývá fotostimulovatelná fosforová (PSP) radiografie na desce nebo počítačová rentgenografie[7] (nezaměňovat s počítačová tomografie který využívá počítačové zpracování k převodu více projekčních rentgenových snímků na a 3D obrázek ).

Po rentgenové expozici se deska (list) umístí do speciálního skeneru, kde latentní obraz je získáván bod po bodu a digitalizován pomocí laser světelné skenování. Digitalizované obrázky se ukládají a zobrazují na obrazovce počítače.[7] Bylo popsáno, že radiografie fosforových desek má tu výhodu, že se vejde do jakéhokoli již existujícího zařízení bez úprav, protože nahrazuje stávající film; zahrnuje však dodatečné náklady na skener a výměnu poškrábaných desek.

Zpočátku byl systémem volby radiografie s fosforovou deskou; brzy DR[je zapotřebí objasnění ] systémy byly neúnosně drahé (každá kazeta stojí 40–50 000 £), a jelikož byla „technologie odnášena k pacientovi“, mohla být poškozena.[8] Protože neexistuje žádný fyzický výtisk a po procesu čtení je získán digitální obraz, CR[je zapotřebí objasnění ] bylo známo[kým? ] jako nepřímá digitální technologie překlenující propast mezi rentgenovým filmem a plně digitálními detektory.[9][10]

Průmyslové využití

Bezpečnostní

Školení a testování materiálu EOD (likvidace výbušného materiálu). 105 mm plášť je rentgenově snímán bateriovým přenosným rentgenovým generátorem a plochým detektorem.

Digitální radiografie (DR) existuje v různých formách (například CCD a amorfní křemíkové snímače) v oblasti bezpečnostní rentgenové kontroly již více než 20 let a neustále nahrazuje použití filmu pro kontrolní rentgenové záření v oblasti bezpečnosti a nedestruktivní testování (NDT) pole.[11] DR otevřela příležitost pro bezpečnostní NDT průmysl díky několika klíčovým výhodám, včetně vynikající kvality obrazu, vysoké POD (pravděpodobnost detekce), přenositelnosti, šetrnosti k životnímu prostředí a okamžitého zobrazování.[12]

Materiály

Nedestruktivní testování materiálů je životně důležité v oblastech, jako je letecký a kosmický průmysl a elektronika kde je integrita materiálů zásadní z bezpečnostních a nákladových důvodů.[13] Mezi výhody digitálních technologií patří schopnost poskytovat výsledky v reálném čase.[14]

Dějiny

Přímý rentgenový zobrazovací systém (DXIS) - zobrazení v reálném čase

Klíčový vývoj

1983Systémy radiografie stimulované fosforem byly poprvé uvedeny do klinického použití společností Lékařské systémy Fujifilm.[15][16][17]
1987Digitální rentgen ve stomatologii poprvé představen jako „RadioVisioGraphy“.[18]
1995Francouzská společnost Signet představuje první dentální digitální panoramatický systém.[19]
Byly zavedeny první detektory amorfního křemíku a amorfního selenu.[20][21]
2001První komerční nepřímý CsI FPD pro mamografie a obecná rentgenografie zpřístupněna.[22]
2003Bezdrátové detektory CMOS pro zubní práce byly poprvé zpřístupněny společností Schick Technologies.[23]

Viz také

Reference

Prostředky knihovny o
Digitální rentgen
  1. ^ Marchiori, Dennis M. Klinické zobrazování: s diferenciály skeletu, hrudníku a břicha. Elsevier Mosby, 2014.
  2. ^ Neitzel, U. (17. května 2005). "Stav a vyhlídky technologie digitálních detektorů pro ČR a DR". Dozimetrie radiační ochrany. 114 (1–3): 32–38. doi:10.1093 / rpd / nch532. PMID  15933078.
  3. ^ A b Lança, Luís; Silva, Augusto (2013). "Digitální radiografické detektory: technický přehled". Digitální zobrazovací systémy pro prostou rentgenografii. New York: Springer. s. 14–17. doi:10.1007/978-1-4614-5067-2_2. hdl:10400.21/1932. ISBN  978-1-4614-5066-5.
  4. ^ Ristić, Goran S (2013). „Digitální rentgenové detektory s plochým panelem“ (PDF). Třetí konference o lékařské fyzice a biomedicínském inženýrství, 18. – 19. Října 2013. Skopje (Makedonie, Bývalá jugoslávská republika). 45 (10): 65–71.
  5. ^ Verma, BS; Indrajit, IK (2008). „Dopad počítačů na rentgenografii: nástup digitální rentgenografie, část 2“. Indian Journal of Radiology and Imaging. 18 (3): 204–9. doi:10.4103/0971-3026.41828. PMC  2747436. PMID  19774158.
  6. ^ A b Benjamin S (2010). „Radiografie s fosforovou deskou: nedílná součást bezfilmové praxe“. Dent dnes. 29 (11): 89. PMID  21133024.
  7. ^ A b Rowlands, JA (7. prosince 2002). "Fyzika počítačové rentgenografie". Fyzika v medicíně a biologii. 47 (23): R123-66. doi:10.1088/0031-9155/47/23/201. PMID  12502037.
  8. ^ Freiherr, Greg (6. listopadu 2014). „Eklektická historie lékařského zobrazování“. Zprávy o zobrazovacích technologiích.
  9. ^ Allisy-Roberts, Penelope; Williams, Jerry R. (2007-11-14). Farrova fyzika pro lékařské zobrazování. Elsevier Health Sciences. str. 86. ISBN  978-0702028441.
  10. ^ Holmes, Ken; Elkington, Marcus; Harris, Phil (10.10.2013). Clarkova základní fyzika v zobrazování pro rentgenery. CRC Press. str. 83. ISBN  9781444165036.
  11. ^ Mery, Domingo (2015-07-24). Počítačové vidění pro rentgenové testování: zobrazování, systémy, databáze obrazů a algoritmy. Springer. str. 2. ISBN  9783319207476.
  12. ^ „Recenze digitální radiografie ve službách letectví a kosmonautiky“. Vidisco. Citováno 2012-09-27.
  13. ^ Hanke, Randolf; Fuchs, Theobald; Uhlmann, Norman (červen 2008). "Metody nedestruktivního testování a charakterizace materiálu založené na rentgenovém záření". Jaderné přístroje a metody ve fyzice Výzkum sekce A: Urychlovače, spektrometry, detektory a související zařízení. 591 (1): 14–18. doi:10.1016 / j.nima.2008.03.016.
  14. ^ Ravindran, V R (2006). Digitální radiografie pomocí detektoru plochého panelu pro nedestruktivní hodnocení komponent vesmírných vozidel (PDF). Národní seminář o nedestruktivním hodnocení. Hyderabad: Indická společnost pro nedestruktivní testování.
  15. ^ Sonoda, M; Takano, M; Miyahara, J; Kato, H (září 1983). "Počítačová radiografie využívající skenovací laserem stimulovanou luminiscenci". Radiologie. 148 (3): 833–838. doi:10.1148 / radiology.148.3.6878707. PMID  6878707.
  16. ^ Bansal, G J (1. července 2006). „Digitální rentgen. Porovnání s moderním konvenčním zobrazováním“. Postgraduální lékařský deník. 82 (969): 425–428. doi:10.1136 / pgmj.2005.038448. PMC  2563775. PMID  16822918.
  17. ^ Mattoon, John S .; Smith, Carin (2004). „Průlomy v rentgenové počítačové radiografii“. Kompendium. 26 (1). Počítačová radiografie (CR) zavedená v 80. letech společností Fujifilm Medical Systems ...
  18. ^ Frommer, Herbert H .; Stabulas-Savage, Jeanine J. (2014-04-14). Radiologie pro zubního profesionála - elektronická kniha. Elsevier Health Sciences. str. 288. ISBN  9780323291156.
  19. ^ Nissan, Ephraim (15.06.2012). Počítačové aplikace pro vyřizování právních důkazů, policejní vyšetřování a argumentaci. Springer Science & Business Media. str. 1009. ISBN  9789048189908.
  20. ^ Zhao, Wei; Rowlands, J. A. (říjen 1995). „Rentgenové zobrazování pomocí amorfního selenu: Proveditelnost samonaskenovaného detektoru plochého panelu pro digitální radiologii“. Lékařská fyzika. 22 (10): 1595–1604. doi:10.1118/1.597628. PMID  8551983.
  21. ^ Antonuk, LE; Yorkston, J; Huang, W; Siewerdsen, JH; Boudry, J. M.; el-Mohri, Y; Marx, M V (červenec 1995). „Plochý, amorfní křemík, digitální rentgenový snímač v reálném čase“. RadioGrafika. 15 (4): 993–1000. doi:10.1148 / rentgenografie.15.4.7569143. PMID  7569143.
  22. ^ Kim, HK; Cunningham, I A; Yin, Z; Cho, G (2008). „O vývoji detektorů digitální rentgenografie: recenze“ (PDF). International Journal of Precision Engineering and Manufacturing. 9 (4): 86–100.
  23. ^ Berman, Louis H .; Hargreaves, Kenneth M .; Cohen, Steven R. (2010-05-10). Cohen's Pathways of the Pulp Expert Consult. Elsevier Health Sciences. str. 108. ISBN  978-0323079075.