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时间:2019-02-19
《乳腺x线机自动曝光控制系统分析》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、前言乳腺疾病是女性常见病、多发病。乳腺癌是成年女性最常见的恶性肿瘤之一,其发病率在欧美地区显著高于亚洲、非洲。近年来,我国乳腺癌的发病率迅速增高,已成为女性发病率最高的恶性肿瘤【I】。在上海,1972.1974年乳腺癌的世界人口标化发病率是18.3/10万,1990—1992年上升为27.2/10万。在全国范围内,乳腺癌占妇女恶性肿瘤的6.1%.17.4%,且发病率逐年上升,平均年增长率为2.3%【21。乳腺癌治疗后生存率高,早期检出、早期诊断、早期治疗是提高生存率的重要因素,影像学检查是早期检出、早期诊断的重要手
2、段。影像学检查的方法有:X线摄影(铝靶摄影),超声,计算机热成像,CT,同位素和MRI,其中乳腺X线摄影检查方便经济,在乳腺癌普查、诊断、随访中起重要作用,是发现早期乳腺癌的有效手段之一,具有较高的敏感性,可检出隐匿性及微小病灶,并且在良恶性肿瘤鉴别方面有着明显的优势,是当今世界普遍接受的普查方法。良好的X线乳腺照片成像质量对乳腺疾病的诊断起着重要作用【3,41。适宜的胶片密度可以提高乳腺癌的检出率‘51,AEC根据乳腺压迫后的厚度和致密程度,设定曝光参数,如kV、mA值,阳极和滤过板的类型等,并实时检测曝光量积累
3、情况进行自动曝光控制。可以起到防止过度曝光或曝光不足,提升影像质量等效果。继1895年伦琴发现X射线之后,Dr.A.Salomon于1913年首次用普通X线机(钨靶)做乳腺X线摄影实验,摄取标本3000例。Dr。StaffordWarren在1930年首次将乳腺X线摄影应用于临床,法国医生Gros于l969年首创钼靶X线机,这是乳腺摄影的一次关键性突破。90年代后期研发出数字乳腺X线摄影系统,随后计算机辅助检测(CAD)、三维乳腺摄影技术、数字合成体层成像等技术逐渐应用于乳腺X线检查。AEC与压迫器、虑线器等同期被
4、应用于乳腺钼靶X线摄影,伴随着乳腺X线摄影设备的发展,AEC技术也不断进步和完善。早期乳腺摄影AEC单点采样,仅作为光电计时器对曝光时间控制,使用积分比较等模拟电路控制技术。由于探测器、微电子技术、计算机技术的进步,多点采样、智能化控制等技术被逐渐应用于乳腺X线机AEC。乳腺X线机AEC由探测器、控制电路等构成。探测器位置一般放置在4暗盒后,采样点数量分为单点和多点,采样点和采样位置可手动或自动选择。控制电路主要由探测器信号检测电路、A/D转换、微处理器、通信控制单元等组成。AEC常用以下三种控制方式:(1)半自动
5、方式,根据乳腺被压迫后的厚度,人工选择kV值和靶一滤过板类型,曝光开始后设备自动控制所需的mAs值,保证在不同情况下胶片或探测器受光量的一致性。(2)全自动方式,根据乳腺被压迫后的厚度和压力自动控制kV值和靶~滤过板类型,曝光开始后设备自动控制所需的mAs值。(3)预曝光方式,在乳腺被压迫后根据其厚度和一次短时间预曝光检测的密度修正曝光条件,即kV、靶~滤过类型等,进行正式曝光并自动控制所需的mAs值。尽管乳腺AEC的研究和发展在国外已有多年历史,技术相对成熟,但均属国外各公司内部技术,微电脑控制的智能乳腺AEC系
6、统具体设计和实现方法的核心技术未见公开资料。国内仅见部分学者对常规摄影探测器和自动曝光控制的研究Io√J,未见针对乳腺AEC的相关研究报道。随着综合国力的增强,国内已有数家高频乳腺X线机生产厂商,但这些厂商的或者由于不掌握乳腺AEC核心技术尚未为自己的产品配置AEC功能,或者仅采用经典的积分比较模拟控制方式,仅能实现曝光时间自动控制,且控制效果欠佳,也有部分厂商引进国外的AEC模块,价格相对昂贵,无疑过多增加生产成本。AEC装置采用的探测器主要有电离室型,闪烁晶体加光电倍增管型,闪烁晶体加半导体型,半导体型。但目前
7、应用于乳腺AEC的探测器或者是由X线机厂商专门针对其产品研制,市场无法购得,或者价格昂贵,或者需要高精度的高压偏置电源,导致成本过高,后续电路结构复杂等。由于乳腺X线摄影为利用软X线对乳房等特定软组织摄影,对探测器的性能、探测器布局,控制曝光的算法、方式等与常规摄影不同。本课题的目的在于筛选出性能良好,价格相对低廉,后续电路相对简单可靠,适于乳腺AEC的半导体探测器,结合微电子和单片机技术,设计实现一种智能化AEC系统,并在国产高频乳腺X线机上进行调试验正,以期实际应用于高频乳腺X线摄影中。材料和方法一、乳腺X线摄
8、影和半导体探测器相关基础l乳腺X线摄影乳腺X线摄影与普通X线摄影类似,均为利用X线管发出的混合线束,只是阳极靶物质一般采用原子序数为42的钼。钼靶X线管在管电压高于20kV时,除辐射连续X线外,还能辐射出能量为17.4keV和l9.6keV的特征X线。乳腺摄影主要应用钼靶辐射的特征X线,这种波长的特征射线可以使乳腺组织产生较好的对比度,有利于乳腺结构的显示。
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