如何正确评价DR的成像能力.docx

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1、如何正确评价DR的成像能力影像质量是影像设备的核心。DR机器的一切设计都是围绕着如何提高图像的分辨力来展开的，也就是如何提高医生对DR图像细节的辨别能力。（请注意这里提到的分辨力和后面提及的分辨率完全是两个概念）。目前市场有些厂家推出1600万像素的DR，热衷于炒作探测器的像素矩阵越大影像质量越好，这事实上是完全违背物理学的基本原理的。如何正确评价一台DR设备的成像能力好坏呢？在此，我们来探讨一下。1．空间分辨率空间分辨率指单位宽度内的分辨图像细节的能力。通常是以在单位宽度范围内能够分辨清楚线条的能力来表示，单位是“线对/毫米”（LP

2、/mm）。一个线对由一根线条和一个间距组成，且间距的宽度等于线条的宽度。在单位宽度范围内能够分辨清楚线对数越多，表示空间分辨率越高。空间分辨率可用分辨率测试卡直接测出。空间分辨率与像素尺寸有密切关系。像素尺寸实际上应是像素间距，是指相邻两个像素中心的间距。从理论上来说，像素尺寸越小，空间分辨率大。其数值可用1除以2倍的像素尺寸来计算，如像素尺寸为143um×l43um时，空间分辨率为1000÷（2×143）或者1÷（2×143×10-3）=3.5LP／mm，139um×l39um时为3.6LP／mm，200um×200um时为2.5L

3、P／mm。这里还需要解释一下像素矩阵的概念。所有像素的阵列称为像素矩阵。像素矩阵的大小与平板尺寸和像素尺寸的大小有关，其大小为平板的有效尺寸除以像素尺寸。例如，平板尺寸为35.56cm×43.18cm（即14英寸×17英寸），像素尺寸为139um×139um时，像素矩阵为2.5k×3k（≈7.5M），(即35.56cm/139um×43.18cm/139um=2558×3106)此即国内称为“七百五十万像素”的来由，当然这种称法是不够准确全面的。但也正因为如此，某些厂家鼓吹1600万像素的探测器产生的图像就一定比低像素矩阵探测器清晰。

4、这事实上是完全违背X射线成像基本原理的。诚然，从理论上说，像素尺寸越小，单位面积内像素数量越多，空间分辨率就越大，分辨细节的能力就越强，图像越清晰。但是空间分辨率的提高不是无限的，其与探测器对X线光子的检测灵敏度、信噪比、动态范围等都有密切关系。大家知道，在探测器面积一定的条件下为了增加空间分辨率，只好减小像素颗粒尺寸（即降低单位像素面积）、增加像素密度（即增加单位面积内的像素数量，也就是增加像素矩阵大小）。但我们知道单位像素的面积越小，就会使每一像素检测到的X线光子数大大减少，也就是说像素的有效因子减少，每个像素的感光性能越低，每一

5、像素点的信噪比降低，动态范围变窄。对于那些本身对比度很低的小物体，比如说和周边组织密度相差不大的病灶，就很难检测出来。因此这种减小像素尺寸的方法来增大图像分辨率的方法必须运用得当，也就是说通过减小像素尺寸的方法不可能无限制地增大分辨率。还一个更重要的原因是，像素过小或单位面积内像素过多会引起图像噪声急剧增大，导致图像质量的急剧恶化，最终即使增加了的空间分辨率又会被因此带来的噪声淹没，而要弥补此问题的唯一办法只能是增大X线曝光剂量。这恰恰是与X线影像技术的发展相违背的。事实上，即使大幅增加X线曝光剂量也不能非常有效地解决信噪比下降所带来

6、的图像质量问题。因此单有高像素矩阵的探测器并不意味着有更高的发现病变的能力。科学家早已经发现，调节好像素大小和噪声之间的平衡是探测器成功的关键。科学家们数十年的研究和实践表明，理想的像素尺寸大致在140-200μm之间。在此范围内方有可能得到最佳图像质量。像素尺寸过大，则空间分辨率太低，不适合医学诊断。像素尺寸过小，则信噪比降低，图像噪声加大。非晶硒平板探测器的像素尺寸为139μm，这已经是目前业界探测器生产商在保证图像质量的同时可以做到的极限了。现在再来看看目前市场上热衷炒作的1600万像素（即4K×4K）DR。这种设备探测器像素尺

7、寸的大小为108μm，单从技术指标角度计算，可知它的空间分辨率可以达到4.6LP/mm。厂家因此大肆炒作该设备像素矩阵业界最高、空间分辨率业界最高等等，有意误导用户宣传该设备因此影像质量最好，而对因像素尺寸太小导致信噪比大大降低、图像噪声增加却避而不谈。此外厂家为了改善影像质量问题，在设计上大大提升了X线的投照剂量，这点也避而不谈，这事实上是欺骗消费者的行为，会大大增加医技人员、患者的X射线损伤。这点我们从某厂家的brochure上就可以得到佐证。该厂家提出所谓的“POD(PixelOptimizedDose)”技术，称“通过软件控制

8、，使CCD的有效像素发生改变，而形成两种摄像方式，即HR(HighResolution)高分辨率方式和HE(HighEfficiency)高效率方式。HR方式时，CCD的全部1600万像素全部参与成像，分辨率高；HE方式